附件A
清洗系统的材料、设备及化学药品计算
进液总管的直径(D)可根据下式计算:
D=√4G/3600πω
G =3600F.υ
上两式中: G ——循环回路最大截面积的流量,m3/h;
F——循环回路最大截面积,m2/h;如
后水冷壁=0.34 m2
前水冷壁=0.33 m2
左水冷壁=0.20 m2
右水冷壁=0.20 m2
F选择为0.34 m2;
υ——炉管中清洗液的流速,m/s;
ω——进液管总流速,m/s;
D——进液总管的直径,m。
回液总管要有足够的截面积,其管径(D2)计算如下:
D2=√4G/3600πω
ω=√1H1.g
上两式中 D2——回液管管径,m;
G——系统中最大流量m2/h,
ω——管中流速,m/s
g——重力加速度,98m/s2
H1——汽包清洗液液面和溶药箱液液面的位差,m。
清洗各组件流通截面F计算如下:
F=π/4.Σd
式中F——清洗各组件流通截面,m2;
Σd——各组件管子内径之和,m。
清洗泵最大容量的核算:Q=3600.F最大.ω
式中Q——最大循环流量,m3/h;
F最大——各循环组件中最大的流通截面积,m2;
ω——循环流速m/s
清洗泵扬程的核算:
清洗泵扬程的核算,必须根据具体的系统布置进行。每台泵的扬程至少应满足以下条件:
H=ΔP最大+ΔH+ΔP’
式中H——满足循环要求时的最低扬程,Pa;
ΔP最大——系统循环阻力最大值,Pa;
ΔH——汽包液位与清洗箱液位差,Pa;
ΔP’进液管上流量孔板阻力损失,Pa。
ΔP最大=Σ(1+ξ+λL/d)γ.ω2/2g
式中ξ——系统局部阻力系数;
λ——单位磨擦阻力系数;
L——管长,
D——管内径,
ω——管内流速
g——重力加速度,
γ——管内流体比重。
ΔP’可按下值选取:
当采用标准孔板时:ΔP’= 0.6(r —1)HM
当采用标准喷嘴时:ΔP’= 0.5(r —1)HM
清洗泵入口母管管径的选择:
为满足两台循环泵进行并列运行的还需要,入口母管截面不得小于泵出口总截面的两倍。
下降管内节流孔板的选择:
为了使循环组件内各管流速均匀,在汽包下降管口装有节流孔板的孔的孔径通常是集中下降管内径的1/7--1/8。使清洗组件内的上升管及下降管,在相同的流速下阻力相等。
ΔH’=ΔH1+ΔH2
式中ΔH’——加装节流孔板后的下降管阻力,Pa;
ΔH1——水冷壁管阻力,Pa;
ΔH2——连通导汽管阻力,Pa。
锅炉系统阻力计算
串联管路如图1--1所示,按顺序连接的粗细不同和管路,称为串联管路。其沿程阻力损失为:
并联管路如附图1--2所示,如具有三个并联管路,在并联管路中其总流量为各路流量之和,且每一管路两端(相当于A、B两点)之间的压头损失应相等,而各管路之间流量的分配则应与各管的阻力成一定比例,可按下式计算。上两式中:
d1d2d3——分别为三个不同管径管子的内径,m;
L1L2L3——分别为三个不同管径单管长度(包括弯头),m;
λ1λ2λ3——分别为三个不同管径管子的摩擦系数;
g——重力加速度为9.8m/s2;
ω1ω2ω3——分别为三个不同管径单管中介质流速,m/s。
蒸汽加热热源的计算:
介质的吸热量Q:
Q=V.Δt.C.r
式中Q——介质的吸热量,J;
V——清洗系统的容积,
t被加热液体最终温度与初始温度之差,K;
C水的比热,J/kgK;
r---水的比重,N/m
金属吸热量Q:
式中Q——金属吸热量,J;
G——金属总质量,kg;
C——金属比热,取0502×10J/kgK;
t----被加热液体最终温度与初始温度之差,K。
系统散热量Q:
Q=DtC
式中Q——系统散热量,J/h;
D——1h清洗循环量,kg/h;
t----被加热液体最终温度与初始温度之差,K;
C——水的比热,J/kgK。
补充系统散热所需补充汽量
D=Q/(i—i)
式中D——系统散热需补充汽量,kg/h;
Q——系统散热量,J/h;
i——加热蒸汽焓,J/h;
i——9.8×10以下饱和水的焓,J/h。
表面式加热器传热面积(F)的决定:
为便于制作,表面式加热器可做成排管式,放置于清洗箱内,这种“储液器”型的加热器传热面积由下式决定:
F=Q/(k.Δt)
式中F—-表面式加热器传热面积,
Q——系统散热量,
k放热系数,
t——加热工质与被加热泪盈眶介质的平均温差,K。
附表1--1表面式加热器放热泪盈眶系数(k)
热媒性质 |
放热系数k(116W/mK) |
蒸汽(低压) |
