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脱硅入口蒸汽管道改造

发布时间：2011/1/15 阅读次数：804 字体大小: 【小】【中】【大】

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摘要进行脱硅入口蒸汽管道改造，目的是降低脱硅管线阻力，提高供汽质量，满足50万吨氧化铝生产需要；同时使通过降低汽机背压提高发电量成为可能。改造后的运行实践表明，此项改造达到了预期的效果。

关键词脱硅；蒸汽管道；改造

1 改造原因

中铝现有脱硅蒸汽管路长约 1400米，一直双管并列运行，在用汽负荷80t/h左右时，管路总压力损失超过0.1Mpa，常使1#机被迫高背压运行（设计供汽压力为0.98 Mpa，实际运行汽机背压调至1.1 Mpa以上），既不安全也不经济。如果向生产50万吨氧化铝迈进，预期脱硅用汽负荷平均为105 t/h，那末管路总压力损失不会低于0.15Mpa，合格供汽将极为困难。

考察整个脱硅管路阻力损失，我们特别注意到203、204#门至缓冲罐区间的20米设计只有单管路，并且管径只有Ф377×9，低于脱硅双管线的Ф426×9，这就使得蒸汽流通面积由0.26m²骤减为0.1 m² ，蒸汽流速骤然增加2.6倍，形成瓶颈现象，造成了极大的阻力损失（流体力学阻力计算公式中，阻力的大小与流速的平方成正比）。据初步计算，此段阻力损失约占脱硅全路阻力损失的40%，实际运行也证明了这一点。因此，对此段管道进行减少阻力的改造势在必行。

2 改造方案

根据流体力学有关阻力计算公式，本着减少阻力的目的进行分析计算，得出如下改造方案：204#门至缓冲罐区间20米Ф377×9的管道不变，去掉所带闸阀，新增203#门至缓冲罐区间一条Ф426×9的管道（带逆止阀）。改造前后管路对比示意图如下。

3、改造前后阻力情况对比

3.1计算结果的对比

脱硅入口203、204#门至缓冲罐区间阻力由沿程阻力损失和局部阻力损失构成。具体计算依据参考资料1，计算过程略，我们推导出改造前后阻力ΔP—流量D关系式，下表1对比列出计算结果：

表1：单位：ΔP Mpa； D T/h

状态		改造前	改造后
ΔP—D关系式		ΔP=11.3D²×10^-6	ΔP=2.16D²×10^-6
举例	D=70T/h时 D=85T/h时 D=100T/h时	ΔP=0.055	ΔP=0.011
		ΔP=0.082	ΔP=0.016
		ΔP=0.113	ΔP=0.022

改造后的阻力约为改造前的19.1%。

3.2实际运行的对比

利用2000年停汽检修的机会，脱硅入口203、204#门至缓冲罐区间管道进行了改造。脱硅管道改造前后的实际运行阻力与理论计算阻力相当接近。如在流量为85T/h时，表测实际阻力值仅为0.02Mpa，计算值为0.016Mpa，均比改造前（实际阻力0.085Mpa，理论计算0.082Mpa）大大降低。这意味着汽轮机可至少降低0.05Mpa的背压运行，同时表明建立在科学论证与计算基础上的此项管道改造是成功的。■

[主要参考资料]

1、流体力学，江宏俊主编，高等教育出版社，1989年。

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