蒸汽和冷凝水手冊(cè)14

1、之前已經(jīng)了為什么要回收冷凝水，一般需要把冷凝水用泵到鍋爐給。在使用何種形式的泵回收冷凝水之前，先介紹泵的一些基本術(shù)語(yǔ)。泵的術(shù)語(yǔ)氣化壓力 - 在特定溫度下液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的壓力，換而言之，液體開(kāi)始沸騰的壓力。水在100，大氣壓下將會(huì)沸騰。在170，7 bar g時(shí)將會(huì)沸騰。在90，0.7 bar g時(shí)將會(huì)沸騰。當(dāng)用水泵泵送冷凝水時(shí)，氣化壓力是一個(gè)非常重要的考慮。冷凝水的溫度通常接近飽和溫度，使用離心泵就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)殡x心泵會(huì)在葉輪的中心處產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū)，這樣才能產(chǎn)生吸附作用，把液體吸進(jìn)泵內(nèi)。雖然壓降不是很大，但由于冷凝水已接近飽和溫度，所以還是有一部分冷凝水閃蒸成蒸汽。這些氣泡所占的體積比質(zhì)量相

2、等的水的體積要大得多，氣泡經(jīng)過(guò)葉輪后會(huì)到葉輪的出口側(cè)，壓力增加，超過(guò)一定限度后，氣泡瞬時(shí)破裂，冷凝水迅速補(bǔ)充該位置，同時(shí)伴隨著噪聲和較大的破壞性，這就是“汽蝕”。汽蝕時(shí)產(chǎn)生的噪聲就像打磨砂石，將損壞泵內(nèi)的。所以建議，如果使用電動(dòng)泵泵送冷凝水，那么在大氣壓下的冷凝水溫度不要超過(guò)98，一些泵要限制在94或96以下，這取決點(diǎn)于泵的設(shè)計(jì)情況、轉(zhuǎn)速和泵的高度。壓頭(h) - 壓頭用于描述某一處流體自身的勢(shì)能。有幾種壓頭形式：壓力頭、靜壓頭和摩擦力壓頭，靜壓頭和壓力頭實(shí)質(zhì)上是一回事，只不過(guò)不一樣，壓力頭的測(cè)量是Pa或bar g，而靜壓頭的的測(cè)量是m。對(duì)于水來(lái)說(shuō)10m的靜壓頭接近1 bar g的壓力壓頭(見(jiàn)

3、圖14.4.1)。壓力頭(hp) - 壓力頭就是指某點(diǎn)的流體壓力，例如：泵需要克服30m的靜壓頭排放水，大概相當(dāng)于3 bar g的壓力頭，泵的充水壓頭為1m，大概等于0.1 bar的壓力頭(見(jiàn)圖14.4.2)。靜壓頭(hs) - 靜壓頭是相對(duì)于某一基準(zhǔn)點(diǎn)處液體的垂直高度，下面的例子就解釋了靜壓頭。如圖14.4.2所示，泵的進(jìn)口靜壓頭（吸入壓頭或流水壓頭）為1m, 排水壓頭為30m。請(qǐng)注意，所要泵送的水位置必須比水泵要高（稱為灌注吸入）。10 m0.1 bar g1 bar g1 m圖14.4.1 水的靜壓頭集集靜高度30m注水高度靜吸入壓頭1m圖14.4.2 吸入、輸送及泵壓14.4.2凈靜壓

4、差 - 這要看使用的是離心泵，還是機(jī)械泵。如果是離心泵 (見(jiàn)圖14.4.3), 則凈靜壓差就是指吸入壓頭和泵后壓頭的壓差。收集凈靜壓頭29 m靜高度 30 m集靜吸入壓頭1 m泵圖14.4.3 離心泵的靜壓差如果是機(jī)械泵（見(jiàn)圖14.4.4）吸入壓頭僅是提供充滿水泵的能量，泵排水時(shí)該吸入壓頭不起任何作用，靜壓差也就是泵后壓頭。收集靜高度 30 m收集注水高度靜吸入壓頭1 m圖14.4.4 機(jī)械泵的靜壓差等于泵后靜壓頭摩擦壓頭(hf) - 當(dāng)驅(qū)動(dòng)流體沿管道這已經(jīng)在10.2節(jié)管道和管道選型中詳細(xì)時(shí)，摩擦壓頭 (由摩擦而引起的壓力損失) 是在所難免的，過(guò)了。采用第4章流量計(jì)和第10章蒸汽分配中使用的步

