Dimensionarea conductelor de alimentare cu abur [i a liniilor de retur condens
Defini]ii
Dimensionarea Dimensionar ea conductelor
Conducta de abur sau magistrala transport` abur de la cazan \ntr-o zon` \n care sunt instala]i mai mul]i consumatori de abur. Liniile de ramifica]ie de abur . Transport` aburul de la conducta principal` la ansamblul \nc`lzit cu abur. Liniile de refulare ale oalei de condens - transport` condensul [i aburul expandat de la oala de condens la o linie de retur. Liniile de retur ale condensului primesc condens de la mai multe linii de refulare ale oalelor de condens [i transport` condensul \napoi la sala cazanelor.
Dimensionarea conductelor dintr-un sistem de abur este determinat` de doi factori principali. 1. Presiunea ini]ial` la cazan [i ∆p admisibil al \ntregului sistem. ∆p total al sistemului nu trebuie s` dep`[easc` 20% din presiunea total` maxim` de la cazan. Aceasta include toate ∆p - pierderile pe linie, coturi, ventile, etc. Re]ine]i, c`derile de presiune reprezint` o pierdere de energie. 2. Viteza aburului. Eroziunile [i zgomotul cresc odat` cu viteza. Vitezele rezonabile pentru aburul de proces sunt \ntre 30 [i 60 m/s, \ns` sistemele
de \nc`lzire cu presiune sc`zut` au de obicei viteze mai mici. Un alt considerent este extinderea ulterioar`. Dimensiona]i-v` liniile pentru viitorul previzibil. Dac` ave]i \ndoieli, ve]i avea mai pu]ine probleme cu liniile supradimensionate dec^t cu acelea care sunt la limit`. Exemplu: Care este capacitatea maxim` a unei linii de abur cu o presiune de 4 bari si un diametru de 50 mm? Citind \n coloana st\ng` a tabelului 45-1 "Presiunea aburului \n bari" la 4 [i apoi la dreapta p^n` la coloana pentru o ]eav` de abur de 50 mm \n diametru, se determin` c` ]eava va avea o capacitate de 570 kg/h.
Tabelul 44-1. Diametre interioare [i exterioare de ] eav` conform DIN 2448.
Racord de cond ndu uct` (in (in)) 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5 6 8
Racord de conduct` DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250
Diametrul exte terrio iorr (m (mm) 21.3 26.9 33.7 42.4 48.3 60.3 76.1 88.9 114.3 139.7 168.3 209.1 273.0
Tabelul 44-3. Factori de capacitate pentru abur supra\nc`lzit
Grosimea Diametrul peretelui (mm) int nte erior (mm mm)) 2.0 17.3 2.3 22.3 2.6 28.5 2.6 37.2 2.6 43.1 2.9 60.3 2.9 70.3 3.2 82.5 3.6 107.1 4.0 131.7 4.5 159.3 5.9 207.3 6.3 260.4
Temp. aburului
a e i n r u a i b s n e \ r P
250°
1 3 8 12 20 40 100
Temp. aburului a e i n r u a i b s n e \ r P
1 3 8 12 20 40 100
Temp. aburului
Pentru a determina capacit`]ile de abur supra^nc`lzit utiliza]i factorii de corec]ie a coeficientului din tabelul 44-3.
44
a e i n r u a i b s n e \ r P
1 3 8 12 20 40 100
Tabela 44-2. Viteza aburului \n m/sec
Dia iam metrul conductei inch mm 1/2 2 4 6
15 50 100 150
Dimensiunea conductei 32 300° 350° 400°
Presiun une ea abur aburul ulu ui \n bari (g) 1 12 25 100 17 19 21 22
33 38 41 44
37 44 47 50
50 50 50 50
450°
500°
1,04 1,17 1,06 1,06 1,06 1,10 1,17
1,05 1,17 1,06 1,06 1,06 1,04 1,06
1,06 1,15 1,06 1,04 1,03 1,00 0,98
Dimensiunea conductei 100 250° 300° 350° 400°
450°
500°
1,10 1,30 1,15 1,18 1,28 -
1,13 1,11 1,10 1,09 1,09 1,11 1,14
1,13 1,30 1,09 1,10 1,09 1,05 1,06
1,15 1,30 1,10 1,09 1,08 1,02 0,97
Dimensiunea conductei 200 250° 300° 350° 400°
450°
500°
1,18 1,20 1,26 1,28 1,29 -
1,19 1,16 1,12 1,10 1,06 1,00 0,98
