高压蒸汽管网的水力学计算及吹扫参数确定.pdf

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1、第53卷第4期化　工　设　备　与　管　道Vol.53No.42016年8月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGAug.2016高压蒸汽管网的水力学计算及吹扫参数确定袁良正，贾金洁（东华工程科技股份有限公司，合肥230024）摘要：以某大型煤制天然气项目为例，对高压过热蒸汽管网的水力学及吹扫参数进行研究。采用化工流程模拟软件ASPENHYSYS对蒸汽管网进行建模计算，找到了一种定量分析计算蒸汽吹扫参数的方法。关键词：蒸汽吹扫；吹扫系数；管网；水力学计算中图分类号：TQ050.2；TH12文献标识码：A文章编号：1009-3281（2016）04-0072-004新建化工项目汽轮机组

2、投用前都需要对动力蒸保持锅炉蒸发系统压力相对稳定连续吹扫一段时间，汽管道进行吹扫，目的是为了清除在制造、安装过程降压冷却管道，再重复吹扫，直到合格为止。降压吹中存留在蒸汽管道中的各种杂物，防止汽轮机通流部扫也叫蓄热吹扫，先将锅炉升到吹扫压力，快速打开分损伤，提高机组的安全性和经济性。随着煤化工日吹扫阀门，蒸汽直接释放到大气，在锅炉降压过程中，益大型化发展，动力蒸汽管网也日益复杂。选择合适利用锅炉储能快速释放产生蒸汽动量，短时间获得较的吹扫方法和吹扫参数对于提高吹扫的经济性、可靠大的蒸汽流量，蒸汽流量降低时，关闭控制阀重复性、安全性具有重要的作用。国内文献对蒸汽吹扫进行吹扫，直到合格为止。稳

3、压吹扫蒸汽压力和密[1-3]有诸多论述，往往都是经验性的指导，缺乏准确度较低，较低的蒸汽流量即可达到较高的吹扫系数，[4]定量的分析计算。本文以某大型煤制天然气项目（以吹扫工况稳定，吹扫口反作用力小，安全性高。本下简称“该项目”）的9.8MPa高压蒸汽管网蒸汽吹项目的一个重要特点为吹扫口较多，如果采用降压吹扫为例，通过化工流程模拟软件ASPENHYSYS对扫，需要对每个吹扫口逐个吹扫，吹扫时间势必很长，蒸汽管网建模进行水力学计算，对蒸汽吹扫参数进行也很不经济。因此，从安全性、经济性、可操作性角了定量的分析计算，并通过实际吹扫对计算结果进行度考虑，决定采用稳压吹扫。具体实施方案，需要通了验证

4、。过计算加以确定。1吹扫系统3管网水力学计算该项目高压蒸汽由热电厂产出，有三个用户：管网水力学计算的目的是为了确定吹扫的蒸汽空分装置、甲烷化装置、冷冻站。空分有三台双进汽压力和流量，使得吹扫时，管道中的任何一点的吹管[5]的汽轮机组，有六个吹扫口。甲烷化有两台单进汽的系数大于1。吹扫系数的定义如下：汽轮机组，有两个吹扫口。冷冻站有两台单进汽的汽吹扫蒸汽流量2×吹扫蒸汽比容K=轮机组，有两个吹扫口。整个高压蒸汽管网总共有十额定工况蒸汽流量2×额定工况蒸汽比容个吹扫口，吹扫系统见图1。吹扫系数是对吹扫冲刷力的一种表征，因此为2吹扫方法保证吹扫的有效性，吹扫时蒸汽对管壁的冲刷力应大于额定工况下蒸

5、汽对管壁的冲刷力。蒸汽管道吹扫方法有两种：稳压吹扫、降压吹扫。该项目空分装置单套汽轮机组额定功率43358稳压吹扫通常是将锅炉升压到所需的吹扫压力，逐渐收稿日期：2016-01-18；修回日期：2016-03-15打开吹扫阀至全开，在吹扫过程中维持锅炉输入和输作者简介：袁良正（1974—），男，安徽肥东人，高级工程师。主出的能量平衡以及给水量和蒸发量之间的质量平衡，要从事化工工艺设计工作。2016年8月袁良正，等.高压蒸汽管网的水力学计算及吹扫参数确定·73·图1蒸汽管网系统图Fig.1SchematicofsteampipenetworkssystemkW，额定蒸汽消耗为198.2t/h

6、；甲烷化装置单套汽CR=cT轮机组额定功率11900kW，额定蒸汽消耗为42.5式中γ ——气体绝热指数；t/h；冷冻站汽轮机组额定功率6331kW，额定定蒸R——气体常数，J/(kg·K)；汽消耗为24.5t/h。总管额定流量728.6t/h。出热电T——热力学绝对温度，K。蒸汽额定工况下温度为540℃，压力为9.3MPa，对由上式可见，气体中声速随着气体状态参数的3应该温度、压力下过热蒸汽比容为0.0375m/kg。变化而变化。同一流场中，各点的状态参数若不同，在ASPENHYSYS中按照图1建立计算模型，则各点的声速也不同。所指的声速是流场中某一点在采用ASPENHYSYS中的管段模

7、型（Pipesegment）某一瞬时的声速，称为当地声速。当排放口为亚声速建立管网进行计算，物性方法选用“NBSsteam”，时，排放口末端压力等于当地大气压，汽源处的压力管道粗糙度（ε）输入0.2mm，弯头选用“Elbow：为当地大气压加上管道的阻力损失；当排放口为声速[7]90Long”。注意要在管段模型的“Design”表单子项流时，排放口产生壅塞，汽源处压力为管网末端压“Calcation”中勾选“CheckCh