亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        大型船舶低壓蒸汽管網(wǎng)故障分析

        2019-01-08 01:57:06,
        船海工程 2018年6期
        關(guān)鍵詞:水錘冷凝水管路

        ,

        (中國艦船研究設(shè)計中心,武漢 430064)

        目前主流民用類船舶設(shè)計中,船用供暖方案主要采用熱水管網(wǎng)為全船供熱,這種方案的優(yōu)點:①安全,常壓下熱水溫度不超過100 ℃,即使在熱水泄漏的情況下也不會威脅到人員生命;②工況簡單,流動介質(zhì)維持為液態(tài)單相流體。針對單相流,其流體特性更容易分析,即管路中干管、支管中的壓力、流量、流速分布更容易計算得出;③管網(wǎng)故障率小,相對于雙相流,單相流動更為簡單,該情況下管路、閥件故障率更小。但是其缺點是管網(wǎng)體積過于龐大。蒸汽管網(wǎng)不存在這樣的問題,由于利用了水的汽化潛熱,船用蒸汽管網(wǎng)規(guī)模、占用空間更小。缺點安全性更低,在蒸汽管網(wǎng)發(fā)生泄漏的情況下,有可能對人員造成傷害;蒸汽管網(wǎng)中的流動介質(zhì)存在著汽液兩相流的狀態(tài),該狀態(tài)下的流動特性更為復(fù)雜,管路閥件故障率高,并且排查故障也更為困難[1]。針對大型船舶中低壓(0.3~0.4 MPa)蒸汽管網(wǎng)(以下簡稱蒸汽管網(wǎng))在使用過程中出現(xiàn)的故障,進行原理分析并提出解決途徑。

        1 蒸汽管網(wǎng)運行存在的主要問題

        1)蒸汽系統(tǒng)水力工況不穩(wěn)定、水錘現(xiàn)象明顯。由于蒸汽管網(wǎng)的用戶對蒸汽使用量、使用時間段、使用頻率差異大,目前蒸汽管網(wǎng)中水力工況經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。與陸用建筑供暖管網(wǎng)比較平直的情況不同,船上空間有限,蒸汽管路經(jīng)常隨著船舶結(jié)構(gòu)或者設(shè)備彎曲,會有大量的彎頭、U形彎等情況,造成流通阻力大,管路低點有凝水積存[2]。為用戶間歇供汽時,水錘現(xiàn)象明顯,管路存在振動情況,產(chǎn)生較大的噪聲,嚴(yán)重影響管路和閥門的使用壽命,存在一定的安全隱患。

        2)凝水管網(wǎng)回收暢通性差。當(dāng)蒸汽管網(wǎng)中汽水分離器、疏水分離器等汽水分離設(shè)備效果變差或者失效時,會導(dǎo)致蒸汽管及凝水管內(nèi)存在大量汽液兩相流的情況。當(dāng)蒸汽管路或用汽設(shè)備的疏水閥存在蒸汽泄漏時,會導(dǎo)致管內(nèi)蒸汽量較大,凝水管路背壓升高,凝水無法正?;厥?,引起局部凝水管網(wǎng)癱瘓。凝水管路中再次汽化的現(xiàn)象也容易導(dǎo)致凝水不暢。

        3)蒸汽系統(tǒng)缺少相應(yīng)的管路施工及工藝要求。大型船舶空間有限,蒸汽管網(wǎng)管路走向復(fù)雜,管路施工的坡度、取汽點和疏水點的設(shè)置、補償器的設(shè)置等,都會直接影響系統(tǒng)水力工況的穩(wěn)定性。目前建筑領(lǐng)域有明確的疏水點、管路坡度要求,船上蒸汽管網(wǎng)由于存在大量的彎曲,施工條件無法與陸用建筑領(lǐng)域相同,亟須有適用于船舶類的施工工藝指導(dǎo)。