5、驟計(jì)算壓力損失，但通常使用最多的還是液體流量、管道直徑和速度之間的關(guān)聯(lián)表。為更精確些，各種管道附件對(duì)流體的阻礙作用也應(yīng)該考慮進(jìn)去，所以查表時(shí)，要用管道的等效長(zhǎng)度（由于管道附件的阻礙作用，管道的等效長(zhǎng)度比實(shí)際長(zhǎng)度要長(zhǎng)）。由于管道附件阻礙流體的原因，附件的等效長(zhǎng)度和實(shí)際管道長(zhǎng)度相加即為總的等效長(zhǎng)度，一般情況下額實(shí)外際增應(yīng)加用的中這可段這管樣道計(jì)等算效長(zhǎng)度都會(huì)小于管道實(shí)際長(zhǎng)度的10%。14.4.3等效長(zhǎng)度 (le) = 實(shí)際長(zhǎng)度+10%在大多數(shù)情況下，蒸汽設(shè)備工程師設(shè)計(jì)布置有泵的系統(tǒng)時(shí)，都會(huì)考慮合適的安裝將始終用上面的式子計(jì)算管道的等效長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算摩擦損失。，請(qǐng)記住，本章由于摩擦而引起的壓力損失，

6、很大程度上取決于管道中水的流速，更簡(jiǎn)單的說(shuō)，摩擦壓頭和流速的平方成正比。表14.4.1就給出了不同流量和管徑下的摩擦壓頭。表14.4.1中水的流量(kg/h)例 14.4.1泵后冷凝水管道為50mm，29m排至開(kāi)式水槽中，管道長(zhǎng)度為150m，流量為5000kg/h，確定：(A) 摩擦力引起的壓頭損失？(B) 總的壓頭?A - 計(jì)算摩擦壓頭總等效長(zhǎng)度為 (le) = 150 +10 % = 165 m由 表14.4.1可以看到50mm的管道輸送5004kg/h的冷凝水，將會(huì)產(chǎn)生1.0m bar/m的摩擦壓降，雖然可以用插值的方法獲得更精確的值，但由于該例中的流量接近這個(gè)值，所以就采用1m bar

7、/m。因此由于摩擦而引起的壓力損失為：165 x 1 mbar/m = 165 mbar (0.165 bar)1 bar相當(dāng)于10m水柱，所以摩擦壓頭又為:0.165 bar x 10m/bar = 1.65 mB - 總的壓頭也就是水泵需要克服的總壓力式中:hd hs hfhp=總壓頭；由于泵后產(chǎn)生的靜壓頭；摩擦壓頭；冷凝水系統(tǒng)的壓力(該例中，由于冷凝水排向開(kāi)式水槽，所以為0)。14.4.4總壓頭 (hd) = hs + Hf + hp公式14.4.1壓力降管道口徑 (mm)Pa / mmbar/m15202532405065801001001.0018442578817242632500

8、41015215768319321141.1832279010841168283424753661181.189028305443110221705534746總排放壓力注水高度圖14.4.5 機(jī)械泵的靜壓頭等于靜壓頭代入數(shù)值后得:所需的總壓頭hd hd=泵后靜壓頭 + 摩擦壓損 29m + 1.65m30.65 m電動(dòng)離心式冷凝水泵泵的工作原理液體被泵導(dǎo)入轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪的中心或內(nèi)，液體經(jīng)過(guò)葉輪推動(dòng)，產(chǎn)生一定的速度向葉輪外側(cè)。應(yīng)用場(chǎng)合當(dāng)輸送的液體流量比較大時(shí)，適合使用電動(dòng)水泵，通常電動(dòng)水泵是一個(gè)整體單元，用于冷凝水回收的電動(dòng)水泵稱為CRU, CRU 包括：集?？扛袘?yīng)探頭或浮球控制的控制系統(tǒng)。一個(gè)或二

