Hidraulički proračun parnih cjevovoda sistema za grijanje parom niskog i visokog pritiska.

Kada se para kreće duž duljine presjeka, njezina se količina smanjuje zbog povezane kondenzacije, a gustoća joj se također smanjuje zbog gubitka tlaka. Smanjenje gustoće prati povećanje, unatoč djelomičnoj kondenzaciji, zapremine pare prema kraju presjeka, što dovodi do povećanja brzine kretanja pare.

U sistemu nizak pritisak pri tlaku pare od 0,005-0,02 MPa, ovi složeni procesi uzrokuju praktički beznačajne promjene parametara pare. Stoga se pretpostavlja da je protok pare konstantan na svakom odjeljku, a gustoća pare je konstantna na svim dijelovima sistema. Pod ova dva uslova, hidraulički proračun parnih cjevovoda vrši se prema specifičnom linearnom gubitku pritiska, na osnovu toplotnih opterećenja dionica.

Proračun počinje s krakom cjevovoda za paru s najnepovoljnijom lokacijom grijač, koji je uređaj najudaljeniji od kotla.

Za hidraulički proračun parni cjevovodi niskog pritiska koriste tabelu. 11.4 i 11.5 (vidi Priručnik za dizajnere), sastavljene pri gustoći od 0,634 kg / m 3, što odgovara prosječnom pritisku suvišne pare od 0,01 MPa, i ekvivalentnoj hrapavosti cijevi do E = 0,0002 m (0,2 mm). Ove tabele su po strukturi slične tabeli. 8.1 i 8.2, razlikuju se u vrijednosti specifičnih gubitaka pri trenju zbog drugih vrijednosti gustoće i kinematičke viskoznosti pare, kao i koeficijenta hidrauličkog trenja λ za cevi. Toplinska opterećenja Q, W i brzina pare uključeni su u tablice w, gospođa.

U sistemima niske i visok krvni pritisak kako bi se izbjegla buka, postavlja se maksimalna brzina pare: 30 m / s kada se para i pripadajući kondenzat kreću u cijevi u istom smjeru, 20 m / s kada se kreću nasuprot.

Za orijentaciju, pri odabiru promjera cjevovoda za paru, izračunajte, kao i u proračunu sistema grijanja vode, prosječnu vrijednost mogućeg specifičnog linearnog gubitka pritiska R cf prema formuli

gdje p p p- početni nadpritisak pare, Pa; Σ l para je ukupna dužina dionica parnog voda do najudaljenijeg uređaja za grijanje, m.

Kako bi se prevladali otpori koji nisu uzeti u obzir u proračunu ili uvedeni u sustav prilikom njegove instalacije, ostavlja se marža tlaka do 10% od izračunate razlike tlaka, odnosno zbroj linearnih i lokalnih gubitaka tlaka u glavnom smjer projektiranja trebao bi biti oko 0,9 (p P - p pr).

Nakon izračunavanja grane parnog voda do najnepovoljnijeg uređaja, pristupa se proračunu grana parnog voda do drugih uređaja za grijanje. Ovaj proračun se svodi na povezivanje gubitaka pritiska u paralelno spojenim presjecima glavnog (već izračunatog) i sekundarnog (za izračunavanje) grana.

Kod uravnoteženja gubitaka pritiska u paralelno spojenim dionicama cjevovoda za paru, dopušten je odstupanje do 15%. Ako nije moguće izjednačiti gubitke pritiska, upotrijebite podlošku za prigušivanje (§ 9.3). Promjer otvora podloške za prigušivanje d w, mm, određen je formulom

gdje Q uch - toplotnog opterećenja presjek, W, ∆r w - višak pritiska, Pa, prigušen.

Preporučljivo je koristiti podloške za gašenje prekomjernog pritiska iznad 300 Pa.

Proračun parnih cjevovoda sistema visokog i visokog pritiska provodi se uzimajući u obzir promjene volumena i gustoće pare pri promjeni njenog tlaka i smanjenje potrošnje pare uslijed povezane kondenzacije. U slučaju kada je poznat početni tlak pare p P i postavljen je konačni tlak ispred uređaja za grijanje p PR, proračun vodova pare izvodi se prije proračuna vodova kondenzata.

Prosječna proračunata potrošnja pare na lokaciji određena je tranzitnim protokom G polovice protoka pare izgubljene tokom povezane kondenzacije:

Guch = G kraj +0,5 G P.K. ,

Gdje je G P.K dodatna količina pare na početku odjeljka, određena formulom

G P.K = Q tr / r;

r- specifična toplota isparavanje (kondenzacija) pri tlaku pare na kraju odjeljka; Q Tr - prijenos topline kroz zid cijevi na gradilištu; kada je promjer cijevi već poznat; grubo uzeto prema sljedećim ovisnostima: pri D y = 15-20 mm Q tr = 0.116Q con; pri D y = 25-50 mm Q tr = 0.035Q con; pri D y> 50 mm Otprilike tr = 0,023Q kraj (kraj Q - količina topline koja se mora isporučiti uređaju ili do kraja odjeljka parnog voda).

Hidraulički proračun se izvodi prema metodi smanjenih duljina, koja se koristi u slučaju kada su linearni gubici tlaka glavni (oko 80%), a gubici tlaka u lokalnim otporima relativno mali. Originalna formula kako bi se utvrdio gubitak pritiska u svakom odjeljku

Pri proračunu linearnih gubitaka pritiska u cjevovodima za paru koristite tablicu. II.6 iz Priručnika za dizajnere, sastavljen za cijevi s ekvivalentnom hrapavošću unutrašnje površine k e = 0,2 mm, po kojoj se kreće para, koja ima uvjetno konstantna gustina 1 kg / m 3 [višak pritiska takve pare je 0,076 MPa, temperatura 116, 2 0 S, kinematička viskoznost 21 * 10 -6 m 2 / s]. Tabela sadrži protok G, kg / h i brzinu kretanja ω, m / s, paru. Za odabir promjera cijevi prema tablici izračunava se prosječna uvjetna vrijednost specifičnog linearnog gubitka tlaka

gdje ρ cf - prosečna gustina pare, kg / m 3, pri svom prosečnom pritisku u sistemu

0,5 (Rp + R PR); ∆p para - gubitak pritiska u parnom vodu od toplotna tačka do najudaljenijeg (terminalnog) uređaja za grijanje; p PR je potrebni pritisak pred ventilom krajnjeg uređaja, uzet jednak 2000 Pa u odsustvu odvoda kondenzata iza uređaja i 3500 Pa kada se koristi odvod kondenzata sa termostatom.

Prema pomoćnoj tablici, ovisno o prosječnoj proračunskoj potrošnji pare, uvjetne vrijednosti specifičnog linearnog gubitka pritiska R conv i brzine kretanja pare ω conv. Prijelaz s uvjetnih vrijednosti na stvarne, koji odgovaraju parametrima pare u svakom odjeljku, vrši se prema formulama

gdje je pcr.uch stvarna prosječna vrijednost gustoće pare u prostoru, kg / m 3; određena njegovim prosječnim pritiskom u istoj oblasti.

Stvarna brzina pare ne smije prelaziti 80 m / s (30 m / s u sistemu visokog pritiska) kada se para i pripadajući kondenzat kreću u istom smjeru i 60 m / s (20 m / s u sistemu pod visokim pritiskom) kada su suprotnog kretanja.

Dakle, hidraulički proračun se vrši s prosjekom vrijednosti gustoće pare na svakom odjeljku, a ne za sistem u cjelini, kao što se radi u hidrauličkim proračunima sistema za grijanje vode i parnog grijanja pod niskim pritiskom.

Gubici pritiska u lokalnim otporima, koji čine samo oko 20% ukupnih gubitaka, određuju se kroz njihove ekvivalentne gubitke pritiska duž dužine cijevi. Ekvivalent lokalnim otporima, dodatna dužina cijevi se nalazi prema

Vrijednosti d B / λ date su u tabeli. Vidi 11.7 u Priručniku za dizajnere. Vidljivo je da bi se te vrijednosti trebale povećavati sa povećanjem promjera cijevi. Zaista, ako za cijev D na 15 d B / λ = 0,33 m, tada su za cijev D na 50 one 1,85 m. Ove brojke pokazuju dužina cijevi pri kojoj je gubitak trenja jednak lokalnom gubitku otpora s koeficijentom ξ = 1,0.

Ukupni gubitak pritiska ∆r uch na svakoj dionici cjevovoda za paru, uzimajući u obzir ekvivalentnu dužinu, određen je formulom (9.20)

gdje je l pri = l + l ekv- proračunata smanjena dužina presjeka, m, uključujući stvarne i ekvivalentne lokalnim otporima dužine presjeka.

Da bi se prevladali otpori koji nisu uzeti u obzir pri proračunu u glavnim smjerovima, uzima se marža od najmanje 10% izračunatog pada tlaka. Kod povezivanja gubitaka pritiska u paralelno spojenim presjecima dopušten je odstupanje do 15%, kao u proračunu parnih cjevovoda niskog pritiska.

A. Filonenko, Direktor ChTSUP-a "Steam-systems"

Ciklus članaka je fokusiran tehnička podrška stručnjaci vezani za projektiranje i rad parnih elektrana. Prve dvije publikacije posvećene su osnovnim pojmovima vezanim za vodenu paru, koja se široko koristi u poduzećima i u energetskom sektoru, njezinim svojstvima i njihovom utjecaju na rad parnih sustava (E&M br. 3) i pitanjima odvodnje kondenzata sa parnih satelita (E&M br. 4-5).

Sistemi za distribuciju pare povezuju kotlove sa svim vrstama opreme za potrošnju pare preduzeća.

Glavne komponente ovih sistema su parni kolektori kotlovi, glavni parni vodovi, razvodni razvodnici i cjevovodi za distribuciju pare. Svaki od njih obavlja određene funkcije svojstvene ovom sistemu, a zajedno s separatorima i parnim zamkama doprinose efikasna upotreba par.

Sump laktovi

Uobičajen zahtjev za sve sisteme za distribuciju pare je potreba za uređajem u različitim intervalima duž dužine parnog voda koljena taložnika (slika 1). Namenjeni su:

1. odvod kondenzata gravitacijom iz pare koja se kreće sa velika brzina;
2. akumulirati kondenzat sve dok ga diferencijalni tlak ne gurne kroz odvodnik pare.