1,30 1,16 1,12 1,09 1,05 1,00 0,95
106 1,11 1,20 1,20 127 -
1,02 1,17 1,14 1,14 1,19 1,30 -
1,08 1,08 1,09 1,15 1,19 1,25 -
1,19 1,20 1,23 1,23 1,21 1,23 -
1,04 1,17 1,09 1,09 1,11 1,17 1,52
1,12 1,00 1,08 1,09 1,11 1,14 1,47
1,20 1,20 1,18 1,16 1,13 1,13 1,40
1,20 1,17 1,14 1,11 1,04 1,06 1,01
Tabela 45-1 poate fi de asemenea utilizat` pentru determinarea presiunii necesare pentru manipularea unei cantit`]i cunoscute de condens. Dac` o ]eav` de abur de 65 mm trebuie s` transporte 4100 kg/h de condens, ce presiune va fi necesar`? Citind pe coloana pentru o ]eav` de abur m`sur^nd DN 65 p^n` se ajunge la 4100 [i apoi spre st^nga, se determin` c` presiunea de abur necesar` pentru a face fa]` cantit`]ii de condens este de 16 bari (g). Pentru determinarea rapid` a vitezei aburului, vezi Tabelul 44-2. Pentru o m`sur`toare exact`, se poate utiliza formula: Q 3600 x S unde: V= viteza \n m/s Q= Cantitatea de abur in m³/h S= Suprafa]a interioar` a ]evii \n m² (vezi tabelul 44-1) C^nd este cazul, putem afla ∆p \ntr-o linie de abur utiliz^nd graficul 46-1. V=
Exemplu: Ce c`dere de presiune va fi
prezent` \ntr-o linie de abur dreapt`, DN 80, cu lungime de 150m cu un debit de 2000 kg/h [i o presiune de 6 bari (g) [i care va fi presiunea la cap`tul liniei? S` presupunem o presiune medie \n
linie de 5,5 bar (g). Din tabele afl`m o c`dere de presiune de 38mm H2O/m astfel \nc^t ∆p total va fi de 150 x 38 = 5700 mm H 2O/m x 0,57 bar. Presiunea la cap`tul conductei va fi 6 - 0,57 = 5,43 bar (g). Liniile de refulare ale oalelor de condens
Liniile de refulare ale oalelor de condens sunt de obicei scurte. Presupun^ndu-se c` oala este dimensionat` corect pentru aplica]ie, utiliza]i o linie de refulare de aceea[i dimensiune ca [i leg`turile la oala de condens. La un ∆p foarte mic \ntre oala de condens [i linia de retur de condens, liniile de refulare ale oalei de condens pot fi m`rite cu o m`rime de ]eav`. Liniile de retur de condens
Pentru instala]iile de m`rime medie [i mare se va apela la serviciile unui consultant pentru proiectarea ]evii sau ]evilor de retur pentru condens. De obicei se consider` c` este bine s` se selecteze o ]eav` de retur o dat` sau de dou` ori mai mare pentru: 1) m`rirea capacit`]ii instala]iei, [i 2) eventuala colmatare a ]evii cu n`mol [i piatr`. Exemplu: care este ∆p \ntr-o linie de
retur de condens de DN 40 cu o capacitate de 400 kg/h, c^nd presiunea aburului este de 2 bari iar linia de retur condens \n atmosfer` este de 150 m lungime? Din tabelul 46-1 lua]i factorul de capacitate corespunz`tor cu 2 bar = 0,256 [i apoi \mp`r]i]i debitul dat la acest factor: 400/0,256=1562 kg/h Oale de condens [i contrapresiune mare
Contrapresiunile excesive fa]` de standardele normale pot apare datorit` colmat`rii liniilor de retur, m`rimii debitului de condens sau func]ion`rii defectuoase a a oalei de condens. |n func]ie de func]ionarea oalei de condens, contrapresiunea poate fi o problem` sau nu. Vezi tabelul de recomand`ri de pe coperta B. Dac` exist` posibilitatea existen]ei unei contrapresiuni \n liniile de retur, ave]i grij` ca oala selectat` s` poat` lucra \n aceste condi]ii. Contrapresiunea coboar` presiunea diferen]ial` [i. deci, capacitatea oalei de condens este mic[orat`. |n cazuri severe, reducerea capacit`]ii ar putea face necesar` utilizarea de oale de condens mai mari pentru a compensa sc`derea presiunii diferen]iale de lucru.
