蒸汽網(wǎng)路水力計(jì)算

1、蒸汽網(wǎng)路系統(tǒng)一、蒸汽網(wǎng)路水力計(jì)算的基本公式計(jì)算蒸汽管道的沿程壓力損失時(shí)，流量、管徑與比摩阻三者的關(guān)系式如下 R = 6.88X1O-3XKo.25X(G2/pd5.25),Pa/m (9-1)td = O.387XKo.0476G 0.381 / (pR) 0.19,m (9-2)Gt = 12.06X(pR) 0.5Xd2.625 / Ko.125,t/h (9-3)式中 R每米管長(zhǎng)的沿程壓力損失(比摩阻)，Pa/m ；Gt管段的蒸汽質(zhì)量流量，t/h；d管道的徑，m；K 蒸汽管道的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度，m，取K=0.2mm=2X10-4 m； p管段中蒸汽的密度，Kg/m3。為了簡(jiǎn)化蒸汽管道水力計(jì)

2、算過(guò)程，通常也是利用計(jì)算圖或表格進(jìn)行計(jì)算。附錄9-1給出了蒸汽管 道水力計(jì)算表。二、蒸汽網(wǎng)路水力計(jì)算特點(diǎn)1、熱媒參數(shù)沿途變化較大蒸汽供熱過(guò)程中沿途蒸汽壓力P下降，蒸汽溫度T下降，導(dǎo)致蒸汽密度變化較大。2、p值改變時(shí)，對(duì)V、R值進(jìn)行的修正在蒸汽網(wǎng)路水力計(jì)算中，由于網(wǎng)路長(zhǎng)，蒸汽在管道流動(dòng)過(guò)程中的密度變化大，因此必須對(duì)密度 p的變化予以修正計(jì)算。如計(jì)算管段的蒸汽密度P與計(jì)算采用的水力計(jì)算表中的密度p不相同，則應(yīng)按下式對(duì)附 表中查出的流速和比摩阻進(jìn)行修正:hblv h = ( Pb. / P h) , vm/s (9-4)Rh = ( Pb. / P h) - Rb.Pa/m (9-5)式中符號(hào)代表的

3、意義同熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算。3、K值改變時(shí)，對(duì)R、Ld值進(jìn)行的修正對(duì)比摩阻的修正、Pa/m (9-6) TOC o 1-5 h z 當(dāng)蒸汽管道的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度、與計(jì)算采用的蒸汽水力計(jì)算表中的Kb.=0.2mm不符時(shí)，同樣 按下式進(jìn)行修正：ShPa/m (9-6)R =(K / K )0.25 - R sh sh blbl式中符號(hào)代表意義同熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算。對(duì)當(dāng)量長(zhǎng)度的修正蒸汽管道的局部阻力系數(shù)，通常用當(dāng)量長(zhǎng)度表示，同樣按下式進(jìn)行計(jì)算。即Ld = zgd/入二 9.1(d1.25/K0.25)N&(9-7)室外蒸汽管道局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度Ld值，可按附錄5-2熱水網(wǎng)路局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度表示。但因K值

4、不同，需按下式進(jìn)行修正。L =(K / K )0.25 L =(0.5/0.2)0.25 Lsh.dbishbi.dbi.d=1.26- Lmbi.d式中符號(hào)代表意義同熱水網(wǎng)路的水力計(jì)算。當(dāng)采用當(dāng)量長(zhǎng)度法進(jìn)行水力計(jì)算，蒸汽網(wǎng)路中計(jì)算管段的總壓降為AP = R(L + L)= RLPa (9-9)式中 Lzh管段的折算長(zhǎng)度，m?！纠}9-1】蒸汽網(wǎng)路中某一管段，通過(guò)流量G =4.0 t/h，蒸汽平均密度P=4.0 kg/m3。如選用108X4的管子，試計(jì)算其比摩阻R值。如要求控制比摩阻R在200Pa/m以下，試選用合適的管徑。【解】(1)根據(jù)附錄111的蒸汽管道水力計(jì)算表(Pbi=1.0kg/m

5、3)，查出當(dāng)Gt=4.0t/h，公稱直經(jīng) DN100 時(shí)，R . = 2342.2 Pa/m ；v .= 142 m/s管段流過(guò)蒸汽的實(shí)際密度P sh=4.0 kg/皿。需要進(jìn)行修正，得出實(shí)際的比摩阻Rsh和流速vsh值 為v = ( P / P ) , v = (1/4)X142 = 35.5 m/sR = ( P / P ) - bR = (1/4)X2342.2 = 585.6 Pa/m(2)根據(jù)上述計(jì)算可見(jiàn)，在相同的蒸汽質(zhì)量流量G和同一管徑d條件下，流過(guò)的蒸汽密度越大，其比t摩阻R及流速v值越小，呈反比關(guān)系。因此，在蒸汽密度P=4.0kg/ m3，要求控制的比摩阻為200Pa/m 以下

6、，因表中蒸汽密度為P=1.0 kg/ m3，則表中控制的比摩阻值，相應(yīng)為200X(4/1) = 800 Pa/m 以下。根據(jù)附錄91，設(shè)P=1.0 kg/ m3,控制比摩阻R在800Pa/m以下，選擇合適的管徑，得出 應(yīng)選用的管道的公稱直徑為DN125mm，相應(yīng)的.值及vb.值為R = 723.2 Pa/m ； v = 90.6 m/s 抵最后，確定蒸汽密度P=*；0 kg/ m3時(shí)的實(shí)際比摩阻及流速值。R = ( P / P ) - R = (1/4)X723.2 = 180.8 Pa/m 200mm時(shí)，80m/s公稱直徑DNW200mm時(shí)，50m/s飽和蒸汽：公稱直徑DN200mm時(shí)，60

7、m/s公稱直徑DNW200mm時(shí)，35m/s計(jì)算管段的局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度及管段壓力降按所選的管徑，計(jì)算管段的局部阻力總當(dāng)量長(zhǎng)度L.由局部阻力系數(shù)查附錄5-2,注意K值引起的修正。計(jì)算管段的實(shí)際壓力降，Ph = Rh(L+Ld)Pa。 較核管段的平均密度Sh 計(jì)算管段末端的壓力值七，=Ps - APgh，pa(9*查得相應(yīng)Pm，條件下的p m值。計(jì)算管段的平均密度p= (p + p ) / 2， kg / m3(917)與開(kāi)始假設(shè)平均密度p進(jìn)%亍比較:如兩者相等或差別很小，則該管段的水力計(jì)算過(guò)程結(jié)束，進(jìn)行下 一管段的計(jì)算，如兩者差別較大，則應(yīng)重新假設(shè)p，然后按同一計(jì)算步驟和方法進(jìn)行計(jì)算，直到兩者

8、相等或差別很小為止，重新假設(shè)的p = p。由1此蒸汽網(wǎng)路主干線所有管段逐次進(jìn)行水力計(jì)算。分支管路的水力計(jì)算(計(jì)算方法同j)PJ由主干線計(jì)算結(jié)果而確定支線始端壓力；由用戶用汽壓力確定支線末端壓力，重復(fù)步驟2)- (6)。五、計(jì)算例題【例題9-2】某工廠區(qū)蒸汽供熱管網(wǎng)，其平面布置圖見(jiàn)下圖。鍋爐出口的飽和蒸汽表壓力為10bar。各用戶系統(tǒng)所要求的蒸汽表壓力及流量列于圖9-1上。試進(jìn)行蒸汽網(wǎng)路的水力計(jì)算。主干線不考慮同 時(shí)使用系數(shù)。圖9-1例題9-1附圖【解】從鍋爐出口到用戶3的管線為主干線則 R = AP/EL(1+a ) = (10 - 7)X105 / (500+300+100)(1+0.8)

