Здравствуйте ув. специалисты! Подскажите как рассчитать расход перегретого пара т/ч с параметрами Т=240С Р=8 бар по тепловой нагрузке Q=9411.5 кВт. Пар поступает в т/обменник мешалки известкового молочка. Объемный расход необходим для подбора диаметра паропровода. Заранее спасибо!

Грубо так. Открываете таблицы свойств воды и водяного пара, находите энальпию пара в ккал/кг при ваших условиях, обращая внимание абсолютное или избыточное давление в исходных данных указано. Приводите нагрузку в одинаковые тепловые единицы с энтальпий из справочника (ккал/ч). Делите нагрузку на энтальпию, получите расход в кг/ч

Кстати, меня учили, что нагревать перегретым паром неправильно - часть поверхности пойдет на охлаждение пара то точки росы. Коэффициент теплопередачи этого процесса низкий, поэтому повлечет необходимость увеличения поверхности ТОА, а значит и его цену. Здесь на форуме было и другое мнение, что перегрев пара особо не повлияет на размер аппарата. Но я эксплуатировал на одном иностранном объекте 3 ТОА - коллектор перегретого пара к ним имел узел насыщения за счет впрыска конденсата.

Перегретый пар Р абс. = 8 бар, T =240C энтальпия пара h = 2928,26. Нагрузка Q=9411,5 кВт = 33 881 250 кДж, тогда G=33 810 250/ 2928,26 кДж/кг = 11546 кг/ч = 11,55 т/ч пара?! Перегретый пар поступая к теплообменнику мешалки работает на подпор и конденсируется, т.е. нагрев среды осуществляется насыщенным паром

Ну да, 11,5 т/ч. Но это грубо, по идее из энтальпии пара нужно ещё исключить энтальпию уходящего конденсата и расход ещё немного больше получится. Ну так там 9,5 МВт нагрузка. Эксплуатировал ТОА на 8 МВт нагрузки - длина была 8 метров, диаметр 1200, более 1000 трубок.
Про перегретый пар - это понятно, что основной вклад будет внесён конденсацией насыщенного пара. Я про то, что перегретый пар ещё нужно довести до точки конденсации. И происходить это будет на поверхностях вашего ТОА. А поскольку коэффициент теплопередачи охлаждения пара низкий, это потребует больше площади, по сравнению с вариантом передачи такого же количества тепла только за счет конденсации

Накидал в американской проге - 15,3 т/ч вообще получилось. И да, энтальпию конденсата если вычесть (около 719 кДж/кг) так примерно и получится

Нагрузка Q = 9411.5 кВт = 33 881 250 кДж. Перегретый пар Рабс. = 8 бар, Т=240 С - энтальпия при этих параметрах iп=2928,26 кДж/кг, удельный объем v= 0.3223 м3/кг. При Р=8 бар, температура насыщения будет Т=170,42 С, тогда энтальпия конденсата iк=720,9 кДж/кг. Расход перегретого G= Q/(iп - iк) = 33 881 250 кДж/(2928,26 кДж/кг - 720,9 кДж/кг) = 15 349 кг/ч = 15,35 т/ч. Диаметр паропровода при w=40 м/с, будет dвн = 0,354*((15,35*0,3223)/40 м/с)^0,5 = 0,209 м.

Средняя температура пара, °С
tп.ср = 0,5*(tп+ts) = 0,5*(240+170) = 205 °С
tп – температура перегретого пара, °С
ts – температура насыщенного пара, при давлении 8 бар = 170 °С

Массовый расход пара Dп, кг/с
Dп = Q/Cп*(tп-ts)+r = 9411,5/3,111*(240-170)+1920,6 = 4,4 кг/с
Сп – теплоемкость пара, кДж/(кг·°С)
ts – температура насыщенного пара, °С
r - теплота парообразования пара, кДж/кг

Площадь сечения входного патрубка пара, м2
Fппат = Dп/ωп*ρп, м2
при 40 м/с Fппат = 4,4 кг/с/ 40м/с*8,725 кг/м3 = 0,0126 м2

Диаметр входного патрубка для ввода пара, м
при 40 м/с dппат = (4*Fппат /π)^0,5 = (4*0,0126 м2/3,14)^0,5 = 0,127 м

Почему на массовый расход пара 4,4 кг/с * 3600 = 15,84 т/ч приходится 15,35 т/ч перегретого пара. И почему есть разница в диаметрах?

