Насосный агрегат Р2 (основной контур)

Производительность насосного агрегата основного контура должна не менее чем в 3 раза превышать сумму максимального расхода топлива по всем горелкам. Насосный агрегат включает в себя два насоса с фильтрами и возможностью переключения через байпас:

 

Такой запас вызван необходимостью поддержания постоянного давления независимо от того, в какой комбинации и на каких ступенях будут работать горелки.

Насосный агрегат должен быть оборудован самоочищающимся пластинчатым или аналогичным ему фильтром с электроподогревом. Размер ячеек фильтра должен составлять от 200 до 300 микрон.

Напор этого насосного агрегата рассчитывается в зависимости от того, какое давление в кольцевом контуре он должен поддерживать. Как правило, это давление составляет более 1 бар. Потери давления в топливопроводе рассчитывается по методу, приведенному далее.

Напомним, что при отсутствии точной информации от изготовителя горелок, касающейся производительности установ­ленных насосов, можно воспользоваться следующими данными:

· для многоступенчатых горелок: Μ = 1,3 ÷ 1,5 m

· для модуляционных горелок: Μ = 2,0 ÷ 2,5 m

Клапаны регулирования давления

Клапаны для регулирования давления служат для поддержания заданного давления, а, следовательно, и требуемого расхода на определённых участках кольцевого контура. Они устанавливаются на основном кольце - как правило, между всасывающим и обратным топливопроводами насоса горелки и состоят из чугунного корпуса с гидравлическими муфтами для высокого и низкого давления, регулировочного байпасного поршня с пружинкой и вентиля для регулирования.

Клапан регулирования давления даже при сильном изменении производительности стабильно поддерживает заданное давление в кольцевом контуре.

Данные клапаны выбираются на основе следующих проектных данных.

· расход клапана равен расходу насосного агрегата в данном контуре;

· давление может изменяться в диапазоне от 50000 до 500000 Па (0,5 - 5 бар), но, как правило, используется в более узком диапазоне от 100000 до 400000 Па (1 - 4 бар).

Расчёт топливопроводов

Потери давления в топливопроводе складывается из суммы потерь давления (на трение), распределённых вдоль данного топливопровода, и местных потерь давления в соединительных элементах и арматуре (фильтры, вентили и т.д.).

Чтобы правильно рассчитать размеры топливопровода используют следующие параметры:

Lфак - фактическая длина топливопровода (м);

Lэквив - сумма эквивалентных длин, которым были сопоставлены соединительные элементы и элементы арматуры с местными потерями давления (м);

Lобщ - общая длина топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длины (м):

 

Эквивалентные длины, соответствующие местному гидравлическому сопротивлению элементов арматуры, должны браться из технических спецификаций, поставляемых производителем. Если таких данных нет, можно обратиться к таблицам в разделе 5, где даны эквивалентные длины, соответствующие основным видам элементов с местным сопротивлением.

Все фильтры необходимо рассчитывать с учётом реальной потери давления, которая указывается их производителем. Если точные данные не известны, фильтр можно сопоставить с открытым вентилем.

Следующую процедуру можно применять как к транспортному, так и к первичному контуру.

Чтобы правильно рассчитать топливопровод, кольцевой контур необходимо разделить на две части:

· всасывающий топливопровод;

· подающий топливопровод.

На подающем трубопроводе, как правило, не возникает каких-либо проблем, т.к. создаваемый насосом напор находится в пределах 300000 - 500000 Па (3 - 5 бар). Для всасывающего топливопровода существуют определённые пределы разрежения, за которые нельзя выходить. Иначе может начаться процесс газообразования (кавитации), который приведет к созданию в насосе газовых пробок. Это значение (высота столба жидкости под всасывающим патрубком насоса) сообщается производителем насоса, но в любом случае не может быть меньше 50000 Па (0,5 бар).