9、= 185.2 Pa/m式中a . = 0.8,采用附錄9-3的估算數(shù)值。已知鍋爐出口的蒸汽壓力，進(jìn)行管段1的水力計(jì)算首先計(jì)算鍋爐出口的管段。預(yù)先假設(shè)管段1末端的蒸汽壓力。假設(shè)時(shí)，可按平均比摩阻，按 比例給定末端蒸汽壓力。如 P = P - AP-L/EL = 10 - (10-7)X500 / 900 = 8.33 bar將此假設(shè)的管段末端壓力P1值，列入表9-1，第8欄中。根據(jù)管段始、末端的蒸汽壓力，滎出該管段假設(shè)的平均密度氣廣(叩/ 2 = (P11 + P9.8.33)/ 2=(5.64 + 4.81) / 2= 5.225kg/m3將平均比摩阻換算為水力計(jì)算表Pbi= 1kg/m3條

10、件下的等效值，即Rbi. . = P . R. = 5.225 X 185.2 = 968 Pa/m將R值列入表。PJ PJ根據(jù)忻的大致控制值，利用附錄9-1，選擇合適的管徑bi.，pj“，、一 對(duì)管段1：蒸汽流量Gt=8.0t/h，選用管子的公稱直徑DN150mm，相應(yīng)的比摩阻及流速值為: Rb. = 1107.4 Pa/m ； vb. = 126 m/s將此值分別列入表9-1中11和12欄中。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，換算為實(shí)際假設(shè)條件下的比摩阻及流速值Rh= (1 / P .) Rb.= (1 / 5.225) X 1107.4 = 211.9 Pa/mVh =(1 / p b) vb. = (1

11、/ 5.225) X 126 = 24.1 m/s根據(jù)選用的管徑DN150mnpJ，按附錄5-2，求出管段的當(dāng)量長(zhǎng)度Ld值及其折算長(zhǎng)度Lh值管段1的局部阻力組成有：1個(gè)截止閥，7個(gè)方形補(bǔ)償器(鍛壓彎頭)。查解錄5-2Ld= (24.6 + 7X15.4) X 1.26 = 166.8 m管段 1 的折算長(zhǎng)度 Lh = L + Ld = 500 + 166.8 = 666.8 m將Ld及Lh值分別列入表5”和6欄中。求管段1在假設(shè)平均密度P方條件下的壓力損失，列入表第15欄中。Aph = Rh L h = 211.9 X666.8 = 141295 Pa 1.41 bar求管段1末端的兼汽表崖力

12、，其值列入表第16欄中P = P - AP h = 10 - 1.41 = 8.59 bar驗(yàn)算管段1的平均密度dh是否與原先假定的平均蒸汽密度Ppj相符Ppj= (Ps + PL) / 2 = (P11 + P9.59)/ 2=(5.64 + 4.93) / 2 = 5.285kg/m3原假定的蒸汽平均密度P = 5.225 kg/m3，兩者相差較大，需重新計(jì)算。重新計(jì)算時(shí)，通常都以計(jì)算得出的蒸汽平均密度P，作為該管段的假設(shè)蒸汽平均密度P。 再重復(fù)以上計(jì)算方法，一般重復(fù)一次或兩次，就可滿足P七P的計(jì)算要求。PJ管段1得出的計(jì)算結(jié)果，列在表9-1中。假設(shè)平均蒸汽密度P . = 5.285 kg

13、/m,計(jì)算后的蒸 汽平均密度P = 5.29 kg/m3。兩者差別很小，計(jì)算即可停止。PJ計(jì)算結(jié)果得茁管段1末端蒸汽表壓力為8.6bar，以此值作為管段2的始端蒸汽表壓力值，按上述 計(jì)算步驟和方法進(jìn)行其它管段的計(jì)算。主干線的水力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表所列。用戶3入口處的蒸汽表壓力為7.24bar，稍有富裕。主干線水力計(jì)算完成后，即可進(jìn)行分支線的水力計(jì)算。以通向用戶1的分支線為例，進(jìn)行水力計(jì)算。分支線的水力計(jì)算.根據(jù)主干線的水力計(jì)算主干線與分支線節(jié)點(diǎn)的蒸汽表壓力為8.6 bar，則分支線4的平均比摩 阻為R .= (8.6 - 7.0)X105 / 120(1 + 0.8) = 704.7Pa/m.根據(jù)分

14、支管始、末端蒸汽壓力，求假設(shè)的蒸汽平均密度P ,=(P96 + P ) / 2 = (4.94 + 4.16) / 2 = 4.55kg/m3.將平均比摩阻Rpj值:換算為水力計(jì)算表Pbi = 1kg/m3條件下的等效值R = P R = 4.55 X 740.7 = 3370 Pa/m.根據(jù)T5bi= 1kg/m3尚水力計(jì)算表，選擇合適的管徑蒸汽流量G4 = 3.0 t/h，選用管子DN80mm，相應(yīng)的比摩阻及流速為R = 3743.6 Pa/m ； v = 158 m/s.換鯊到在實(shí)際假設(shè)條件P：下的比摩阻及流速值Rsh= (1 / P .) Rb. = (1 / 4.55 ) X 374

15、3.6 = 822.8 Pa/m v =(1 / P ) v = (1 / 4.55 ) X 158 = 34.7 m/s.計(jì)算簪段4的當(dāng)量長(zhǎng)度及折餐長(zhǎng)度管段4的局部阻力的組成：1個(gè)截止閥、1個(gè)分流三通、2個(gè)方形補(bǔ)償器。當(dāng)量長(zhǎng)度 Ld = 1.26 (10.2 + 3.82 +2 X 7.9) = 37.6 m 折算長(zhǎng)度 L = L + L = 120 + 37.6 = 157.6 m.求管段4的壓另?yè)p失dAP = R L = 822.8 X 157.6 = 129673 Pa 1.3bar.求管成4藤末端泰汽表壓力P = P - APh= 8.6 - 1.3 = 7.3 bar.驗(yàn)算譽(yù)段4s

16、的平均曷度P，pj,原假定的蒸汽平均密度P = 4.55kg/m3，P與P .相差較大，需再次計(jì)算。再次計(jì)算結(jié) 果列入表中。最后求得到達(dá)用戶1的蒸汽表壓力為7.33“滿足使用要求。.通向用戶2分支管線的管段5的水力計(jì)算，見(jiàn)水力計(jì)算表所示。用戶2處蒸汽表壓力為7.15bar， 滿足使用要求。室外高壓蒸汽網(wǎng)路水力計(jì)算表8.5室低壓蒸汽供暖系統(tǒng)路的水利計(jì)算方法和例題、室低壓蒸汽共暖系統(tǒng)水力計(jì)算原則和方法在低壓蒸汽供暖系統(tǒng)中，靠鍋爐出口處蒸汽本身的壓力，使蒸汽沿管道流動(dòng)，最后進(jìn)入散熱器凝 結(jié)放熱。水力計(jì)算原則蒸汽在管道流動(dòng)時(shí)，同樣有摩擦壓力損失?和局部阻力損失?。計(jì)算蒸汽管道的單位長(zhǎng)度摩擦壓力損失（比

17、摩阻）時(shí)，同樣可利用達(dá)西維斯巴赫公式進(jìn)行計(jì) 算。即R二（入/d）（PV2/2）Pa/m式中符號(hào)同前。在利用上式為基礎(chǔ)進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，雖然蒸汽的流量因沿途凝結(jié)而不斷減少，蒸汽的密度也 因蒸汽壓力沿管路降低而變小，但這變化并不大，在計(jì)算低壓蒸汽管路時(shí)可以忽略，而認(rèn)為每個(gè)管段 的流量和整個(gè)系統(tǒng)的密度p是不變的。在低壓蒸汽供暖管路中，蒸汽的流動(dòng)狀態(tài)處于紊流過(guò)度區(qū)， 其摩擦系數(shù)入值可按第四章公式進(jìn)行計(jì)算。室低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管壁的粗糙度K=0.2mm。附錄8-3給出低壓蒸汽管徑計(jì)算表，制表時(shí)蒸汽的密度取值0.6Kg/m3計(jì)算。低壓蒸汽供暖管路的局部壓力損失的確定方法與熱水供暖管路相同，各構(gòu)件的局部阻力系數(shù)

