Tài liệu Tính toán hệ thống ống hơi

1 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ỐNG HƠI. 1. Tính toán đường ống : Tính toán đường kính ống : Tính toán đường kính ống dựa trên lưu lượng và vận tốc hơi : D 4Q V Trong đó : D : Đường kính trong của ống (m) Q : Lưu lượng thể tích hơi (m3/s) = Qm x Vg V : Vận tốc hơi (m/s) Qm : Lưu lượng khối lượng hơi (kg/s) Vg : Thể tích riêng của hơi tại nhiệt độ và áp suất tính toán (m 3/kg) Bảng 1 : Vận tốc hơi. Lưu chất Áp suất Vận tốc (m/s) Ghi chú Hơi bảo hòa Đến 1 bar 20.4 – 30.5 Gia nhiệt Hơi bảo hòa Từ 3.5 bar trở lên 30.5 – 50.9 Hơi quá nhiệt Từ 13.8 bar trở lên 50.9 – 70.6 Hơi từ Turbine và nồi hơi Bảng 2 : Lưu lượng hơi bảo hòa trong đường ống Schedule 40. 2 Pressure Velocity (bar) (m/s) 0.4 0.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 14 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 15 25 40 Pressure 15 20 25 15.80 20.93 26.64 9 14 23 10 17 28 12 20 32 18 29 47 23 38 61 28 47 75 34 56 90 39 65 104 44 73 118 49 82 131 55 91 145 60 100 159 80 134 214 15 25 40 18 30 48 21 35 56 31 51 82 40 67 107 50 83 132 59 98 157 68 114 182 77 129 206 86 144 230 96 160 255 105 175 280 141 234 375 25 41 65 29 49 78 34 57 91 50 83 133 65 109 174 80 134 215 96 159 255 111 184 295 125 209 334 140 233 373 155 258 414 170 283 453 228 380 608 Pipe size (nominal) 32 40 50 65 80 Actual inside pipe diameter Schedule 40 35.04 40.90 52.50 62.70 77.92 Pipeline capacity kg/h 42 58 95 136 210 71 96 159 227 350 113 154 254 363 560 51 69 114 163 251 85 115 190 271 419 136 185 304 434 670 59 80 133 189 292 98 134 221 315 487 158 215 354 504 779 86 118 194 276 427 144 196 323 461 711 230 314 517 737 1,138 113 154 253 361 558 188 256 422 602 930 301 410 676 964 1,489 139 190 312 446 688 232 316 521 743 1,147 371 506 833 1,188 1,835 165 225 371 529 817 275 375 618 882 1,362 441 600 989 1,411 2,179 191 261 430 613 946 319 435 716 1,021 1,577 510 695 1,145 1,634 2,523 217 295 487 694 1,072 361 492 811 1,157 1,787 578 788 1,298 1,852 2,860 242 330 543 775 1,197 403 550 906 1,292 1,995 646 880 1,449 2,067 3,192 268 366 602 859 1,327 447 609 1,004 1,432 2,211 715 975 1,606 2,291 3,538 294 401 660 942 1,454 490 668 1,100 1,569 2,423 784 1,068 1,760 2,511 3,878 394 537 885 1,262 1,950 657 895 1,475 2,104 3,250 1,051 1,433 2,360 3,367 5,199 Bảng 3 : Tính chất hơi bảo hòa. Specific enthalpy 100 125 150 102.26 128.20 154.05 362 603 965 433 721 1,154 503 839 1,342 735 1,225 1,960 962 1,603 2,564 1,185 1,975 3,161 1,407 2,345 3,753 1,630 2,716 4,346 1,847 3,078 4,925 2,062 3,436 5,498 2,285 3,808 6,093 2,504 4,174 6,678 3,358 5,597 8,955 569 948 1,517 680 1,134 1,814 791 1,318 2,109 1,155 1,926 3,081 1,511 2,519 4,030 1,863 3,105 4,967 2,212 3,686 5,898 2,561 4,269 6,830 2,903 4,838 7,741 3,240 5,401 8,641 3,591 5,985 9,576 3,936 6,560 10,496 5,278 8,797 14,075 821 1,369 2,190 982 1,637 2,620 1,142 1,903 3,045 1,668 2,780 4,449 2,182 3,637 5,819 2,690 4,483 7,173 3,194 5,323 8,516 3,698 6,164 9,862 4,192 6,986 11,177 4,679 7,798 12,477 5,185 8,642 13,828 5,683 9,472 15,156 7,621 12,702 20,323 3 bar kPa 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 