9、個(gè)電泵。CRU的瞬時(shí)流量可達(dá)到集量來(lái)計(jì)算。回收冷凝水量的1.5倍，當(dāng)計(jì)算排放管的摩擦損失時(shí)，必須按照這個(gè)流雙泵單元中，需采用串級(jí)控制系統(tǒng)，這樣冷凝水較少時(shí)只運(yùn)行其中一臺(tái)，冷凝水較多時(shí)，中的液面會(huì)上升，上升到一定程度，另一臺(tái)會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行。這種控制系統(tǒng)，也可允許當(dāng)一臺(tái)泵出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)自動(dòng)投入運(yùn)行。由于泵的泵水量為冷凝水回收水量的1.1倍，使得排放管的口徑可以選小些。非常重要的是需要參照泵的制造商提供的泵的排水量，否則就可能導(dǎo)致泵的出口排放管選型過(guò)小。排空冷凝水液位感應(yīng)器帶U型水封的溢流管離心泵冷凝水排放離心泵圖14.4.6 典型的電泵回收單元 (CRU)冷凝水運(yùn)動(dòng)方向集14.4.5電動(dòng)冷凝水

10、回收單元的選型確定電動(dòng)冷凝水回收單元的口徑，首先需要知道：運(yùn)行時(shí)，回收至集的冷凝水量；冷凝水的溫度，不要超過(guò)制造商所規(guī)定的汽蝕溫度值，通常制造商會(huì)有不同的葉輪適應(yīng)不同的溫度范圍，例如90, 94 和98；泵需要克服的總的壓力，由現(xiàn)場(chǎng)條件決定；泵的排量以確定泵后回收管道的口徑 - 應(yīng)認(rèn)真閱讀制造商的數(shù)據(jù)資料。例14.4.2為電動(dòng)冷凝水回收單元的排放管道選型這里:冷凝水溫度 = 94冷凝水量 = 1 000 kg/ h靜高度 (hs) = 30 m管道長(zhǎng)度 = 150 m冷凝水背壓 = 只有摩擦損失 (hf)可使用制造商提供的選型圖，首先確定冷凝水回收單元，例如圖14.4.7，由該圖可知CRU1為

11、最初選擇。CRU1CRU2CRU3冷凝水溫為94下的冷凝水圖14.4.7 典型的電泵冷凝水回收單元的選型由圖14.4.7, CRU1在提供最大揚(yáng)程35m的情況下最多能處理2000kg/h的冷凝水量。然而，CRUs常間歇性工作，對(duì)一定量的冷凝水，泵工作時(shí)輸送的冷凝水量通常較大，認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)很重要。一般泵制造商的數(shù)據(jù)資料都表明，泵的實(shí)際排量為需要處理的冷凝水量的1.5倍，即：實(shí)際泵的排量 =1.5 x 2000kg/h = 3000kg/h泵壓的頭（揚(yáng)程） (m)14.4.6所以要用3000kg/h, 確定泵后排放管的口徑?，F(xiàn)在就可以計(jì)算回收管的最佳了。實(shí)際管道長(zhǎng)度 = 150 m等效管道長(zhǎng)度 =

12、 150 m + 10% = 165 m算管道中的摩擦壓頭 (hf)可在100200Pa/m壓降內(nèi)選擇一摩擦損失后就可以確定泵的排放管口徑。由壓降表14.4.2可以看出 ，對(duì)于3000kg/h, 壓降100200Pa/m, 40mm口徑的管道足夠了表14.4.2 不同管徑的流量和壓降關(guān)系表(kg/h)可根據(jù)表14.4.2用插值的方法確定管道口徑為40mm，流量3000kg/h的壓降為128Pa/m。摩擦損失壓頭 (hf)hf hf=128 Pa / m x 165 m21000 Pa約2.1 m確定總的壓頭hs + hf = hd,這:hs =靜壓頭 30 m (給定) hf = 2.1 mh