18、 Z值同樣可按附錄4-2確定,其動(dòng)壓頭值可見(jiàn)附錄8-4。在散熱器入口處，蒸汽應(yīng)有1500-2000Pa的剩余壓力，以克服閥門(mén)和散熱器入口的局部阻力， 使蒸汽進(jìn)入散熱器，并將散熱器的空氣排出。水力計(jì)算方法在進(jìn)行低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算時(shí)，同樣先從最不利的管路開(kāi)始，亦即從鍋爐到最 遠(yuǎn)散熱器的管路開(kāi)始計(jì)算。為保證系統(tǒng)均勻可靠地供暖，盡可能使用較低的蒸汽壓力供暖，進(jìn)行最不 利的管路的水利計(jì)算時(shí)，通常采用控制比壓降或按平均比摩阻方法進(jìn)行計(jì)算。按控制比壓降法是將最不利管路的每1m總壓力損失約控制在100Pa/m來(lái)設(shè)計(jì)。平均比摩阻法是在已知鍋爐或室入口處蒸汽壓力條件下進(jìn)行計(jì)算。R = a（ P - 2

19、000 ）/ELPa/m （8-7）式中a-沿程壓力損失占總壓力損失的百分?jǐn)?shù)，取a =60%;（見(jiàn)附錄4-8）P-鍋爐出口或室用戶入口的蒸汽壓力，Pa；2000 散熱器入口處的蒸汽剩余壓力，Pa；EL最不利管路管段的總長(zhǎng)度，m。 TOC o 1-5 h z 當(dāng)鍋爐出口或室用戶入口處蒸汽壓力高時(shí)，得出的平均比摩阻R值會(huì)較大，此時(shí)控制比壓降 值按不超過(guò)100Pa/m設(shè)計(jì)。P 最不利管路各管段的水力計(jì)算完成后，即可進(jìn)行其它立管的水力計(jì)算。可按平均比摩阻法來(lái) 選擇其它立管的管徑，但管流速不得超過(guò)下列的規(guī)定最大允許流速（見(jiàn)暖通規(guī)）：當(dāng)汽、水同向流動(dòng)時(shí)30m/s當(dāng)汽、水逆向流動(dòng)時(shí)20m/s規(guī)定最大允許流速

20、主要是為了避免水擊和噪聲，便于排除蒸汽管路中的凝水；因此，對(duì)汽水 逆向流動(dòng)時(shí)，蒸汽在管道中的流速限制的低一些，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，常采用更低的流速，使運(yùn)行更 可靠些。低壓蒸汽供暖系統(tǒng)凝水管路，在排氣管前的管路為干凝水管路，管路截面的上半部為空氣， 管路截面下半部流動(dòng)凝水，凝水管路必須保證0.005以上的向下坡度，屬非滿管流狀態(tài)。目前，確定 干凝水管路管徑的理論計(jì)算方法，是以靠坡度無(wú)壓流動(dòng)的水力學(xué)計(jì)算公式為依據(jù)，并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總 結(jié)，制定出不同管徑下所能擔(dān)負(fù)的輸熱能力。排氣管后面的凝水管路，可以全部充滿凝水，稱為濕凝水干管；其流動(dòng)狀態(tài)為滿管流。在相 同熱負(fù)荷條件下，濕式凝水管選用的管徑比干式的小。

21、低壓蒸汽供暖系統(tǒng)干凝水管路和濕凝水管路的管徑選擇表可見(jiàn)附錄8-5。二、室低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算例題【例題8-1】 圖8-20為重力回水的低壓蒸汽供暖管路系統(tǒng)的一個(gè)支路。鍋爐房設(shè)在車間一側(cè)。每 個(gè)散熱器的熱負(fù)荷均為4000W。每根立管及每個(gè)散熱器的蒸汽支管上均裝有截止閥。每個(gè)散熱器凝水支 管上裝一個(gè)恒溫式疏水器。總蒸汽立管保溫。圖8-20 例題8-1的管路計(jì)算圖圖上小圓圈的數(shù)字表示管段號(hào)。圓圈旁的數(shù)字：上行表示熱負(fù)荷（W），下行表示管段長(zhǎng)度（m）。羅馬 數(shù)字表示立管編號(hào)。要求確定各管段的管徑及鍋爐蒸汽壓力?！窘狻?.確定鍋爐壓力根據(jù)已知條件，從鍋爐出口到最遠(yuǎn)散熱器的最不利支管的總長(zhǎng)度EL=

22、80mo如按控制每米總壓 力損失（比壓降）為100Pa/m設(shè)計(jì)，并考慮散熱器前所需的蒸汽剩余壓力為2000Pa，則鍋爐的運(yùn)行表 壓力Pb應(yīng)為P = 80X100+2000 = 10 KPa在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，凝水總立管在比鍋爐蒸發(fā)面高出約1.0m下面的管段必然全部充滿凝水考 慮鍋爐工作壓力波動(dòng)因素，增加200-250mm的安全高度。因此，重力回水的干凝水干管（圖中排汽管A 點(diǎn)前的凝水管路）的布置位置，至少要比鍋爐蒸發(fā)面高出h=1.0+0.25=1.25m。否則，系統(tǒng)中的空氣無(wú) 法從排汽管排出。最不利管路的水力計(jì)算采用控制比壓降法進(jìn)行最不利管路的水力計(jì)算。低壓蒸汽供暖系統(tǒng)摩擦壓力損失約占總壓力損失

23、的60%，因此，根據(jù)預(yù)計(jì)的平均比摩阻：R =100X0.6 = 60Pa/m左右和各管段的熱負(fù)荷，選擇各管段的管徑及計(jì)算其壓力損失。八計(jì)算時(shí)利用附錄8-3,附錄8-4和附錄4-2。附帶說(shuō)明，利用附錄8-3時(shí)，當(dāng)計(jì)算熱量在表中兩個(gè)熱量之間，相應(yīng)的流速值可用線性關(guān)系折算。比 摩阻R與流速v （熱量Q），可按平方關(guān)系折算得出。如計(jì)算管段1，熱負(fù)荷Q = 71000W，按附錄8-3，現(xiàn)選用d=70mm。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：當(dāng)d = 70mm，Q = 61900W時(shí)，相應(yīng)的流速v = 12.1m/s，比摩阻R = 20Pa/m。當(dāng)選用相同的管徑d = 70mm，熱負(fù)荷改變 為Q = 71000W時(shí)，相應(yīng)的

24、流速V和比摩阻R1的數(shù)值，可按下式關(guān)系式折算得出。1vv XQ1/Q = 12.1X（71000/61900 ）= 13.9 m/sR =RX（Q/Q）2 = 20X（71000/61900）2 = 26.3 Pa/sP47 = 2987 Pa 立管 I11 低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路計(jì)算表（例8-1）表8-1P47 = 2987 Pa 立管 I管徑d(mm)比摩阻R（Pa/m）流速v(m/s)摩擦壓力損失AP=Rl（Pa）局部阻力系數(shù)3動(dòng)壓頭Pd （Pa）局部壓力損失APj=Pd -X（Pa）456789107026.313.9315.610.561.2642.65029.313.1380.92.

