《排空气、散热损失和管道标准总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《排空气、散热损失和管道标准总结（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、10.5.1排空气、散热损失和管道标准总结章节10.5第10章 蒸汽分配蒸汽和冷凝水系统手册排空气、散热损失 和管道标准总结10.5743排空气、散热损失和管道标准总结10.5.2章节10.5第10章 蒸汽分配蒸汽和冷凝水系统手册排空气、散热损失和管道标准总结排空气管道关闭一段时间后，在蒸汽进入管道前，管道中充满了空气。空气和其它不凝性气体也会随蒸汽一起进入管道。和蒸汽相比，这些不凝性气体所占的比例很小。除非我们采取措施排除它们，否则当蒸汽冷凝后，这些不凝性气体会在蒸汽管道和换热空间中积聚。不排除空气的后果就是延长起机时间，降低设备效率和工艺制程的性能。蒸汽系统中存在空气也会影响系统的温度。空
2、气在整个系统中有自己的压力，再加上蒸汽的压力就是系统的总压力。因此实际的蒸汽压力和温度要小于压力表读数显示的蒸汽/空气混合气体的压力和对应温度。更重要的是空气对传热效果的影响。仅有1m厚的空气膜，其热阻与25m的水膜相同，与2mm厚的铁板和15mm厚的铜墙相同。因此任何蒸汽系统的排空气都是很重要的。蒸汽系统的排空气阀（同热静力蒸汽疏水阀的工作原理）应布置在冷凝水液面之上，这样只有蒸汽/空气的混合气体到达排空气阀。最佳的安装位置是在蒸汽主管的末端，如图10.5.1所示。排空气阀的排放气体口应连接至安全的地方。实际应用中，如果冷凝水水管能靠重力流向开口箱，则可以考虑将排气管接入冷凝水水管。除了在主
3、管末端安装排空气阀，还应安装在以下地方：与倒吊桶疏水阀平行安装，或者在有些实例中，与热动力疏水阀并行安装。这些疏水阀在起机阶段的排空气性能较差。在很苛刻的蒸汽空间（例如蒸汽进入夹套锅的对面）。蒸汽/空气混合气体影响工艺制程品质的大型蒸汽空间（如高压杀菌锅）。降低热损失即使蒸汽主管的暖管过程结束，蒸汽也会由于辐射散热损失而继续冷凝。冷凝率取决于蒸汽温度、环境温度以及管道保温效率。要使蒸汽分配系统高效，应当采取适当的措施来确保热损失减小到最低程度。最经济的保温厚度根据以下几个因素：安装成本蒸汽携带的能量图10.5.1 蒸汽主管的末端疏水和排空气蒸汽主管空气排至安全位置排至安全位置冷凝水压力平衡式排
4、空气阀74410.5.3排空气、散热损失和管道标准总结章节10.5第10章 蒸汽分配蒸汽和冷凝水系统手册蒸汽和 管径 (DN)环境的 15 20 25 32 40 50 65 80 100 150温差() W/m 60 60 72 88 111 125 145 172 210 250 35170 72 87 106 132 147 177 209 253 311 43280 86 104 125 155 171 212 248 298 376 51990 100 121 146 180 196 248 291 347 443 610100 116 140 169 207 223 287 336
5、 400 514 706110 132 160 193 237 251 328 385 457 587 807120 149 181 219 268 282 371 436 517 664 914130 168 203 247 301 313 417 490 581 743 1025140 187 226 276 337 347 464 547 649 825 1142150 208 250 306 374 382 514 607 720 911 1263160 229 276 338 413 418 566 670 794 999 1390170 251 302 372 455 457 62
6、0 736 873 1090 1521180 275 330 407 499 497 676 805 955 1184 1658190 299 359 444 544 538 735 877 1041 1281 1800200 325 389 483 592 582 795 951 1130 1381 1947管道口径管道温度当室外管道保温时，还需考虑湿度和风速。大多数保温材料的效果取决于如矿物棉、纤维玻璃或硅酸钙非活泼材料内含有的微小空气囊。通常安装采用包铝的纤维玻璃、包铝的矿物棉和硅酸钙。重要的是保温材料不能变形或被水浸湿。有必要进行适当的机械保护和防水处理，尤其室外安装。蒸汽管道散热到水
7、、或潮湿保温材料的热损失将是散热至空气热量的50倍之多。因此要特别注意保护安装于积水地面或管道内的蒸汽管道，以防止被水浸没。同样也要保护绝缘层不会被梯子等物件损坏，避免雨水的侵入。除了安全阀，蒸汽系统中所有热的部分都需要保温。这包括全部的主管连接法兰、阀门和其它连接件。同时还要在连接法兰的每一边切掉绝缘层，露出螺栓，留出维护的空间。这等效于0.5 m的光管长度。幸运的是，目前广泛使用为连接法兰和阀门预制的绝热外罩。通常与紧固件一起提供，维护时很容易解开绝缘外罩。传热计算管道散热损失的计算非常复杂和耗时，并且我们通常假定已知一些关于管壁厚度、传热系数以及不同的导出常数等比较模糊的数据，但实际上这
8、些数据并非如此。这些计算公式的推导超出本章节的范围，但可在任何一本热力学书籍中找到有关的资料。此外，我们的工程师也能使用许多计算软件。因此管道散热损失可参考表10.5.1和一个简单的公式（公式2.12.2）。表中假设环境温度在10 21之间，考虑不同蒸汽压力、不同管道口径下水平光管的散热损失。表10.5.1管道的散热量公式2.12.2注：环境温度10到20之间，静止空气条件下的水平光管散热损失。其它包含在公式内的因素，例如，如果管道保温的散热损失仅是非保温管道热损失的10%，公式将乘以0.1的系数。=h3.6 LffgQm kg/hs745排空气、散热损失和管道标准总结10.5.4章节10.5