13、d = 30 m + 2.1 m=32.1 m壓力進(jìn)行校核，確定是能克服該壓頭進(jìn)行泵水，由圖還要根據(jù)供應(yīng)商的選型圖對(duì)32.1m的總14.4.7可知該$36能克服35m的壓頭，如果泵后壓頭超過(guò)了35m，就要重新計(jì)算，選擇更大口徑的管道了，或需要選擇揚(yáng)程更大的$36。一種確定泵后輸送管道口徑的方法由于靜壓頭（hs）為30m，而$36的設(shè)計(jì)壓頭為35m，5m的壓頭用以克服摩擦損失（hf），也可能選擇一個(gè)較小口徑的管道，但是摩擦損失較大。但是設(shè)計(jì)衡量最初入成本的約和加的運(yùn)行成本。當(dāng)然也需要較驗(yàn)流速，低于100時(shí)，流速過(guò)3m/s。表14.4.2表明，如果選擇32mm口徑的管道，流量為3000kg/h時(shí)摩

14、擦壓損為286Pa/m，流速大概為1m/s，低于3m/s，所以說(shuō)選擇合適。hf 是 286 Pa / m x 165 m=47 190 Pa (或 4.72 m)hs + hf30 + 4.72 m34.72 m因此，所需的總的壓頭 (hd)hd hd$361中泵的壓頭為35m，所以32mm的管道能夠使用。但是從實(shí)際應(yīng)用的點(diǎn)看，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的限值和實(shí)際靠得近是不合理的，所以在該例中，40mm口徑的管道可能更為可靠。14.4.7壓 降管 徑15 mm20 mm25 mm32 mm40 mm50 mm65 mm80 mm100 mmPa / m100 0mbar/ m1 0000.15 m/ s0.1

15、5 m/ s0.3 m/ s31 9321844257881 7242 6325 00410 152 15 768120.0140.0160.0.0200.01.2001.4001.6001.8002.0002024728711 8972 8985 50811 196 17 35235 10038 1602205112345479432 0593 1435 9761 0152 2103 3736 40812 132 18 79212 996 2013 824 21 42014 580 22 6442525831 0802 3543 5896 80443 2001.545 720m/ s2666

16、1917 200表14.4.2滿管道的摩擦壓損 (流量為kg/h)14.4.8流量kg/ h管道口徑 15 mm20 mm25 mm32 mm40 mm50 mm65 mm80 mm100 mmPa / mmbar/ m0.15 m/ s0.15 m/ s0.3 m/ s10.012.515.017.520.022.525.027.530.032.535.037.540.042.545.047.550.052.555.057.560.062.565.067.570.072.575.077.580.082.585.087.590.092.595.097.5100.0120.0140.0160.0

17、.0200.0220.0240.0260.0280.0300.00.1000.1250.0.0.2000.2250.2500.2750.3000.3250.3500.3750.4000.4250.4500.4750.5000.5250.5500.5750.6000.6250.6500.6750.7000.7250.7500.7750.8000.8250.8500.8750.9000.9250.9500.9751.0001.2001.4001.6001.8002.0002.2002.4002.6002.8003.00050119223581332524907561 4472 9664 64455

18、48531 6343 3485 2209 43210 65611 73612 74413 6806169431 8073 7085 7604 0326 26476798390946701 0261 9661763287201 1052 1134 3206 73216414 5800.515 408m/ s16 20016 95617 71218 43219 11619 76420 41221 02421 63622 21222 78823 36423 90424 44424 98425 48825 99226 49627 00027 46827 9721983718141 2492 3874

19、8607 5962093898571 3142 5135 1127 9929001 3792 6325 3648 3529401 4402 7475 6168 712220410972304281012414461042484641122594799791 4982 8585 8329 0729 3969 72010 04410 36810 65610 94411 23211 52011 80812 06012 31212 60012 85213 06813 32013 57213 78814 25614 47214 72414 94015 15615 37215 55215 76817 35