25、054.3108.64070.416.9844.81.090.590.53286.016.910321.090.590.53240.811.2489.61.039.739.72547.69.8809.212.030.4364.82037.17.874.24.519.386.9SAP=5370 Pa=1335 Pa2547.69.8214.211.530.4349.62037.17.874.24.519.386.92547.69.8214.211.530.4349.615194.414.8388.84.569.4312.3P = 1864 Pa -5、？資用壓力AP二 3922 Pa20137.

26、915.5620.613.076.1989.315194.414.8388.84.569.4312.3（例8-1）局部阻力系數(shù)匯總表 表8-2局部阻力 名稱管段號(hào)123,4,567其它立管其它支管d=25mmd=20mmd=20mmd=15mm截止閥7.09.09.010.0鍋爐出口2.090煨彎3X0.5=1.52X0.5=1.02X1.0=2.01.01.5乙字彎1.51.51.5直流三通1.01.01.0分流三通3.03.03.0旁流三通1.51.5N&總局部阻力系 數(shù)10.52.01.012.04.511.513.04.54.53.其它立管的水力計(jì)算通過(guò)最不利管路的水力計(jì)算后，即可確定

27、其它立管的資用壓力。該立管的資用壓力應(yīng)等于從 該立管與供汽干管節(jié)點(diǎn)起到最遠(yuǎn)散熱器的管路的總壓力損失值。根據(jù)該立管的資用壓力，可以選擇該 立管與支管的管徑。其水力計(jì)算成果列于表8-1、8-2。通過(guò)水力計(jì)算可見(jiàn)，低壓蒸汽供暖系統(tǒng)并聯(lián)環(huán)路壓力損失的相對(duì)差額，即所謂節(jié)點(diǎn)壓力不平 衡率是較大的特別是近處的立管，即使選用了較小的管徑，蒸汽流速已采用得很高，也不可能達(dá)到平衡的要求， 只好靠系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，調(diào)整近處立管或支管的閥門(mén)節(jié)流解決。蒸汽供暖系統(tǒng)遠(yuǎn)近立管并聯(lián)環(huán)路節(jié)點(diǎn)壓力不平衡而產(chǎn)生水平失調(diào)的現(xiàn)象與熱水供暖系統(tǒng)，有 些不同的地方。在熱水供暖系統(tǒng)中，如不進(jìn)行調(diào)節(jié)，則通過(guò)遠(yuǎn)近立管的流量比例總不會(huì)發(fā)生變化的。

28、在蒸汽供暖系統(tǒng)中，疏水器工作正常情況下，當(dāng)近處散熱器流量增多后，疏水器阻汽工作，使近處散 熱器壓力升高，進(jìn)入近處散熱器就自動(dòng)減少；待近處疏水器正常排水后，進(jìn)入近處散熱器的蒸汽量又 在增多，因此，蒸汽供暖系統(tǒng)水平失調(diào)具有自調(diào)性和周期性的特點(diǎn)。低壓蒸汽供暖系統(tǒng)凝水管路管徑選擇如圖所示，排汽管A處前的凝水管路為干凝水管路。計(jì)算方法簡(jiǎn)單，根據(jù)各管段所負(fù)擔(dān)的熱 量，按附錄8-5選擇管徑即可，對(duì)管段1，它屬于濕凝水管路，因管路不長(zhǎng)，仍按干式選擇管徑，將管 徑稍選粗一些。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表?br例8-1低壓蒸汽供暖系統(tǒng)凝水管徑表8-3管段編號(hào)7,6,54321其它立管的凝水立 管段熱負(fù)荷（W） 管徑d（mm）4

29、00015800020160002024000253200025400003271000328000208.6室高壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計(jì)算方法和例題室高壓蒸汽供暖管路的水力計(jì)算原理與低壓蒸汽完全相同。在計(jì)算管路的摩擦壓力損失時(shí)，由于室系統(tǒng)作用半徑不大，仍可將整個(gè)系統(tǒng)的蒸汽密度作為 常數(shù)代入達(dá)西維斯巴赫公式進(jìn)行計(jì)算。沿途凝水使蒸汽流量減小的因素也可忽略不計(jì)。管蒸汽流動(dòng) 狀態(tài)屬于紊流過(guò)渡區(qū)及阻力平方區(qū)。管壁的絕對(duì)粗糙度K值，在設(shè)計(jì)中仍采用0.2mm。在進(jìn)行室高壓蒸 汽管路的局部壓力損失計(jì)算時(shí)，將局部阻力換算為當(dāng)量長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。室蒸汽供暖管路的水力計(jì)算任務(wù)是選擇管徑和計(jì)算其壓力損失，通常采用比摩

30、阻法或流速法 進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算從最不利環(huán)路開(kāi)始。平均比摩阻法當(dāng)蒸汽系統(tǒng)的起始?jí)毫σ阎獣r(shí)，最不利管路的壓力損失為該管路到最遠(yuǎn)用熱設(shè)備處各管段的 壓力損失的總和。為使疏水器能正常工作和留有必要的剩余壓力使凝水排入凝水管網(wǎng)，最遠(yuǎn)用熱設(shè)備 處還應(yīng)有較高的蒸汽壓力。因此在工程設(shè)計(jì)中，最不利管路的總壓力損失不宜超過(guò)起始?jí)毫Φ?/4。平 均比摩阻按下式確定R .二 0.25aP/ZlPa/m （8-8）式中 a摩1擦壓力損失占總壓力損失的百分?jǐn)?shù)，高壓蒸汽系統(tǒng)一般為0.8;P蒸汽供暖系統(tǒng)的起始表壓力，Pa；Nl最不利管路的總長(zhǎng)度，m。流速法通常，室高壓蒸汽供暖系統(tǒng)的起始?jí)毫^高，蒸汽管路可以采用較高的流速，仍能

31、保證在用 熱設(shè)備處有足夠的剩余壓力。按暖通規(guī)規(guī)定，高壓蒸汽供暖系統(tǒng)的最大允許流速不應(yīng)大于下列數(shù) 值：汽、水同向流動(dòng)時(shí)80m/s汽、水逆向流動(dòng)時(shí)60m/s在工程設(shè)計(jì)中，常取常用的流速來(lái)確定管徑并計(jì)算其壓力損失。為了使系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)壓力不要相 差很大，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，最不利管路的推薦流速值要比最大允許流速低得多。通常推薦采用v=15 40m/s （小管徑取低值）。在確定其它支路的立管管徑時(shí)，可采用較高的流速，但不得超過(guò)規(guī)定的最大允許流速。限制平均比摩阻法由于蒸汽干管壓降過(guò)大，末端散熱器有充水不熱的可能，因而，高壓蒸汽供暖的干管的總壓降 不應(yīng)超過(guò)凝水干管總坡降的1.21.5倍。選用管徑較粗，但工作正?？?/p>

32、靠。室外高壓蒸汽供暖系統(tǒng)的疏水器，大多連接在凝水支干管的末端。從用熱設(shè)備到疏水器入口 的管段，屬于干式凝水管，為非滿管流的流動(dòng)狀態(tài)。此類凝水管的選擇，可按附錄5-5的數(shù)值選用。 只要保證此凝水支干管路的向下坡度iN0.005和足夠的凝水管管徑，即使遠(yuǎn)近立管散熱器的蒸汽壓力 不平衡，但由于干凝水管上部截面有空氣與蒸汽的聯(lián)通作用和蒸汽系統(tǒng)本身流量的一定自調(diào)節(jié)性能， 不會(huì)嚴(yán)重影響凝水的重力流動(dòng)。【例題8-2】圖（8-21）所示為室高壓蒸汽供暖管路系統(tǒng)的一個(gè)支路。各散熱器的熱負(fù)荷與例題5-1 相同，均為4000W。用戶入口處設(shè)分汽缸，與室外蒸汽熱網(wǎng)相接。在每一個(gè)凝水支路上設(shè)置疏水器。散 熱器的蒸汽工作