Da bi kondenzat mogao biti zarobljen separatorom koljena, mora biti pravilno dimenzioniran. Premali lakat korita može izazvati učinak ubrizgavanja gdje pad tlaka zbog velike brzine pare izvlači kondenzat iz zamke u vod za paru.

Na sl. 1 prikazuje princip rada koljena i njegovo standardno kolo, u tab. 1 - Preporučene veličine koljena za taloženje za parne vodove.

Pirinač. 1... Lakat korita (a - princip rada; b - dijagram za odabir veličine koljena korita prema tablici 1)

Prečnik parni vodovi D, mm	Prečnik koljeno sump D1, mm	Minimalna dužina spremnika za slijeganje koljena L, mm
		Zagrijavanje pod kontrolom	Automatski zagrijavanje *
15	15	250	710
20	20	250	710
25	25	250	710
50	50	250	710
80	80	250	710
100	100	250	710
150	100	250	710
200	100	300	710
250	150	380	710
300	150	460	710
350	200	535	710
400	200	610	710
450	250	685	710
500	250	760	760
600	300	915	915

* Pod automatskim zagrijavanjem podrazumijeva se zagrijavanje parnog voda u kojem se kondenzat ispušta kroz odvodnike kondenzata u povratni vod kondenzata, a ne kroz odzračne bradavice u atmosferu. U tom slučaju potrebno je promatrati i proces zagrijavanja parnog voda.

Ako se para dovodi do sredine kolektora ili kolektor nema nagib, preporučuje se postavljanje koljena taloga s obje strane kolektora sa parnim hvatačima ukupnog kapaciteta jednakog izračunatom. S promjerom kolektora do 100 mm, promjer koljena D1 mora biti jednak promjeru kolektora. S promjerom kolektora većim od 100 mm, promjer taloga D1 mora biti jednak polovici promjera kolektora, ali ne manji od 100 mm.

Pokretanje parnih mreža sastoji se od sljedećih operacija:

• parne cijevi za grijanje i puhanje;
• punjenje i ispiranje cjevovoda kondenzata;
• povezivanje potrošača.

Prije početka grijanja svi ventili na granama iz grijanog prostora čvrsto su zatvoreni. Prvo se autoput zagrijava, a zatim se naizmjenično odvaja od njega. Mali, rijetko razgranati parni vodovi mogu se istovremeno zagrijavati u cijeloj mreži.

U slučaju vodenog udara opskrba parom se odmah smanjuje, a u slučaju čestih i jakih udara potpuno prestaje sve dok potpuno uklanjanje kondenzat koji se u njemu nakupio iz zagrijanog dijela parnog voda.

Sakupljači pare

Glavni zaglavlje kotlovnice je posebna vrsta parnog voda koji može primati paru iz jednog ili više kotlova. Najčešće je tako vodoravna cijev velikog prečnika koji je ispunjen parom odozgo i zauzvrat dovodi paru do glavnih vodova pare. Pažljivo odvodnjavanje razdjelnika posebno je važno kako bi se uklonilo svako prenošenje kotlovske vode i čvrste tvari prije nego što se para distribuira kroz sistem. Hvatači kondenzata namijenjeni sakupljaču moraju biti sposobni ukloniti velike količine nakupina pare zahvaćenih odmah nakon njihovog formiranja. Prilikom odabira parnih zamki, stupanj otpornosti na hidraulični udari.

Odabir ispuštanja kondenzata i sigurnosnog faktora za zaglavlje kotla (samo za zasićenu paru)

Potrebni kapacitet propusnosti parnih odvodnika instaliranih na zaglavcima kotla gotovo se uvijek određuje kao vrijednost očekivanog uklanjanja kotlovske vode (10% opterećenja spojenog na odvod) pomnožena sa sigurnosnim faktorom 1,5.

Na primjer, dva kotla ukupnog kapaciteta pare od 20.000 kg / h priključena su na kolektor. Zatim se na kolektor mora postaviti odvod kondenzata kapaciteta 20.000. deset % . 1,5 = 3000 kg / h.

Najprikladniji za ove uvjete su obrnuti hvatači pare, koji mogu odmah djelovati u slučaju izbijanja kondenzata, otporni su na udare vode, podnose zagađenje i ostaju ekonomični pri vrlo malim opterećenjima.

Ugradnja parnih zamki

Ako je protok pare kroz kolektor samo u jednom smjeru, tada je dovoljno postaviti jedan odvodnik pare u blizini izlaza. Ako se para dovodi kroz srednju točku (slika 2) ili ako postoji sličan raspored dvosmjernog protoka pare, odvodnike pare treba postaviti na svaki kraj razdjelnika.

Pirinač. 2... Kotlovski razvodnik sa višesmjernim protokom pare (za razdjelnik sa DN< 100 мм, DN колена-отстойника такой же, как у коллектора; для коллектора с DN >100 mm, DN koljena za slijeganje mora biti jednak 0,5 DN kolektora, ali ne manje od 100 mm)

Glavni parni vodovi

Kako bi se osigurao normalan rad opreme koju isporučuju ove parne cijevi, one moraju biti bez zraka i kondenzacije. Nepotpuno odvođenje kondenzata iz glavnih parnih vodova često dovodi do udara vode i stvaranja letećih nakupina kondenzata koje mogu oštetiti cjevovodne armature i drugu opremu.

Osim toga, zbog prisutnosti kondenzata u cjevovodu pare, smanjuje se suhoća pare, što dovodi do njene prekomjerne potrošnje.

Tijekom procesa hlađenja, kondenzat u parnom vodu aktivno upija ugljen-dioksid, pretvarajući se u ugljičnu kiselinu, što dovodi do ubrzane korozije cjevovoda, okova i izmjenjivača topline.

Postoje dvije općeprihvaćene metode grijanja glavnih parnih vodova - kontrolirana i automatska.

Kontrolirano grijanje široko se koristi za primarno grijanje cjevovoda velikog promjera i / ili dugih parnih cijevi. Ova metoda se sastoji u činjenici da su odvodni ventili potpuno otvoreni za slobodno puhanje u atmosferu sve dok para ne počne teći u parni vod. Ventili se ne zatvaraju sve dok se sav ili veći dio kondenzata nastalog tijekom zagrijavanja ne ukloni. Nakon dostizanja načina rada, uklanjanje kondenzata preuzimaju odvodnici pare. U automatskom načinu rada, kotao se zagrijava na takav način da vodovi za paru i sva oprema ili neke njene vrste postupno povećavaju tlak i temperaturu bez pomoći ručno upravljanje ili upravljanje u skladu sa unapred podešenim načinom grejanja.

Upozorenje! Bez obzira na način zagrijavanja, brzinu porasta temperature metala treba odrediti rasporedom pokretanja kako bi se smanjilo toplotna naprezanja i spriječiti druga oštećenja sistema.

Izbor hvatača pare i faktora sigurnosti za glavne vodove pare (samo zasićena para)

Protok kondenzata u izolovanom ili neizolovani cevovodi sa kontroliranim ili automatskim metodama grijanje se može izračunati po formuli:

gdje je G K količina kondenzata, kg / h;

W T - težina cijevi, kg / m(prema tabeli 2);

L 1 - ukupna dužina parnog voda, m;

sa - specifična toplota materijal cjevovoda (za čelik - 0,12 kcal / (kg. ° S));

t 1 - početna temperatura, ° C;

t 2 - krajnja temperatura, ° C;

r - latentna toplina isparavanja, kcal / kg(prema tablici svojstava pare);

h - vrijeme zagrijavanja, min.

tabela 2... Karakteristike cijevi za izračunavanje gubitaka u okolišu

Prečnik cjevovod, inch	Prečnik cjevovod, mm	Vanjski prečnik, mm	Outdoor površina, m 2 / m	Težina, kg / m
1/8	6	10,2	0,03	0,49
1/4	8	13,5	0,04	0,77
3/8	10	17,2	0,05	1,02
1/2	15	21,3	0,07	1,45
3/4	20	26,9	0,09	1,90
1	25	33,7	0,11	2,97
1,25	32	42,4	0,13	3,84
1,5	40	48,3	0,15	4,43
2	50	60,3	0,19	6,17
2,5	65	76,1	0,24	7,90
3	80	88,9	0,28	10,10
4	100	114,3	0,36	14,40
5	125	139,7	0,44	17,80
6	150	165,1	0,52	21,20
8	200	219,0	0,69	31,00
10	250	273,0	0,86	41,60
12	300	324,0	1,02	55,60
14	350	355,0	1,12	68,30
16	400	406,0	1,28	85,90
20	500	508,0	1,60	135,00

Za brzo određivanje protoka kondenzata tijekom zagrijavanja glavnog vodova pare, možete upotrijebiti dijagram na sl. 3. Izračunati protok treba pomnožiti s 2 (preporučeni sigurnosni faktor za sve odvodnike pare koji se nalaze između kotla i kraja parnog voda). Za parne zamke instalirane na kraju parnog voda ili ispred upravljačke jedinice i zaporni ventili koji su dio vremena u zatvorenom položaju, treba uzeti u obzir sigurnosni faktor 3. Preporučuje se obrnuti hvatač pare, jer može ispuštati zagađivače, nalete kondenzata i izdržati vodeni udar. Čak i ako ne uspije, obično ostaje u otvorenom položaju.

Pirinač. 3... Dijagram za određivanje količine kondenzata nastalog u cijevi dugoj 20 m pri zagrijavanju od 0 ° C do temperature zasićenja parom

Potrošnja kondenzata za vrijeme normalnog rada cjevovoda za paru (nakon zagrijavanja) određuje se prema tablici. 3.

Tabela 3... Brzina stvaranja kondenzata u parnim cjevovodima za vrijeme normalnog rada, kg / h / m 2

Instalacija

Bez obzira na način zagrijavanja, koljena za taloženje i odvodnike pare treba postaviti na najnižim mjestima i na mjestima prirodne drenaže, na primjer:

• ispred uzlaznih uspona;
• na kraju glavnih parnih vodova;
• ispred dilatacijskih zglobova i koljena;
• prije upravljačkih ventila i regulatora.

Na sl. Slike 4, 5 i 6 prikazuju primjere organizacije odvoda glavnih parnih cjevovoda.

