1、主管冷凝水量計算公式:ms = 60 W (Ts-Tamb) cp/hfg*t(kg/h),式中:
ms = 冷凝水排量 (kg / h);
W = 管道與法蘭以及接頭的總重量 (kg);
Ts = 蒸汽溫度 (℃);
Tamb = 環境溫度 (℃);
cp = 管道材質的比熱 (kJ/(kg·℃));
hfg = 工作壓力下的蒸發焓 (kJ/kg);
t = 暖管時間 (min)。
注意,上述計算是指暖管負荷。
表1.典型金屬管道的比熱
管道材質 溫度為300℃時的比熱(kJ/(kg·℃) 銅 0.385 碳鋼 0.490 304不銹鋼 0.477 316不銹鋼 0.468
總之,蒸汽暖管負荷比運行負荷要大得多,管道若沒有保溫,則運行負荷大大增加,甚者達10倍以上。
在實際應用中,運行負荷很少去計算,一般按照經驗,冷凝水流量按蒸汽流量的5%考慮即可,再除以疏水閥數量,可得出每個疏水閥需要承擔的冷凝水量,再據此來選型。
2、伴熱管線
伴熱管線的蒸汽耗量近似于產品管線本身的輻射散熱量。(表2)
蒸汽耗量 Ms=3.6QL/ hfg
ms = 需要蒸汽量 (kg/h);
Q = 從下表中查出的熱損失 (W/m);
L = 伴熱管線長度 (m);
hfg = 工作壓力下的蒸發焓 (kJ/kg)。
舉例說明:
一個100 m長直徑為200 mm的管道里產品溫度為120℃,環境溫度為20℃,管道保溫厚度為50 mm,伴熱管線的蒸汽壓力為3 bar g,計算蒸汽耗量:
管道長度 (L) = 100 m
產品溫度和環境溫度的差值 = 120℃ - 20℃ = 100℃
每米管道的散熱損失 (Q) = 97 W/m (見表)
3 barg 的蒸汽的蒸發焓 hfg = 2133 kJ/kg (蒸汽表)
ms=3.6QL/hfg=3.6×97×100/2133 =16.4 kg/h
表2
管道 直徑 (mm) | 保溫層厚度(mm) | 產品和環境之間的溫差 (℃) | ||||||
25 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | ||
100 | 50 | 14 | 43 | 58 | 71 | 86 | 100 | 115 |
100 | 9 | 26 | 36 | 45 | 54 | 62 | 71 | |
150 | 50 | 20 | 59 | 77 | 97 | 116 | 136 | 155 |
100 | 12 | 35 | 46 | 58 | 69 | 81 | 92 | |
200 | 50 | 24 | 72 | 97 | 120 | 144 | 168 | 192 |
100 | 14 | 41 | 55 | 70 | 84 | 98 | 112 | |
250 | 50 | 29 | 87 | 116 | 145 | 174 | 202 | 231 |
100 | 16 | 49 | 66 | 82 | 99 | 115 | 131 | |
300 | 50 | 33 | 101 | 135 | 168 | 201 | 235 | 268 |
100 | 18 | 56 | 75 | 94 | 113 | 131 | 151 | |
400 | 50 | 41 | 123 | 164 | 206 | 246 | 288 | 329 |
100 | 23 | 68 | 91 | 113 | 136 | 158 | 181 | |
500 | 50 | 51 | 151 | 201 | 252 | 301 | 352 | 403 |
100 | 28 | 82 | 109 | 136 | 163 | 191 | 217 |