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冷凝水回收管线

冷凝水回收管线

从疏水阀排出的冷凝水有两种方法。直接排放会造成热能和水的浪费;而通过冷凝水管线排放到需要的地方则就是比较好的回收方案。

两相流管道

运输冷凝水的管道通常被称为冷凝水回收管线,或回水管线。由于是两相流管道,因此它们需要专业的设计。不能按照水管道的设计方法来设计冷凝水管道。

两相流指的是管道中存在两种状态的流体,气态流体如蒸汽(包括闪蒸汽,生蒸汽或它们的混合物),和液态流体。虽然它们一起流动,但是它们并不是简单的分开,在管道中,它们很有可能像下面的动画那样,混合在一起的流动。


根据两相流设计的冷凝水回收管线

冷凝水回收管线
回收管线中的流体的流动形式很大程度取决于冷凝水的流速、压力、压降和由此产生的闪蒸率。

为什么在冷凝水回收管线中会有蒸汽?

在设计冷凝水管线时首先考虑蒸汽似乎有悖于常理,但是这实际是非常重要的。

这就是我们所熟知的闪蒸现象,当冷凝水经过疏水阀,从一个高压的区域瞬间进入低压区域时,一部分的冷凝水会闪蒸成闪蒸汽。

更多关于闪蒸汽的信息,请阅读此文:


闪蒸汽如何影响管道尺寸

冷凝水回收管线
由于经过疏水阀后压力会下降,部分冷凝水会闪蒸成为蒸汽,因此需要使用较大尺寸的冷凝水回收管道。

压力较低时,饱和蒸汽的比容要比冷凝水大1000倍。即使高压条件下,这种体积比也超过90:1。因此蒸汽和冷凝水的比例将取决于闪蒸汽量或闪蒸率,这会对管道设计带来很大的影响。

如果没有闪蒸汽,管道的流速和压降就可以按照普通的水管道标准来进行设计。如果闪蒸汽量比较大,那管道设计就趋向于蒸汽管道。因此,在设计冷凝水管道前,首先要计算闪蒸量,并根据需要的流速和压降来设计管道。


冷凝水回收管道的案例

冷凝水回收管线
当冷凝水入口压力为10 barg,出口压力为6 barg时,闪蒸率约为4%,或说1:24(重量),但是如果按体积来看,闪蒸汽和冷凝水的比例却是10:1。冷凝水一般都占据冷凝水管道的一侧,而大部分则是闪蒸汽。

使用冷凝水集水管线的案例

冷凝水回收管线
如果在泵的出口设置一个集水管,将蒸汽从冷凝水中分离出来,就可以分开输送蒸汽和冷凝水,如此一来,冷凝水回收管道就可以按照水管道的标准来设计了。

冷凝水回收管道的设计方法

TLV设计回收管道的方法是根据实际回收管线中的冷凝水和闪蒸汽量。

使用比容来估算给定压力下蒸汽和冷凝水的体积比,确定最大允许流速。这样就可以根据流速和允许压降来确定管道尺寸。

在设计冷凝水回收管线需要考虑的其他因素:

  • 管道中生蒸汽的比例
  • 管道中的杂质可能会对管道造成腐蚀,减少管道内壁的厚度

这些都会对流速,压降和系统背压造成影响。 关于冷凝水回收管道更多更详细的解释和计算,可参考TLV技术手册“冷凝水的排放和回收”。

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