Zavoji sa glavnih vodova pare

Izlazi iz glavnih vodova za paru su ogranci glavnog voda za paru koji dovode paru u opremu koja troši paru. Sistemi ovih cjevovoda moraju biti projektirani i cjevovodni na takav način da spriječe nakupljanje kondenzata u bilo kojem trenutku.

Izbor sifona i faktor sigurnosti

Potrošnja kondenzata određuje se po istoj formuli kao i za glavne vodove pare. Preporučeni faktor sigurnosti za krakove glavnih cjevovoda za paru je 2.

Instalacija

Na sl. Slike 7, 8 i 9 prikazuju preporučene sheme cjevovoda za odvojak od glavnog parnog voda do regulacijskog ventila kada je njegova dužina do 3 m, više od 3 m, te u slučaju kada se upravljački ventil nalazi ispod nivo glavnog parnog voda.

Filter za prljavštinu s cijelim otvorom mora se instalirati uzvodno od svakog regulacionog ventila i uzvodno od regulatora pritiska, ako je ugrađen. Na filter mora biti instaliran ventil za pročišćavanje, kao i prevrnuti plovak. Nekoliko dana nakon pokretanja sistema, provjerite mrežicu filtera kako biste odlučili treba li područje očistiti od ostataka.

Pirinač. 7... Cijevni krak duljine manje od 3 m. Ako postoji nagib prema dovodnom razvodniku od najmanje 50 mm po 1 m, tada ugradnja odvoda kondenzata nije potrebna	Pirinač. osam... Cijevni krak duži od 3 m. Pred upravljačkim ventilom mora se postaviti koljeno za taloženje i odvod kondenzata. Filter može poslužiti kao spremnik za taloženje ako je njegova cijev za ispuštanje zatvorena za odvod kondenzata s obrnutim plovkom. Odvod kondenzata mora biti opremljen ugrađenim povratni ventil	Pirinač. devet... Bez obzira na dužinu grane, koljeno za taloženje i odvod pare moraju se postaviti ispred regulacijskog ventila ispod dovodne pare. Ako se zavojnica (potrošač) nalazi iznad regulacijskog ventila, tada se na donjoj strani regulacijskog ventila mora postaviti i odvod pare.

Odvajači

Odvajači pare dizajnirani su za oslobađanje svih kondenzata koji nastaju distributivni sistemi... Najčešće se koriste ispred opreme za koju povećana suhoća par je od velike važnosti. Smatra se korisnim instalirati ih na vodove sekundarne pare.

Pirinač. deset... Separator drenaža. Za potpunu i brzu odvodnju kondenzata u odvod kondenzata potrebni su koleno korita punog otvora i korita

Odvod kondenzata iz pregrijanih cjevovoda pare

Čini se da ako se kondenzat ne stvara u vodovima pare pregrijane pare, onda ga nema. To je doista tako, ali samo u slučaju kada su temperatura i tlak u parnom vodu dosegli radne parametre. Do ovog trenutka kondenzat se mora ukloniti.

Svojstva i značajke primjene pregrijane pare

Specifična toplina tvari je količina topline potrebna za povećanje temperature od 1 kg za 1 ° C. Specifični toplinski kapacitet vode je 1 kcal. ° C, ali specifični toplinski kapacitet pregrijane pare ovisi o njenoj temperaturi i tlaku. S padom temperature se smanjuje i povećava s povećanjem tlaka.

Pregrijana para obično se proizvodi u dodatnim presjecima cijevi instaliranim unutar kotla ili u prostoru za izlaz dimnih plinova kako bi se iskoristila „izgubljena“ toplina kotla, kao i u pregrijaču, koji se instalira nakon kotla i spojen na parni vod. Shematski dijagram kotao sa pregrijačem prikazan je na Sl. jedanaest.

Pirinač. jedanaest... Shema elektrana sa pregrejačem

Pregrijana para ima svojstva koja je čine neugodnim nosačem topline za proces prijenosa topline, a istovremeno idealnom za rad mehanički radovi i prijenos mase, odnosno za transport. Za razliku od zasićene pare, tlak i temperatura pregrijane pare nisu povezani. Kada se pregrijana para proizvodi pod istim pritiskom kao i zasićena para, njena temperatura i specifična zapremina se povećavaju.

U kotlovima sa visokom efikasnošću i relativno malim bubnjevima odvajanje pare od vode je izuzetno teško. Kombinacija male količine vode u bubnjevima i brze promjene potrošnje pare uzrokuje naglo smanjenje volumena i stvaranje mjehurića pare, što dovodi do uklanjanja kotlovske vode. Može se ukloniti pomoću separatora sa hvatačima pare na izlazima pare generatora pare, ali to ne daje 100% rezultat. Stoga, tamo gdje je potrebna suha para, u ložište se ugrađuju dodatni konvekcijski snopovi cijevi. Za isparavanje prenošenja vode, pari se dodaje određena količina topline, stvarajući lagano pregrijavanje, osiguravajući da je para potpuno suha.

Budući da pregrijana para, vraćajući se u zasićeno stanje, odaje vrlo malo topline, nije dobar nosač toplote za proces prenosa toplote. Međutim, za neke procese, poput elektrana, potrebna je suha para za obavljanje mehaničkih radova. Bez obzira na vrstu elektrane, pregrijana para smanjuje količinu kondenzata pri pokretanju iz hladnog stanja. Pregrijavanje također poboljšava performanse ovih jedinica uklanjanjem kondenzacije u fazama proširenja. Suha para na izlazu iz elektrane povećava vijek trajanja lopatica turbine.

Za razliku od zasićene pare, pregrijana para koja ne gubi toplinu ne kondenzira, pa se može transportirati kroz vrlo dugačke cjevovode za paru bez značajnog gubitka toplinskog sadržaja za stvaranje kondenzata.

Zašto ispuštati sisteme pregrijane pare?

Glavni razlog za postavljanje odvodnika pare u sistemima pregrijane pare je stvaranje početnih tokova kondenzata. Oni mogu biti veoma značajni zbog velike veličine glavne parne vodove. Tijekom pokretanja vjerojatno će se koristiti ručni odvodni ventili jer postoji dovoljno vremena za njihovo otvaranje i zatvaranje. Ovaj proces se naziva kontrolirano grijanje. Drugi razlozi za postavljanje odvodnika pare su hitni slučajevi, poput gubitka topline pregrijavanja ili zaobilaženja pare, kada ih je možda potrebno aktivirati zasićenom parom. Sa ovim vanredne situacije nema vremena za ručno otvaranje ventila, pa su potrebni odvodnici pare.

Određivanje protoka kondenzata za hvatače kondenzata pregrijanih cjevovoda pare

Protok kondenzata kroz odvod kondenzata pregrijane pare varira u širokom rasponu: od maksimalnog pri pokretanju do bez protoka u načinu rada. Stoga su ovo zahtjevi koji se moraju postaviti na bilo koju vrstu parne zamke.

Prilikom pokretanja vrlo velike parne linije pune se hladnom parom. U ovoj fazi oni će sadržavati samo zasićenu paru pri niskom tlaku sve dok temperatura parnog voda ne poraste. Postepeno se podiže dugo vrijeme kako metal parnih vodova ne bi bio izložen naglim naprezanjima. Velika potrošnja kondenzat u kombinaciji sa niskim pritiskom je početni uslovi koji zahtijevaju upotrebu parnih zamki velikog kapaciteta. Pregrijani parni vodovi tada zahtijevaju da ove velike parne zamke rade pri vrlo visokim pritiscima i vrlo malim protocima.

Tipični početni protoci kondenzata mogu se ugrubo izračunati prema formuli:

gdje je W T težina cijevi, kg / m(prema tabeli 2);

r - latentna toplina isparavanja, kcal / kg;

i je entalpija pregrijane pare pri prosječnom tlaku i temperaturi za razmatrani period grijanja, kcal / kg;

i ”je entalpija zasićene pare pri prosječnom pritisku za razmatrani period grijanja, kcal / kg;

0,12 - specifična toplina čelična cijev, kcal / (kg. ° S).

Primjer

Početni podaci

Potrebno je zagrijati parnu cijev promjera 200 mm sa temperature okoline od 21 ° C do temperature od 577 ° C pri prosječnom pritisku od 8,3 kg / cm 2 g u posljednja 2 sata. za 11 sati. Rastojanje između drenažnih čvorova je 60 m. Masa cevi prema tabeli. 2 je 31 kg / m. Tako će masa cijevi dugačke 60 m biti 1860 kg.

Zagrijavanje se odvijalo prema rasporedu navedenom u tabeli. 4.

Tabela 4... Način grijanja za cjevovode sa pregrijanom parom

Period vrijeme, h	Prosječan pritisak, kg / cm 2 g.	Krajnja temperatura vremenski period, ° S	Zasićena entalpija par I ", kcal / kg	Latentna toplota pare formacija r, kcal / kg	Pregrijana entalpija par i, kcal / kg	Quantity kondenzat, kg / h
0 do 2	0,46	121	643,1	532,1	652,6	42,7
2 do 4	0,97	221	646,3	526,4	695	46,7
4 do 6	4,9	321	658,3	498,9	741,7	53,7
6 do 8	8,3	421	662,7	484,2	790,5	62,6
8 do 11	8,3	577	662,7	484,2	868,1	124,9

Prva dva sata zagrijavanja:

Tokom druga dva sata:

Potrošnja pare izračunava se na isti način za ostale vremenske periode.

Za učinkovito uklanjanje kondenzata iz pregrijanih cjevovoda za paru, prilikom ugradnje parnih zamki potrebno je pravilno odabrati veličinu koljena za taloženje, a također uzeti u obzir i preporuke za njihovo cjevovodstvo.

Postavlja se pitanje je li potrebno izolirati koljena za taloženje, grane cijevi parnih odvodnika i samih odvodnika pare? Odgovor je ne. Ako izolacija nije uvjet sigurnosti, ovaj dio parni sistem nema potrebe za izolacijom. Tada će se ispred zamke kontinuirano stvarati kondenzacija i prolaziti kroz nju, produžujući joj vijek trajanja.