Диаметр всасывающего топливопровода подбирается в зависимости от следующих параметров:

· максимальные потери давления, предусмотренные проектом ΔPвсprog (Па);

· минимальная скорость Vвсmin, которая равна 0,15 м/с;

· минимальный внутренний диаметр dвсmin, который должен быть не меньше, чем 0,008 м.

Максимальные проектные потери давления равняются:

 

 

 

где:

ΔРamn - абсолютное давление, допустимое на всасывании (высота столба жидкости под всасывающим патрубком насоса), которое указывается производителем насоса. Если оно не указано, это давление берётся не меньше, чем 50000 Па (0,5 бар);

Δhasp - высота (столба жидкости) на всасывании (Па);

ΔРвсасс - потери давления, вызванные присутствием элементов арматуры, не учтённых при расчёте эквивалентной длины всасывающего топливопровода (фильтры и т.д.) (Па).

Высота столба мазута на всасывании равна:

 

где:

Δhgeom - Разница высоты между контрольной точкой уровня мазута в ёмкости и центром нагнетательного насоса (м);

ρ - плотность топлива (кг/м³ ).

Значение Δhgeom будет положительным, если контрольная точка уровня мазута в ёмкости находится ниже центра насоса, и отрицательным, если контрольная точка уровня мазута в ёмкости находится выше центра.

Плотность мазута связана с температурой следующей формулой:

 

где:

ρ - плотность мазута (кг/м³ );

р15 - плотность мазута при температуре 15°С, которая равна 990 кг/м³ ;

t - температура перекачиваемого мазута, °С;

β - коэффициент теплового расширения, равен 0,00063°С-1.

Температура транспортировки мазута определяется в зависимости от конструктивных ограничений насосного агрегата, которые не могут перекачивать мазут с вязкостью, большей предельного значения при данной температуре. Как правило, вязкость меняется в диапазоне от 30°? до 50°? (228 - 380 сСт), что соответствует температуре транспортировки мазута 50 - 60 °С. Существуют насосные агрегаты, которые могут перекачивать жидкость с вязкостью более 100°?. В любом случае не рекомендуется превышать вязкость 50°Е.

Диаметр всасывающего топливопровода определяется по следующей формуле:

 

где:

dвс - внутренний диаметр всасывающего топливопровода (м),

γ - кинематическая вязкость мазута при температуре перекачивания (м²/с); Lвсобщ - общая длина всасывающего топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длин (м);

m - массовая производительность насосного агрегата (кг/с);

ΔΡвс - максимальные потери давления (разрежение), предусмотренные проектом (Па).

Необходимо обратить внимание на то, что на практике кинематическая вязкость выражается в сСт или в единицах измерения, зависящих от типа вискозиметра, используемого для измерения вязкости (Энглер, универсальный Сайболта, градусы Редвуда, и т.д.). Поэтому перед тем, как использовать предыдущую формулу, с помощью таблиц и графиков перевода единиц, приведенных в разделе 5, кинематическую вязкость необходимо сначала перевести в сСт. При этом следует помнить о том, что:

 

Чтобы определить минимальный внутренний диаметр всасывающего топливопровода, необходимо определить общую длину топливопровода и, следовательно, его эквивалентную длину которая, в свою очередь, зависит от внутреннего диаметра топливопровода.

Поэтому сначала необходимо взять какое-то начальное приблизительное значение диаметра будущего топливопровода и определить его эквивалентную длину Для того, чтобы взять это первое приближение диаметра, следует также определиться, какой будет скорость потока мазута. С этим значением диаметр связан следующей формулой:

 

где:

dвс - внутренний диаметр всасывающего топливопровода;

Q - объёмный расход мазута (м³ /с);

Vвс - скорость потока мазута, которая равна 0,15-0,20 м/с.

После того, как определилась эквивалентная и, следовательно, общая длина топливопровода, с помощью уравнения (2.6.2.21) можно рассчитать минимальный внутренний диаметр всасывающего топливопровода.

