蒸汽管道的设计选型

2023-06-13 22:28:34

蒸汽管道的设计选型本文载自Www.wattvalve.com蒸汽在锅炉中产生后，需要经过封闭的蒸汽管道输送至用汽设备。其中蒸汽管道的口径选

蒸汽管道的设计选型

本文载自Www.wattvalve.com

蒸汽在锅炉中产生后，需要经过封闭的蒸汽管道输送至用汽设备。其中蒸汽管道的口径选型很重要。

蒸汽管道的选型不仅要考虑蒸汽的压力、输送距离、允许压力降、流速和噪音、震动，还要考虑管道的壁厚和压力等级，散热和疏水等多方面因素。

目前普遍存在的问题是根据所连接的设备接口管径来选择输送蒸汽的管道。而输送的压力以及输送的蒸汽质量等关键因素往往被忽略。

如果管道选型过大容易导致下述问题：

· 管道费用增加

· 形成的冷凝水增多

· 冷凝水增加，引起蒸汽品质下降、传热效率降低

· 更多的热损失,热网的跑冒滴漏和维修工作量增大。

例如，使用50mm的蒸汽管道能输送足够的蒸汽，如使用80mm的管道，则费用会增加44%。80mm绝热管的热损失比50mm绝热管的损失多21%。80mm非绝热管的热损失比50mm非绝热管的热损失多50％。

如管道选型偏小则会带来：

· 高的蒸汽流速产生高的蒸汽压力降，到达用汽点时压力不足

· 用汽点没有足够的蒸汽量

· 蒸汽流速加快，容易产生冲蚀和水锤

· 噪音和震动

· 整个蒸汽系统的冗余不足，引起系统流量、压力、温度的波动。

杭州瓦特节能建议常用的管道的口径选择可以使用以下两种方法中的任一种。:

· 流速法

· 压降法

无论使用何种方法进行选型，应该用另一种方法进行校核以确定不超出限制。

流速选型是基于管道的流通体积等于管道的截面积和流速的乘积(记住比容随压力变化而变化)。

如果知道了蒸汽的质量流率和压力，我们可以很容易计算出管道的体积流量(m3/s)。如果我们确定一个可以接受的流速(m/s)，知道了所输送的蒸汽体积，则可以计算所需的流通截面积(管径)。

管道流量随以下因素的增加而增加：

· 流速(原因如前页所述)

· 压力。压力增加，比容减小

蒸汽管道流量图表是根据蒸汽流速选择管道的可靠方法。

饱和蒸汽的短的分支管道建议流速25－40m/s之间;

湿蒸汽和低压蒸汽（小于1barg）,建议流速15m/s左右;

输送管径大于300的过热蒸汽，建议流速35-70m/s。

通常使用的管道厚度是基于美国石油研究所(API)的管道表号，实际的厚度参考表号确定。这些表号根据管道的压力等级分为11个系列。

从最低的NO.5至10,20,30,40,60,80,100,120,140和NO.160。对公称口径小于150mm(6英寸)的管道，管道系列号40是管道重量最轻的表号。只有40和80号覆盖了从15mm(1/2英寸)－600mm的所有公称口径。最常用的蒸汽管道表号是40，次之是管表号80。

最常用的材料为低碳钢(等级620)，根据特殊需要可以使用其它的等级。由上述公式，为了计算管道厚度，需要知道材料的设计应力，这可以在BS806中找到(安装和连接至锅炉的铁素体管道的设计和结构)。

应力随温度的变化很大，因此在选择设计应力时温度是一个重要的变量。应力在管道的两个支撑点之间也会积聚。如果安装良好，则该应力可以忽略，但考虑安全性和计算误差，选择较小的设计应力更好。