tiON: none; mso-ascii-font-family: 'Times New="New" Roman'; text-underline: none; mso-hansi-font-family: 'Times New="New" Roman'">节流孔板压差的计算
为了计算节流孔板的压差,需引入一个新的概念——阻塞流压差Δps。当孔板两端的压差Δp增加时,流量qm也增加,当压差Δp增大到一定值时,缩口处的压力pvc下降到流体饱和蒸气压力pv以下,一部分流体汽化,管道流量不再随压差增加而增加,即形成所谓阻塞流现象。此时,孔板两端的压差称为阻塞流压差Δps。当节流孔板的实际压差Δp小于其对应的Δps时,就可避免闪蒸或汽蚀的发生。当管道两端压差较大时,可采用多级减压,但每一级节流孔板的实际压差Δp均应小于本级入口对应的Δps。
根据文献[1>,多级节流孔板的的压降按几何级数递减,当第1级节流孔板实际压降为Δp1时,第2级孔板减压至Δp1/2,第3级孔板减压至Δp1/22,第4级孔板减压至Δp1/23,……,第n+1级孔板减压至Δp1/2n,直减到末级孔板后压力接近所需压力为止。
以台山电厂凝补泵再循环管为例,在机组运行过程中,发现管道振动大。分析原因为:凝补泵在正常运行时,出口压力约1.5 MPa,补给水箱进口处的压力约0.12 MPa,当泵出口的除盐水经再循环管回流至补给水箱时,由于压差较大,且管道上只装了一个电动闸阀而非调节阀,因此引起振动。为了减少振动,在第一次设计变更中,采用增加节流孔板的方式,实际运行后,泵出口的管道振动有所改善,但节流孔板后的管道出现汽蚀现象。说明靠增加节流孔板来进行降压的思路是对的,但孔板的选择应有所调整。
3.1孔板级数的确定
考虑管道受静压差44.012 kPa的影响,孔板两端最大压差 ?
式(1)至式(3)中:
p1——孔板入口压力;
pc——热力学临界压力,对于水,pc=22.5 MPa;
FL——液体压力恢复系数,暂定为0.9;
FF——临界压力比系数。
由于p1=1.5 MPa,p2=0.165 MPa,20 ℃时pv=2.338 5 kPa,根据式(1)至式(3),得Δp=1?335 MPa,Δps=1?213 MPa。由于Δp>Δps,且p2>pv,所以采用1级节流孔板将产生汽蚀现象。为了避免汽蚀的发生,至少应装2级节流孔板。
3.2孔板压降的确定
根据前面的分析,当采用1级节流时,孔板压差大于阻塞流压差,采用多级节流降压后,第1级节流孔板的实际压差应小于阻塞流压差,其压差的大小取决于第2级孔板,多级节流孔板的压降按几何级数递减。因此,若采用2级节流孔板,则 ?
其中Δp1=0.89 MPa,Δp2=Δp1/2=0.445 MPa。
为了防止节流孔板发生汽蚀,应以阻塞流压差Δps为准则,验算各级节流孔板压差:第一级孔板的阻塞流压差Δps1=1.213 MPa>Δp1;第二级孔板的阻塞流压差Δps2=0.92×[(1.5-0.89)MPa-0.957×0.002 338 5MPa=0.492 3 MPa>Δp2。因此,每级节流孔板后都不会出现汽蚀现象,采用2级节流孔板是合理的。?
4节流孔板孔径的计算
根据DL/T 5054—1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》,水管道节流孔板孔径可按下式计算:(4)
式中:dk——节流孔板的孔径;
ρ——水的密度。
仍以台山电厂凝补泵再循环管为例。根据现场的实际运行数据,正常运行时热井的补水量约20 t/h,泵出口压力约1.5 MPa,扣除泵进口压力,扬程约134 m,查性能曲线,对应的流量为136.8 t/h,即经再循环管回流至补给水箱的除盐水量约116 t/h。根据式(4)得:第1级节流孔板孔径dk1=40.68 mm,取40.7 mm;第2级节流孔板孔径dk2=48.37 mm,取48.5 mm。
在该管道的第一次设计变更时,流量按常规泵的再循环量(最大流量的30%)选取,取60 t/h,且压降没按几何级数递减考虑,两级孔板孔径均为33 mm。根据实际运行情况,经再循环管回流至补给水箱的除盐水量应约116 t/h,但由于节流孔板的限流作用,流经再循环管的水量最大只能是第2级节流孔板阻塞流时的流量。因第2级节流孔板后的压力大于液体的饱和蒸汽压力,故第2级节流孔板后出现汽蚀现象,管道产生较大振动和噪音。?
5结束语
在实际工程应用中,将多级节流孔板用于减压系统是切实可行的,为了防止管道发生汽蚀,选择节流孔板时,一定要根据管道的实际情况,计算出孔板数量和孔径.
来源:热电阻 热电偶 温度传感器 双金属温度计 节流孔板 专业服务网
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