一般蒸汽管道的流速.doc

类别 最大允许压降 流速
kg/cm² 100m m/s
(1) 一般
压力等级
0.0~3.5 kg/cm²G 0.06 10.0~35.0
3.5~10.5 kg/cm²G 0.12 10.0~35.0
10.5~21.0 kg/cm²G 0.23 10.0~35.0
>21.0 kg/cm²G 0.35 10.0~35.0
(2) 过热蒸汽
口径(mm)
>200 0.35 40.0~60.0
100~200 0.35 30.0~50.0
<100 0.35 30.0~40.0
(3) 饱和蒸汽
口径(mm)
>200 0.20 30.0~40.0
100~200 0.20 25.0~35.0
<100 0.20 15.0~30.0
(4) 乏汽
排汽管(从受压容器中排出) 80.0
排汽管(从无压容器中排出) 15.0~30.0
排汽管(从安全阀排出) 200.0~400.0

.1  蒸汽网路系统
一、蒸汽网路水力计算的基本公式
计算蒸汽管道的沿程压力损失时，流量、管径与比摩阻三者的关系式如下
    R = 6.88×1×K0.25×(Gt2/ρd5.25)，       Pa/m （9-1）
         d = 0.387×[K0.0476Gt0.381 / (ρR)0.19]，    m （9-2）
         Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125]，     t/h （9-3）
式中  R —— 每米管长的沿程压力损失（比摩阻）， Pa/m ；
          Gt —— 管段的蒸汽质量流量，t/h；
          d —— 管道的内径，m；
         K —— 蒸汽管道的当量绝对粗糙度，m，取K=0.2mm=2×10-4 m；
          ρ —— 管段中蒸汽的密度，Kg/m3。
    为了简化蒸汽管道水力计算过程，通常也是利用计算图或表格进行计算。附录9-1给出了蒸汽管道水力计算表。
二、蒸汽网路水力计算特点
1、热媒参数沿途变化较大
蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降，蒸汽温度T下降，导致蒸汽密度变化较大。
2、ρ值改变时，对V、R值进行的修正
    在蒸汽网路水力计算中，由于网路长，蒸汽在管道流动过程中的密度变化大，因此必须对密度ρ的变化予以修正计算。
    如计算管段的蒸汽密度ρsh与计算采用的水力计算表中的密度ρbi不相同，则应按下式对附表中查出的流速和比摩阻进行修正。
        vsh = ( ρbi  / ρsh) • vbi      m/s （9-4）
        Rsh = ( ρbi  / ρsh) • Rbi    Pa/m （9-5）
式中符号代表的意义同热水网路的水力计算。
3、K值改变时，对R、Ld 值进行的修正
（1）对比摩阻的修正、
    当蒸汽管道的当量绝对粗糙度Ksh与计算采用的蒸汽水力计算表中的Kbi=0.2mm不符时，同样按下式进行修正：      
         Rsh=(Ksh / Kbi)0.25 • Rbi    Pa/m （9-6）
式中符号代表意义同热水网路的水力计算。
（2）对当量长度的修正
    蒸汽管道的局部阻力系数，通常用当量长度表示，同样按下式进行计算。即
        Ld = Σξ•d/λ= 9.1•(d1.25/K0.25)•Σξ （9-7）   
室外蒸汽管道局部阻力当量长度Ld值，可按附录5-2热水网路局部阻力当量长度表示。但因K值不同，需按下式进行修正。   
     Lsh.d = (Kbi / Ksh)0.25 •Lbi.d  = (0.5/0.2)0.25 •Lbi.d  
=1.26• Lbi.d    m                                                                  式中符号代表意义同热水网路的水力计算。
    当采用当量长度法进行水力计算，蒸汽网路中计算管段的总压降为      
   ΔP = R(L + Ld) = RLzh     Pa （9-9）
式中  Lzh —— 管段的折算长度， m。
【例题9-1】蒸汽网路中某一管段，通过流量Gt=4.0 t/h ，蒸汽平均密度ρ=4.0 kg/m3。
（1）如选用φ108×4的管子，试计算其比摩阻R值。
（2）如要求控制比摩阻R在200Pa/m以下，试选用合适的管径。
【解】（1）根据附录11—1的蒸汽管道水力计算表（ρbi=1.0 kg/m3），查出当Gt=4.0t/h，公称直经DN100时，
    Rbi = 2342.2 Pa/m ；vbi = 142 m/s
    管段流过蒸汽的实际密度ρsh=4.0 kg/m3。需要进行修正，得出实际的比摩阻Rsh和流速vsh值为
    vsh = ( ρbi  / ρsh) • vbi = (1/4)×142 = 35.5   m/s
    Rsh = ( ρbi  / ρsh) • Rbi = (1/4)×2342.2 = 585.6  Pa/m
（2）根据上述计算可见，在相同的蒸汽质量流量Gt和同一管径d条件下，流过的蒸汽密度越大，其比摩阻R及流速v值越小，呈反比关系。因此，在蒸汽密度ρ=4.0kg/ m3，要求控制的比摩阻为200Pa/m以下，因表中蒸汽密度为ρ=1.0 kg/ m3 ，则表中控制的比摩阻值，相应为200×（4/1）= 800 Pa/m以下。
    根据附录9—1，设ρ=1.0 kg/ m3，控制比摩阻R在800Pa/m 以下，选择合适的管径，得出应选用的管道的公称直径为DN125mm，相应的Rbi值及vbi值为
    Rbi = 723.2 Pa/m ；vbi = 90.6 m/s
    最后，确定蒸汽密度ρ=4.0 kg/ m3时的实际比摩阻及流速值。
    Rsh = ( ρbi  / ρsh) • Rbi  = (1/4)×723.2 = 180.8 Pa/m < 200 Pa/m
    vsh = ( ρbi  / ρsh) • vbi = (1/4)×90.6 = 22.65 m/s
三、蒸汽网路水力计算方法
1、准确的计算方法 ——按管段取蒸汽的平均密度
ρpj = (ρs + ρm) / 2，     kg/m3 （9-10）
式中      ρs、ρm ——分别为计算管段始端和末端的蒸汽密度， kg/m3。
    逐段进行计算
    特点：该方法较准确的计算管段节点蒸汽参数（Ps、Ts）,计算较准确。
2、简略计算方法——对整个系统取蒸汽平均密度   
    ρpj = (ρs + ρm) / 2，     kg/m3 (9-11)
式中   ρs、ρm ——分别为系统始端和末端的蒸汽密度， kg/m3。
    特点：该方法计算误差比较大，但计算工作量小。
3、按一定管长取管段始端的密度
    具体取法：每隔50米管长取始端蒸汽的密度，逐段进行计算。
    特点：该方法计算的准确性介于上述两者之间。
4、蒸汽网路水力计算的任务
    要求选择蒸汽网路各管段的管径，以保证各热用户蒸汽流量的使用参数的要求