20、21 0151 5552 9661 0511 6093 0711 0871 6633 1751 1231 7173 272116 0486 2646 4806 6606 8767 0567 2367 4167 5967 7767 9208 1008 5688 7488 8929 0369 1809 3249 4689 6129 7569 90010 04410 15211 1961152661192771222844975115261262921302991303065405585725835986126261 2201 8651 2491 9121 2821 9581 3102 0021 3

21、392 0481 3682 0921 39721 42221 4512 2181 4762 2573 5533 6363 7443 8163 8883 9964 2124 2844 3564 4644 5364 6084 6804 7164 7884 8604 9325 0045 5085 9766 4086 8041333173243313381371401441483466373536523566623646773716883786983857093897243967344037454077564147674217784257881511511551581 5052 2971 5302 3

22、361 5552 3721 5802 4121 6062 4481 6272 4881 6522 5241 6782 5601 6992 5961 7242 6321 8972 8982 0593 1432 2103 3732 3543 5892 6173 9962 7404 1762 8554 35616228 872m/ s29 34029 77230 24030 67231 10431 50031 93235 10038 1601661661691731761761801842024728712205112345479431 0151 08011 2021 2561 3101 3641

23、41512 132 18 79212 996 2013 824 21 42025226628128830631758361965268071374276743 2001.545 720m/ s47 88050 40052 20054 3607 20014 580 22 6447 56015 336 23 7607 92016 056 24 8768 24416 740 25 9202 9704 5368 56817 388 26 9283313 0784 6808 89218 000 27 90056 160機(jī)械式冷凝水泵工作原理機(jī)械式冷凝水泵包含一積較大泵體，冷凝水靠重力流入泵體。泵體有浮球

24、通過(guò)彈簧機(jī)構(gòu)控制著一套轉(zhuǎn)換閥。冷凝水進(jìn)入泵體后，水面上升時(shí)浮球浮起，浮球浮到一定程度后，觸發(fā)彈簧機(jī)構(gòu)，使得排氣閥關(guān)閉，進(jìn)汽閥打開(kāi)，利用蒸汽的壓力推動(dòng)冷凝水排出。冷凝水排出后浮球下降，觸發(fā)機(jī)構(gòu)使得蒸汽進(jìn)口閥關(guān)閉，排氣閥打開(kāi)，泵體內(nèi)重新開(kāi)始充注冷凝水。泵的都安裝有止回閥，保證泵工作時(shí)冷凝水換正確方向的。當(dāng)泵動(dòng)作后排放冷凝水時(shí)，上面的集水罐冷凝水。冷凝水排空動(dòng)力蒸汽集水罐冷凝水出口泵圖14.4.8 典型的機(jī)械泵冷凝水回收單元(MFP)該泵的應(yīng)用場(chǎng)合：通常，機(jī)械泵的排量低于電動(dòng)泵，但是特別適合應(yīng)用于如下場(chǎng)合：冷凝水溫度較高，易引起電動(dòng)泵汽蝕；真空條件下排除冷凝水；設(shè)備空間有限；需要較少的；環(huán)境比較、潮

25、濕；無(wú)電力供應(yīng)；從易發(fā)生失流的溫控設(shè)備中排除冷凝水（詳見(jiàn)13章冷凝水的排除）。有時(shí)候（并不是總是這樣）需要用機(jī)械式水泵代替冷凝水回收單元中的電動(dòng)泵。機(jī)械式冷凝水回收單元包括冷凝水集和泵組單元，無(wú)需其它控制系統(tǒng)機(jī)械泵就能根據(jù)冷凝水量自動(dòng)的工作。隨機(jī)械泵的每個(gè)循環(huán)，集都會(huì)充滿和排空，泵的瞬時(shí)流量大概是進(jìn)入集冷凝水持續(xù)流量的6倍，用以計(jì)算排放管的口徑。選型時(shí)需要參考制造商的泵和排放管的選型資料，圖14.4.10為典型機(jī)械泵選型圖。機(jī)械式冷凝水回收泵的選型確定冷凝水泵的口徑，需要知道： 到達(dá)冷凝水回收箱的最大冷凝水量。動(dòng)力蒸汽和壓縮空氣的壓力，選擇蒸汽還是空氣取決于應(yīng)用條件和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。集到泵的注水壓頭

