AFT Arrow在蒸汽长输管网设计上的应用案例

相关案例:饱和蒸汽输配管网应用案例

蒸汽在给用户或工业区输配时,蒸汽的参数主要取决于用户的要求,用户需要的是过热蒸汽,就需输送过热蒸汽;若用户需要饱和蒸汽,可输送过热蒸汽也可输送饱和蒸汽。

AFT Arrow是协助您设计过热蒸汽长输管网的有力手段和工具。目前国内的多数电力设计院和热力公司都在使用AFT Arrow优化设计蒸汽管网。AFT Arrow不仅可以计算中低压蒸汽输配管网,还可以计算高压蒸汽输配管网,并可判断蒸汽管网中是否存在声阻塞点。AFT Arrow被广泛地应用在化工、石化、电力、造船及市政热力等行业。。

AFT Arrow计算蒸汽输配管网的压降、流量分布、热传递时,同时计算的控制方程为:

AFT Arrow软件使用修正的牛顿-拉夫森矩阵的方法求解蒸汽管网方程,这比使用传统的方法既快捷,结果又精确。AFT Arrow可模拟计算开式或闭式管网系统、枝状管网系统、环状管网系统。

支状蒸汽输配管网

该项目是唐山某一蒸汽输配工程,从电厂到工业区外围主蒸汽管道采用架空的方式,进入工业区后采用直埋的方式。

计算蒸汽输配管网时采用ASME“97”蒸汽表,以便准确计算过热蒸汽长距离输送过程中蒸汽属性各参数的变化:密度、饱和蒸汽压、马赫数、热焓值、蒸汽压比、比热容……等。

传热模型

该项目中蒸汽管道一部分架空,一部分埋地,其传热模型是完全不同的。软件内置有8种传热计算模型,如下图。

  • 架空管道的传热计算:
  • 选择对流传热模型
  • 选择保温层数,定义每层选择的保温材料,每层的厚度
  • 定义保温层与空气的传热参数–输入环境温度和风速

  • 埋地管道的传热计算:
  • 选择埋地传热模型
  • 选择保温层数,定义每层选择的保温材料,每层的厚度
  • 定义保温层与土壤的传热参数–输入地表温度和埋深

计算结果

所有蒸汽输配管网在输入管道管径、长度、保温设置后,就可以根据定义的电厂蒸汽参数,在满足用户端流量的情况下进行整个输配管网的压降和传热计算,用户可以通过如下呈现形式将计算结果直观的显示出来。

可视化输出结果

可视化报告包括计算模型,用户需要直接查看的参数,如流量、流速、温度、压力等任何用户需要的蒸汽参数。

从上图可直接看出,输送到每个蒸汽用户的蒸汽的流量,温度,压力。这些参数都满足用户对蒸汽参数的要求。

主管线上的压降和温降曲线

沿主管线的压降和温降曲线如下图:

蒸汽管道上的详细的传热计算结果

  • 架空管道的传热计算结果

  • 埋地管道的传热计算结果

从上图中可以看出,该管道上详细的传热信息都直观的显示了出来,包括进出口的介质温度、管道内外壁温度,第一层和第二层保温外壁温度。最外层保温外壁入口温度为41.69℃,满足埋地管道外护管的温度要求。

AFT Arrow不仅快速的协助工程师完成蒸汽长输项目的优化设计,节约了大量工时,而且也使蒸汽长输管道的计算结果更准确。该项目今年已经投入运营,AFT Arrow计算的结果基本与现场运行数据一致,获得设计院的高度认可。

多蒸汽源的蒸汽输配管网

蒸汽输配管网的蒸汽用户多,蒸汽需求量大时,一个蒸汽源可能就不能满足需求,此时可能就需要两个蒸汽源或多个蒸汽源。对于这样的蒸汽输配管网对工程师来说,计算整个管网的压降和温降就很困难了。AFT Arrow可以协助你轻松解决这个问题。

下面项目是给6个用户端供应蒸汽。用户的蒸汽需求量分别是:用户1为18t/h ;用户2为23t/h ;用户3为27 t/h ;用户4为25 t/h ;用户5为18 t/h ;用户6为27 t/h 。两个蒸汽源,蒸汽供应压力是2.3Mpa。

环形蒸汽输配管网

下面是天津某一开发区的蒸汽输配管网,单一的热电厂蒸汽源,用户非常多且负荷变化较大,几乎涵盖了整个工业区,针对这种蒸汽输配管网最好的选择就是采用环形蒸汽输配管网,环形主管线中蒸汽的流向会随着用户的不同或蒸汽用量的不同会发生变化,以便满足众多用户不同时刻不同负荷的要求。对于环形蒸汽输配管网来说,一般的求解工具是没办法计算的,AFT  Arrow既可以计算开式的蒸汽输配管网,也可以计算环形的蒸汽输配管网,可以快速准确的帮您完成蒸汽输配系统的优化设计。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

− 3 = 3

This site is protected by wp-copyrightpro.com