Tabela 45-1. Grafic de capacit`]i \n kg/h (Viteza 30m/sec) Presiunea aburului bar (g)
0.1 0.3 0.5 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 30 35 40 50 60 70 80 100
Diametrul conductei de abur aburului 15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
7.5 10 11 15 25 35 45 55 66 88 115 130 160 180 200 230 270 300 370 450 520 650 840 970 1300 1500
13 17 19 26 44 62 83 100 120 165 210 250 290 350 380 430 490 560 630 830 970 1200 1500 1700 2400 2760
22 28 32 46 72 100 135 165 200 270 340 400 470 550 610 700 770 900 1100 1350 1550 1950 2400 2900 3700 4500
35 46 52 74 122 170 220 270 330 430 570 650 770 920 1050 1150 1300 1500 1840 2250 2600 3300 4250 5000 6600 7900
55 72 81 115 190 270 360 440 520 690 910 1060 1200 1450 1650 1850 2050 2400 3000 3600 4350 5300 6800 7800 10500 12500
90 120 130 190 310 440 570 700 830 1100 1450 1700 2000 2400 2600 3000 3400 3900 4800 5800 6800 8500 11000 12500 16800 20000
150 200 220 320 520 750 980 1200 1300 1950 2460 2900 3400 4100 4600 5100 5800 6600 8300 10000 11700 14500 18700 22000 29000 34000
240 315 370 500 820 1180 1570 1900 2300 3100 3900 4600 5400 6500 7200 8000 9000 10500 13000 15500 18100 23000 29000 24000 46000 54000
400 520 575 790 1330 1850 2450 3000 3600 4900 6100 7300 8500 10000 11500 12600 14400 16500 20500 25000 29000 37000 47000 53000 74000 87000
620 810 900 1300 2100 2900 3900 4900 5900 7950 10100 11500 13500 16300 18000 20000 23000 25500 33000 40000 46000 57000 74000 85000 115000 138000
930 1200 1350 1900 3100 3400 5680 7200 8400 11400 14300 17000 20000 24000 26000 30000 33000 38000 48000 58000 67000 84000 111000 127000 167000 275000 45
Tabelul 46-1. Grafic de capacit`]i pentru liniile de condens ∆p
\n mm H 20 pe m liniar de conduct` 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
Diametrul conductei \n mm 10
20
25
32
40
50
65
80
100
150
CAPACITATEA DE CONDENS \n kg/h
67 95 116 134 150 164 177 190 201 212 232 251 268 285 300 315 329 342 355 368 380 392 403 414 425 435 446 456 465 475
153 217 266 307 343 376 406 434 461 486 532 575 615 652 687 721 753 784 813 842 869 896 922 947 972 996 1020 1042 1065 1087
310 438 537 620 693 759 820 877 930 980 1074 1160 1240 1315 1387 1454 1519 1581 1641 1698 1754 1808 1861 1912 1961 2010 2057 2103 2148 2193
677 958 1174 1355 1516 1660 1793 1917 2033 2143 2348 2536 2711 2876 3032 3180 3321 3457 3587 3713 3835 3953 4067 4179 4287 4393 4497 4598 4697 4794
1048 1483 1816 2097 2345 2569 2775 2966 3146 3317 3633 3924 4195 4450 4691 4920 5138 5348 5550 5745 5933 6116 6293 6466 6634 6798 6958 7114 7267 7417
2149 3040 3723 4299 4807 5265 5687 6080 6449 6798 7447 8043 8599 9120 9614 10083 10531 10961 11375 11774 12160 12535 12898 13252 13596 13932 14260 14580 14894 15201
3597 5087 6230 7194 8044 8811 9715 10175 10792 11375 12461 13460 14389 15262 16088 16873 17623 18343 19035 19703 20350 20976 21584 22175 22751 23313 23862 24398 24923 25437
6413 9070 11108 12827 14341 15710 16968 18140 19240 20281 22217 23997 25654 27210 28682 30082 31420 32702 33937 35128 36280 37397 38481 39535 40563 41564 42542 43499 44434 45350
13527 19130 23430 27055 30248 33135 35790 38261 40582 42777 46860 50615 54110 57392 60496 63449 66270 68976 71580 74093 76523 78878 81165 83389 85555 87668 89731 91747 93721 95653
Capacitatea de condens expandat \n kg/h \ntr-un retur de condens la presiune atmosferic`. Capacit`]ile de mai sus au fost calculate cu o presiune primar` = 0,35 bar (g). Pentru alte presiuni \nmul]i]i capacit`]ile de mai sus cu urm`torii coeficien]i 1 bar: 0,415 12 bari: 0,09 2 bari: 0,256 17 bari: 0,07 4 bari: 0,162 31 bari: 0,06 7 bari: 0,124 42 bari: 0,055 9 bari: 0,108 Graficul 4-1. C`derea de presiune a aburului \n linii de abur saturat
) g ( u r b a d e e n i u e s P r
C`derea de presiune a aburului
46
125
Cantitatea de abur \n kg/h
25410 40485 35935 57255 44012 70123 50821 80971 56819 90529 62242 99169 67230 107115 71871 114511 76231 121457 80355 128027 88024 140247 95077 151484 101642 161943 107807 171767 113639 181058 119186 189896 124485 198339 129568 206438 134460 214231 139179 2217502 143743 229023 148167 236071 152463 2429152 156641 249572 160710 256055 164679 262379 168554 268533 173342 274589 176049 280494 179679 286279