9、第10章 蒸汽分配蒸汽和冷凝水系统手册公式2.12.2等效长度：配对法兰为0.5m与管道同径的阀门为1.0m例 10.5.1口径100mm的管道长50m，有8对配对法兰和2个阀门，饱和蒸汽压力为7 bar g。环境温度10，保温效率的系数为0.1。参考表10.5.1，按公式2.12.2，确定每小时蒸汽的冷凝量：第1部分 - 无保温。第2部分 - 管道保温，但阀门和法兰没有保温。第3部分 - 完全保温。等效长度：（8对配对法兰 0.5m） + (2个阀门1.0 m) = 6.0m 管道长度7 bar g饱和蒸汽：蒸汽温度 = 170温差（管道和环境温度）170 - 10 = 160蒸发焓 (hf
10、g) = 2 048 kJ/kg口径100mm管道每米的热损失（见表10.5.1） = 999 W/m第1部分 - 无保温：第2部分 - 管道保温，但阀门和法兰没有保温： 单独考虑这两个部件：总的冷凝水量 = 管道热损失+连接件热损失总的冷凝水量 = 8.78 kg/h+10.54 kg/h=19.32 kg/h第3部分 - 管道和连接件都保温=h3.6 LffgQm kg/hs式中： ms = 蒸汽的冷凝水量(kg/h)； Q = 散热损失(W/m)（见表10.5.1）；L = 管道有效长度，包含法兰和连接件(m)；f = 绝热系数，例如，1表示光管，0.1表示保温良好；hfg = 蒸发焓(
11、kJ/kg)。ms = 3.6 QLfhfgms = 3.6999(50+6)12048冷凝水量 = 98.3 kg/h保温管道： ms = 3.6 QLfhfgms = 3.6999500.12048管道的热损失 ms = 8.78 kg/h未保温的连接件： ms = 3.6 QLfhfgms = 3.6999612048连接件的热损失 ms = 10.54 kg/h74610.5.5排空气、散热损失和管道标准总结章节10.5第10章 蒸汽分配蒸汽和冷凝水系统手册总结作为总结，以下的几条可用来检查蒸汽分配系统是否有效率：蒸汽管道是否正确选型？蒸汽管道是否正确布置？蒸汽管道是否充分疏水？蒸汽管
12、道是否充分排除空气？是否有预防蒸汽管道膨胀的措施？汽水分离器是否安装以提高蒸汽品质？是否有泄漏接头、填料密封或安全阀？为什么？多余的管道是否用盲板封住或去除？系统是否有效的保温？相关的英国和国际标准 符号用来分别说明关于技术方面的标准(=) 以及相关标准() 。表10.5.2BS 10 BS 21 =ISO 7/1 ISO 7/2EN 13480 BS 1306 BS 1387 BS 1560 BS 1600 EN 10253-1 BS 1710 BS 2779=ISO 228/1, ISO 228/2 EN 10220 BS 3601 EN 10216-2 EN 10217-2/3/5 EN
13、 10216-4 EN 10217-4 EN 10216-2 EN 10217-2 BS 3604-2 BS 3605-1/2 BS 3799 BS 3974 EN 1092-1 EN 1092-2 BS 4504 ms = 3.6 QLfhfgms = 3.6999(50+6)0.12048冷凝水量 = 9.83 kg/h管道、附件和阀门的法兰及螺栓连接规范管道和附件的紧定管螺纹规范工业金属管道技术规范 铜及铜合金管道系统规范 螺纹和承插焊接管道规范以及平焊和符合BS21 螺纹标准的钢管规范 管道、附件和阀门的圆形法兰（分级） 第3章3.1节 - 钢制法兰规范（ISO7005） 第3章3.2
14、节 - 铸铁法兰规范（ISO7005-2） 第3章3.1节 - 铜合金及合金法兰规范（ISO7005-3） 石油工业钢管尺寸 对焊承压管件规范 管道标志规范管道和附件的非紧定管螺纹规范用于承压的焊接无缝钢管的尺寸和质量规范 承压钢管的技术规范：特定温度特性承压钢管的技术规范：耐高温碳钢和碳锰钢承压碳钢及合金钢管的技术规范：耐低温承压钢管技术规范：耐高温铁素体合金钢奥氏体不锈钢承压钢管石油工业螺纹和承插焊接钢管附件技术规范 管道支撑技术规范3.1 - 钢法兰技术规范 3.2 - 铸铁法兰技术规范（ISO7005-2） 3.3 - 铜合金及合金法兰（ISO7005-3）747排空气、散热损失和管道
15、标准总结10.5.6章节10.5第10章 蒸汽分配蒸汽和冷凝水系统手册74810.5.7排空气、散热损失和管道标准总结章节10.5第10章 蒸汽分配蒸汽和冷凝水系统手册Questions1. As a general rule, where should air vents be fitted in a steam system? a | At the highest points b | On a bypass around a steam trap c | At points where air is driven by the incoming steam d | Around all
16、steam traps or points adjacent to them 2. On what principle do automatic air vents operate?a | They sense the difference in pressure between steam pressure and water pressure in a steam/air mixture b | They are temperature sensitive and remain open until steam at any pressure reaches them c | They remain open until the air passing through them reaches steam temper