Разница в диаметрах возникает потому, что для расчета диаметра трубопровода вы берете плотность пара 3.1 кг/м3 (или удельный объем 0.3223 м3/кг), а для расчета диаметра патрубка плотность пара принимаете 8,7 кг/м3.
А по разнице массовых расходов вы находите одну и ту же величину двумя разными способами, вот и расхождение. Секундный расход находите как часовой 15,3 деленный на 3600

Имеется мешалка со змеевиковым теплообменником DN50, теплоноситель тот же перегретый пар, как можно осуществить охлаждение пара до насыщения с помощью впрыска конденсата? Не вызовет ли это гидроудар?

Речь про охладительную установку. Гидроударов не будет, если сделать все правильно. Охладитель пара с погружной форсункой. Автоматический дренаж паропровода на выходе, испарительный участок необходимой длины, требуемое давление охлаждающей воды (конденсата) на форсунках и пр.

Бывают готовые комплектные изделия как указал gilepp. В упомянутом мною случае впрыск конденсата был через injection quill - погуглите. Впрыск был в внутри установочный коллектор Ду150 длиной метров 100 до потребителей. Насосы конденсата 45 кГс/см2 стояли на другой установке

На вводе в теплообменник предусматривается узел регулирования состоящий из 2-х отсечных арматур DN50 между ними регулирующая заслонка DN50 (клапан) и обводная линия до и после запорной арматуры, не могли бы вы подсказать по арматуре какую можно применить (маркировка) и конденсатоотводчик DN50. Интересует маркировка арматуры. Спасибо за помощь

Странный проект. Обычно диаметр регулирующей арматуры меньше диаметра основной магистрали, но тем не менее:
1. Для отключающей арматуры клапана - задвижки клиновые стальные с выдвижным шпинделем из углеродистой стали Ду50, Ру16
2. Для байпаса по идее нужно использовать ручной клапан с параметрами и диаметром как у регулирующего устройства, чтобы когда клапан снят, регулировать арматурой на байпасе. Но многие не заморачиваться и ставят задвижку

По конденсатоотводчику - не слишком ли большой КО на 50 для магистрали Ду50.

На основной линии вентиль запорный с сильфонным уплотнением.
На обводной линии вентиль запорно-регулирующий с сильфонным уплотнением.
Можно и сальниковые применить, но иногда придется менять/подтягивать сальники.
Разница между запорным и запорно-регулирующим в форме затвора. Запорный имеет плоский диск, запорно-регулирующий конический. Использовать запорно-регулирующий и там, и там - переплата. Использовать запорный и там, и там - риск преждевременного выхода из строя запорного на байпасе.
Или, как написал коллега - задвижка клиновая. Дешевле и проще.
Главное, чтобы не шаровый кран...

Да, если паропровод (рассчитанный верно разумеется) Ду50, то обычно конденсатоотводчик получается меньше. Тогда как конденсатопровод может быть и 50 и выше, в зависимости от перепада давления на КО, длины трассы и пр. Обычно нет смысла переразмеривать КО из-за большой переплаты. Проще за ним расшириться до нужного диаметра и все. Технически вы ничего не испортите. КО подбрают не по Ду, а по расходу и перепаду давления. Большинство производителей предлагают на один расход сразу несколько вариантов диаметров. Они все будут одинаково хорошо работать. Однако Ду линии за КО необходимо считать отдельно, безотносительно к Ду конденсатоотводчика.

Здравствуйте gilep! Не могли бы вы подсказать или поделиться методикой расчета барботажной трубы. Как лучше нагревать через сопло или перфорированную трубу? Зная расход перегретого пара, как определить диаметр барботажной трубы, диаметр отверстий в трубе и шаг отверстий? Заранее спасибо!