热水供应系统附件之疏水器选型与计算

发布时间:2018-10-27 14:47      

热水供应系统以蒸汽作为热媒时,为保证凝结水及时排放,同时又防止蒸汽漏失,在用气设备的凝结水回水管上应每台设备设疏水器,蒸汽立管最低处、蒸汽管下凹处的下部宜设疏水器。

疏水器按其工作压力有低压和高压之分,热水系统通常采用高压素水器(浮动式或热动式)。疏水器管径不可按凝结水管径确定,应按其最大排水量、进出口压差、附加系数三项因素选择计算。

(方法一)

最大排水量Q按式(1-1)计算:

式中:Q——疏水器最大排水量,kg/h;k

0

——附加系数(查表6.15.2-4);G——换热设备的最大凝结水量,kg/h。

疏水器进出口压差按式(1-2)、(1-3)计算:

式中:△P——疏水器进出口压差,MPa;P

1

——疏水器前的压力,MPa,对于水加热器等换热设备,P

1

=0.7P

Z

P

Z

为进入设备的蒸汽压力);P

2

——疏水器后压力,MPa,当疏水器后凝结水管不抬高自流坡向凝结水箱时P

2

=0;当疏水器后凝结水管道较长,又需抬高接入凝结水箱时P

2

按式(1-3)计算;△h——疏水器后至凝结水箱之间的管道压力损失,MPa;H——疏水器后回水管的抬高高度,m。(注:疏水器如仅作排除管道中冷凝积水时,可选用DN15、DN20的规格)

(方法二)

(1)蒸汽加热设备中疏水器理论排水量的计算

蒸汽凝结水量等于设备的蒸汽消耗量,蒸汽加热设备运行时的排水量按式(1-4)计算:

式中:q

l

——疏水器的理论排水量,kg/h;c

p

——被加热介质的比定压热容,J/(kg·K);ρ——被加热介质的密度,kg/m

3

q

v

——被加热介质的体积流量,m

3

/h;△t——被加热介质的温升,℃。

(2)蒸汽疏水器设计排水量的计算

设计排水量需要在理论排水量基础上考虑选择倍率,设计排水量按式(1-5)计算:

(3)蒸汽疏水器实际排水量的计算

在实际应用中,应该考虑背压导致疏水器排水量的下降率,则实际排水量按式(1-6)计算:

式中:η——下降率,由疏水器的进口压力和背压率确定。

(4)蒸汽疏水器排水量的校核计算

疏水器排水能力的校核按式(1-7)计算:

式中:q

c

——疏水器的校核排水量,kg/h;A

P

——疏水器的排水系数;d——疏水器的排水阀孔直径,mm;△P——疏水器前后的压差,kPa。(注:若q

c

q

f

,则疏水器选型合理;反之,则需重新选择疏水器并校核)

应用实例:一台汽水换热器机组,凝结水出口管径为DN25mm,将5.40m3/h的水从5℃加热至85℃。加热器的蒸汽压力为0.6MPa,此压力下蒸汽的汽化潜热为2090kJ/kg,疏水器的背压为0.15MPa。需对疏水器选型。

通常习惯性选型方法,将不经过计算,只按照加热器的出口管径选择DN25mm的疏水器,进而选择DN25mm的凝结水管。这种选型是错误的,忽略了压差等因素的影响。

根据第二种计算方法,选择倍率K=2,背压导致疏水器排水量的下降率η=3%。

由式(1-4)~(1-7)计算得疏水器的实际排水量q

f

=1340kg/h。根据样板选择CSa41H- 16C-D型DN40mm疏水器,其排水阀孔直径d=7mm。(查标准:05R407蒸汽凝结水回收及疏水装置的选用与安装)

查得AP=15,根据式计算得q

c

=1560kg/h>q

f

,证明所选择的疏水器合理。

参考文献

[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司. 全国民用建筑工程设计技术措施.2009,给水排水,= Water supply and drainage[M]. 中国计划出版社,2009.

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