26、。冷凝水回收系統(tǒng)總的壓頭（背壓）。機(jī)械泵的選型方法因制造商不同而不同，通常建立在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，并轉(zhuǎn)換成一些系數(shù)和計(jì)算圖，通過(guò)例14.4.3，說(shuō)明典型的機(jī)械泵選型方法。（當(dāng)管道長(zhǎng)度不大于100m時(shí)，忽略摩擦損失。）14.4.9例14.4.3 如何確定機(jī)械式冷凝水泵的口徑這里如圖14.4.9所示冷凝水負(fù)荷 動(dòng)力蒸汽壓力=2 100 kg/ h5.2 bar g9.2 m1.7 bar g0.3 m泵后管道高度回收管內(nèi)壓力為1.7 bar g回收管內(nèi)壓力泵的注水高度冷凝水集水管排空9.2 m高度設(shè)備總冷凝水量 2100 kg/h集水罐注水高度0.3 m* 注：機(jī)械泵的動(dòng)力蒸汽未表示出。*動(dòng)力蒸壓

27、力5.2 bar g機(jī)械泵圖14.4.9 機(jī)械泵的選型計(jì)算泵后的總背壓：總背壓=+冷凝水管道壓力注意：由于管道長(zhǎng)度短于100m所以忽略摩擦壓損泵后管道(hs)= 9.2m= 1.7barg=17m= 9.2m+17m26m回收管壓力(hp)總背壓(hd)如圖14.4.10所示，如果動(dòng)力蒸汽壓力為5.2barg，泵后背壓為26m，一臺(tái)DN50的機(jī)械泵能夠泵出2600kg/h的冷凝水。該例中，選用DN50的機(jī)械泵完全可以處理2100kg/h的冷凝水。確定機(jī)械式冷凝水泵的排放管道口徑如果管道長(zhǎng)度短于100m，冷凝水在管道內(nèi)的摩擦力相對(duì)較小，可以和機(jī)械泵的出口同口徑。如果大于 100m，排放管的口徑要

28、大于泵的出口口徑，并要校核管道口徑，見(jiàn)例14.4.4。排放管長(zhǎng)于100m如果輸送管長(zhǎng)于100m，或者冷凝水流量接近泵的最大排量，要校核管道口徑，保證摩擦損失（包括慣性損失）不超過(guò)泵所允許的范圍內(nèi)，慣性損失在例14.4.4中介紹。例14.4.4和例14.4.3中的題設(shè)條件相同，只是管道長(zhǎng)度為250m。例14.4.4 確定輸送管道為250mm的口徑如果動(dòng)力蒸汽壓力為5.2 bar g，泵后背壓為26m，一臺(tái)DN50的機(jī)械泵能夠泵出2600kg/h的冷凝水。由圖14.4.10可確定：泵的實(shí)際冷凝水量=2100kg/h要泵出2100kg/h的冷凝水，泵的最高允許背壓為32m因此所允許的最大摩擦壓損為3

29、2-26=6m(約60000Pa)14.4.10 注：泵按實(shí)際冷凝水負(fù)荷選型DN50 泵排量 (kg / h)圖14.4.10 機(jī)械式冷凝水回收泵的選型圖DN50泵后輸送管超過(guò)100m時(shí)的慣性損失效果在超過(guò)100m的管道內(nèi)充滿了大量液體，泵開(kāi)始工作時(shí)，液體被突然加速會(huì)吸收掉一部分泵的能量，并導(dǎo)致水錘現(xiàn)象和噪聲，這種加速過(guò)程減少一半允許的摩擦損失，因此：總的可允許摩擦損失管道的等效長(zhǎng)度因此，允許的每米最大摩擦損失這種泵的泵送流量為進(jìn)水流量的6倍總的可允許摩擦損失= 50%X60000Pa=30000Pa= 250m+10%=275m= 30000Pa/275m=109Pa/m= 6X2100kg