500--600 |
热水 |
280--300 |
加热蒸汽来汽管径选择
汽耗量计算G
式中G——汽耗量Q——维持循环液需补充的加热量,
i——加热蒸汽初焓
i——加热蒸汽终焓
来汽管管径可由下式决定
式中d—— 来汽管管径
G——蒸汽量,
V——加热蒸汽比容
ω——管内流速可选取20--30m/s
混合式加热器所需的蒸汽量G:
式中G——混合式加热器所需的蒸汽量,kg/h;
Q——系统散热热量,J/h;
i——加热蒸汽初焓,,J/h;
i——加热蒸汽终焓,,J/h;
加热蒸汽管管径(d)的选择:
式中d——加热蒸汽管管径,m,
G——加热蒸汽蒸汽量,kg/h;
V——加热蒸汽比容,
ω——管内蒸汽流速选取20--30m/s
混合式加热器,一般的蒸汽直接从钢管上的孔眼喷出,并与清洗液混合,进行加热,其孔眼直径Ф5mm,小孔开孔数为100--120个,孔眼总截面积应为进汽管截面积的2--3倍。混合式加热器构造图,见附图1--3。混合式加热器装在循环泵出口总管上,设计压力为1.57Mpa(16表大气压),设计温度为320℃
冲通过热器的措施及计算
用高流速水冲通过热器系统
措施
用高流速水通过立式过热器组,保持过热泪盈眶器管出口入口端的流动压差ΔP 大于液位差H并需在出口侧施加一定背压。其背压应比静压高出0.0049Mpa(0.5表大气压)。
计算
酸洗时,立式过热器的并联管束能否全部冲通的关键,是将管组上部弯头内的空气排除干净。要达到这一条件,应使过热器的流动压差(
ΔP)大于过热器U型管的液位差。
ΔP>H
式中ΔP——过热器管出、入口压差ΔP入-ΔP出;
H——各U型管液位差之和;
H=hγ+ hγ+ hγ+…… hγ=Σ hγ
hhhh——分别为过热器U型管位差。
化学清洗用药品的计算
用盐酸清除碳酸钙水垢,可用下式计算用酸量GHCL :
GHCL=(0.73F.δ.γ+α)/C
式中F____被清洗面积,m2;
δ-----被清洗垢的平均厚度,m;
γ-----碳酸钙的比重为1550,N/m2,
α-----洗后溶液中残存酸量,一般排酸浓度考虑为1%,kg;
C-----工业盐酸的浓度,%;
0.73----每一1kg碳酸钙所需纯HCL的公斤数.
用盐酸清除氧化铁垢,可用下式计算用酸量Q:
Q=α.k.G(C1γ1/CHCLγ);
式中G----被清洗氧化铁垢量,kg;
C1----采用酸液浓度,%;
CHCL-----工业盐酸的浓度%;
γ-----工业盐酸比重,N/m3;
γ1-----采用酸度的比重,一般取980N/m3;
α-----药剂富裕系数;
k -----清洗系数,取1.37(即清洗1kg氧化铁所需盐酸量为1.37kg)
EDTA络合清洗的用药量,络合比为1 :1.可用下式计算EDTA用量(温度控制在140℃以下)
GEDTA=(1.5/100Q+3.8G)×1.1
式中GEDTA -----洗炉所需EDTA总量(t)
1.5------冼炉结束时需维持EDTA过剩量(根据试验确定,过剩浓度取1.5%为宜)
Q -----为锅炉正常运行水位的溶液从140℃的体积冷却到20℃时的体积
3.8-----四氧化三铁与EDTA 1:1换算系数
G -----垢的重量(t)
1.1-----药剂富裕系数
CEDTA=GEDTA÷(Q+10)×100%
----为EDTA洗炉液浓度的配制公式
----10T溶液,是留作补加用,所以洗炉时EDTA初始总浓度CEDTA不一定等于结束时EDTA总浓度.
柠檬酸清洗用药量:
G=k(1+α)Fe总;
式中G----柠檬酸清洗用药量,T;
Fe总-----由割管检查估算整台锅炉应清出的总垢量以铁离子计,T;
k -----柠檬酸与铁离子的络合比值为3.5;
α-----为柠檬酸过剩量系数,一般取0.01.
缓蚀剂用量G缓:
G=V.α
式中V ----稀酸液体积,m3;
α-----采用的缓蚀剂浓度kg/m3;
G缓------缓蚀剂用量,kg.
碱洗、碱煮或钝化用药量(GNaOH,GNa3PO4,GNaNO2)
GNaOH =K.V.C'.1000
式中---- GNaOH纯度为100%的晶体氢氧化钠量,kg;
K -----药剂富裕系数,取1.2;
V -----需配制的清洗液量,
C'-----清洗碱液的百分浓度,%;
= K.V.C''.1000
式中-----NaPO.12HO量,kg;
------
=K.V.C.1000