33、表壓力要求為200 kPa。試選擇高壓蒸汽供暖管路的管徑和用戶入口的供暖蒸汽管路起 始?jí)毫?。圖8-21例題8-2的管路計(jì)算圖【解】1.計(jì)算最不利管路按推薦流速法確定最不利管路的各管段的管徑。附錄8-6為蒸汽表壓力200kPa時(shí)的水力計(jì)算 表，按此表選擇管徑。室高壓蒸汽管路局部壓力損失，通常按當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算。局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度值見(jiàn)附錄8-7。計(jì)算 過(guò)程和計(jì)算結(jié)果列于表8-4。室高壓蒸汽供暖系統(tǒng)水力計(jì)算表(例8-2)表8-4管段編 號(hào)熱負(fù)荷Q(W)管長(zhǎng)L(m)管徑 d(mm)比摩阻R(Pa/m)流速 v(m/s)當(dāng)量長(zhǎng)度L(m)折算長(zhǎng)度L , (m)壓力損失/P=RL (Pa)1234567z8zh

34、91710004.03228219.810.514.5408924000013.02539019.62.415.4600633200012.02525215.60.812.8322642400012.02049418.92.114.1696551600012.02022312.60.612.628106800017.020586.38.425.41473740002.015715.71.73.7263Nl=72.0mN/PQ25 kPa其它立 管其它立 管800040004.52.0201558716.35.77.91.712.43.7719263N/P=982 Pa最不利管路的總壓力損失為2

35、5kPa,考慮10%的安全裕度，則蒸汽入口處供暖蒸汽管路起始的 表壓力不得低于：P=200+1.1X25=227.5kPa b例8-2局部阻力系數(shù)當(dāng)量長(zhǎng)度表m表8-5局部阻力名 稱管段號(hào)1234567其它立管其它支管DN=32DN=25DN=25DN=20DN=20DN=20DN=15DN = 20DN = 15分汽缸出口0.60.80.80.60.66.41.16.41.1截止閥9.92X0.8=1.61.50.60.60.70.6直流三通90煨彎方形補(bǔ)償器分流三通乙字彎旁流三通2X0.7=1.40.8總計(jì)10.52.40.82.10.68.41.77.91.72.其它立管的水力計(jì)算由于室高

36、壓蒸汽系統(tǒng)供汽干管各管段的壓力損失較大，各分支立管的節(jié)點(diǎn)壓力難以平衡，通 常就按流速法選用立管管徑。剩余過(guò)高壓力，可通過(guò)關(guān)小散熱器前的閥門(mén)方法來(lái)調(diào)節(jié)。凝水管段管徑的確定按附錄8-5，根據(jù)凝水管段所負(fù)擔(dān)的熱負(fù)荷，確定各干凝水管段的管徑，見(jiàn)表8-6凝水管段管徑的確定表8-6管段編號(hào)2,3,4567其它立管的凝水 立管段熱負(fù)荷（W） 管徑DN（mm）3200025240002016000208000204000158000209.2凝結(jié)水回收系統(tǒng)一、概述蒸汽在用熱設(shè)備放熱凝結(jié)后，凝結(jié)水流出用熱設(shè)備，經(jīng)疏水器、凝結(jié)水管道返回?zé)嵩吹墓苈废到y(tǒng) 及其設(shè)備組成的整個(gè)系統(tǒng)，稱為凝結(jié)水回收系統(tǒng)。凝結(jié)水水溫較高（一

37、般為80 C-100 C），同時(shí)又是良好的鍋爐補(bǔ)水，應(yīng)盡可能回收。凝結(jié)水 回收率低，或回收的凝結(jié)水水質(zhì)不符合要求，使鍋爐的補(bǔ)給水量增大，增加水處理設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi) 用，增加燃料消耗。因此，正確的設(shè)計(jì)凝結(jié)水回收系統(tǒng)，運(yùn)行中提高凝結(jié)水回收率，保證凝結(jié)水的質(zhì) 量，是蒸汽供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。二、凝結(jié)水回收系統(tǒng)分類按其是否與大氣相通，可分為開(kāi)式凝結(jié)水回收系統(tǒng)和閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)。按凝水的流動(dòng)方式，可分為單相流凝結(jié)水回收系統(tǒng)和兩相流凝結(jié)水回收系統(tǒng)。單相流又分為滿管流和非滿管流兩種流動(dòng)方式。滿管流：指凝水靠水泵動(dòng)力或位能差，充滿整個(gè)管道截面呈有壓流動(dòng)的流動(dòng)形式；非滿管流：指凝水并不充滿整個(gè)管

38、道斷面，靠管路坡度流動(dòng)的流動(dòng)方式。按驅(qū)使凝水流動(dòng)的動(dòng)力，可分為重力回水凝結(jié)水回收系統(tǒng)和機(jī)械回水凝結(jié)水回收系統(tǒng)。重力回水是利用凝水位能差或管路坡度，驅(qū)使凝水滿管或非滿管流動(dòng)的方式； 機(jī)械回水是利用水泵動(dòng)力驅(qū)使凝水滿管有壓流動(dòng)。三、幾種凝結(jié)水回收系統(tǒng)非滿管流的凝結(jié)水回收系統(tǒng)（低壓自流式凝水系統(tǒng)）1-車間用熱設(shè)備；2-疏水器；3-室外自流凝結(jié)水管；4-凝結(jié)水箱；5-排汽管；6-凝結(jié)水泵（1）工作原理低壓蒸汽供暖的凝結(jié)水經(jīng)疏水器2或不經(jīng)疏水器，依靠重力，沿著坡向鍋爐房凝結(jié)水箱 的凝結(jié)水管道3，自流返回凝結(jié)水箱4。（2）應(yīng)用圍低壓自流式凝結(jié)水回收系統(tǒng)只適用于供熱面積小，地形坡向凝結(jié)水箱的場(chǎng)合，鍋爐房應(yīng)位

39、 于全廠的最低處，應(yīng)用圍受到很大限制。兩相流的凝結(jié)水回收系統(tǒng)（余壓回水系統(tǒng)）前面介紹過(guò)的高壓蒸汽室供暖系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)屬于此種形式。1-用汽設(shè)備；2-疏水器；3-兩向流凝水管道；4-凝結(jié)水箱；5-排汽管；6-凝結(jié)水泵工作原理高壓蒸汽供熱的凝結(jié)水，經(jīng)疏水器2后直接接到室外凝結(jié)水管網(wǎng)3,依靠疏水器后的背 壓將凝水送回鍋爐房或凝結(jié)水分站的凝結(jié)水箱4。特點(diǎn)由于飽和凝水通過(guò)疏水器及其后管道造成壓降，產(chǎn)生二次蒸汽，以及不可避免的疏水器漏汽， 因而在疏水器后的管道流動(dòng)屬兩相流的流動(dòng)狀態(tài)，凝結(jié)水管的管徑較粗；余壓回水系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，根 據(jù)疏水器的背壓大小，系統(tǒng)作用半徑可達(dá)5001000m，并對(duì)地勢(shì)起伏有較好的

40、適應(yīng)性。適用圍適用于全廠耗汽量少、用汽點(diǎn)分散、用汽參數(shù)比較一致的蒸汽供熱系統(tǒng)上。重力式滿管流凝結(jié)水回收系統(tǒng)1-車間用熱設(shè)備；2-疏水器；3-余壓凝結(jié)水管道；4-高位水箱(或二次蒸發(fā)箱)；5-排汽管；6-室外凝水管道；7-凝 結(jié)水箱；8-凝結(jié)水泵工作原理用汽設(shè)備排出的凝結(jié)水，首先集中到高位水箱4,在箱中排出二次蒸汽后，純凝水直接 流入室外凝水管網(wǎng)6?？扛呶凰渑c鍋爐房或凝結(jié)水分站的凝結(jié)水箱7頂部回形管之間的水位差，凝水 充滿整個(gè)凝水管道流回凝結(jié)水箱。由于室外凝水管網(wǎng)不含二次蒸汽，選擇的凝水管徑可小些。適用圍適用于地勢(shì)較平坦且坡向熱源的蒸汽供熱系統(tǒng)。上面介紹的均屬于開(kāi)式凝結(jié)水回收系統(tǒng)，系統(tǒng)中的凝結(jié)