        2 故障發(fā)生的原因

        蒸汽管路伴隨著冷凝水,同時冷凝水中存在蒸汽二次閃蒸的情況,這是故障發(fā)生的主要原因。蒸汽提升管路會產(chǎn)生水錘現(xiàn)象。文獻[3]中認(rèn)為當(dāng)蒸汽管路閥門關(guān)閉時,殘余的蒸汽會形成凝水積存在管路中。當(dāng)下次開啟蒸汽閥門時,蒸汽會推動凝水進入提升管。當(dāng)大部分凝水通過后,水流與管路之間會形成間隙,蒸汽沖過間隙并失去了對凝水的上推力,導(dǎo)致凝水下落撞擊管路,形成水錘。文獻[4]指出,在長距離疏水管道中經(jīng)常存在局部突起的情況,某些管道的壓力容易降低至水的汽化壓力,從而形成氣泡空穴,使前后水柱斷裂形成“水柱分離”。當(dāng)壓力升高時,被分離的水柱由于汽泡空穴的潰滅產(chǎn)生撞擊,產(chǎn)生的壓力驟然上升形成很高的水錘壓力,導(dǎo)致管道破壞??紤]到船上凝水管網(wǎng)中的凝水仍然有較高的溫度(最高可達90 ℃),在管路壓力低處更容易產(chǎn)生二次汽化的現(xiàn)場,從而產(chǎn)生水錘[5-6]。針對疏水閥經(jīng)常泄汽或失效等問題,文獻[7]認(rèn)為,疏水閥失效除了設(shè)備本身的原因,更主要的是系統(tǒng)設(shè)計和選擇方面存在問題。文獻[8]認(rèn)為,疏水閥選型時,應(yīng)根據(jù)疏水閥前壓力、疏水閥后壓力、疏水量、蒸汽性質(zhì)、管道輸水還是設(shè)備疏水、是否允許存在冷凝水積存來判斷。同時,疏水閥的安裝也影響到疏水效果[9]。疏水閥的選用要考慮其所處的工作環(huán)境和使用條件[10-11]。

        3 解決蒸汽管網(wǎng)故障辦法

        針對船用蒸汽管網(wǎng)中存在的問題,提出以下解決方案。

        1)合理設(shè)施疏水點。在蒸汽管道的最低點、上升管道底部、蒸汽管路的尾端、間歇運行的大用戶進汽管最低點等設(shè)置疏水點。

        2)設(shè)置一定的管路坡度??紤]到船上結(jié)構(gòu)眾多,應(yīng)盡可能在蒸汽管長直水平段設(shè)置坡度,當(dāng)汽、水逆向流動時,坡度應(yīng)大于0.005,其他應(yīng)大于0.003。

        3)在蒸汽干管上設(shè)置集水槽。防止主管道上的凝結(jié)水直接被蒸汽帶走,只有少量凝結(jié)水進入疏水管。

        4)蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)開始運行時,應(yīng)緩慢開啟閥門,防止殘存的冷凝水被高速蒸汽帶走,無法進入疏水管。

        5)合理選用疏水閥。針對大排量凝結(jié)水情況,建議采用杠桿浮球式疏水閥(機械型);對于提升管、閥門附近等可能產(chǎn)生水錘的地方建議采用倒置桶型疏水閥(機械型);考慮到船上空間有限,對于凝水量較小的管路可以建議熱動力性疏水閥。

        4 減少蒸汽管路中凝水積存方法的計算論證

        由于船上蒸汽管路走向復(fù)雜,間歇性用戶較多,考慮到船上的空間有限及成本控制,不易在每段管路低點、間歇性用戶供氣管路上都設(shè)置疏水閥,建議用戶在不使用蒸汽時,在主蒸汽管路中仍然維持一定量的過熱蒸汽,以維持蒸汽管路有足夠的溫度,避免蒸汽冷凝為凝結(jié)水,殘存的冷凝水被流動的蒸汽及時帶走。當(dāng)進口過熱蒸汽經(jīng)過管路冷卻后,蒸汽出口點恰好為飽和蒸汽點時,可認(rèn)為該蒸汽量即為管路不產(chǎn)生凝水的最小蒸汽量。

        單位管段蒸汽散熱示意見圖1。

        圖1 蒸汽管段散熱示意

        計算單位長度蒸汽管段的熱損失。單位長度蒸汽管道總的傳熱系數(shù)與以下因素有關(guān):蒸汽和管壁的對流換熱系數(shù)、鋼管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)、保溫層(玻璃棉)的導(dǎo)熱系數(shù)、外層材料(福勒斯)的導(dǎo)熱系數(shù)、空氣與管道的對流換熱系數(shù)。單位長度蒸汽管道的總傳熱熱阻為[12]

        式中:h1為蒸汽與鋼管內(nèi)壁的對流換熱系數(shù),W/(m2·K);d1為鋼管內(nèi)壁直徑,m;d2為鋼管外壁直徑,m;d3為玻璃棉外壁直徑,m;d4為福勒斯外壁直徑,m;λ2為鋼管導(dǎo)熱系數(shù),W/(m·K);λ3為玻璃棉導(dǎo)熱系數(shù),W/(m·K);λ4為福勒斯導(dǎo)熱系數(shù),W/(m·K);h0為空氣與管道間的對流換熱系數(shù),W/(m2·K)。

        h1可根據(jù)公式計算得到

        對于h0,認(rèn)為蒸汽管路外空氣的流動情況為圓柱體與常溫空氣自然對流工況,則

        式中:Nu為努塞爾數(shù);λ為空氣的導(dǎo)熱系數(shù), W/(m·K)。

        為簡化模型,認(rèn)為蒸汽管段從過熱狀態(tài)到出口狀態(tài)為定壓過程,則散熱量即為焓差。

        Δh=hin-hout

        式中:hin為過熱蒸汽進入管段時的焓值,kJ/kg;hout為蒸汽出管段時的比焓值,kJ/kg;Δh為定壓蒸汽進出口比焓差,kJ/kg

        單位長度蒸汽管路散熱量

        式中:m為蒸汽流量,kg/h;?為單位蒸汽管段熱流量,W/m;tf為蒸汽定性溫度,K;t0為空氣溫度,K。

        從而可以得到蒸汽流量:

        選取0.4 MPa表壓(飽和蒸汽溫度152 ℃)下不同溫度的過熱蒸汽、不同管徑條件下所需的最小流量,計算結(jié)果見表1。

        表1 單位長度蒸汽管段冷凝所需最小流量 kg/(h·m)

        由表1可見,如要維持蒸汽管內(nèi)不產(chǎn)生凝結(jié)水,160 ℃微過熱的蒸汽所需要的流量較大,為了不浪費蒸汽,提高一定的過熱蒸汽溫度能有效地減少蒸汽量??紤]到蒸汽經(jīng)過管路最終進入鍋爐內(nèi),蒸汽管路的沿程散熱損失即可認(rèn)為是總的熱能損失,由于蒸汽未被完全冷卻為冷凝水,即汽化潛熱未損失,所以維持間歇用戶管路蒸汽的方案不會顯著降低蒸汽管網(wǎng)的綜合能量利用率。提高船用鍋爐蒸汽出口溫度會造成蒸汽經(jīng)過用戶換熱后,可能存在沒有被完全冷凝的情況,需要根據(jù)蒸汽耗量、蒸汽沿程長度綜合考慮鍋爐出口溫度。

        5 結(jié)論

        對于目前大型船舶里的復(fù)雜蒸汽管網(wǎng),通過合理設(shè)置疏水點、正確選用疏水閥,并保證一定的管路坡度來減少水錘、凝水不暢、疏水閥泄漏等問題。通過計算認(rèn)為,對于間歇性用戶,可以通過將進口飽和蒸汽提高為過熱蒸汽的方法來減少管路中出現(xiàn)的凝水積存現(xiàn)象,減少蒸汽系統(tǒng)中疏水閥的配置。對于蒸汽進口溫度提高值,需要綜合用戶蒸汽用量及管路沿程長度綜合考慮。

        猜你喜歡
        水錘冷凝水管路
        基于水質(zhì)變化的供熱采暖管路設(shè)計
        高水頭短距離泵站水錘計算分析
        空調(diào)冷凝水回收與利用技術(shù)的現(xiàn)狀及展望
        飽和蒸汽冷凝水循環(huán)利用
        天津冶金(2020年4期)2020-08-18 09:40:48
        液壓管路系統(tǒng)隨機振動下疲勞分析
        小型潔凈室干盤管及其冷凝水管道施工優(yōu)化
        硅鋼軋制過程中乳化液流量控制解耦研究及應(yīng)用
        山西冶金(2019年2期)2019-05-31 11:30:04
        水錘防護措施在某長距離供水系統(tǒng)中的應(yīng)用
        輸水管道水錘防護方案對比分析
        美航天服漏水或因管路堵塞
        太空探索(2014年4期)2014-07-19 10:08:58
        中文字幕久久人妻av| 91乱码亚洲精品中文字幕| 久久aⅴ无码av免费一区| 国产亚洲精品自在久久蜜tv| 国产中文aⅴ在线| 国产人妖一区二区av| 亚洲成人av在线播放不卡| 国产高清精品一区二区| 综合亚洲伊人午夜网| 久久天天躁狠狠躁夜夜2020一| 欧美另类人妖| 亚洲妇女水蜜桃av网网站| 91精彩视频在线观看| 官网A级毛片| 蜜桃传媒免费在线观看| 不卡日韩av在线播放| 亚洲国产一区二区三区在线观看| 成人午夜福利视频镇东影视| 中国国产不卡视频在线观看| 色婷婷综合久久久中文字幕| 天天摸夜夜摸夜夜狠狠摸| 国产卡一卡二卡三| 国产精品 精品国内自产拍| 国产91在线|亚洲| 韩国一区二区三区黄色录像| 久久久久免费精品国产| 人妻少妇乱子伦精品| 人人妻人人爽人人做夜欢视频九色| 国产精品区一区二区三在线播放| 手机免费日韩中文字幕| 国产一区二区三区口爆在线| 性高朝久久久久久久3小时| 一本无码av中文出轨人妻| 精品久久久久久国产| 亚洲精品日本| 黄色国产精品福利刺激午夜片| 精品亚洲成a人在线观看| 伊人久久大香线蕉亚洲五月天 | 嗯啊好爽高潮了在线观看| 99热爱久久99热爱九九热爱| 亚洲av有码在线天堂|