30、/h =12600kg/h由于摩擦損失為109Pa/m，80mm的口徑的管道能處理12600kg/h的冷凝水，實(shí)際上在摩擦損失為109Pa/m時(shí)能夠流通16480kg/h的冷凝水。通過(guò)表內(nèi)插值計(jì)算，12600kg/h流量，80mm口徑的管道內(nèi)摩擦損失為65Pa/m。滿負(fù)荷運(yùn)行的泵和較長(zhǎng)的管道：在例14.4.4中，圖14.4.10表明，在5.2 bar g的動(dòng)力和26m的背壓情況下能排放2600kg/h的冷凝水量。如果冷凝水量（2500kg/h）接近泵的最大允許量，所以只剩下的較小壓頭用于克服摩擦阻力，對(duì)于同樣是 50mm口徑的機(jī)械泵，就意味著后面的輸送管道要更大些，見(jiàn)例14.4.5。假定例14

31、.4.5和例14.4.4一樣，泵的口徑為DN50，但是需要處理的冷凝水量為2500kg/h，請(qǐng)確定泵后輸送管道的口徑。動(dòng)力介質(zhì)壓力 (bar g) 14.4.11 DN50 排量 (kg / h) 圖14.4.11 機(jī)械泵的選型圖 (DN50)按照冷凝水量為2500 kg/h, 動(dòng)力蒸汽壓力為5.2 bar ，泵的口徑為DN50，查圖14.4.11，得到能克服的背壓為27m，該例中需要克服的背壓為26m。所允許的摩擦損失=27-26=1m1m水壓頭約為9806.65Pa, 每米允許的摩擦損失為 9806.65Pa/275m=35.7Pa/m，50%用于慣性損失，則最大允許的摩擦損失為18Pa/

32、m。和之前一樣，排放管道按照泵出口的瞬時(shí)流量確定口徑，本例中為持續(xù)流量的6倍，即15000kg/h，能夠允許的摩擦損失為18Pa/m。表14.4.2表明，需要大于100m的管道（實(shí)際上需要125mm）才能正常工作。雖然這樣系統(tǒng)能正常工作，但是不經(jīng)濟(jì)，可以考慮采用更大一些的泵和較小的管道。采用較大口徑的泵和較小口徑的管道假定題設(shè)條件和例14.4.4相同，使用口徑為DN80機(jī)械泵，可以克服更高的背壓壓頭，需要口徑小一點(diǎn)的排放管就可以了。動(dòng)力介質(zhì)壓力 (bar g) 14.4.12 DN80 x DN50 排量 (kg / h)圖14.4.12 機(jī)械泵的選型圖 (DN80)圖14.4.12表明口徑是

33、80mm的泵在5.2 bar g的動(dòng)力蒸汽的條件下，能排放2500kg/h的冷凝水，并能克服35m的背壓壓頭。由例14.4.4可知，需克服的揚(yáng)頭=26m 35m9m=882559.9Pa50%X882599.9/275m=160Pa/m。冷凝水的負(fù)荷為2500kg/h，最高允許背壓所允許的摩擦壓頭為35-26考慮慣性損失則每米允許的最大摩擦損失而輸送管道的口徑要能輸送的冷凝水流量6 x 2500kg/h = 15000kg/h，通過(guò)插值計(jì)算，表14.4.2表明口徑是80mm的管道可輸送20160kg/h，允許的摩擦損失為160Pa/m，流速為1m/s。在該例中，由于使用了口徑較大的泵，所以允許

34、泵后的排放管可以小兩號(hào)，流速大約為1m/s，80mm口徑的泵后用80mm口徑的管道即可。注：DN80的泵僅比DN50的泵貴10%, 但是泵后較長(zhǎng)的輸送管口徑，包括管道附件可以更小些，安裝費(fèi)用也會(huì)低些，綜合衡量這樣更合算。冷凝水流速公式14.4.2用以校核冷凝水的流速。動(dòng)力介質(zhì)壓力 (bar g) 14.4.13冷凝水流速 (m/s) =冷凝水流量 (kg/h) x 冷凝水比容 (m3/kg)公式14.4.2 (管道直徑mm)2 x 0.002827kg/hm3/kg冷凝水流速 (m/s) =(mm)20.002827在公式14.4.2中，水的比容為0.001m3/kg，溫度對(duì)水比容的影響不大，

35、所以對(duì)冷凝水管道影響也不大。冷凝水管道的口徑是80mm，校核冷凝水的流速。泵送流量 =冷凝水比容 =管道口徑 =15000 kg/h0.001 m3/kg 80 mm 150000.001 8020.002827冷凝水流速 =冷凝水流速 =0.83 m/ s由表14.4.3，口徑是80mm的冷凝水管道所允許的最高流速為1.8m/s。表 14.4.3 管道的最大流速 (最大摩擦壓損為 450 Pa/m)關(guān)于長(zhǎng)的輸送管道實(shí)際應(yīng)用中的一些問(wèn)題和相關(guān)的解決方法當(dāng)機(jī)械泵泵水時(shí)，長(zhǎng)的輸送管道內(nèi)的水會(huì)獲得動(dòng)能，并沿管道向前運(yùn)動(dòng)，水泵完后泵關(guān)閉，此時(shí)管道中的水，由于動(dòng)能的存在，在一時(shí)間內(nèi)依舊向前運(yùn)動(dòng)，泵后一小

36、段管道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)真空，管道中的水在摩擦損失和壓差的作用下停止運(yùn)動(dòng)同時(shí)反向向后運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生水錘現(xiàn)象和噪聲，根據(jù)管道布置的不同這種情況可能會(huì)很嚴(yán)重，在泵后一段管道長(zhǎng)度（5m8m）再加裝一止回閥，可緩解該問(wèn)題。管線超過(guò)100m泵后一段管道后再安裝1個(gè)止回閥機(jī)械泵圖14.4.13 在機(jī)械泵一段管道長(zhǎng)度后加裝止回閥可減少倒流影響如果允許的話泵后管道最好直接到一定高度，而后沿管道自流而下（見(jiàn)圖14.4.14），如果水平管道的傾斜度使水流克服摩擦阻力（見(jiàn)表14.4.4），所以泵后的背壓就是初始的段?？梢栽诠艿捻敳堪惭b破真空器，不僅可以幫助水流順流而下，而且還會(huì)避免泵工作循環(huán)后水倒流。水平下降管道可能會(huì)遇到些物，

37、見(jiàn)圖14.4.14。物，在高點(diǎn)安裝自動(dòng)排空氣閥可防止空氣氣鎖，幫助水流繞過(guò)14.4.14管徑 mm1520253240506580100流速 m/s0.620.81.01.231.271.51.81.842.4自動(dòng)排汽閥破真空器下降躲避彎管物的機(jī)械泵圖14.4.14 最佳選擇 - 泵后表14.4.4管道傾斜下降用以克服摩擦損失(kg/h)*有1.75m下降25mm的斜度等于1:70。14.4.15克服摩擦所需坡度 mmin 15 m管道口徑 (DN mm)152025324050658010012515 254814030358090719503538580612610229063728425

38、 mmin 10 m59177381694113424494445725715680285764649225 mm in 8 m69204442800131028345148839118159330895386225 mm in 6 m79231503907148732205851952520638376026122325 mm in 5 m8625655310071642355164411056822770418216753825 mm in 4 m9327959810931778387870301152124811459947357125 mm in 3 m1133387301329216

39、8467285271392530073540738935625 mm in 2 m1404199071655269458511061417327374216803911112825mmin1.75m*1524549841793292363271149818756405737370812042625 mm in 1.5 m16549010611932315268041238320185437267937812972525 mmin 1 m206612132424043923848215422251745443199019161476由水平管道引起的背壓?jiǎn)栴}可以參照?qǐng)D14.4.15的布置方式消除，泵后管道直接，水流進(jìn)