Water (hf) Evapoation (hfg) Steam (hg) ºC 100.00 102.60 105.10 107.39 109.55 111.61 113.56 115.40 117.14 118.80 120.42 121.60 123.46 124.90 126.28 127.62 128.89 130.13 131.37 132.54 133.69 135.88 138.01 140.00 141.92 143.75 145.46 147.20 148.84 150.44 151.96 155.55 158.92 162.80 165.04 167.83 170.50 173.02 175.43 177.75 179.97 182.10 184.13 KJ/kg KJ/kg KJ/kg 419.06 430.2 440.8 450.4 459.7 468.3 476.4 484.1 491.6 498.9 505.6 512.2 518.7 524.6 530.5 536.1 541.6 547.1 552.3 557.3 562.2 571.7 580.7 589.2 597.4 605.3 612.9 620 627.1 634 640.7 656.3 670.9 684.6 697.5 709.7 721.4 732.5 743.1 753.3 763 772.5 781.6 2257 2250.2 2243.4 2237.2 2231.3 2225.6 2220.4 2215.4 2210.5 2205.6 2201.1 2197 2192.8 2188.7 2184.8 2181 2177.3 2173.7 2170.1 2166.7 2163.3 2156.9 2150.7 2144.7 2139 2133.4 2128.1 2122.9 2117.8 2112.9 2108.1 2096.7 2086 2075.7 2066 2056.8 2047.7 2039.2 2030.9 2022.9 2015.1 2007.5 2000.1 Specific enthalpy Evapoation (hfg) KJ/kg 1993 2676 2680.2 2684.2 2687.6 2691 2693.9 2696.8 2699.5 2702.1 2704.5 2706.7 2709.2 2711.5 2713.3 2715.3 2717.1 2718.9 2720.8 2722.4 2724 2725.5 2728.6 2731.4 2733.9 2736.4 2738.7 2741 2742.9 2744.9 2746.9 2748.8 2753 2756.9 2760.3 2763.5 2766.5 2769.1 2771.7 2774 2776.2 2778.1 2780 2781.7 Temperature Pressure bar 10.50 Temperature kPa 1050 ºC 186.05 Water (hf) KJ/kg 790.1 Steam (hg) KJ/kg 2783.3 Specific volume steam m3/kg 1.673 1.533 1.414 1.312 1.225 1.149 1.088 1.024 0.971 0.923 0.881 0.841 0.806 0.773 0.743 0.714 0.689 0.665 0.643 0.622 0.603 0.568 0.536 0.509 0.483 0.461 0.44 0.422 0.405 0.389 0.374 0.342 0.315 0.292 0.272 0.255 0.24 0.227 0.215 0.204 0.194 0.185 0.177 Specific volume steam m3/kg 0.171 4 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00 14.50 15.00 15.50 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 38.00 39.00 40.00 41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300 4400 4500 188.02 189.92 191.68 193.43 195.10 196.62 198.35 199.92 201.45 202.92 204.38 207.17 209.90 212.47 214.96 217.35 219.65 221.85 224.02 226.12 228.15 230.14 232.05 233.93 235.73 237.55 239.28 240.97 242.63 244.26 245.86 247.42 248.95 250.42 251.94 253.34 254.74 256.12 257.50 258.82 798.8 807.1 815.1 822.9 830.4 837.9 845.1 852.1 859 865.7 872.3 885 897.2 909 920.3 931.3 941.9 952.2 962.2 972.1 981.6 990.7 999.7 1008.6 1017 1025.6 1033.9 1041.9 1049.7 1057.7 1065.7 1072.9 1080.3 1087.4 1094.6 1101.6 1108.6 1115.4 1122.1 1228.7 1986 1979.1 1972.5 1965.4 1959.6 1953.2 1947.1 1941 1935 1928.8 1923.4 1912.1 1901.3 1890.5 1880.2 1870.1 1860.1 1850.4 1840.9 1831.4 1822.2 1818.3 1804.4 1795.6 1787 1778.5 1770 1761.8 1753.8 1745.5 1737.2 1729.5 1721.6 1714.1 1706.3 1698.3 1691.2 1683.7 1676.2 1668.9 2784.8 2786.3 2787.6 2788.8 2790 2791.1 2792.2 2793.1 2794 2794.9 2795.7 2797.1 2798.5 2799.5 2800.5 2801.4 2802 2802.6 2803.1 2803.5 2803.8 2804 2804.1 2804.2 2804.1 2804.1 2803.9 2803.7 2803.5 2803.2 2802.9 2802.4 2801.9 2801.5 2800.9 2799.9 2799.8 2799.1 2798.3 2797.6 0.163 0.157 0.151 0.148 0.141 0.136 0.132 0.128 0.124 0.119 0.117 0.11 0.105 0.1 0.0994 0.0906 0.868 0.0832 0.0797 0.0768 0.074 0.0714 0.0689 0.0666 0.0645 