3.2 Выбор элементов монтажа электрических и трубных проводок

Для закрепления первичных преобразователей температуры и ввода их чувствительных элементов в измеряемую среду являются бобышки (рисунок 11), которые устанавливаются на технологическом оборудовании и трубопроводах.

Для установки уровнемеров применяют кронштейны К-1 – К-3 по ТК4-3459-74 (рисунок 12) и стойки СТ по ТК4-3450-74.

Рисунок 12- Кронштейн

Для укладки проводов используются:

- короба прямые (для прямых участков трассы), масса 14,1 кг. Установка осуществляется по ТМ3-61-78;

- короба угловые (для изменения направления трассы в горизонтальной плоскости), масса 2,4 кг. Устанавливается по ТМ3-65-78;

- полки – для укладки на них проводов, лотков, коробов К1170У3

Для крепления коробов и проводов используются:

- скоба У1059У3 используется для крепления коробов 200х200 мм;

- вводные патрубки У476У3.

- хомутики С437У2 на хомутах или опоре;

- протяжные кабели У272УХП3

3.3 Расчет регулирующего органа и выбор исполнительного механизма

Расчет РО (поз.29а) для регулирования расхода пара

Данные для расчета:

• среда – пар

• максимальный расход пара G_макс = 40000 кг/ч=17777,8 м³/ч

• минимальный расход пара G_мин = 3000 кг/ч=1333,3 м³/ч

• давление пара в магистрали Р_о= 0,5 МПа

• давление в реакторе Р_и = 0,1 МПа

• температура пара Т = 205 ⁰С

• внутренний диаметр трубопровода D = 250 мм

Трубопровод имеет два поворота под углом 90⁰ с радиусом изгиба 0,5 м; на паропроводе установлена запорная задвижка.

Разность высот начального и конечного участков Δh = -10,5 м

Расчет:

а) По таблице пара при Р₀ = 0,5 МПа и Т =205 ⁰С находим:

Динамическая вязкость η = 1,65×10^-6 кгс/см²

Показатель адиабаты ς = 1,31

Плотность пара ρ_пара= 2,25 кг/м³

б) Определяем гидростатический напор, соответствующий разности уровней верхней и нижней отметок трубопровода.

ΔР_г= Δh∙ρ_пара , (1)

где Δh – разность высот начального и конечного участка

ρ_пара – плотность пара

ΔР_г =-10,5∙2,25= -23,625 кгс/м²= -0,00023 МПа

ΔР_сети= Р₀–Р_р-ΔР_г(3)

где Р₀ – давление пара до СУ

Р_и – давление после СУ

ΔР_г – гидростатический напор

ΔР_сети =0,5-0,1+0,00023= 0,4 МПа

Определяем число Рейнольдса при G_макс:

Re_d= 36,1∙10^-3∙G_макс/(D∙η), (2)

Где G_max – максимальный расход пара

D – внутренний диаметр трубопровода

η – динамическая вязкость пара

Re_d =36,1∙10^-3 ∙17777,8/(250∙1,58∙10^-6) = 1,6∙10⁶

Определяем условие гидравлической гладкости трубопровода:

Re_d<27(D/n₁)^8/7, (3)

где n₁ – шероховатость трубопровода, n₁ = 0,1 мм

D – внутренний диаметр трубопровода

Re_d = 27∙(250/0,1)^8/7 = 2∙10⁵

Так как трубопровод в данном случае не является гидравлически гладким, то коэффициент трения λ зависит от Re_d и D/n₁, выбираем λ =0,016

Суммарная длина трубопровода

L=10+7+3,5+0,75+2∙(2∙3,14/4)∙0,5 = 22,82 м

Находим среднюю скорость в трубопроводе при максимальном расчетном расходе:

V_макс = G_макс∙4/( ρ_пара ∙π∙D²∙3600), (4)

где, G_max – максимальный расход пара

ρ_пара – плотность пара

D – внутренний диаметр трубопровода

V_макс = 17777,8∙4/(2,25∙3,14∙0,2²∙3600) = 69,9 м/с

Находим потерю давления на прямых участках трубопровода:

ΔР_пр=λ∙(ρ_пара∙L∙V²/2∙D), (5)

где λ – коэффициент трения

ρ_пара – плотность пара

L – длина трубопровода

V – скорость в трубопроводе

ΔР_пр = 0,016∙2,25∙22,82∙69,9²/(2∙0,25*10⁶) =0,008 МПа

Определяем потери давления в местных сопротивлениях трубопровода:

ΔР_м=(ξ_вх+ξ_вых+3∙ξ₉₀⁰+ξ_зд)∙ρ_пара ∙V²/2, (6)

По таблицам определяем ξ_вх=0,5, ξ_вых=1,0, ξ₉₀⁰=0,66,ξ_зд=0,08 тогда:

ΔР_м=(0,5+1,0+2∙0,66+0,08)(69,9²∙2,25)/2*10⁶=0,016МПа

Общие потери давления в линии

ΔР_л= ΔР_пр+ ΔР_м, (7)

где ΔР_пр– потеря давления на прямых участках трубопровода

ΔР_м – потери давления в местных сопротивлениях трубопровода

ΔР_л = 0,008+0,016 = 0,024 МПа

в) Определяем перепад давления в РО при максимальном расчетном расходе пара:

ΔР_{РО макс} = ΔР_сети– ΔР_л, (8)

Где ΔР_сети – давление сети

ΔР_л – общие потери давления в линии

ΔР_{РО макс} = 0,4-0,024 = 0,376 МПа

Очевидно, что при очень малых расходах потери давления в линии являются пренебрежимо малой величиной и перепад давления на РО:

ΔР_{РО мин} = Р₀– Р_и, (9)

где Р₀– давление пара до СУ

Р_р – давление после СУ

ΔР_{РО мин} =0,5-0,1=0,4 МПа.

Таким образом, перепад на РО практически остался неизменным.

г) Так как ΔР_РО/Р₀>0,5, то находим максимальную пропускную способность РО:

(10)

где G_макс – максимальный расход пара

Р – давление пара до СУ

ρ_пара – плотность пара

Т – температура

k – коэффициент отклонения

д) Выбираем односедельный РО с условной пропускной способностью К_{υ у} =320 м³/ч > 1,2К_{υ макс} = 305,76 м³/ч с D_у = 150 мм

е) Определяем отношение перепада давления в линии к перепаду давления на РО при максимальном расходе:

ΔР_л/ ΔР_РО=0,024/0,376=0,063≈0 (11)

ж) Так как по условию расходная характеристика должна быть линейной, то при n=0 следует выбрать РО с линейной пропускной характеристикой.

з) Определяем максимальный расход для выбранного РО:

G^‘_макс= G_макс * К_{υ у} / К _{у макс} , (12)

где G_макс - максимальный расход пара

К_{υ у} - пропускная способность табличная

К _{у макс} – пропускная способность расчётная

G^‘_макс = 17777,8 * 320/ 254,8= 22326,9 кг/ч

и) Определяем относительные значения расходов:

μ _макс = 17777,8/22326,9 = 0,79;

μ _мин = 1333,3/22326,9 = 0,06;

к) Определяем диапазон перемещений затвора РО с линейной характеристикой при n = 0:

ΔS = μ _макс – μ _мин , (13)

ΔS = 0,79 – 0,06 = 0,73

Вывод: на основе данного расчета выбираем клапан регулирующий пневматический SAMSON типа 3222, Д_у= 150 мм.