长距离蒸汽输送和多用户工况输配分析和计算

近年来,伴随国内工业的高速发展和能源综合利用的不断改进,越来越多的工业用户都采用电厂长距离供应蒸汽来进行生产活动。长距离蒸汽输配相对电厂内部的蒸汽输送复杂很多。长距离蒸汽输配需要充分考虑压降控制(管径选择),温降控制(保温设计),多用户的相互干扰(各种变工况的可能性)。这样就给以往手工方法计算蒸汽压降带来了巨大的挑战和难度。

手工计算蒸汽压降,往往都是根据DL/T5054-2016<火力发电厂汽水管道设计规范>提供的计算方法来进行。该规范提供的计算方法主要分为两类:

1.介质比容变化不大的蒸汽管道压力损失(终端和始端蒸汽比容比不大于6,压降不大于初压40%)

2.介质比容变化大的蒸汽管道压力损失(终端和始端蒸汽比容比大于6,压降大于初压40%)

计算时又要判定蒸汽流动时临界流动还是亚临界流动,根据不同已知始端参数,计算获得终端参数。

针对上面计算方法,国内有很多学者提出不同意见,也提出一些变化的计算方法,来做手工计算改进。

但无论上面提到的如何改进计算方法,都只能针对一根没有分支的管道进行简单和初略的计算,没法考虑保温和环境对管道温度的影响,高音速sonicchoke的作用等,没法计算多用户和环网蒸汽输配。

AFTArrow可压缩流体分析软件,是拥有高效而直观的界面和功能强大的可压缩流体分析解算器,可以为系统工程师提供模拟真实气体在传输过程的各种分析,并提供丰富的结果输出报告。 AFT Arrow 可以模拟真实的可压缩流体系统,包括:蒸汽,压缩空气,化学和石化过程中的工艺气体,天然气等。

针对任何复杂管网建立分析模型:

针对单个管段,进行五方程求解:针对节点:用户可以根据温降控制要求(等温,绝热,辐射传热等),定义保温结构,和保温环境(空气流速和环境温度,水中管道,埋地管道等

软件计算采用长度步进和马赫数步进两种方式,对管道进行分割,建立矩阵,求解上面方程式,获得各点压力(静压和动压),温度(温度和滞点温度),介质密度等。

计算案例:客户希望输送蒸汽到一个距离锅炉房9.6公里外用户1和9.5公里外用户2,两个客户提出不同的蒸汽压力,温度和流量要求,具体如下:

根据客户要求,我们预先估计了管道直径,用户也可以参考下表,预估一个管径:

保温采用,玻璃岩棉 厚度100mm,环境温度按-20C,空气流速按2m/s考虑。

计算结果如下:

和前面设计要求对比,我们可以清楚看到,这个管网完全满足最初的设计要求。管径和保温设计合理,满足设计要求

沿通道到用户2,观看压降,温降和密度变化:软件计算精度高,速度快!而相比手工计算粗糙,可靠度很差,费时费力。

多用户支状网

多用户环形网

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

34 − 29 =

This site is protected by wp-copyrightpro.com