Vrste pregrijanih parnih zamki

Bimetalni

Bimetalni odvodnik pare je konfiguriran tako da se ne otvara sve dok se kondenzat ne ohladi na temperaturu ispod zasićenja. Pri ovom pritisku, zatvarač pare će ostati zatvoren sve dok ima pare na bilo kojoj temperaturi. Kako temperatura pare raste, sila povlačenja bimetalnih ploča raste, povećavajući silu brtvljenja ventila. Pregrijana para dodatno povećava ovaj napor. Bimetalni odvodnik pare dobro radi pri velikim početnim opterećenjima i iz tog razloga je dobar izbor za pregrejanu paru.

Tijekom rada s pregrijanom parom, odvod kondenzata se može otvoriti ako se kondenzat u njemu ohladi ispod temperature zasićenja. Ako promjer i dužina koljena za taloženje ispred odvodnika pare nisu odgovarajući, kondenzat se može vratiti u vod za paru, uzrokujući oštećenja, i cevni priključci i drugu opremu.

Sa obrnutim plovkom

Hvatač u hvataču sprječava da para dođe do ventilacijskog ventila, sprječavajući istjecanje pare i osiguravajući dug vijek trajanja zamke. Ispušni ventil na vrhu čini nepropusnim za strane čestice, ali omogućava izlazak zraka. Podnosi visoke troškove pokretanja i može se prilagoditi niskim operativnim troškovima. Postojeće poteškoće povezane s upotrebom pregrijane pare odnose se na potrebu održavanja vodene brtve ili punjenja vodom. Da biste to učinili, potrebno je upotrijebiti hvatače pare dizajnirane posebno za sustave pregrijane pare i osigurati njihove ispravne cjevovode.

Ispravan cjevovod za obrnuti odvod pregrijane pare prikazan je na sl. 6. Pri određivanju kapaciteta odvodnika pare za pregrijanu paru, treba ga izračunati za početni protok bez korištenja sigurnosnog faktora. Materijal kućišta treba odabrati na osnovu maksimalnog pritiska i temperature, uključujući pregrijavanje.

Književnost

1. Vukalovich MP Termodinamička svojstva vode i pare. - M.: Državna naučno-tehnička izdavačka kuća o mašinskoj literaturi "MASHGIZ", 1955.
2. Filonenko A.A. Uređaji za paru i kondenzat pare u preduzeću. Od teorije bliže praksi // Energija i menadžment. - br. 3. - 2013. - str. 22–25.
3. Filonenko A.A. Uređaji za paru i kondenzat pare u preduzeću. Od teorije bliže praksi (nastavak) // Energija i menadžment. - Ne. 4-5. - 2013. - S. 66–68.

Formula izračuna je sljedeća:

gdje:
D - promjer cjevovoda, mm

Q - protok, m3 / h

v - dozvoljena brzina protoka u m / s

Specifični volumen zasićene pare pri tlaku od 10 bara je 0,194 m3 / kg, što znači da će volumetrijski protok zasićene pare pri 10 bara od 1000 kg / h biti 1000x0,194 = 194 m3 / h. Specifični volumen pregrijane pare pri 10 bara i temperaturi od 300 ° C iznosi 0,2579 m3 / kg, a volumetrijski protok pri istoj količini pare već će iznositi 258 m3 / h. Stoga se može tvrditi da isti cjevovod nije prikladan za transport zasićene i pregrijane pare.

Evo nekoliko primjera proračuna cjevovoda za različita okruženja:

1. Srijeda - voda. Napravimo proračun pri zapreminskom protoku od 120 m3 / h i protoku v = 2 m / s.
D = = 146 mm.
Odnosno, potreban je cjevovod nazivnog promjera DN 150.

2. Srijeda - zasićena para. Napravimo proračun za sledeći parametri: zapreminski protok - 2000 kg / h, pritisak - 10 bara pri protoku od 15 m / s. Prema specifičnoj zapremini zasićene pare pri pritisku od 10 bara iznosi 0,194 m3 / h.
D = = 96 mm.
Odnosno, potreban je cjevovod nazivnog promjera DN 100.

3. Srijeda - pregrijana para. Napravimo proračun za sljedeće parametre: volumetrijski protok - 2000 kg / h, pritisak - 10 bara pri protoku od 15 m / s. Specifični volumen pregrijane pare pri danom tlaku i temperaturi, na primjer, 250 ° C, iznosi 0,2326 m3 / h.
D = = 105 mm.
Odnosno, potreban je cjevovod nazivnog promjera DN 125.

4. Srednji - kondenzacija. U ovom slučaju proračun promjera cjevovoda (cjevovoda za kondenzat) ima značajku koja se mora uzeti u obzir u proračunima, naime: potrebno je uzeti u obzir udio pare od istovara. Kondenzat, koji prolazi kroz odvod kondenzata i ulazi u vod kondenzata, u njemu se istovara (tj. Kondenzira).
Udio pare od istovara određuje se prema sljedećoj formuli:
Parna frakcija od istovara = , gdje

h1 je entalpija kondenzata ispred odvoda kondenzata;
h2 je entalpija kondenzata u mreži kondenzata pri odgovarajućem tlaku;
r je toplina isparavanja pri odgovarajućem tlaku u mreži kondenzata.
Prema pojednostavljenoj formuli, udio pare od istovara određuje se kao temperaturna razlika prije i nakon hvatanja pare x 0,2.

Formula za izračunavanje promjera cijevi kondenzata izgledat će ovako:

D = , gdje
DR - udio ispuštanja kondenzata
Q - količina kondenzata, kg / h
v "- specifična zapremina, m3 / kg
Izračunajmo cjevovod kondenzata za sljedeće početne vrijednosti: potrošnja pare - 2000 kg / h s pritiskom od 12 bara (entalpija h '= 798 kJ / kg), istovarena do tlaka od 6 bara (entalpija h' = 670 kJ / kg, specifična zapremina v ”= 0,316 m3 / kg i toplina kondenzacije r = 2085 kJ / kg), brzina protoka 10 m / s.

Parna frakcija od istovara = = 6,14 %
Količina istovarene pare bit će: 2000 x 0,0614 = 123 kg / h ili
123x0.316 = 39 m3 / h

D = = 37 mm.
Odnosno, potreban je cjevovod nazivnog promjera DN 40.

DOPUŠTENE STOPE

Pokazatelj protoka je jednako važan pokazatelj pri proračunu cjevovoda. Prilikom određivanja brzine protoka treba uzeti u obzir sljedeće faktore:

Gubitak pritiska. Pri velikim brzinama protoka mogu se odabrati manji promjeri cijevi, ali dolazi do značajnog gubitka pritiska.

Troškovi cjevovoda. Niski protoci rezultirat će većim promjerima cijevi.

Buka. Veliki protok praćen je povećanim efektom buke.

Wear. Veliki protoci (posebno u slučaju kondenzata) dovode do erozije cijevi.

U pravilu, glavni razlog problema s odvodom kondenzata je upravo podcijenjeni promjer cjevovoda i pogrešan odabir parnih zamki.

Nakon ispuštanja kondenzata, čestice kondenzata, krećući se cjevovodom brzinom pare od istovara, stižu do skretanja, udaraju u stijenku okretnog izlaza i nakupljaju se na mjestu skretanja. Nakon toga se velikom brzinom guraju duž cjevovoda, što dovodi do njihove erozije. Iskustvo pokazuje da se 75% propuštanja kondenzata javlja u zavojima cijevi.

Kako bi se smanjila vjerojatna pojava erozije i njene negativan uticaj, potrebno je za sisteme sa plutajućim parnim hvatačima za proračun uzeti protok od oko 10 m / s, a za sisteme sa drugim vrstama parnih hvatača - 6-8 m / s. Pri proračunu cjevovoda za kondenzat, u kojima nema pare od istovara, vrlo je važno izvršiti proračune, jer za cjevovode za vodu sa protokom od 1,5 - 2 m / s, a u ostatku uzeti u obzir udio pare od istovara.

Donja tablica prikazuje protoke za neke medije:

Srijeda	Opcije	Brzina protoka m / s
Steam	do 3 bara	10-15
	3 -10 bar	15-20
	10 - 40 bar	20-40
Kondenzat	Cijevi ispunjene kondenzatom
	Condensato- mešavina pare	6-10
Hranidbena voda	Usisni vod	0,5-1
	Opskrbni cjevovod

Gubici energije pri kretanju fluida kroz cijevi određeni su načinom kretanja i prirodom unutrašnje površine cijevi. Svojstva tekućine ili plina uzimaju se u obzir pri proračunu koristeći njihove parametre: gustoću p i kinematičku viskoznost v. Iste formule za određivanje hidrauličkih gubitaka, i za tekućinu i za paru, iste su.

Posebnost hidrauličkog proračuna parnog cjevovoda je potreba da se pri određivanju hidrauličkih gubitaka uzmu u obzir promjene u gustoći pare. Prilikom proračuna plinovoda, gustoća plina se određuje ovisno o tlaku prema jednačini stanja za koju je napisan idealni gasovi, i samo za visoki pritisci(više od oko 1,5 MPa), u jednadžbu se uvodi korekcijski faktor, uzimajući u obzir odstupanje ponašanja stvarnih plinova od ponašanja idealnih plinova.

Koristeći zakone idealnih plinova za proračun cjevovoda kroz koje se kreće zasićena para, dobivaju se značajne greške. Zakoni idealnih plinova mogu se koristiti samo za jako pregrijanu paru. Prilikom proračuna vodova pare, gustoća pare se određuje ovisno o tlaku u tablicama. Budući da tlak pare, pak, ovisi o hidrauličkim gubicima, proračun parnih cjevovoda vrši se metodom uzastopnih aproksimacija. Prvo se podešavaju gubici pritiska u presjeku, određuje se gustoća pare iz prosječnog pritiska, a zatim se izračunavaju stvarni gubici pritiska. Ako se greška pokaže neprihvatljivom, vrši se ponovno izračunavanje.

Prilikom izračunavanja parnih mreža, navedene su brzine protoka pare, njen početni pritisak i potreban pritisak prije instalacija koje koriste paru. Razmotrimo metodu proračuna parnih cjevovoda na primjeru.

