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锅炉取样器、饱和蒸汽锅炉取样器设计要求、设计原则、设计公式计算说明
发布时间:2022/12/22 点击次数:588

锅炉取样器饱和蒸汽锅炉取样器设计要求、设计原则、设计公式计算说明 

饱和蒸汽锅炉取样器的设计要求、设计原则、计算公式以及可推广性,说明针对不同压力、不同温度条件下的蒸汽锅炉,饱和蒸汽锅炉取样器应该重新计算及设计,体裁衣才是关键蒸汽锅炉的运行好坏与蒸汽的品质有相当大的关系,蒸汽品质不良对锅炉和汽轮机具有较严重的危害。蒸汽品质主要包含压力、温度、清洁度和干度4个指标。

对锅炉而言,压力和温度过高会增大过热器管子的热应力,增加管子蠕变速度。蒸汽不清洁,过热器会因结垢而使壁温上升,以至发生鼓包、爆管事故。

对汽轮机而言,压力和温度过高会増大蒸汽管道和汽轮机金属的应力和蠕变速度。压力和温度过低,会降低汽轮机的经济性,同时因为湿度大,会造成汽轮机腐蚀。蒸汽不清洁,汽轮机叶片因结垢而使线型改变,叶片应力加大,增加了对轴承的推力,迫使机组减少蒸汽流量和降低出力,从而使汽轮机效率降低。

蒸汽品质的好坏主要依靠对蒸汽的清洁度的判定来确认,澄汽的清洁度通常用蒸汽含盐量来表示。为了不影响生产和保证机、炉的安全运行,在运行过程中需要对蒸汽含盐量进行精确测定,这样锅炉上就需要釆用蒸汽锅炉取样器。蒸汽锅炉取样器分为饱和蒸汽锅炉取样器及过热蒸汽锅炉取样器,过热蒸汽锅炉取样器只要能够取出足够的蒸汽样品就可以了,它不会涉及水分(含盐量)分布不均问题,所以本文着重探讨饱和蒸汽锅炉取样器

对饱和蒸汽锅炉取样器要求

一个好的饱和蒸汽锅炉取样器,它取出的蒸汽是有充分代表性的,能够代表整台锅炉的饱和蒸汽品质.具体有如下5条要求:

能够取得有代表性的蒸汽试样,甚至在速度变动较大(满负荷到低负荷)以及湿度变化较大时,仍能够如此。适用范围广。适合于各种位置取样(水平位置、垂直位置).做成标准件,使同一型式的锅炉取样器,能适用于低压、中压、高压、超高压等。结构简单,工艺性好,制造方便。

饱和蒸汽锅炉取样器的设计原则

蒸汽的取样速度(指取样头入口处的速度)应该同锅炉取样器内蒸汽的流速相等.取样头入口速度W即:锅炉取样器内蒸汽的流动速度%=1使蒸汽中的湿分沿锅炉取样器管子的横截面均匀分布。只要遵循以上两个原则,蒸汽取样就具有代表性。针对一条原则,我们知道,饱和蒸汽中既含有蒸汽,又含有细小水滴,要使蒸汽样品具有代表性,就必须使汽和水~起进入取样头.假如两种速度不一样,使进入取样头的水滴增多或减少,就会使蒸汽样品出现偏差

1蒸汽的速度大于取样的速度

例如:蒸汽的速度大于取样的速度时,会产生取样品质变坏(含盐量高于蒸汽实际含盐量,见图1).这是因为,当锅炉取样器内流过大量蒸汽而取样较慢时,汽水混合物不能全部吸入取样头中,因此大部分蒸汽只能转弯绕开取样头向前流动,由于水滴具有惯性而被吸入孔中,使蒸汽样品含盐量增多,试样检测结果是蒸汽品质变坏。当蒸汽速度小于取样速度时,结果又恰好相反,试样检测结果是蒸汽品质变好(见图2).


2蒸汽的速度小于取样的速度

针对二条原则,我们知道,饱和蒸汽沿管道流动时,在管壁上流动着一层薄薄的水膜,靠近管壁的蒸汽中水分较多,越向中心水分越少,在管子中心流动的是干蒸汽,整个管子横截面上水分的分布是不均的,这样取出的蒸汽就不具有代表性,要取得正确的蒸汽试样,必须把管壁上的水膜、多水分的蒸汽和干蒸汽三者充分混合均匀。当速度较小时,水滴基本上附在管壁上,呈膜状流动;当速度增大到某一值时,水膜被吹破,此速度称为临界破膜速度。速度超过水膜破坏加剧,水滴也被带入蒸汽流。速度增大到5~6倍阳L,管中产生强烈的紊乱,使水滴和蒸汽混合.不过,这样的混合,水滴分布还不够均匀,而且不稳定,还要经过一段距离,其长度约为2.25-10锅炉取样器内径,才能达到蒸汽和水充分混合,在整个截面上分布均匀。

饱和蒸汽锅炉取样器的计算公式

在遵循以上两条设计原则的基础上,归纳总结出以下3个公式:kg/m3;—蒸汽干度,%;On—蒸汽连接管内径,m.根据上述数据,就可以求得锅炉取样器内径决f^x3600x(i/4)xy"X1000nun(3)式中:y"—和蒸汽密度,kgn?;G一一根蒸汽连接管内的蒸汽流量,kg/h; 锅炉取样器内蒸汽流速,m/s(取值:旳=5*).4饱和蒸汽锅炉取样器的计算例证以一台75t/h锅炉为例,参数见下表。 名称,数值确定以上参数后,通过査询有关参考资料,确定饱和温度、表面张力等数值。再代入公式(2),得到*=1L1m/s,=5*=55.5m/s;再将得到的结果代入公式(3),得妇6.7mm.根据公式(1)有:di=2.96mm.实际取样量;G;=(/4)d,%・r"=30.6kg/h,基本满足取样要求。

锅炉取样器设计计算的推广

不可能有一款饱和蒸汽锅炉取样器能同时适用于低压、中压、髙压、超高压等。即使做成标准件,也只能使锅炉取样器尽可能适用范围更大一些。科学的做法是每一台锅炉的锅炉取样器都要经过严格计算确定。

不同的用户厂情不同,人员素质也不同,运行也千差万别,锅炉有时可能根据需要进入低负荷运行状态,不但锅炉运行参数受到影响,运行成本上升,就连小小的锅炉取样器也受到严重影响,超出了设计要求的使用范围。锅炉运行单位应尽可能减少锅炉低负荷运行状态,使锅炉在接近于满负荷佳工况运行。任何一件产品都是有使用条件限制的,没有一件普遍使用的产品,只有满足使用条件,产品才能够发挥更大效益

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