41、水箱或高位水箱與大氣相通。在系統(tǒng)運(yùn)行期間， 二次蒸汽通過(guò)凝結(jié)水箱或高置水箱頂設(shè)置的排汽管排出。開(kāi)式凝結(jié)水回收系統(tǒng)，在系統(tǒng)作業(yè)運(yùn)行期間， 空氣通過(guò)空氣關(guān)進(jìn)入系統(tǒng)，使凝水管道易腐蝕余壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)1-車間用熱設(shè)備；2-疏水器；3-余壓凝水管；4-閉式凝結(jié)水箱；5-安全水封；6-凝結(jié)水泵；7-二次汽管道；8-利用二次汽的換熱器；9-壓力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的凝結(jié)水箱必須是承壓水箱4和需設(shè)置一個(gè)安全水封5,安全水封的作用是使凝水系統(tǒng)與大氣隔斷。當(dāng)二次汽壓力過(guò)高時(shí)，二次汽從安全水封排出；在系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，安全水封可防止空氣進(jìn)入。室外凝水管道的凝水進(jìn)入凝結(jié)水箱后，大量的二次汽和漏汽分離出來(lái)，可通過(guò)一個(gè)蒸汽一水加

42、熱器8，以利用二次汽和漏汽的熱量。為使閉式凝結(jié)水箱保持一定壓力，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器9進(jìn)行補(bǔ)汽， 補(bǔ)氣壓。閉式滿管流凝結(jié)水回收系統(tǒng)1-車間生產(chǎn)工藝用汽設(shè)備；2-疏水器；3-二次蒸發(fā)箱；4-安全閥；5-補(bǔ)汽的壓力調(diào)節(jié)器；6-散熱器；7-多級(jí)水封；8-室外凝水管道；9-閉式水箱；10-安全水封；11- 凝結(jié)水泵；12-壓力調(diào)節(jié)器工作原理用汽設(shè)備的凝結(jié)水集中送到二次蒸發(fā)箱3,二次蒸發(fā)箱的凝結(jié)水經(jīng)多級(jí)水封7引入室外凝水管網(wǎng)，靠多級(jí)水封與凝結(jié)水箱頂?shù)幕匦喂艿乃徊睿鼓祷啬Y(jié)水箱9,凝結(jié)水箱應(yīng)設(shè)置安 全水封10，以保證凝水系統(tǒng)不與大氣相通。-適用圍：適用于分散利用二次汽、廠區(qū)地形起伏不大，地形坡向凝結(jié)水箱

43、的場(chǎng)合。特點(diǎn)熱能利用好，回收率高，外網(wǎng)管徑較??；但各季節(jié)的二次汽供求不易平衡，設(shè)備增加。加壓回水系統(tǒng)1-車間用汽設(shè)備；2-疏水器；3-車間或凝結(jié)水泵分站的凝結(jié)水箱；4-車間或凝結(jié)水泵分站的凝結(jié)水泵；室外凝水管道；6-熱 源總凝結(jié)水箱；7-凝結(jié)水泵工作原理在用戶處設(shè)置凝結(jié)水箱3,收集該用戶或鄰近幾個(gè)用戶流來(lái)的凝結(jié)水，然后用水泵4將凝 結(jié)水輸送回?zé)嵩吹目偰Y(jié)水箱6。特點(diǎn)這種利用水泵的機(jī)械功輸送凝結(jié)水的系統(tǒng)稱為加壓回水。這種系統(tǒng)凝水流動(dòng)工況呈滿管流動(dòng)， 可以是開(kāi)式，也可以是閉式。加壓回水系統(tǒng)增加了設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用，多用于較大的蒸汽供熱系統(tǒng)。注意選擇凝結(jié)水回收系統(tǒng)時(shí)，必須全面考慮熱源、外網(wǎng)和室用戶系統(tǒng)的

44、情況；各用戶的回水方式 應(yīng)相互適應(yīng)，不得各自為政，干擾整個(gè)系統(tǒng)的凝水回收，同時(shí)，要盡可能地利用凝水熱量。四、凝結(jié)水箱凝結(jié)水箱有開(kāi)式(無(wú)壓)和閉式(有壓)兩種。通常用3-10mm鋼板制成。熱力站的凝結(jié)水 箱總儲(chǔ)水量，根據(jù)熱網(wǎng)規(guī)，一般按10-20min的最大小時(shí)回水量計(jì)算。凝結(jié)水箱一般應(yīng)設(shè)兩個(gè)， 對(duì)單純供暖用的凝結(jié)水箱，其水量在10t/h以下時(shí)，可只設(shè)一個(gè)。在熱源的總凝結(jié)水箱的儲(chǔ)水量，根 據(jù)工業(yè)鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)，一般按20-40min的最大小時(shí)回水量計(jì)算。開(kāi)式水箱開(kāi)式水箱附件一般應(yīng)有人孔蓋、水位計(jì)、溫度計(jì)、進(jìn)回水管、空氣管和泄水管等。當(dāng)水箱高度大于1.5m時(shí)，應(yīng)設(shè)、外扶梯。閉式水箱水箱應(yīng)做成圓筒形。閉

45、式水箱附件一般應(yīng)有人孔蓋，水位計(jì)，溫度計(jì)，進(jìn)、出水管，泄水管，壓力表，取樣裝置和安全水封等。閉式水箱上應(yīng)設(shè)置安全水封。它的作用有：.防止水箱壓力過(guò)高；.防止空氣進(jìn)入箱；.兼作溢流管用。安全水封構(gòu)造和工作原理簡(jiǎn)述如下安全水封由水室A、B、C及連通管1、2、4組成，由管3與閉式凝水箱連通。系統(tǒng)運(yùn)行前， 由下部充水管充水至I -I水面。在正常箱壓力下，管2中水面下降，管4及管1水面上升h高度。 當(dāng)箱的壓高于大氣壓H1(mh2o)以上時(shí)(h值小，忽略不計(jì))，水封被突破，箱蒸汽及不凝結(jié)氣體從管2通過(guò)4 經(jīng)A室排往大氣。由此可見(jiàn)，利用水封高度H(m)，可以維持水箱的蒸汽壓力不大于10H1(Kpa)。當(dāng)箱

46、壓力恢復(fù)后，A室中的水由管1自動(dòng)返回管2和4,恢復(fù)原來(lái)的水位。當(dāng)水箱無(wú)凝水進(jìn)入，箱呈無(wú)壓而 凝結(jié)水泵啟動(dòng)抽水時(shí)，密閉箱體出現(xiàn)負(fù)壓。此時(shí)，管1、4中水面下降，管2中水面上升。只要箱負(fù)壓 與大氣壓力之差不大于H (mH O)，管1中水面就不會(huì)降到I-I以下，管2中的水封就不會(huì)被沖破，空 氣就不能進(jìn)入水箱。水柱高度處為水箱可能出現(xiàn)的最大真空度。當(dāng)水箱的真空度消失后，B室中的存 水由管2端的孔眼重新流回管2、4及管1中。當(dāng)水箱存水過(guò)多，水面上升超過(guò)H高度后，水可經(jīng)由水封管的通氣口排出。與凝水箱連接的 管3應(yīng)在水箱的溢流水位高度處。3安全水封的連通管d應(yīng)根據(jù)排氣量來(lái)確定。水室A、B的直徑，可參閱有關(guān)供熱