TABELA 7.6. IZRAČUN EKVIVALENTNIH DUŽINA (Ae = 0,0005 m) Parcela br. 7.4 Lokalni otpor Koeficijent lokalnog otpora S Ekvivalentna dužina 1e, m Zasun Zasun Ekspanzione kutije za punjenje (4 kom.) Podijeljena majica (prolaz) Zasun Ekspanzione kutije za punjenje (3 kom.) Podijeljena majica (prolaz) Zasun Ekspanzione kutije za punjenje (3 kom.) Dilatacijski spojevi (2 kom.) 0,5 0,3-2 = 0, bí Podijeljeni t -krak (grana) Zasun Dilatacijski spojevi (2 kom) Podijeljeni t -krak (grana) Zasun Ekspanzione kutije za punjenje (1 komad)

6,61 kg / m3.

(3 kom.) ................................... *......... ............................................... 2,8 -3 = 8.4

Razdjelnik (prolaz). ... ._________________ 1__________

Vrijednost ekvivalentne dužine pri 2 £ = 1 pri k3 = 0,0002 m za cijev promjera 325X8 mm prema tablici. 7,2 / e = 17,6 m, dakle, ukupna ekvivalentna dužina za dionicu 1-2: / e = 9,9-17,6 = 174 m.

Zadana dužina dionice je 1-2: / pr í-2 = 500 + 174 = 674 m.

Izvor topline naziva se skup opreme i uređaja uz pomoć kojih se vrši transformacija prirodnih i veštačke vrste energije u toplotne energije sa parametrima potrebnim za potrošače. Potencijalne zalihe glavnih prirodnih vrsta ...

Kao rezultat hidrauličkog proračuna toplinske mreže određuju se promjeri svih dionica toplovoda, opreme i zapornih i regulacijskih ventila, kao i gubitak tlaka rashladne tekućine na svim elementima mreže. Prema dobijenim vrijednostima gubitaka ...

U sustavima za opskrbu toplinom unutarnja korozija cjevovoda i opreme dovodi do smanjenja njihovog vijeka trajanja, nesreća i taloženja vode proizvodima korozije, stoga je potrebno osigurati mjere za borbu protiv iste. Situacija je komplikovanija ...

Cjevovodi za transport različitih tekućina sastavni su dio biljaka i postrojenja u kojima se provode radni procesi vezani za različita područja primjene. Prilikom odabira cijevi i konfiguracije cjevovoda, troškovi samih cijevi i cijevnih armatura od velike su važnosti. Konačni trošak pumpanje medija kroz cjevovod u velikoj mjeri je određeno veličinom cijevi (promjerom i dužinom). Izračun ovih vrijednosti provodi se pomoću posebno razvijenih formula specifičnih za određene vrste eksploatacije.

Cijev je šuplji cilindar izrađen od metala, drveta ili drugog materijala koji se koristi za transport tekućih, plinovitih i rasutih materijala. Voda se može koristiti kao transportni medij, prirodni gas, para, naftni proizvodi itd. Cijevi se koriste posvuda raznim industrijama industriji i završava sa kućnom upotrebom.

Za proizvodnju cijevi, najviše različitih materijala kao što su čelik, lijevano željezo, bakar, cement, plastika kao što je ABS plastika, PVC, hlorirani PVC, polibuten, polietilen itd.

Glavne dimenzije cijevi su njezin promjer (vanjski, unutarnji itd.) I debljina stijenke, koji se mjere u milimetrima ili inčima. Također se koristi vrijednost kao nominalni promjer ili nominalni otvor - nominalna vrijednost unutrašnjeg promjera cijevi, također mjerena u milimetrima (označeno s DN) ili inčima (označeno s DN). Nominalni promjeri su standardizirani i glavni su kriterij za odabir cijevi i fitinga.

Prepiska nominalne veličine u mm i inčima:

Cijev kružnog poprečnog presjeka ima prednost nad ostalim geometrijskim presjecima iz više razloga:

• Krug ima minimalni omjer perimetra i površine, a kada se primijeni na cijev, to znači da je jednak propusnost potrošnja materijala cijevi okruglog oblika bit će minimalna u usporedbi s cijevima drugih oblika. To također podrazumijeva minimalne moguće troškove izolacije i zaštitni omotač;
• Round poprečni presjek najkorisniji za pomicanje tekućeg ili plinovitog medija sa hidrodinamičkog gledišta. Također, zbog najmanje moguće unutrašnje površine cijevi po jedinici njene dužine, postiže se minimiziranje trenja između transportiranog medija i cijevi.
• Okrugli oblik je najotporniji na unutrašnje i vanjske pritiske;
• Postupak izrade okruglih cijevi prilično je jednostavan i lagan za izvesti.

Cijevi se mogu jako razlikovati u promjeru i konfiguraciji, ovisno o namjeni i području primjene. Tako glavni cjevovodi za kretanje vode ili naftnih derivata mogu doseći promjer od gotovo pola metra s prilično jednostavnom konfiguracijom, a grijaći zavojnici, koji također predstavljaju cijev, imaju kompleksnog oblika sa mnogo preokreta.

Nemoguće je zamisliti bilo koju industrijsku granu bez cjevovodne mreže. Izračun bilo koje takve mreže uključuje odabir materijala cijevi, sastavljanje specifikacije koja navodi podatke o debljini, veličini cijevi, ruti itd. Sirovine, međuproizvodi i / ili gotovi proizvodi prolaze kroz faze proizvodnje, krećući se između različitih uređaja i instalacija, koji su povezani pomoću cjevovoda i fitinga. Tačan proračun, odabir i ugradnja cjevovodnog sistema neophodni su za pouzdano provođenje cijelog procesa, osiguravajući sigurno ispumpavanje medija, kao i za brtvljenje sistema i sprječavanje curenja ispumpane tvari u atmosferu.

Ne postoji jedinstvena formula i pravila koja bi se mogla koristiti za odabir cjevovoda za svaku moguću primjenu i radnom okruženju... U svakoj pojedinačnoj oblasti primjene cjevovoda postoji niz faktora koje je potrebno uzeti u obzir i koje treba pružiti značajan uticaj zahtjevima za cjevovod. Na primjer, kada se radi o mulju, veliki cjevovod ne samo da će povećati troškove instalacije, već će stvoriti i operativne poteškoće.

Obično se cijevi biraju nakon optimizacije materijala i operativnih troškova. Kako većeg prečnika cjevovoda, odnosno što je veće početno ulaganje, manji će biti pad pritiska i, shodno tome, niži su operativni troškovi. Nasuprot tome, mala veličina cjevovoda smanjit će primarne troškove samih cijevi i cijevnih armatura, ali povećanje brzine će dovesti do povećanja gubitaka, što će dovesti do potrebe za utroškom dodatne energije za pumpanje medija. Ograničenja brzine utvrđena za različite primjene temelje se na optimalnim projektnim uvjetima. Veličina cjevovoda izračunava se pomoću ovih standarda, uzimajući u obzir područja primjene.

Dizajn cjevovoda

Prilikom projektiranja cjevovoda, kao osnova uzimaju se sljedeći osnovni parametri projektiranja:

• potrebne performanse;
• ulazna i izlazna tačka cjevovoda;
• sastav medija, uključujući viskoznost i specifična gravitacija;
• topografske uslove trase cjevovoda;
• maksimalno dozvoljeno radni pritisak;
• hidraulični proračun;
• promjer cjevovoda, debljina stijenke, vlačna granica rastezljivosti materijala zida;
• broj crpne stanice, udaljenost između njih i potrošnju energije.

Pouzdanost cjevovoda

Pouzdanost u dizajnu cijevi osigurana je poštivanjem odgovarajućih projektnih kodova. Obuka osoblja je također ključni faktor u osiguravanju dugog vijeka trajanja cjevovoda, njegove nepropusnosti i pouzdanosti. Stalni ili periodični nadzor nad radom cjevovoda može se izvršiti praćenjem, računovodstvom, kontrolom, regulacijom i sistemima automatizacije, uređajima za ličnu kontrolu u proizvodnji i sigurnosnim uređajima.

Dodatna pokrivenost cjevovoda

S vanjske strane većine cijevi nanosi se premaz otporan na koroziju kako bi se spriječili korozivni učinci korozije izvana. spoljnom okruženju... U slučaju pumpanja korozivnih medija, može se nanijeti i zaštitni premaz unutrašnja površina cijevi. Prije puštanja u rad sve nove cijevi namijenjene transportu opasnih tekućina testiraju se na kvarove i curenja.

Osnove za izračunavanje protoka u cjevovodu

Priroda protoka medija u cjevovodu i pri zaobilaženju prepreka može se jako razlikovati od tekućine do tekućine. Jedan od važnih pokazatelja je viskoznost medija koju karakterizira takav parametar kao koeficijent viskoznosti. Irski inženjer-fizičar Osborne Reynolds proveo je 1880. niz eksperimenata prema čijim je rezultatima uspio izvesti bezdimenzionalnu veličinu koja karakterizira prirodu strujanja viskozne tekućine, nazvanu Reynoldsov kriterij i označen kao Re.

Re = (v L ρ) / μ

gdje:
ρ je gustoća tečnosti;
v je protok;
L je karakteristična dužina elementa protoka;
μ je dinamički koeficijent viskoznosti.

Odnosno, Reynoldsov kriterij karakterizira omjer inercijalnih sila i viskoznih sila trenja u protoku fluida. Promjena vrijednosti ovog kriterija odražava promjenu omjera ovih vrsta sila, što opet utječe na prirodu protoka fluida. S tim u vezi, uobičajeno je razlikovati tri režima protoka ovisno o vrijednosti Reynoldsovog kriterija. Kada je Re<2300 наблюдается так называемый ламинарный поток, при котором жидкость движется тонкими слоями, почти не смешивающимися друг с другом, при этом наблюдается постепенное увеличение скорости потока по направлению от стенок трубы к ее центру. Дальнейшее увеличение числа Рейнольдса приводит к дестабилизации такой структуры потока, и значениям 23004000, primjećuje se stabilan režim, karakteriziran slučajnom promjenom brzine i smjera protoka u svakoj od njegovih pojedinačnih točaka, što ukupno daje ujednačavanje brzina protoka kroz volumen. Ovaj način se naziva turbulentnim. Reynoldsov broj ovisi o pritisku koji je postavila pumpa, viskoznosti medija pri radnoj temperaturi i veličini i obliku cijevi kroz koju protok prolazi.

Profil brzine protoka
laminarni način rada	prolazni režim	turbulentni režim
Priroda toka
laminarni način rada	prolazni režim	turbulentni režim

Reynoldsov kriterij je kriterij sličnosti za protok viskozne tekućine. Odnosno, uz njegovu pomoć moguće je simulirati stvarni proces u smanjenoj veličini, prikladan za proučavanje. Ovo je izuzetno važno, jer je često izuzetno teško, a ponekad čak i nemoguće proučiti prirodu protoka fluida u stvarnim uređajima zbog njihove velike veličine.

Proračun cjevovoda. Proračun promjera cjevovoda

Ako cjevovod nije toplinski izoliran, odnosno moguća je izmjena topline između transportiranog i okoliša, tada se priroda protoka u njemu može promijeniti čak i pri konstantnoj brzini (brzini protoka). To je moguće ako na ulazu pumpani medij ima dovoljno visoku temperaturu i teče u turbulentnom načinu rada. Uzduž cijevi, temperatura transportiranog medija će padati zbog gubitaka topline u okolišu, što može dovesti do promjene režima protoka u laminarno ili prijelazno. Temperatura na kojoj dolazi do promjene režima naziva se kritična temperatura. Vrijednost viskoznosti tekućine izravno ovisi o temperaturi, pa se u takvim slučajevima koristi takav parametar kao kritična viskoznost, koji odgovara točki promjene režima protoka pri kritičnoj vrijednosti Reynoldsovog kriterija:

v cr = (v D) / Re cr = (4 Q) / (π D Re cr)

gdje:
ν cr - kritična kinematička viskoznost;
Re cr je kritična vrijednost Reynoldsovog kriterija;
D je promjer cijevi;
v je protok;
Q - potrošnja.

Drugi važan faktor je trenje između stijenke cijevi i tekućeg toka. U ovom slučaju koeficijent trenja uvelike ovisi o hrapavosti stijenki cijevi. Odnos između koeficijenta trenja, Reynoldsovog kriterija i hrapavosti uspostavljen je Moodyjevim dijagramom, koji vam omogućuje da odredite jedan od parametara, poznavajući druga dva.

Colebrook-White formula se također koristi za izračunavanje koeficijenta trenja turbulentnog toka. Na temelju ove formule moguće je izgraditi grafikone prema kojima se uspostavlja koeficijent trenja.

(√λ) -1 = -2log (2,51 / (Re √λ) + k / (3,71 d))

gdje:
k je koeficijent hrapavosti cijevi;
λ je koeficijent trenja.

Postoje i druge formule za približni proračun gubitaka pri trenju tokom pritiska tlaka tekućine u cijevima. Jedna od najčešće korištenih jednadžbi u ovom slučaju je Darcy-Weisbachova jednadžba. Zasnovan je na empirijskim podacima i prvenstveno se koristi u modeliranju sistema. Gubitak trenjem je funkcija brzine fluida i otpora cijevi kretanju fluida, izražen kroz vrijednost hrapavosti stijenki cijevi.

∆H = λ L / d v² / (2 g)

gdje:
ΔH - gubitak glave;
λ je koeficijent trenja;
L je dužina dijela cijevi;
d - promjer cijevi;
v je protok;
g je ubrzanje gravitacije.

Gubitak tlaka uslijed trenja vode izračunava se prema Hazen-Williams formuli.

∆H = 11,23 L 1 / C 1,85 Q 1,85 / D 4,87

gdje:
ΔH - gubitak glave;
L je dužina dijela cijevi;
C je Heisen-Williams koeficijent hrapavosti;
Q - potrošnja;
D je promjer cijevi.

Pritisak

Radni tlak cjevovoda je najveći višak tlaka koji osigurava navedeni način rada cjevovoda. Odluka o veličini cjevovoda i broju crpnih stanica obično se donosi na osnovu radnog tlaka cijevi, kapaciteta pumpe i troškova. Maksimalni i minimalni pritisak cjevovoda, kao i svojstva radnog medija, određuju udaljenost između crpnih stanica i potrebnu snagu.

Nazivni pritisak PN je nominalna vrijednost koja odgovara maksimalnom pritisku radnog medija na 20 ° C, pri kojem je moguć kontinuirani rad cjevovoda zadanih dimenzija.

Kako temperatura raste, nosivost cijevi se smanjuje, a kao rezultat toga i dopušteni nadpritisak. Vrijednost pe, zul označava maksimalni tlak (g) u cjevovodnom sistemu s povećanjem radne temperature.

Grafikon dozvoljenog nadpritiska:

Proračun pada pritiska u cjevovodu

Proračun pada tlaka u cjevovodu vrši se prema formuli:

∆p = λ L / d ρ / 2 v²

gdje:
Δp je pad pritiska na cijevnom presjeku;
L je dužina dijela cijevi;
λ je koeficijent trenja;
d - promjer cijevi;
ρ je gustoća pumpnog medija;
v je protok.

Preneseni radni mediji

Najčešće se cijevi koriste za transport vode, ali se mogu koristiti i za premještanje mulja, suspenzija, pare itd. U naftnoj industriji cjevovodi se koriste za pumpanje širokog spektra ugljikovodika i njihovih smjesa, koji se uvelike razlikuju po kemijskim i fizičkim svojstvima. Sirova nafta može se transportirati na većoj udaljenosti od kopnenih polja ili naftnih platformi na moru do terminala, međutočaka i rafinerija.

Cevovodi takođe prenose:

• rafinirani proizvodi kao što su benzin, avio gorivo, kerozin, dizel gorivo, lož ulje itd.;
• petrohemijska sirovina: benzen, stiren, propilen itd .;
• aromatični ugljovodonici: ksilen, toluen, kumen itd .;
• tečna naftna goriva kao što je tečni prirodni gas, tečni naftni gas, propan (gasovi pri standardnoj temperaturi i pritisku, ali ukapljeni pod pritiskom);
• ugljen -dioksid, tečni amonijak (transportuje se kao tečnosti pod pritiskom);
• bitumen i viskozna goriva su previše viskozni da bi se transportirali kroz cjevovode, pa se destilatne frakcije ulja koriste za ukapljivanje ovih sirovina i rezultiraju smjesom koja se može transportirati kroz cjevovod;
• vodik (kratke udaljenosti).

Kvaliteta transportiranog medija

Fizička svojstva i parametri transportiranog medija uvelike određuju dizajn i radne parametre cjevovoda. Specifična težina, stišljivost, temperatura, viskoznost, tačka tečenja i pritisak pare glavni su parametri radnog medija koji se moraju uzeti u obzir.

Specifična težina tečnosti je njena težina po jedinici zapremine. Mnogi plinovi se transportiraju kroz cjevovode pod povišenim pritiskom, a kada se postigne određeni pritisak, neki plinovi mogu čak i proći kroz ukapljivanje. Stoga je omjer kompresije medija kritični parametar za projektiranje cjevovoda i za određivanje propusnog kapaciteta.

Temperatura posredno i direktno utječe na performanse cjevovoda. To se izražava u činjenici da tekućina povećava volumen nakon povećanja temperature, pod uvjetom da tlak ostane konstantan. Pad temperature može utjecati i na performanse i na ukupnu efikasnost sistema. Obično, kada se temperatura tekućine smanji, to je popraćeno povećanjem njene viskoznosti, što stvara dodatni otpor trenja duž unutrašnje stjenke cijevi, zahtijevajući više energije za ispumpavanje iste količine tekućine. Visoko viskozni mediji osjetljivi su na promjene radnih temperatura. Viskoznost je otpor fluida prema protoku i mjeri se u centistoksima cSt. Viskoznost ne određuje samo izbor pumpe, već i udaljenost između crpnih stanica.

Čim temperatura medija padne ispod točke tečenja, rad cjevovoda postaje nemoguć, te se poduzima nekoliko mogućnosti za nastavak rada:

• zagrijavanje medija ili izolacijske cijevi radi održavanja radne temperature medija iznad njegove točke stinjavanja;
• promena hemijskog sastava medijuma pre ulaska u cevovod;
• razblaživanje transportovanog medijuma vodom.

Vrste glavnih cijevi

Glavne cijevi su zavarene ili bešavne. Bešavne čelične cijevi izrađuju se bez uzdužnih zavara sa toplinski obrađenim čeličnim duljinama radi postizanja željene veličine i svojstava. Zavarene cijevi proizvode se pomoću nekoliko proizvodnih procesa. Ove dvije vrste međusobno se razlikuju po broju uzdužnih zavara u cijevima i vrsti opreme za zavarivanje. Zavarene čelične cijevi najčešće se koriste u petrokemijskim primjenama.

Svaka dužina cijevi zavarena je zajedno kako bi formirala cjevovod. Također, u glavnim cjevovodima, ovisno o području primjene, koriste se cijevi od stakloplastike, razne plastike, azbestnog cementa itd.

Za spajanje ravnih dijelova cijevi, kao i za prijelaz između dijelova cjevovoda različitih promjera, koriste se posebno izrađeni spojni elementi (koljena, zavoji, kapije).

lakat 90 °	savijte 90 °	prolazna grana	grananje
lakat 180 °	savijte 30 °	nastavak adaptera	tip

Za ugradnju pojedinih dijelova cjevovoda i fitinga koriste se posebni spojevi.

zavareni	sa prirubnicom	sa navojem	kvačilo

Toplinsko produženje cjevovoda

Kad je cjevovod pod pritiskom, cijela njegova unutarnja površina je podvrgnuta ravnomjerno raspoređenom opterećenju, što uzrokuje uzdužne unutarnje sile u cijevi i dodatna opterećenja na krajnjim nosačima. Oscilacije temperature također utječu na cjevovod, uzrokujući promjene u veličini cijevi. Sile u nepokretnom cjevovodu za vrijeme temperaturnih fluktuacija mogu premašiti dopuštenu vrijednost i dovesti do prekomjernog naprezanja, opasnog po čvrstoću cjevovoda, kako u materijalu cijevi, tako i u spojevima sa prirubnicama. Kolebanja temperature pumpnog medija također stvaraju temperaturno naprezanje u cjevovodu, koje se može prenijeti na armaturu, crpne stanice itd. To može dovesti do smanjenja tlaka u spojevima cjevovoda, kvara armature ili drugih elemenata.

Proračun dimenzija cjevovoda pri promjeni temperature

Proračun promjene linearnih dimenzija cjevovoda s promjenom temperature provodi se prema formuli:

∆L = a L ∆t

a - koeficijent toplotnog izduženja, mm / (m ° C) (vidi tabelu ispod);
L - dužina cjevovoda (udaljenost između fiksnih nosača), m;
Δt je razlika između max. i min. temperatura pumpanog medija, ° S.

Linearni ekspanzijski stol za cijevi od različitih materijala

Navedene brojke predstavljaju prosječne vrijednosti za navedene materijale, a za proračun cjevovoda od drugih materijala, podatke iz ove tablice ne treba uzeti kao osnovu. Pri proračunu cjevovoda preporučuje se korištenje koeficijenta linearnog izduženja navedenog od strane proizvođača cijevi u pratećoj tehničkoj specifikaciji ili tehničkom listu.

Toplinsko širenje cjevovoda eliminira se i korištenjem posebnih kompenzacijskih dijelova cjevovoda i korištenjem kompenzatora koji se mogu sastojati od elastičnih ili pokretnih dijelova.

Kompenzacijski dijelovi sastoje se od elastičnih ravnih dijelova cjevovoda, postavljenih okomito jedan na drugi i pričvršćenih zavojima. S toplinskim istezanjem, povećanje jednog dijela kompenzira se deformacijom savijanja drugog dijela u ravnini ili deformacijom savijanja i torzije u prostoru. Ako cjevovod sam kompenzira toplinsko širenje, to se naziva samokompenzacija.

Kompenzacija se također odvija zahvaljujući elastičnim savijanjima. Dio produženja kompenzira se elastičnošću savijanja, drugi dio se eliminira zbog elastičnih svojstava materijala presjeka koji se nalazi iza zavoja. Dilatacijski spojevi postavljaju se tamo gdje nije moguće koristiti kompenzacijske sekcije ili kada je samokompenzacija cjevovoda nedovoljna.

Prema dizajnu i principu rada postoje četiri vrste kompenzatora: U-oblik, leća, valovita, kutija za punjenje. U praksi se često koriste ravni dilatacijski spojevi u obliku slova L, Z- ili U. U slučaju prostornih dilatacijskih spojeva, to su obično 2 ravna međusobno okomita dijela i imaju jedno zajedničko rame. Elastični dilatacijski spojevi izrađeni su od cijevi ili elastičnih diskova ili mijeha.

Određivanje optimalne veličine prečnika cevi

Optimalni promjer cjevovoda može se pronaći na osnovu tehničkih i ekonomskih proračuna. Dimenzije cjevovoda, uključujući veličinu i funkcionalnost različitih komponenti, te uvjeti pod kojima cjevovod mora raditi, određuju transportni kapacitet sistema. Veće veličine cijevi pogodne su za veće masene protoke, pod uvjetom da su ostale komponente u sistemu odgovarajuće veličine i dimenzije. U pravilu, što je duža glavna cijev između crpnih stanica, to je potreban veći pad tlaka u cjevovodu. Osim toga, promjena fizičkih karakteristika pumpnog medija (viskoznost itd.) Također može imati veliki utjecaj na pritisak u cjevovodu.

Optimalna veličina - Najmanja odgovarajuća veličina cijevi za određenu primjenu, isplativa tokom vijeka trajanja sistema.

Formula za izračunavanje performansi cijevi:

Q = (π · d²) / 4 · v

Q je protok ispumpane tečnosti;
d je promjer cjevovoda;
v je protok.

U praksi se za izračunavanje optimalnog promjera cjevovoda koriste vrijednosti optimalnih brzina pumpnog medija, uzete iz referentnih materijala sastavljenih na temelju eksperimentalnih podataka:

Pumpani medijum		Raspon optimalnih brzina u cjevovodu, m / s
Tečnosti	Vožnja gravitacijom:
	Viskozne tečnosti	0,1 - 0,5
	Tečnosti niske viskoznosti	0,5 - 1
	Prenos pumpom:
	Usisna strana	0,8 - 2
	Ispusna strana	1,5 - 3
Gasovi	Prirodna žudnja	2 - 4
	Nizak pritisak	4 - 15
	Visok pritisak	15 - 25
Parovi	Pregrejana para	30 - 50
	Zasićena para pod pritiskom:
	Više od 105 Pa	15 - 25
	(1 - 0,5) 105 Pa	20 - 40
	(0,5 - 0,2) 105 Pa	40 - 60
	(0,2 - 0,05) 105 Pa	60 - 75

Odavde dobivamo formulu za izračunavanje optimalnog promjera cijevi:

d o = √ ((4 Q) / (π v o))

Q je specificirani protok ispumpane tečnosti;
d je optimalni promjer cjevovoda;
v je optimalni protok.

Pri velikim brzinama protoka obično se koriste cijevi manjeg promjera, što znači smanjenje troškova nabave cjevovoda, njegovog održavanja i instalacijskih radova (označava K 1). S povećanjem brzine dolazi do povećanja gubitaka u glavi uslijed trenja i lokalnih otpora, što dovodi do povećanja troškova pumpanja tekućine (označavamo K 2).

Za cjevovode velikih promjera troškovi K 1 će biti veći, a troškovi tokom rada K 2 manji. Dodamo li vrijednosti K 1 i K 2, dobivamo ukupne minimalne troškove K i optimalni promjer cjevovoda. Troškovi K 1 i K 2 u ovom slučaju dati su u istom vremenskom periodu.

Izračun (formula) kapitalnih troškova za cjevovod

K 1 = (m C M K M) / n

m je masa cjevovoda, t;
C M - trošak od 1 tone, rub / tonu;
K M je koeficijent koji povećava troškove instalacijskih radova, na primjer, 1,8;
n - vijek trajanja, godine.

Navedeni operativni troškovi odnose se na potrošnju energije:

K 2 = 24 N n dana C E rub / godina

N - snaga, kW;
n DN - broj radnih dana godišnje;
S É - troškovi za jedan kWh energije, rubalja / kW * h.

Formule za dimenzioniranje cjevovoda

Primjer općih formula za dimenzioniranje cijevi bez razmatranja mogućih dodatnih faktora utjecaja kao što su erozija, suspendirane čvrste tvari itd.:

Ime	Jednačina	Moguća ograničenja
Protok tekućine i plina pod pritiskom
Gubitak trenja glave Darcy-Weisbach	d = 12 · [(0,0311 · f · L · Q 2) / (h f)] 0,2	Q - volumetrijski protok, gal / min; d je unutrašnji prečnik cevi; hf - gubitak trenja; L je dužina cjevovoda, stope; f je koeficijent trenja; V je protok.
Jednačina ukupnog protoka fluida	d = 0,64 √ (Q / V)	Q - volumetrijski protok, gal / min
Veličina usisnog voda pumpe za ograničavanje gubitaka pri trenju	d = √ (0,0744 Q)	Q - volumetrijski protok, gal / min
Jednadžba ukupnog protoka plina	d = 0,29 √ ((Q T) / (P V))	Q - volumetrijski protok, ft³ / min T - temperatura, K P - pritisak lb / in² (abs); V - brzina
Gravitacijski tok
Manningova jednadžba za izračunavanje promjera cijevi za maksimalni protok	d = 0,375	Q je volumetrijski protok; n je koeficijent hrapavosti; S je nagib.
Froudeov omjer inercije i gravitacije	Fr = V / √ [(d / 12) · g]	g je ubrzanje gravitacije; v je protok; L - dužina ili prečnik cevi.
Para i isparavanje
Jednadžba za određivanje promjera cijevi za paru	d = 1,75 · √ [(W · v_g · x) / V]	W je protok mase; Vg je specifična zapremina zasićene pare; x - kvalitet pare; V je brzina.

Optimalna brzina protoka za različite cjevovodne sisteme

Optimalna veličina cijevi bira se iz uvjeta minimalnih troškova za pumpanje medija kroz cjevovod i cijene cijevi. Međutim, ograničenja brzine se također moraju uzeti u obzir. Ponekad veličina cjevovoda mora odgovarati zahtjevima procesa. Slično, veličina cijevi često je povezana s padom tlaka. U preliminarnim proračunima projekta, gdje se ne uzimaju u obzir gubici tlaka, veličina procesnog cjevovoda određena je dopuštenom brzinom.

Ako dođe do promjena u smjeru protoka u cjevovodu, to dovodi do značajnog povećanja lokalnih pritisaka na površini okomito na smjer protoka. Ova vrsta povećanja je funkcija brzine, gustoće i početnog pritiska fluida. Budući da je brzina obrnuto proporcionalna promjeru, fluidi velike brzine zahtijevaju posebnu pažnju pri dimenzioniranju i konfiguriranju cjevovoda. Optimalna veličina cijevi, na primjer, za sumpornu kiselinu, ograničava brzinu fluida na vrijednost koja sprječava eroziju zida u zavojima cijevi, čime se sprječava oštećenje strukture cijevi.

Strujanje tečnosti gravitacijom

Izračunavanje veličine cjevovoda u slučaju gravitacijskog toka prilično je komplicirano. Priroda kretanja s ovim oblikom strujanja u cijevi može biti jednofazna (puna cijev) i dvofazna (djelomično punjenje). Dvofazni tok nastaje kada su u cijevi prisutni i tekućina i plin.

Ovisno o omjeru tekućine i plina, kao i o njihovim brzinama, dvofazni režim protoka može varirati od mjehurićastog do raspršenog.

mjehurić (vodoravno)	protok puževa (vodoravno)	talasni tok	disperzni tok

Pokretnu snagu za tekućinu pri kretanju gravitacijom osigurava razlika u visinama početne i krajnje točke, a preduvjet je lokacija početne točke iznad krajnje točke. Drugim riječima, razlika u visinama određuje razliku u potencijalnoj energiji tekućine u tim položajima. Ovaj parametar se također uzima u obzir pri odabiru cjevovoda. Osim toga, na veličinu pokretačke sile utječu vrijednosti tlaka na početnoj i završnoj točki. Povećanje pada tlaka podrazumijeva povećanje protoka fluida, što zauzvrat omogućava odabir cjevovoda manjeg promjera i obrnuto.

Ako je krajnja točka spojena na sustav pod tlakom, kao što je destilacijski stup, ekvivalentni tlak mora se oduzeti od raspoložive razlike u visini kako bi se procijenila stvarna efektivna razlika u pritisku. Također, ako je početna točka cjevovoda pod vakuumom, tada se pri odabiru cjevovoda mora uzeti u obzir i njegov utjecaj na ukupni diferencijalni tlak. Konačno dimenzioniranje cijevi provodi se pomoću diferencijalnog tlaka, uzimajući u obzir sve gore navedene faktore, a ne samo na temelju razlike u visini između početne i krajnje točke.