Если рассчитанный таким способом диаметр заметно отличается от того приблизительного диаметра, который мы взяли для расчёта эквивалентной длины, эти эквивалентные длины необходимо пересчитать, подставив в уравнение (2.6.2-23) новый диаметр. А затем снова рассчитать диаметр с помощью уравнения (2.6.2-21).

Из стандартного типоряда надо выбрать трубу такого диаметра, который будет ближе всего к диаметру, рассчитанному по формуле (2.6.2-21), с округлением в большую сторону.

Теперь можно проверить скорость во всасывающем топливопроводе по следующей формуле:

 

где:

dвс - внутренний диаметр всасывающего топливопровода (м);

Q - объёмный расход мазута (м³ /с).

Если скорость перекачки меньше, чем предельное значение, которое равно 0,15 м/с, необходимо действовать по следующей схеме: • диаметр всасывающего топливопровода, который обеспечил бы эту минимальную скорость, рассчитывается по следующей формуле:

 

общая максимальная длина всасывающего топливопровода (фактическая + эквивалентная), должна быть такой, чтобы не превысить проектные потери давления и рассчитывается по следующей формуле:

 

Расстояние между насосом и ёмкостью с топливом не должно превышать Lвс, которое является суммой фактической и эквивалентной длин.

Если полученный в результате расчетов диаметр будет меньше 0,008 м, то необходимо использовать трубу с внутренним диаметром 0,008 м и более мощный насос, чтобы скорость жидкости превышала 0,15 м/с.

При расчёте подающего топливопровода, необходимо с помощью формулы (2.6.2-23) подобрать его диаметр в зависимости от максимальной допустимой скорости, которая равна 0,6 м/с, а именно:

 

где.

dподача - внутренний диаметр подающего топливопровода

Q - объёмный расход мазута (м³ /с);

Vподача - скорость потока жидкого топлива, которая равна 0,6 м/с.

Из стандартного типоряда надо выбрать трубу такого диаметра, который будет ближе всего к диаметру рассчитанному по формуле (2.6.2-23), с округлением в большую сторону. После этого мы вычисляем потери давления во всем контуре (транспортном или первичном кольце) по следующей формуле:

где:

dподача - внутренний диаметр подающего топливопровода (м);

γ - кинематическая вязкость жидкого топлива при температуре перекачивания (м²/с);

Lподача - общая длина подающего топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длин (м);

m - массовая производительность насосного агрегата (кг/с);

ΔРподача - расчётные потери давления (разрежение) предусмотренные проектом (Па).

К расчётным потерям давления необходимо добавить потери давления в различной арматуре (фильтры и т.д.), которая установлена на подающем топливопроводе, потери давления в подающем топливопроводе и разницу по высоте между всасывающим и подающим топливопроводами:

где:

ΔPtot - общие потери давления (Па);

ΔРподача - расчётные потери давления в подающем топливопроводе (Па);

ΔРасс - потери давления, в элементах арматуры, не учтённых при расчёте эквивалентной длины подающего топливопровода (фильтры и так далее) (Па);

ΔНтопшвопроводов - разница по высоте между всасывающим и подающим топливопроводом (м);

ρ - плотность жидкого топлива (кг/м³ );

g - ускорение свободного падения (м/с2).

Сумма полученного значения, и остаточного напора в контуре должна быть меньше, чем напор насоса:

 

где:

ΔРнасоса - напор насосного агрегата (Па);

ΔРконтура - напор, который должен поддерживаться в контуре, > 100000 Па (> 1 бар) (Па);

ΔPtot - общие потери давления в топливопроводах (Па).

Если результат отрицательный, необходимо выполнить одно из следующих действий:

· уменьшить длину подающего топливо­провода (и сократить потери давления);

· увеличить диаметр подающего топливо­провода (и сократить потери давления);

· использовать другой насосный агрегат, чтобы обеспечить требуемый напор.

Рекомендуется использовать для устройства топливопроводов стальные бесшовные трубы.

 

 

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться: