超压;
(3) 调压器因弹簧锈蚀,调压器失灵;
(4) 调压系统进气压力超压过大,是调压器失去控制能力;或调压器进气压力太
低,使调压器控制失灵,都可能引起低压侧超压; (5) 手动旁通阀操作失误或阀门关闭不严,使低压侧超压。 2. 安全阀的选择和计算
安全阀作为中高压系统的超压保护装置,在燃气调压器系统中一般采用弹簧安全阀,该阀结构简单、紧凑。弹簧安全阀的选择计算参照《压力安全技术监察规程》的要求进行,具体选择时应根据系统的压力和排放装量等具体条件来确定,计算方法如下:
(1)所需要的阀座流通截面积按下式计算:
G F= (5-3)
M26.2C0PT注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P400 式中:F——阀座流动面积,mm2;
G——系统计算排气量,kg/h,当调压器前有安全切断阀或调压器后的用
气设备还有附加的调压设备时,排气量按不小于系统调压器最大能力的10%计算;在其它情况下,计算排气量应不小于系统调压器最大流通能力减去系统可能的最低流量;一般将G值取为最大流量的10%~15%;本设计取最大流通能力的15%;
P——安全阀开启绝对压力,MPa,当系统工作压力小于0.3 MPa,一般
取比工作压力高0.05 MPa,当工作压力大于0.3 MPa时,取比工作压力高15%,当燃气设备有特殊要求时按具体情况确定;
T——燃气的热力学温度,K;
C0——流量系数,本设计取0.60;
M——燃气的分子质量,本设计的天然气的分子质量为16.7
G1.15?2200F===2249 mm2
M16.726.2C0P26.2?0.6?0.3T293(2)确定安全阀阀座直径: DN=
4F?=1.13F (5-4)
注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P400
式中:DN——阀座喉口直径,mm;
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F——阀座计算流通截面积,mm2;按(5-3)计算的2249 mm2。
DN=1.132249=53.6 mm
5.5 调压系统旁通管道、吹扫管、放散管及压缩空气管道的设置
5.5.1 旁通管
调压系统均应设置旁通管,在旁通管路上应安装切断阀和调节阀。当系统为中低压时,有时只安装一个截至阀,起关闭和调节双重作用。当调压系统正常运行时,关闭旁通管道上的阀门,旁通管只是在下列情况下才开启使用:
1. 当调压器、过滤器发生故障,或进行清洗检修时,开启旁通管,保证系统连
续供气;
2. 当调压系统进气压力偏低时,为了减少气流通过过滤器和调压器的阻力、保
持一定的供气压力和输气量,开启旁通管路;
3. 当调压器投入运行时,为了保护调压器安全启动,应先微微开启旁通管路,
使调压后有一定的气压,然后开启调压器;
4. 当调压系统为自动控制时,设置旁通管路可以在必要时将自控切换成手动控
制。
5.5.2 吹扫管和放散管
1. 调压系统在安装好后需要进行吹扫,以清除管道或设备内的泥渣、铁锈和其
它杂质;在检修之前,需要进行吹扫,以排净管内的燃气,保证检修工作安全。另外,当系统长期停用重新投入运行时,先要吹扫置换管道内的空气,防止运行时形成爆炸性的燃气—空气混和物。因此,在调压系统应设置吹扫管和放散管。调压系统的安全阀和安全水封,也应各自设置独立的放散管。 2. 吹扫点应设置在系统中容易聚集杂质的设备、附件或弯头附近。放散管应引
至室外,其排出口应高出屋脊2m以上。露天布置的调压站放散管应接至离周围建筑物较远的安全地点。一般均应高出地面4m以上。放散管排出的气体不应窜入邻近的建筑物内或被吸入通风装置内。
5.5.3 压缩空气及其管道
1. 当调压站有压缩空气驱动的调压器、气动阀门或气动仪表时,需要设置压缩空气管道,供给含有、含水和机械杂质都极少的压缩空气。因为机械杂质会
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堵塞仪表中的空气通道,油分会损坏仪表的薄膜,水分的聚集在冬季会引起冻结、破坏仪表的正常工作。所以,供给气动设备使用的压缩空气必须经过过滤和干燥处理。压缩空气的上述净化处理,主要应在压缩空气站完成。 2. 在空气压缩站经过净化处理的压缩空气,经过管道输送,可能又会夹带灰尘和铁锈。同时供气压力和气压的稳定性也不一定完全符合用气设备的要求。所以在安装气动设备的地点附近要根据具体情况考虑再次进行净化处理,同时还要考虑在调压站设置压缩空气储气罐。
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6 燃气管道水力计算
6.1 燃气管道管径计算
6.1.1 燃气管道的直径
1. 锅炉房内部燃气管道直径可根据燃气流量QS和选取流速来计算。对于天然气管道,管道内实际流速不应大于25m/s,对于城市煤气、发生炉煤气允许流速见6-1表。
城市煤气、发生炉煤气管道允许流速表 (6-1)
管径/mm 流速/m/s
<80 4
100 6
200 7
300 8
400~700 10~12
当燃气管道允许流速选定后,可根据下式确定管道直径:
Qs d=18.8 (6-1)
w注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P407
式中:d——管道直径,m;
QS——燃气在设计状态下的流量,m3/h,与计算流量Q(标态)的换算关系
按下式进行。
w——燃气允许流速,m/s。
QT QS= (6-2)
2731P注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P407
式中:T——设计中所采用的燃气热力学温度,K; P——设计中所采用的燃气绝对压力,MPa; Q——燃气计算流量(标态),m3/h。 2. 天然气管道直径的水力计算
(a)天然气在进调压器之前
P=0.25 MPa;根据公式(6-2)我们得到QS的值:
QT2200?293 QS=== 944m3/h
2731P2731?0.25由于我们选用的是天然气管道,所以我们取流速w的值为20m/s,所以得:
Qs944 d=18.8=18.8=129 mm;
w2030
故在天然气进入调压器之前我们选用DN125的管径。 (b)天然气经过调压器之后
P=0.08 MPa;根据公式我们得到Qs的值:
QT2200?2931=== 2950 m3/h,(主管道的流量); Qs2731P2731?0.081=2950/3=983 m3/h,(进入锅炉的支管管径); Qs由于我们选用的是天然气管道,所以我们取流速w的值为20m/s,所以得:
Qs2950 d1=18.8=18.8=228mm;
20wQs983 d2=18.8=18.8=131 mm;
w20故在天然气经过调压器之后的主管道上我们选用DN250的管径;进入锅炉的支管上我们选用DN125的管径。
6.2.2 天然气管道的水力计算校核
1. 管道摩擦阻力的计算
低压燃气管道的摩擦阻力损失可按下列公式计算:
(1)当Re≤2100时,按下式计算: ?PmQT =1.13?10104?? (6-3)
lT0d注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P407 (2)当Re=2100~3500时,按下式计算: ?Pm11.8Q?7?104d?6? =1.9?10?1??l23Q?105d??注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P407 (3)当Re>3500时
a. 管道材料为钢管时,按下式计算:
?Pm =6.9?106l?Kdv??192.2??Q??d0.25?Q2T? ?d5?T (6-4)?0Q2T? (6-5) d5T0注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P407 b. 管道材料为铸铁管时,按下式计算:
?Pm =6.4?106l?1dv??5158??dQ??0.294Q2T ? (6-6)5dT0注:《燃油燃气锅炉房设计手册》P407
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