Protok vrele tečnosti

Procesna postrojenja obično se suočavaju s različitim problemima pri rukovanju vrućim ili kipućim medijima. Glavni razlog je isparavanje dijela tople vruće tekućine, odnosno fazna transformacija tekućine u paru unutar cjevovoda ili opreme. Tipičan primjer je fenomen kavitacije centrifugalne pumpe, popraćen tačkastim ključanjem tekućine nakon čega slijedi stvaranje mjehurića pare (kavitacija parom) ili oslobađanje otopljenih plinova u mjehuriće (plinska kavitacija).

Veći cjevovodi se preferiraju zbog smanjenog protoka u odnosu na manje cjevovode pri konstantnom protoku zbog veće NPSH na usisnoj liniji pumpe. Kavitacija uzrokovana gubitkom pritiska može biti uzrokovana i naglim promjenama smjera protoka ili smanjenom veličinom cjevovoda. Rezultirajuća mješavina para-plin stvara prepreku prolasku toka i može uzrokovati oštećenje cjevovoda, što čini pojavu kavitacije krajnje nepoželjnom za vrijeme rada cjevovoda.

Oprema / Instrument zaobilazni cjevovodi

Oprema i uređaji, posebno oni koji mogu stvoriti značajne padove tlaka, odnosno izmjenjivači topline, regulacijski ventili itd., Opremljeni su zaobilaznim cjevovodima (tako da se proces ne prekida čak ni za vrijeme održavanja). Takvi cjevovodi obično imaju 2 zaporna ventila instalirana u liniji instalacije i ventil koji regulira protok paralelno sa instalacijom.

Tokom normalnog rada, protok fluida, prolazeći kroz glavne komponente aparata, doživljava dodatni pad pritiska. U skladu s tim, izračunava se ispusni tlak za njega, koji stvara spojena oprema, poput centrifugalne pumpe. Pumpa se bira na osnovu ukupnog pada pritiska u instalaciji. Prilikom kretanja kroz obilaznicu, ovaj dodatni pad pritiska izostaje, dok pumpa koja radi daje isti protok sile u skladu sa svojim radnim karakteristikama. Kako bi se izbjegle razlike u karakteristikama protoka između uređaja i zaobilaznog voda, preporučuje se upotreba manjeg zaobilaznog voda s regulacijskim ventilom za stvaranje pritiska ekvivalentnog glavnom uređaju.

Linija za uzorkovanje

Obično se za analizu uzima mala količina tekućine kako bi se odredio njen sastav. Uzorkovanje se može provesti u bilo kojoj fazi procesa kako bi se odredio sastav sirovine, međuproizvoda, gotovog proizvoda ili jednostavno transportirane tvari, poput otpadnih voda, nosača topline itd. Veličina presjeka cjevovoda koji se uzorkuje obično će ovisiti o vrsti tekućine koja se analizira i lokaciji mjesta uzorkovanja.

Na primjer, za plinove s povišenim tlakom dovoljni su mali cjevovodi s ventilima za uzimanje potrebnog broja uzoraka. Povećanjem promjera linije uzorkovanja smanjit će se dio uzorka uzetog za analizu, ali takvo uzorkovanje postaje teže kontrolirati. U isto vrijeme, mala linija za uzorkovanje nije dobro prilagođena za analizu različitih suspenzija u kojima čvrste tvari mogu začepiti putanju protoka. Stoga veličina uzorka za analizu suspenzija uvelike ovisi o veličini čvrstih čestica i karakteristikama medija. Slični zaključci vrijede i za viskozne tekućine.

Prilikom dimenzioniranja linije uzorkovanja uobičajeno je uzeti u obzir:

• karakteristike tečnosti za uzorkovanje;
• gubitak radnog okruženja tokom odabira;
• sigurnosni zahtjevi prilikom odabira;
• jednostavnost upotrebe;
• lokacija mjesta uzorkovanja.

Cirkulacija rashladne tečnosti

Za cjevovode s cirkulacijskom rashladnom tekućinom preferiraju se velike brzine. To je uglavnom zbog činjenice da je rashladna tekućina u rashladnom tornju izložena sunčevoj svjetlosti, što stvara uvjete za stvaranje sloja koji sadrži alge. Dio ove zapremine koja sadrži alge ulazi u cirkulacijsko rashladno sredstvo. Pri malim brzinama protoka, alge počinju rasti u cjevovodima i nakon nekog vremena otežavaju cirkulaciju rashladne tekućine ili prolazak u izmjenjivač topline. U tom se slučaju preporučuje velika brzina cirkulacije kako bi se izbjeglo stvaranje začepljenja algi u cjevovodu. Obično se upotreba visoko cirkulirajućeg rashladnog sredstva nalazi u kemijskoj industriji, koja zahtijeva velike veličine i dužine cijevi za napajanje različitih izmjenjivača topline.

Prelivanje rezervoara

Spremnici su opremljeni preljevnim cijevima iz sljedećih razloga:

• izbegavanje gubitka tečnosti (višak tečnosti ulazi u drugi rezervoar umesto da se izlije iz originalnog rezervoara);
• sprečavanje isticanja neželjenih tečnosti iz rezervoara;
• održavanje nivoa tečnosti u rezervoarima.

U svim gore navedenim slučajevima, preljevne cijevi su projektirane za maksimalno dozvoljeni protok tekućine koja ulazi u spremnik, bez obzira na protok tekućine na izlazu. Ostali principi odabira cijevi slični su odabiru cjevovoda za gravitacijske fluide, odnosno u skladu s raspoloživom okomitom visinom između početne i krajnje točke preljevnog cjevovoda.

Najviša točka preljevne cijevi, koja je ujedno i njezina početna točka, nalazi se na mjestu spajanja s rezervoarom (preljevna cijev spremnika), obično gotovo pri vrhu, a najniža krajnja točka može biti u blizini odvodnog oluka, gotovo na samom tlu. Međutim, preljevna linija može završiti na većoj nadmorskoj visini. U tom će slučaju raspoloživa glava diferencijala biti niža.

Protok mulja

U slučaju rudarske industrije, ruda se obično vadi u područjima koja su teško dostupna. Na takvim mjestima u pravilu nema željezničke ili cestovne veze. U takvim se situacijama hidraulički transport medija s čvrstim česticama smatra najprihvatljivijim, uključujući i u slučaju lokacije rudarskih prerađivačkih pogona na dovoljnoj udaljenosti. Cjevovodi za gnojnicu koriste se u raznim industrijskim poljima za transport zdrobljenih čvrstih tvari zajedno s tekućinama. Takvi cjevovodi su se pokazali kao najisplativiji u usporedbi s drugim metodama transporta krutih tvari u velikim količinama. Osim toga, njihove prednosti uključuju dovoljnu sigurnost zbog nedostatka nekoliko vrsta prijevoza i ekološke prihvatljivosti.

Suspenzije i mješavine suspendiranih krutih tvari u tekućinama drže se uz povremeno miješanje radi održavanja ujednačenosti. Inače dolazi do procesa stratifikacije u kojem suspendirane čestice, ovisno o svojim fizičkim svojstvima, isplivaju na površinu tekućine ili se talože na dno. Uznemirenost se postiže opremom poput miješanog spremnika, dok se u cjevovodima to postiže održavanjem turbulentnih uslova protoka.

Smanjenje brzine protoka tijekom transporta čestica suspendiranih u tekućini nije poželjno, jer proces odvajanja faza može započeti u protoku. To može dovesti do začepljenja cjevovoda i promjene koncentracije transportiranih krutih tvari u mlazu. Intenzivno miješanje u volumenu protoka olakšano je režimom turbulentnog protoka.

S druge strane, prekomjerno smanjenje veličine cjevovoda također često dovodi do njegovog začepljenja. Stoga je odabir veličine cjevovoda važan i presudan korak koji zahtijeva preliminarne analize i proračune. Svaki slučaj mora se razmotriti pojedinačno jer se različite kaše različito ponašaju pri različitim brzinama fluida.

Popravka cjevovoda

Tokom rada cjevovoda, u njemu se mogu pojaviti različite vrste curenja, što zahtijeva hitno uklanjanje radi održavanja operativnosti sistema. Popravak glavnog cjevovoda može se izvesti na nekoliko načina. To može biti ili zamjena cijelog segmenta cijevi ili malog dijela gdje je došlo do curenja, ili zakrpa postojeće cijevi. No, prije odabira bilo koje metode popravka, potrebno je provesti temeljitu studiju uzroka curenja. U nekim slučajevima može biti potrebno ne samo popraviti, već i promijeniti trasu cijevi kako bi se spriječilo njezino opetovano oštećenje.

Prva faza popravnih radova je određivanje lokacije presjeka cijevi za koji je potrebna intervencija. Nadalje, ovisno o vrsti cjevovoda, utvrđuje se popis potrebne opreme i mjera potrebnih za uklanjanje curenja, a prikupljanje potrebne dokumentacije i dozvola provodi se ako se dio cijevi koji se popravlja nalazi na teritoriju drugog vlasnika. Budući da se većina cijevi nalazi pod zemljom, možda će biti potrebno ukloniti dio cijevi. Nadalje, premaz cjevovoda se provjerava radi općeg stanja, nakon čega se dio premaza uklanja radi popravnih radova direktno s cijevi. Nakon popravka mogu se provesti različite mjere provjere: ultrazvučno ispitivanje, otkrivanje nedostataka u boji, otkrivanje grešaka magnetskog praha itd.

Iako neki popravci zahtijevaju potpuno zatvaranje cjevovoda, često je privremeni prekid dovoljan za izolaciju područja koje se popravlja ili pripremu zaobilaznice. Međutim, u većini slučajeva radovi na popravku izvode se uz potpuno zatvaranje cjevovoda. Izolacija dijela cjevovoda može se izvesti pomoću čepova ili zapornih ventila. Nadalje, potrebna oprema je instalirana i popravak se izvodi izravno. Popravci se izvode na oštećenom području, oslobođeno medija i bez pritiska. Na kraju popravka, čepovi se otvaraju i integritet cjevovoda se vraća.