0.0625 0.0605 0.0587 0.0571 0.0554 0.0539 0.0524 0.051 0.0498 0.0485 0.0473 0.0461 0.0451 0.0441 0.0431 Tính toán đường kính ống dựa trên lưu lượng, áp suất điểm đầu, áp suất điểm cuối và chiều dài ống : F Trong đó : F : Hệ số áp suất P1  P2 L 5 P1 : Hệ số áp suất tại điểm đầu P2 : Hệ số áp suất tại điểm cuối L : Chiều dài ống (m) Chiều dài ống L = Lống + Lthiết bị Lống : Chiều dài thực tế của ống (m) Lthiết bị : Chiều dài quy đổi của các thiết bị như van, mặt bích … -Trong trường hợp ống ngắn hơn 50m : Lthiết bị = 5% Lống -Trong trường hợp ống dài hơn 100m : Lthiết bị = 10% Lống Lưu lượng hơi trong ống : Q = Qyêu cầu x ΔQ = Qyêu cầu x L x3.5% 100 Tra bảng chọn đường kính ống phù hợp dựa trên hệ số áp suất F và lưu lượng Q. Bảng 4 : Hệ số áp suất. Pressure bar g 0.25 0.3 0.35 0.4 Pressure factor(F) 1.572 1.694 1.822 1.953 Pressure bar g 2.3 2.35 2.4 2.45 Pressure factor(F) 10.18 10.48 10.79 11.4 Pressure bar g 5.7 5.8 5.9 6 Pressure factor(F) 40.01 41.17 42.35 43.54 Pressure bar g 9.8 9.9 10 10.2 Pressure factor(F) 100.75 102.57 104.4 108.1 6 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.5 1.55 1.6 1.65 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25 2.09 2.23 2.375 2.525 2.679 2.837 2.999 3.166 3.338 3.514 3.694 3.878 4.067 4.26 4.458 4.66 4.866 5.076 5.291 5.51 5.734 5.961 6.193 6.429 6.67 6.915 7.164 7.417 7.675 7.937 8.203 8.473 8.748 9.026 9.309 9.597 9.888 2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75 2.8 2.85 2.9 2.95 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 11.41 11.72 12.05 12.37 12.7 13.03 13.37 13.71 14.06 14.41 14.76 15.48 16.22 16.98 17.75 18.54 19.34 20.16 21 21.85 22.72 23.61 24.51 25.43 26.36 27.32 28.28 29.27 30.27 31.29 32.32 33.37 34.44 35.52 36.62 37.73 38.86 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 44.76 45.98 47.23 48.48 49.76 51.05 52.36 53.68 55.02 56.38 57.75 59.13 60.54 61.96 63.39 64.84 66.31 67.79 69.29 70.8 72.33 73.88 75.44 77.02 78.61 80.22 81.84 83.49 85.14 86.81 88.5 90.2 91.92 93.66 95.41 97.18 98.96 10.4 10.6 10.8 11 11.2 11.4 11.6 11.8 12 12.2 12.4 12.6 12.8 13 13.2 13.4 13.6 13.8 14 14.2 14.4 14.6 14.8 15 15.2 15.4 15.6 15.8 16 16.2 16.4 16.6 16.8 17 17.2 17.4 17.6 17.8 18 111.87 115.7 119.59 123.54 127.56 131.64 135.78 139.98 144.25 148.57 152.96 157.41 161.92 166.5 171.13 175.83 180.58 185.4 190.29 195.23 200.23 205.3 210.42 215.61 220.86 226.17 231.5 236.97 242.46 248.01 253.62 259.3 265.03 270.83 276.69 282.6 288.58 294.52 300.72 Bảng 5 : Lưu lượng hơi ứng với hệ số áp suất. Factor F 0.00016 0.0002 0.00025 0.0003 0.00035 15 20 25 6.86 32 40 10.84 11.95 12.44 16.18 17.92 19.31 20.69 Pipe size (mm) 65 80 Capacity (kg/h) 30.4 55.41 90.72 34.32 62.77 103 38.19 69.31 113.2 41.83 75.85 124.1 43.76 80.24 130 50 100 150 200 250 300 199.1 225.6 249.9 271.2 285.3 598.2 662 735.5 804.5 845.3 1275 1437 1678 1733 1823 2329 2623 2904 3172 3346 3800 4276 4715 5149 5530 7 0.00045 0.00055 0.00065 0.00075 0.00085 0.001 0.00125 0.0015 0.00175 0.002 0.0025 0.003 0.004 0.005 0.006 0.008 0.01 0.0125 0.015 0.0175 0.02 0.025 0.03 0.04 0.05 0.06 0.08 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.96 2.1 2.39 2.48 2.84 3.16 3.44 4.17 4.71 5.25 6.08 6.86 7.35 8.27 8.58 9.8 10.99 12 14.46 16.43 18.14 21.08 24.03 25.99 28.5 34.32 37.72 41.37 43.34 49.93 50.31 55.9 62.28 63.07 72.08 73.28 3.62 4.04 4.46 4.87 5.52 5.84 6.26 7.35 7.51 8.58 9.48 10.34 12.5 14.12 15.69 18.34 20.64 22.2 25 26.39 30.16 33.48 36.78 44.16 49.53 52.96 62.28 70.12 77.48 84.13 102 112.7 122.7 128.7 147.1 150 166.7 185.3 188.8 215.8 218.4 7.94 8.99 9.56 10.57 11.98 12.75 13.57 15.17 16.3 18.63 20.75 22.5 26.97 30.4 35.8 39.23 44.13 47.28 53.33 55.78 63.75 70.73 77.23 93.17 104.4 115.7 134.8 152 167.7 183.9 220.7 245.2 266.6 283.2 323.6 326.6 362.9 402.1 407.6 465.8 476.6 14.56 16.18 17.76 19.31 21.88 23.5 24.96 28.04 29.61 33.83 37.25 40.45 48.55 54.92 60.31 70.12 79.44 81 95.62 100.4 114.7 127.3 137.9 169.2 191.2 210.8 245.2 277 306.5 334.2 402.1 447.9 487.3 514.9 588.4 600.2 666.9 735.5 750.9 858.1 23.39 26.52 29.14 31.72 35.95 38.25 40.72 45.97 49.34 56.39 61.3 66.66 80.91 90.23 99.05 116.2 130.4 140.1 157.2 165.6 189.3 209.8 229.9 279.5 313.8 343.2 402.1 456 500.2 551.7 622 735.5 804.5 841 961.1 979.9 1089 1201 Tính toán đường kính ống dựa trên biểu đồ : 50.75 57.09 62.38 68.04 77.11 81.89 87.57 98.84 103.4 118.2 132 143.4 173.1 196.1 215.8 251.5 283.9 302.1 342 360.4 411.9 459.7 501.1 600.7 676.7 750.3 872.8 980.7 1079 1195 1427 1565 1710 1802 2059 2083 2314 92.68 103.8 113.8 124.1 140.7 148.6 159.8 179.3 188.8 215.8 240.5 262 313.8 354 392.3 456 514.9 547.3 620.6 665.1 760.1 834.6 919.4 1093 1231 1373 1594 1804 1986 2161 2599 2876 3126 3261 3727 150.9 170.8 186.7 203.2 230.2 245.2 261.8 295.1 311.1 355.5 391.3 429.8 514.9 578.6 647.3 750.3 845.9 901.9 1020 1073 1226 1367 1480 1790 2020 2231 2599 2942 3236 3494 4217 4668 5057 333.2 373.1 409.8 445.9 505.4 539.4 577.9 652.8 686.5 784.6 881.7 924.4 1128 1275 1412 1648 1863 1983 2230 2360 2697 2970 3264 3923 4413 4855 5688 6424 7110 7769 9317 979.7 1101 1207 1315 1490 1579 1699 1908 2017 2305 2456 2767 3330 3727 4148 4879 5492 5867 6620 6994 7993 8817 9792 11622 13044 14368 16672 18879 20841 2118 2382 2595 2836 3215 3383 3634 4091 4291 4904 5422 6068 7208 8189 9072 10543 11867 12697 14251 15017 17163 19332 20917 25254 28441 31384 36532 3884 4338 4781 5172 5861 6228 6655 7493 7852 8974 10090 11033 13240 14858 16476 19173 21576 23074 25974 27461 31384 34750 37697 45604 51489 57373 6267 7057 7741 8367 9482 10052 10639 11999 13087 14956 16503 18021 21625 24469 26970 31384 35307 37785 42616 44194 50508 56581 62522 75026 85324 8 600 500 400 300 ty ci 200 lo ve 5 10 20 100 30 50 0 10 50 1 50 Pipe diameter mm e St am /s m 40 30 20 Steam pressure bar g 10 ea St /h kg e 0 t ra 1 w 20 0 flo m 3 ac 50% v 50 0 10 0 20 00 3 0 50 0 10 0 bar g 0.5 1 2 3 0 00 20 00 30 00 50 0 00 0 10 00 0 20 000 0 3 00 50 00 00 00 0 1 00 20 Saturation temperature curve 5 7 10 15 20 30 50 70 100 100 Tính toán bề dày ống : uum 200 300 400 Steam temperature °C 500 9 tm  PD0 A 2( SE  Py ) Trong đó : tm : Chiều dày tối thiểu của ống (in) P : Áp suất bên trong ống (psi) D0 : Đường kính bên ngoài của ống (in) SE : Ứng suất bền của vật liệu, trong đó có kể đến hệ số làm việc của mối hàn E và hệ số làm việc của ống gang F (psi) A : Hệ số bổ sung chiều dày ống (in) y : Hệ số làm việc phụ thuộc vào loại vật liệu và nhiệt độ Bảng 6 : Hệ số Y. Temperature ºF 900 and Below 950 1,000 1,050 1,100 1,150 1,200 1250 and Below Temperature ºC 482 and Below 510 538 566 593 621 649 677 and Below Rerritic Steels 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 Austenitic Steels 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 Nikel Alloys UNS Nos. N08800, N08810, N08825 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7 Bảng 7 : Hệ số A. Type of pipe Ống gang đúc ly tâm Ống gang đúc khuôn Ống thép nối ren hoặc ống bằng kìm loại màu đường kính 19mm và nhỏ hơn Ống thép nối ren hoặc ống bằng kìm loại màu đường kính 25mm và lớn hơn Ống thép hoặc ống kim loại màu có rãnh Ống thép đường kính 25mm và nhỏ hơn Ống thép đường kính 25mm và lớn hơn 2. Tính toán tổn thất trên đường ống : Tính toán tổn áp lực : Tính toán tổn áp lực trên đường ống dài : A (mm) 3.56 4.57 1.65 Lấy bằng chiều sâu ren Lấy bằng chiều sâu rãnh + 0.4mm 1.27 1.65 10 ( P1 )1.9375  ( P2 )1.9375 Q1.853  L 0.011D 4.987 Trong đó : P1 : Áp suất tại điểm đầu (bar) P2 : Áp suất tại điểm cuối (bar) L : Chiều dài ống (m) Q : Lưu lượng hơi (kg/h) D : Đường kính ống (mm) Chiều dài ống L = Lống + Lthiết bị Lống : Chiều dài thực tế của ống (m) Lthiết bị = 10% Lống Tính toán tổn áp lực trên đường ngắn (đến 200m) : P  LV g Q 2 0.08 D 5 Trong đó : ΔP : Tổn thất áp suất (bar) L : Chiều dài ống (m) Vg : Thể tích riêng của hơi tại nhiệt độ và áp suất tính toán (m 3/kg) Q : Lưu lượng hơi (kg/h) D : Đường kính ống (mm) Chiều dài ống L = Lống + Lthiết bị Lống : Chiều dài thực tế của ống (m) Lthiết bị : Chiều dài quy đổi của các thiết bị như van, mặt bích … -Trong trường hợp ống ngắn hơn 50m : Lthiết bị = 5% Lống -Trong trường hợp ống dài hơn 100m : Lthiết bị = 10% Lống Tính toán tổn áp lực dựa trên biểu đồ : 11 20 10 0.1 0.05 mm 400 5 0 Ins 0 ide pip 600 ed iam ete r 0.3 0.2 200 250 300 0.5 100 125 150 1 40 50 60 70 80 15 20 25 30 Pressure loss bar / 100m 3 2 10 5 0.03 0.02 0.01 Steam pressure bar g 50 70 100 100 200 300 400 Steam temperature °C Tính toán tổn thất nhiệt trên đường ống : 100 200 300 500 100 0 200 0 300 0 500 0 100 00 5 7 10 15 20 30 20 300000 0 500 0 00 100 000 Ste 200 am 0 flow 00 rat ek g/ h Saturation temperature curve 10 0 bar g 0.5 1 2 3 20 30 50 cuum 50% va 500 12 Q 2KL (T1  T2 ) R 0 ln( D 0 Di ) Trong đó : Q : Tổn thất nhiệt (W) K : Hệ số truyền nhiệt (W / m 0K) L : Chiều dài ống (m) T1 : Nhiệt độ làm việc của lưu chất trong ống ( 0C) T2 : Nhiệt độ môi trường xung quanh (0C) Di : Đường kính trong của ống (m) D0 : Đường kính ngoài của lớp ống cách nhiệt (m) ØD o T2 ØDi T1 Insulation Pipe 3. Tính toán thiết bị : Tính toán van an toàn : Tính toán theo lưu lượng và áp suất cài đặt : Ao  Q  w PR 13 Trong đó : A0 : Diện tích mặt cắt ngang tối thiểu của van (mm2) Q : Lưu lượng hơi (kg/h)  W : Hệ số hoạt động của van ( thường lấy bằng 0.7)  : Hệ số áp suất PR : Áp suất cài đặt (bar) 700°C 2.8 600°C 2.6 500°C Pressure medium coefficient () 2.4 400°C 2.2 300°C 2.0 Saturated steam 200°C 1.8 1.6 1.4 1 2 3 4 5 10 20 30 40 50 Setpressure (bar) 100 200 300 400 Tính toán theo bảng tra : Valve size DN Orifice (mm) 20 / 32 17.1 25/40 23.8 32 / 50 30.7 40 / 65 38.1 50 / 80 50.2 65 / 100 59.0 80 / 125 73.0 100 / 150 91.0 125 / 200 105 150 / 250 125 14 Area (mm²) w (P > 4 bar) Set pressure (bar g) 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 Tính toán van giảm áp : 230 0.78 445 0.86 740 0.76 1,140 0.68 1,979 0.64 2,734 0.71 4,185 0.66 6,504 0.70 8,659 0.72 12,272 0.73 65 113 180 239 296 352 406 459 510 561 613 661 713 764 812 863 914 961 1,012 1,063 1,114 1,210 1,311 1,413 1,510 1,608 1,709 1,810 1,911 2,007 2,102 2,203 2,303 2,404 2,504 2,605 2,705 2,806 2,906 3,007 3,107 3,208 3,308 138 238 381 508 630 748 862 973 1,090 1,198 1,309 1,412 1,522 1,633 1,734 1,843 1,953 2,052 2,161 2,270 2,379 2,584 2,800 3,017 3,226 3,434 3,649 3,865 4,081 4,286 4,490 4,704 4,919 5,134 5,349 5,563 5,778 5,993 6,207 6,422 6,637 6,852 7,066 258 356 577 770 952 1,125 1,289 1,447 1,603 1,792 1,925 2077 2,239 2,401 2,549 2,710 2,871 3017 3,177 3,338 3,498 3,799 4,118 4,437 4,744 5049 5,366 5,683 6001 6,302 6,602 6,917 7,233 7,549 7,865 8,180 8,496 8,812 9,127 9,443 9,759 10075 10,390 256 461 772 1,045 1,303 1,548 1,782 2007 2,209 2,428 2,652 2,862 3085 3,308 3,513 3,735 3,957 4,157 4,378 4,599 4,820 5,235 5,675 6,114 6,537 6,957 7,395 7,832 8,269 8,685 9097 9,533 9,968 10,403 10,838 11,273 11,708 12,143 12,578 13013 13,448 13,884 14,319 kg 582 777 1,251 1,678 2,089 2,481 2,859 3,224 3,610 3,967 4,333 4,676 5040 5,405 5,740 6,103 6,466 6,793 7,154 7,515 7,876 8,554 9,272 9,990 10,681 11,368 12082 12,797 13,512 14,190 14,864 15,575 16,286 16,997 17,708 18,419 19,130 19,841 20,552 21,263 21,974 22,684 23,395 /h 857 1,187 1,919 2,568 3,194 3,797 4,381 4,949 5,531 6079 6,641 7,165 7,724 8,283 8,796 9,352 9,908 10,410 10,963 11,516 12069 13,108 14,208 15,309 16,367 17,420 18,515 19,610 20,705 21,745 22,778 23,868 24,957 26047 27,136 28,225 29,315 30,404 31,494 32,583 33,672 34,762 35,851 1,182 1,651 2,683 3,610 4,514 5,393 6,249 7086 7,872 8,651 9,450 10,196 10,992 11,787 12,517 13,308 14,100 14,814 15,601 16,388 17,175 18,653 20,219 21,786 23,292 24,790 26,349 27,907 29,465 30,944 32,415 33,966 35,516 37066 38,617 40,167 41,717 43,268 44,818 46,368 47,918 49,469 51,019 1,549 2,705 4,373 5,871 7,334 8,759 10,133 11,495 12,973 14,257 15,575 16,805 18,116 19,427 20,630 21,934 23,238 24,415 25,712 27,010 28,307 30,743 33,324 35,905 38,388 40,858 43,426 45,994 48,562 51,000 53,425 55,980 58,535 61,090 63,645 66,200 - 2,170 3,754 6,043 8,108 10,130 12,102 14,028 15,915 17,766 19,524 21,329 23,012 24,807 26,603 28,250 30,036 31,822 33,434 35,210 36,987 38,764 42,099 45,634 49,169 52,568 55,951 59,467 62,984 66,501 69,839 73,160 - 3,921 5,428 8,703 11,651 14,551 17,395 20,184 22,924 25,528 28,054 30,647 33,067 35,646 38,226 40,593 43,159 45,725 48,041 50,594 53,147 55,700 60,493 65,572 70,652 75,537 80,396 85,450 - 15 Tính toán kích thước khối lượng hơi nước ngưng tụ qua steam trap : Tính toán khi biết lưu lượng, chiều dài ống : 16 mS  3.6QLf h fg Trong đó : mS : Khối lượng nước ngưng