47、設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算 確定。凝水泵應(yīng)不少于兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用。選擇凝水泵流量時(shí)，按可能達(dá)到的最大小時(shí)凝結(jié)水量 來(lái)計(jì)算，揚(yáng)程應(yīng)按凝結(jié)水管網(wǎng)的水壓圖(見(jiàn)后面章節(jié))來(lái)確定，并留有30-50Pa的富裕壓力。9.3凝結(jié)水管網(wǎng)的水力工況和水力計(jì)算一、兩相流的幾種形式乳狀混合物當(dāng)流速很高和凝水大量汽化時(shí)才會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。在這種情況下，蒸汽和細(xì)滴狀的水 充滿管道截面，呈現(xiàn)為白色的乳狀物。水膜狀在管道截面中部，有蒸汽攜帶少量水滴快速流動(dòng)；在管壁表面上形成一層薄的水膜，此水膜 沿管壁作回轉(zhuǎn)前進(jìn)的流動(dòng)。汽水分層當(dāng)凝水干管的管徑大而流速小時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。蒸汽速度較高時(shí)，凝水水面起波浪；蒸 汽流速較小時(shí)，汽水分界面很平靜。汽

48、水充塞 在直徑不大的凝水管中，由于積水或者疏水器間歇?jiǎng)幼?，可引起此種流態(tài)。汽泡狀在汽水充塞流動(dòng)中，如果管道中蒸汽量減少，便出現(xiàn)汽泡狀流動(dòng)。二、凝水管分類及其管徑確定的基本方法由凝水充滿斷面的滿管流動(dòng)凝水管路，可以根據(jù)水力計(jì)算的結(jié)果確定其管徑。對(duì)于由乳狀混合物充滿斷面的滿管流動(dòng)凝水管路，可以根據(jù)水力計(jì)算的結(jié)果確定其管徑。認(rèn)為流體 在管中的流動(dòng)規(guī)律和熱水管路相同，不考慮由于蒸汽和凝水間的“滑動(dòng)”所產(chǎn)生的摩擦及分子間碰撞 的能量損失，在計(jì)算流動(dòng)的摩擦阻力損失和局部阻力損失時(shí)，采用和熱水相同的公式，只需將乳狀混 合物的密度代入計(jì)算即可。對(duì)于非滿管流動(dòng)的管路，使用根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果制成的管道輸送能力表；

49、有如低壓的干式凝水管 那樣，根據(jù)管道負(fù)荷查表確定管徑，不在進(jìn)行水力計(jì)算。三、凝水管壓力狀況的分析及確定管徑的具體方法現(xiàn)以一個(gè)包括各種流動(dòng)狀況的凝結(jié)水回收系統(tǒng)為例，分析各種凝水管道的水力工況和相應(yīng)的水力 計(jì)算方法。見(jiàn)圖9-9。圖9-9包括各種流動(dòng)狀況的凝結(jié)水回收系統(tǒng)示意圖1-用汽設(shè)備；2-疏水器；3-二次蒸發(fā)箱；4-凝水箱；5-凝水泵；6-總凝水箱；7-壓力調(diào)節(jié)器管段AB由用熱設(shè)備出口至疏水器入口的管段，該管段的凝水流動(dòng)狀態(tài)屬非滿管流。疏水器的布置應(yīng) 低于用熱設(shè)備，凝水向下沿不小于iN0.05的坡度流向疏水器。管段AB的水力計(jì)算，如第八章所述，可采用附錄5-5，根據(jù)凝水管段所負(fù)擔(dān)的熱負(fù)荷，確定

50、這種干凝水管的管徑。在一些大型的的換熱器上，疏水器并不裝在換熱器的底部，而裝在換熱器本體 下部的某一水平面上，其目的是用以維持換熱器出口具有一定過(guò)冷度。這種疏水器上部連著蒸汽平衡 管，利用浮球等附件，起著控制換熱器水位的作用。在此情況下，該管段的凝水流態(tài)就屬于滿管流， 而不是非滿管流動(dòng)狀態(tài)。管段BC從疏水器出口到二次蒸發(fā)箱或凝水箱出口的管段。凝水在該管道流動(dòng)，由于不可避免的通過(guò) 疏水器時(shí)形成的二次蒸汽和疏水器漏汽。這種余壓回水方式的流態(tài)屬于乳狀混合物的兩相流態(tài)。在工程設(shè)計(jì)中，按蒸汽和凝水呈乳狀 混合物充滿管道截面流動(dòng)，其乳狀混合物的密度可用下式求得P = 1 / v = 1 / x （v -

51、v ） + v kg/m3（-18）式中p r 汽水乳狀混合物的密建，kg/m3； s z -汽水乳狀混合物的比容，m3/kg；v 凝水比容，可近似取v = 0.001 m3/kg；vS 在凝水管段未端或凝水箱（或二次蒸發(fā)箱）壓力下的飽和蒸汽比容，m3/kg；xq 1kg汽水混合物中所含蒸汽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；x = x + xkg/kgx1疏水器的漏汽率（百分?jǐn)?shù)）；根據(jù)疏水器類型、產(chǎn)品質(zhì)量、工作條件和管理水平 而異，一般采用0.010.03；% 一凝水通過(guò)疏水器閥孔及凝水管道后，由于壓力下降而產(chǎn)生的二次蒸汽量（百分?jǐn)?shù) 量）。根據(jù)熱平衡原理，可按下式計(jì)算x2= （q1 - q2）/r3（9-19）q

52、 疏水器前P1壓力下飽和凝水的焓，kJ/kg；q1 在凝水管段末端，或凝水箱（或二次蒸發(fā)箱）P壓力下的飽和凝水的焓，kJ/kg；r3 在凝水管段末端，或凝水箱（或二次蒸發(fā)箱）P3壓力下蒸汽的汽化潛熱，kJ/kg；注意以上計(jì)算是假定二次汽化集中在管道末端。實(shí)際上，二次汽是在疏水器處和沿管道壓力不斷下降而 逐漸產(chǎn)生的，管壁散熱又會(huì)減少一些二次汽的生成量。以管道末端汽水混合物密度作為余壓凝水系統(tǒng) 計(jì)算管道的凝水密度，亦即以最小的密度值作為管段的計(jì)算依據(jù)，水力計(jì)算選出的管徑有一定的富裕 度。按式（9-19），在不同的P和P下，可計(jì)算出不同的x值（見(jiàn)附錄9-2）。在不同的凝水管末端壓力 P和x值下，按式

53、（9-18）計(jì)算得3出的汽水乳狀混合物的2密度0值，可見(jiàn)附錄9-3。c3在進(jìn)行余壓凝水系統(tǒng)管道水力計(jì)算中，由于凝水管道的汽水混合物密度P，不可能剛好與采用的水 力計(jì)算表中所規(guī)定的介質(zhì)密度P和管壁的絕對(duì)粗糙度K相同，因此，應(yīng)如同蒸汽網(wǎng)路水力計(jì)算一 樣，對(duì)查表得出的比摩阻Rb.和流速vb，予以修正。凝水管道的管壁當(dāng)量絕對(duì)粗糙度，對(duì)閉式凝水系統(tǒng)，取K = 0.5mm,對(duì)開(kāi)式凝水系統(tǒng)，采用K= 1.0mm。對(duì)室蒸汽供熱系統(tǒng)的余壓凝水管段（如通向二次蒸汽箱的管段BC，見(jiàn)圖9-9）?？刹捎酶戒?-4的 余壓凝水管道水力計(jì)算表進(jìn)行計(jì)算和修正計(jì)算。該表的編制條件為：P . = 10kg/m3，K = 0.5m

54、m。對(duì)余壓凝水管網(wǎng)（如從用戶系統(tǒng)的疏水器到熱源或凝水分站的凝結(jié)水箱的管道），?？刹捎檬彝鉄?水管道的水力計(jì)算表（附錄9-1），或按理論計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行修正計(jì)算。管網(wǎng)的局部阻力損失，對(duì)余壓凝水管道，由于比摩阻計(jì)算的精確性就不很高，通常多采用局部阻力 所占的份額估算。對(duì)室余壓凝水管道，可按附錄4-8采用，即局部壓力損失約占總壓力損失的20%計(jì)算。 對(duì)室外凝水管網(wǎng)，可采用附錄9-3的數(shù)據(jù)。余壓凝水管道的資用壓力，應(yīng)按下式計(jì)算AP = （P - P）-hpg Pa（9-20）式中P -凝水管始端表壓力，或疏水器出口凝水表壓力，Pa；2 P3 凝水管末端表壓力，即凝水箱或二次蒸發(fā)箱的表壓力，Pa

55、；h 疏水器后凝水提升高度，m；其高度不宜大于5m；g 重力加速度，g = 9.81m/s2；Pn 凝水管的凝水密度，從安全角度出發(fā)，考慮重新開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，管路充滿冷凝水， 取 Pn=1000kg/m3。為了安全運(yùn)行，凝水管末端的表壓力P，應(yīng)取凝水箱或二次蒸發(fā)箱可能出現(xiàn)的最高值。對(duì)開(kāi)式凝結(jié) TOC o 1-5 h z 水回收系統(tǒng)，表壓力p3= 0。3 HYPERLINK l bookmark335 o Current Document 管段CD3從二次蒸發(fā)箱（或高位水箱）出口到凝水箱的管段。管中流動(dòng)的凝水是P壓力的飽和凝水。如管中壓降過(guò)大，凝水仍有可能汽化。3管段CD中，凝水靠二次蒸發(fā)箱與凝水箱

56、中的壓力差及其水面標(biāo)高差的總勢(shì)能而滿管流動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮最不利工況。該管段的資用壓力，對(duì)二次蒸發(fā)箱的表壓力P按高位開(kāi)口水箱 考慮，即其表壓力p3= 0,而凝水箱的壓力p4,應(yīng)采用箱可能出現(xiàn)的最高值。其資用3壓頭按下式計(jì)算 AP = p gh -P Pan（9-21）式中 h 二次蒸發(fā)箱（或高水位箱）中水面與凝水箱回形管頂?shù)臉?biāo)高差，m；P 凝結(jié)水箱中的表壓力，Pa。對(duì)開(kāi)式凝水箱，表壓力P = 0,對(duì)閉式水箱，為安全4水封限制的表壓力；4AP 最大凝水量通過(guò)管段CD的壓力損失，Pa；Pn 管段CD中的凝水密度，對(duì)不再汽化的過(guò)冷凝水，取P n =1000kg/m3；g 重力加速度，g = 9.81

57、 m/s2。根據(jù)上式繪制的水壓圖，如圖9-10所示。圖9-10 管段CD的水壓線1-凝水箱；2-安全水封；3-蒸汽補(bǔ)汽的壓力調(diào)節(jié)器；4-外網(wǎng)凝水管線；5-二次蒸發(fā)箱；靜水壓線；7-動(dòng)水壓線（線C-O）現(xiàn)對(duì)此管段的水力工況進(jìn)一步分析。運(yùn)行期間，P和P壓力經(jīng)常波動(dòng)，二次蒸發(fā)箱水面隨之上下升降。連接二次蒸發(fā)箱出口的凝水立管 會(huì)交替為汽水充滿。4因此，該凝水立管應(yīng)按非滿管流動(dòng)狀態(tài)設(shè)計(jì)，管徑宜放粗些。采用閉式凝結(jié)水箱時(shí)，除必須在水箱處設(shè)置安全水封裝置外，宜向凝水箱放入蒸汽，形成蒸汽墊層。 壓力宜在5kPa左右。在凝水管工作或停止運(yùn)行時(shí)，為了避免在最不利情況下（凝水箱表壓力P=0,二次蒸發(fā)箱P達(dá)到最大 值

58、），蒸汽逸入凝水外網(wǎng)，凝水箱的回形管與該用戶和室外凝水管網(wǎng)干線的4連接點(diǎn)（上圖中的3M點(diǎn)）間的 標(biāo)高差應(yīng)不小于10-4 X P m。為了更好的保證蒸汽不竄入外網(wǎng)凝水管，可在二次蒸發(fā)箱出口處安裝多級(jí)水封，形成所謂“閉式滿 管流凝結(jié)水回收系統(tǒng)”（見(jiàn)圖9-11）圖9-11安裝多級(jí)水封的圖式1-凝水箱；2-安全水封；3-壓力調(diào)節(jié)器；4-凝水管網(wǎng)；5-靜壓力線O-O； 6-動(dòng)壓力線OAB；安全水封；8-二次蒸發(fā)箱凝水流過(guò)多級(jí)水封后的表壓力為零。多級(jí)水封的安裝高度，應(yīng)等于其入口處動(dòng)水壓線高度， 在加上適當(dāng)?shù)陌踩６?；同時(shí)，二次蒸發(fā)箱的高度應(yīng)略高于水封高度。凝水箱回形管頂與外網(wǎng)凝水管 敷設(shè)的最高點(diǎn)之間應(yīng)有一

59、定的標(biāo)高差，以避免當(dāng)凝水泵抽水時(shí)凝水箱出現(xiàn)一定的真空度，產(chǎn)生虹吸現(xiàn) 象，使部分凝水管道倒吸而不充滿整個(gè)管道截面。凝水箱可能達(dá)到的最大真空度P，一般為25 kPa 的真空度。4注閉式滿管流凝結(jié)水回收系統(tǒng)水力計(jì)算選擇管徑時(shí)，可按室外熱水網(wǎng)路水力計(jì)算表附錄9-1進(jìn)行計(jì)算。 當(dāng)采用管壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度K值不同時(shí)，應(yīng)注意修正。圖9-12是多級(jí)水封結(jié)構(gòu)示意圖圖9-12多級(jí)水封1-放汽閥；2-放水閥水封的高度應(yīng)根據(jù)蒸汽壓力P3確定。當(dāng)水封后面的表壓力為零時(shí)，水封高度可按下式計(jì)算h = 1.5 P / n 3 m 9-22式中P 一連接水封處的蒸汽表壓力折算的水柱高度，m；n 水封級(jí)數(shù)；1.5 考慮水在水封流

60、過(guò)時(shí)，因壓降產(chǎn)生小量二次汽，使水封中凝水平均密度比凝水 小，水封阻汽能力下降而；引起的附加系數(shù)。水封管徑通?？砂茨魉俨淮笥?.5m/s設(shè)計(jì)，外套管直徑取D = 2d。管段DE利用凝水泵輸送凝水的管段。管中流過(guò)純凝水，為滿管流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)有多個(gè)用戶或凝水分站的凝水泵并聯(lián)向管網(wǎng)輸送凝水時(shí)，凝水管網(wǎng)的水力計(jì)算和水泵選擇 的步驟和方法如下：以進(jìn)入用戶或凝水分站的凝水箱的最大回水量，作為計(jì)算流量，并根據(jù)常用的流速圍(1.02.0m/s)， 確定各管段的管徑。摩擦阻力計(jì)算可利用附錄9-1熱水網(wǎng)路水力計(jì)算表，但注意對(duì)開(kāi)式凝結(jié)水回收系 統(tǒng)，應(yīng)對(duì)管壁絕對(duì)粗糙度K值予以修正。局部阻力通常折算為當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算。根據(jù)