tụ (kg/h) Q : Nhiệt lượng tổn thất (W/m) L : Chiều dài ống (kể cả van và mặt bích, co nối …) (m) f : Hệ số cách nhiệt f = 1 : với ống không cách nhiệt f = 0.1 : với ống cách nhiệt tốt hfg : Enthalpy của hơi (kj/kg) Bảng 8 : Tổn thất nhiệt qua ống không bọc cách nhiệt. (Tính toán với nhiệt độ môi trường từ 10 – 200C) Temperature difference steam to air °C 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 15 20 25 32 Pipe size (DN) 40 50 65 80 100 150 172 209 248 291 336 385 436 490 547 607 670 736 805 877 951 210 253 298 347 400 457 517 581 649 720 794 873 955 1041 1130 250 311 376 443 514 587 664 743 825 911 999 1090 1184 1281 1381 351 432 519 610 706 807 914 1025 1142 1263 1390 1521 1658 1800 1947 W/m 60 72 86 100 116 132 149 168 187 208 229 251 275 299 325 72 87 104 121 140 160 181 203 226 250 276 302 330 359 389 88 106 125 146 169 193 219 247 276 306 338 372 407 444 483 111 132 155 180 207 237 268 301 337 374 413 455 499 544 592 125 147 171 196 223 251 282 313 347 382 418 457 497 538 582 145 177 212 248 287 328 371 417 464 514 566 620 676 735 795 Tính toán bằng bảng tra : Bảng 9 : Khối lượng nước ngưng tụ trên 50m ống Sch40 (kg/h) Steam pressur Steam main size (mm) 17 e bar g 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 120 5 5 6 7 7 8 8 9 9 10 11 12 12 14 15 15 1 20 24 2 29 34 38 41 52 5 6 7 9 9 10 10 11 11 12 13 14 15 16 1 19 21 25 29 32 35 42 46 50 63 7 8 9 10 11 11 12 14 14 15 16 17 18 19 21 23 25 30 34 39 43 51 56 61 77 9 10 11 12 13 14 15 16 1 1 18 20 23 24 25 28 31 38 44 50 56 66 72 78 99 10 12 14 16 17 18 19 20 21 21 23 26 29 30 31 35 39 46 54 62 70 81 89 96 122 13 14 16 18 20 21 23 24 25 25 26 30 34 36 37 42 47 56 65 74 82 9 106 114 145 16 18 20 23 24 26 28 30 32 33 36 39 42 44 46 52 58 70 82 95 106 126 134 149 189 19 22 25 28 30 33 35 3 39 41 45 49 52 55 58 66 73 87 102 119 133 156 171 186 236 23 26 30 33 36 39 42 44 47 49 53 58 62 66 69 78 87 104 121 140 157 187 204 220 280 25 28 32 37 40 43 46 49 52 54 59 64 68 72 76 86 96 114 133 155 173 205 224 242 308 28 32 37 42 46 49 52 57 60 62 67 73 78 82 86 97 108 130 151 177 198 234 265 277 352 31 35 40 46 49 53 56 61 64 67 73 79 85 90 94 106 118 142 165 199 222 263 287 311 395 35 39 45 51 55 59 63 68 72 75 81 93 95 100 105 119 132 158 184 222 248 293 320 347 440 41 46 54 61 66 71 76 82 88 90 97 106 114 120 125 141 157 189 220 265 296 350 284 416 527 -18°C correction factor 1.54 1.50 1.48 1.45 1.43 1.42 1.41 1.40 1.39 1.38 1.38 1.37 1.36 1.36 1.35 1.34 1.33 1.31 1.29 1.28 1.27 1.26 1.26 1.25 1.22 Tính toán Epansion joint : Tính toán Epansion joint khi biết chiều dài ống và nhiệt độ làm việc : L  L(T1  T2 ) Trong đó : ΔL : Chiều dài dãn nở (m) L : Chiều dài đoạn ống (m) T1 : Nhiệt độ làm việc của lưu chất trong ống (0C) T2 : Nhiệt độ môi trường xung quanh (0C)  : Hệ số giãn nở (mm/m0C)x10-3 Bảng 10 : Hệ số giãn nở (mm/m0C)x10-3 Material <0 0 - 100 Temperature range (°C) 0 - 200 0 - 300 0 - 400 0 - 500 0 - 600 0 - 700 18 Carbon steel 0.1% - 0.2%C Alloy steel 1% Cr 0.5% Mo Stainless steel 18% Cr 8% Ni 12.8 13.7 9.4 13.9 14.5 20.0 14.9 15.2 20.9 15.8 15.8 21.2 16.6 16.4 21.8 17.3 17.0 22.3 17.9 17.6 22.7 Tính toán Epansion joint theo bảng tra : 50 Length of pipe (m) 220 200 Temperature difference °C 100 200 300 400 500 100 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 100 200 300 500 Expansion of pipe (mm) PHẦN II : LẮP ĐẶT THIẾT BỊ I. Hướng dẫn lắp đặt hệ thống ống: 1. Trước khi lắp đặt : Toàn bộ ống trước khi lắp đặt phải được làm sạch bụi bặm và rỉ sét. 1000 2000 23.0 19 Tại các vị trí miệng ống và các co nối cần phải được vát mép theo đúng tiêu chuẩn trước khi hàn ghép. Độ lệch tâm cho phép lớn nhất giữa hai đoạn ống nối là 2mm. 2. Trong quá trình lắp đặt : Hệ thống ống phải được lắp đặt chắc chắn, đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật trong quá trình vận hành đường ống. Hệ thống ống phải được lắp trên các gối đỡ. Hệ thống ống khi lắp đặt phải đảm bảo độ dốc là 1:100. Hệ thống ống phải đảm bảo vị trí an toàn so các công trình xây dựng, hệ thống điện… và các công trình khác có liên quan. Hệ thống ống không được lắp gần các thiết bị điện, các vật liệu dễ cháy nổ … Kích thước ống tại những vị trí vượt qua đường, vượt sông hoặc đi ngầm qua cổng doanh nghiệp phải được gia công tại công trường theo kích thước thực tế. Trong quá trình lắp đặt ống, vị trí ống chờ chưa thi công phải được bảo vệ để tránh bụi bẩn. Tại các vị trí đi vào doanh nghiệp, kích thước lỗ chờ được tính từ mép ống (có bọc cách nhiệt) đến mép lỗ chờ là 200mm. Khi lắp ráp các co giảm trong hệ thống phải sử dụng loại co giảm không đồng tâm để tránh bị đọng nước. Hình 1 : Lắp đặt ống giảm. Đối với các ống phân nhánh đến các doanh nghiệp sử dụng cần phải lấy từ vị trí mép cao nhất của ống chính để giảm lượng nước đi vào đường ống nhánh 20 Hình 2 : Lắp đặt ống phân nhánh. Khi lắp các thiết bị phải sử dụng mặt bích thì cần đảm bảo mép doăng không thò ra ngoài. 3. Sau khi lắp đặt : Sau khi hoàn tất hoàn toàn những công việc lắp đặt phải làm sạch toàn bộ hệ thống ống hơi. Tất các các thiết bị: van, mặt bích . . . phải được làm sạch dầu, mỡ, sỉ kim loại, nước bẩn, bùn đất ... Toàn bộ hệ thống ống hơi phải được làm sạch trước khi đưa vào hoạt động. Tháo và làm sạch lại toàn bộ lưới lọc của các bộ lọc chữ Y. Sau khi làm sạch hệ thống, phải đảm bảo tất cả các thiết bị như: van, bẫy hơi . . . và các thiết bị liên quan phải hoạt động tốt. Tất cả những hư hỏng hoặc những lỗi kỹ thuật phát sinh sau khi làm sạch hệ thống phải được giải quyết ngay lập tức trước khi tiến hành những công việc tiếp theo. Đối với những thiết bị có yêu cầu cao về độ an toàn như: đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt độ, van an toàn . . . trước khi vận hành phải có tem kiểm định của cơ quan có thẩm quyền cấp. Tiến hành thử áp lực và kiểm tra hoạt động của các thiết bị trong hệ thống. Đây là bước rất quan trọng trước khi đưa hệ thống ống hơi vào hoạt động và cần được tiến hành theo các bước sau: a. Kiểm tra toàn bộ mối hàn bằng phương pháp siêu âm hoặc phương pháp không phá hủy khác 100% mối hàn của hệ thống ống hơi. b. Thử áp lực toàn bộ hệ thống ống, áp lực thử bằng 1.5P (P: áp lực hoạt động cùa hệ thống ống hơi) c. Thời gian thử áp lực là 2h. d. Thử áp lực được coi là đạt chất lượng khi: