冷凝水回收

泵的术语

蒸汽压-这个术语用来定义与液体变成蒸汽时的温度相对应的压力。换句话说，它是液体沸腾时的压力。

• 在100°C时，水将在大气压下沸腾。
• 在170°C时，水将在7巴g的压力下沸腾。
• 在90°C时，水将在0.7巴的压力下沸腾。

当泵送冷凝物时，蒸汽压力是非常重要的考虑因素。冷凝物通常在接近其沸点的温度下形成，这可能导致离心泵所涉及的困难。这是因为离心泵在叶轮的中心或眼睛处具有较低压力的区域。这产生了抽吸效果，将液体吸入泵中。虽然压力下降很小，但如果冷凝物已经非常接近其蒸汽压力，则液体的比例将以小气泡的形式闪蒸至蒸汽。这些蒸汽气泡占据比等同物质量明显更大，并且具有高比例的表面积至质量。

当气泡穿过叶轮通道朝向其外边缘行进时，它们经历了越来越大的压力。在这次旅程中的某些时候，超过蒸汽压力，并且蒸汽气泡通过相当大的力达到。这被称为“空化”，爆炸性既嘈杂和破坏性。噪音类似于砾石被铲住，并且随着时间的推移，爆炸将损坏泵内部。

因此，建议使用专门为该任务建造的电泵泵送凝结水，并且大气系统中的凝结水温度不超过98℃。

有些泵的极限可低至94°C或96°C，这取决于泵的设计、旋转速度和泵上方接收器的高度。

头(h)-磁头是用来描述流体在给定点的势能的术语。测量扬程有几种方法:压力扬程、静压扬程和摩擦扬程。压头和静压头本质上是一样的东西，但往往用不同的单位来测量。
压力头用帕斯卡或巴g等压力单位来测量;而静态头是指高度，通常以米(或米头)为单位。
对于水，10米的静态头大约相当于1巴g的压力头（见图14.4.1）。

压头(hp)-压头是在问题点上的流体压力。例如:泵需要以30米的静压头排出水，这个静压头大约等于3bar g。泵从1米的静压头开始充气，这个静压头等于0.1 bar g(见图14.4.2)。

静压头(hs)- 静态头是基准上方的相同垂直高度。以下示例说明了静态头的测量。示例：将图14.4.2中的泵入口进行1米的静态头（称为抽吸或填充头），并抵靠静态头（称为静态输送头）为30μm。注意，在这种情况下，泵浦的水高于泵入口（这种情况被称为淹没的吸力）。

净静扬程-这取决于泵是离心式泵还是容积式机械式泵。

通过电气离心泵（图14.4.3），施加吸头施加的压力总是存在于泵中。泵必须工作的净静态头，是吸头和输送头之间的差异。

对于机械排量泵(图14.4.4)，吸入压头只提供在充注周期内充注泵的能量。在泵送过程中，它不存在于泵体中，并且对泵运行时的输出压头没有影响。净静头就是简单的输出头。

摩擦头（HF）-摩擦压头(或压头损失为摩擦)更准确地定义为使流体通过管道所需的能量。这在模块10.2“管道和管道大小”中有更详细的讨论。

可以使用块4中所示的程序，“流量计”和块10，'蒸汽分布'所示的程序来计算压力损失，但是通常从相关液体流动，管道直径和速度相关的表中找到。要精确地，还必须考虑各种管道配件所遇到的流量的抵抗力。表可用于计算各种管道配件施加的直管的等效长度。

这个额外的“等效长度”管件，然后加上实际的管道长度，以得到“总等效长度”。然而，在实践中，如果管道尺寸正确，管件占实际管道长度的10%以上是很少见的。

可以应用的一般规则是：

总等效长度（LE）=实际长度+ 10％

在大多数情况下，蒸汽厂工程师将设计一个具有专有制造的泵配置的系统，其中包含适当的因素。考虑到这一点，该区块将使用10%的数字作为计算摩擦造成的压力损失的等效长度。

这种由摩擦引起的压力损失很大程度上取决于管道中水的速度。简单地说，由于摩擦造成的压力损失与速度的平方成正比。

有表格给出了不同流量和管道直径下每米管道的水头损失。

14.4.1例子

50毫米排放管道上的泵凝水管道垂直上升29米至一个通风罐。管线长150m，抽水量为5000kg /h。什么是:(A)由于摩擦造成的压头损失(摩擦头)和(B)总输出头?

a - 根据摩擦（摩擦头）计算压力头损失

总等价长度(le)= 150 + 10% = 165米

从表14.4.1开始，可以看出，载有5004千克/小时的50毫米管将经历1.0毫巴/米的压降。该示例中的流量略微少得多，并且尽管通过插值可以获得更准确的估计，但将压降降至1 mbar / m。

因此，由于摩擦引起的压力头损失是：

165米x 1 mbar/m = 165 mbar (0.165 bar)

拍1巴相当于10米的水头，相当于米的摩擦头损失是：

0.165巴x 10米/巴= 1.65米。

B -总交货头

总输出扬程(hd) -泵运行时的总输出扬程(hd)是三个组成部分之和，如式14.4.1所示:

电气离心冷凝水泵

泵运作

进入泵的液体被引导到旋转叶轮叶片的中心或眼中。然后，液体将增加速度，因为它朝向叶轮的外部行驶。

泵应用

电泵非常适合于需要运输大量液体的应用。

电动泵通常被安装在一个单元中，通常被称为凝析油回收单元(CRU)。CRU通常包括:

• 一个接收器。
• 由探头或浮子操作的一种控制系统。
• 一个或两个泵。

在计算CRU排放管道的摩擦损失时，必须考虑泵送速率而不是冷凝液返回接收器的速率。

在双泵机组上，也可以采用串级控制系统，如果返回到机组的凝结水大于一台泵所能处理的量，则可以选择一台泵作为先导泵，另一台泵作为备用泵提供备用。当一台泵无法运行时，这种控制装置也提供了备份;储罐内的冷凝液水位将升高，并使备用泵投入运行。对于叶栅式机组，通过计算CRU中两个泵的最大抽流量来计算排液管道的摩擦损失。

很重要的一点是要遵循制造商的有关排出泵速率的文献。如果不这样做，可能会导致泵排放管道尺寸过小。

对电凝析油回收装置进行选型

要尺寸为电凝储恢复单位，有必要知道：

• 运行负载时到达接收机的凝析油量。
• 冷凝物的温度。这不得超过制造商的指定额定值以避免空化，然而，制造商通常具有不同的叶轮以适应不同的温度范围，例如90°C，94°C和98°C。
• 泵的总排出头必须泵浦 - 从现场条件确定。
• 泵放电率为尺寸返回管道 - 有必要正确阅读制造商的数据以确定这一点。

实施例14.4.2电冷凝物回收单元施加放电管道

在哪里：

冷凝水的温度= 94°C

冷凝物被处理= 1 000千克/小时

静电（HS）=30米

管道长度= 150米

冷凝水背压=仅摩擦损失（HF）

可以通过使用制造商的尺寸图来制造冷凝物回收单元的初始选择（其示例如图14.4.7所示）。从图表中，CRU1应该是交付管道中摩擦损失的初始选择。

从图14.4.7中的图表中，可以看出CRU1实际上额定待35米的最大输送头的3000kg / h。

冷凝液回流管线的大小取决于所需输出扬程下的最大泵排量，如下例所示:

最大泵送速率= 3 000千克/小时

正是该数字，3 000千克/小时，必须用于尺寸放电管道。

现在可以计算返回线的最佳尺寸。

实际的管道长度= 150米

等效长度的管道= 150m + 10％= 165米

估算管道内的摩擦损失（HF）

施加泵送排出线通常是开始摩擦损耗计算通常是100到200 pa / m的任意压降的好主意

从压降表14.4.2（下面所示的提取物），可以看出，对于3000千克/小时的流量，并且对于100至200Pa / m之间的压降，40 mm放电管会足够。

由表14.4.2可以插值出，对于40 mm的管道，流量为3 000 kg/h对应的压力降为128 Pa/m，

现在可以计算对摩擦的头部损失为40 mm管道。

水头损失与摩擦(hf) = 128 Pa/m × 165 m

高频= 21000 Pa

高频=约2.1米

建立总交付头

因此，泵必须放电的总输送头是HS + HF = HD，其中：

海关=静升力30米(给定)

高频= 2.1米

高清= 30米+ 2.1 m = 32.1米

32.1米的输送扬程需要根据CRU制造商的尺寸表进行检查，以确认该装置能够以这个扬程进行泵送。从图14.4.7可以看出，这个CRU实际上可以泵对35米的头。如果超过了35米的设计压头，那么可以选择使用更大的管道重新计算，或者选择具有更大提升能力的CRU。

尺寸的替代方法尺寸

实际静态磁头(海关）30米，以及35米的CRU设计头部可用于管道摩擦损失（高频）。可以安装较小的直径管道并具有更大的摩擦损失。然而，设计人员必须将这种初始成本节省的初始成本节省，以防止泵抵抗更大的头部所需的额外运行功率（并且因此成本）。

对于温度低于100°C的泵送水，流速也需要根据大约3米/秒的标准进行检查。

表14.4.2将显示，如果选择下一个较小尺寸的管道(32 mm)，单位摩擦损失（HF）将通过3000kg /h的速度插值为286pa /m，速度约为1m /s，小于3m /s，适合应用。

高频是286 Pa/m × 165 m = 47 190 Pa(或4.72 m)

因此，总输送头(hd) = hs + hf
高清= 30 + 4.72 m
高清= 34.72米

结论是可以使用32毫米管，因为CRU1泵可以处理高达35米的总输送头。然而，从实际的观点来看，设计一个系统可以不合理地操作以如此接近其限制，并且在这种情况下，40 mm管道可能是更好的解决方案。

机械式(容积式)冷凝水泵

泵运作

机械泵由身体壳体组成，冷凝物流入重力。主体含有浮动机构，操作一组转换阀。

使冷凝物流入体内，升高浮子。当浮子达到一定水平时，它会触发通气阀关闭，进入阀门打开，允许蒸汽进入并加压身体以推出冷凝物。冷凝物水平和浮子均落到预设点，蒸汽入口阀关闭和排气阀重新打开，允许泵体用冷凝物重新填充。

止回阀安装在泵入口和排放口，以确保通过泵的正确定向流动。

泵的循环作用意味着在泵放电的同时需要接收器来存储冷凝（参见图14.4.8）。

泵应用

通常，机械泵比电泵处理较少量的冷凝物。然而，它们在某些情况下特别有价值：

• 高凝结水温将导致电泵中的空化。
• 冷凝水是真空。
• 机房空间非常珍贵。
• 低维护是一个问题。
• 环境是危险的，潮湿或潮湿的。
• 手头没有电器供应。
• 必须从温控设备的个别项目中清除冷凝水，这可能会受到失速条件的影响(详情请参阅第13块“冷凝水清除”)。

与电动泵一样，正排量机械泵有时但并不总是指定为封装的冷凝水回收单元。机械冷凝物回收单元将包括冷凝水接收器和泵单元。由于泵完全自动，因此不需要额外的控制系统，并且仅在需要时运行。这意味着泵是自我调节的。

使用机械泵，泵循环作为接收器填充和清空。泵排出的瞬时流量通常可以填充速率的速度高达六倍，并且它是该瞬时排出流量，必须用于计算排出管的尺寸。

有关泵和排泄管道的尺寸，请参阅泵制造商的数据。典型的机械泵尺寸图如图14.4.10所示。

机械冷凝水泵的选型

在确定冷凝机械泵的选型时，需要了解以下信息:

• 达到接收器的最大冷凝液流量。
• 可用来驱动泵的蒸汽或空气的动力压力。蒸汽或空气的选择将取决于应用和现场环境。
• 灌装头可在接收器和泵之间。
• 冷凝水系统的总输出压头。

机械泵的选型方法因制造商而异，通常是基于经验数据，这些数据被转换成因子和图表。下面的例子
给出了机械泵选型的典型方法。(管长小于100 m时，忽略摩擦损失):

例14.4.3如何尺寸尺寸机械冷凝水泵

尺寸为机械冷凝水泵施加排出管道

来自机械泵的排出管通常可以与泵出口相同的尺寸，当它低于100米时。与由升力引起的背压相比，管的摩擦阻力相对较小，并且通常可以忽略。对于超过100米的排出管，一般规则是选择一个比泵出口止回阀更大的管道尺寸，但对于这种较长的线，应检查尺寸，如实施例14.4.4所示

输送管线超过100米

在超过100米的输送管线上，以及/或凝结水流量接近泵能力的地方，建议检查管道尺寸，以确保总摩擦损失(包括惯性损失)不超过泵的能力。惯性损失在例14.4.4中进行了解释

考虑与例14.4.3相同的冷凝水泵要求，但要有250米长的输送管线。

例14.4.4给250米长的输油管线施胶(见图14.4.10):

惯性损失对长度超过100米的泵输送管道的影响。

在100米以上的线上，相当大量的液体将保持在泵排放管内。在泵出放电开始时这种质量液体的突然加速可以吸收泵能的某些部分，并导致大量的水麦和噪声。这需要通过在实施例14.4.4中的60 000Pa的允许摩擦损失减50％来计算来计算，从而考虑50％，因此：

(这是基于泵的平均排放时间约占总充液和排放周期时间的25%。)
因此，来自泵的冷凝物的瞬时递送速率= 10 400 kg / h

总允许摩擦损失

在摩擦阻力为109 Pa/m的情况下，表14.4.2显示，一个65 mm的管道(最小)需要提供10 400 kg/h的可接受流量。实际上，由表14.4.2可知，一根65 mm的管道将以109 Pa /m的摩擦阻力通过10620 kg/h。

通过表中“65mm柱”的上升，可以看到，通过插补，流量为10 400kg /h的65mm管道实际上产生了105pa /m的摩擦损失。

完全装载泵和更长的线路

在例14.4.4中，图14.4.10显示，当动力压力为5.2巴g、输出扬程为26米时，泵的最大充注速率为2600公斤/小时。如果填充速率接近这个最大值，(可能是2500公斤/小时)，那么可以减少摩擦损失的输送压头。对于相同尺寸的DN50泵，这意味着如例14.4.5所示的更大的输送管道。

例子14.4.5

考虑例14.4.4中描述的相同的DN50泵，但凝结水填充率为2 500 kg / h。现在确定输送管道的尺寸。

施加2500 kg / h的填充率，以及5.2巴的蒸汽压力，参考图14.4.11，对于DN50泵，可以看出，2 500kg / h的冷凝水填充率等于最大值27米的背压，所以在这种情况下：

排放管道的大小必须根据从泵出口的瞬时流量，即4倍最大泵流量。与之前一样，管道尺寸为4 × 2 600 kg/h = 10 400 kg/h，摩擦损失为18 Pa/m。

表14.4.2表明这将需要100 mm的管道直径，以允许泵在其能力内运行。

虽然该系统肯定会与这种安排工作，它可能是更经济的考虑一个较大的泵与较小的管道。

较大泵和较小管道的考虑因素

考虑与例14.4.4相同的泵送条件，但使用更大的DN80泵。由于一个较大的装置可以对一个较高的输出扬程进行泵送，因此可以使用较小的输出管路。

图14.4.12显示，在5.2 bar g动力蒸汽和2500 kg/h流量的相同条件下，DN80泵的最大输出扬程为35 m

通过插值，表14.4.2表明80 mm管子将容纳20160 kg / h，摩擦损失为160 pa / m，流动为约1米/秒。

在这种情况下，较大的DN80泵将舒适地允许两种尺寸小于较小泵的两种尺寸，并且速度约为0.5米/秒，这在推荐内。因此，80 mm管子适用于DN80泵。实际上，65毫米的管道是可以接受的，因为我们允许50％的惯性损失，但这可能看起来有点奇数连接到DN80泵。

注:DN80泵的成本将比DN50泵的成本高出10%左右，但额外的成本将由长输油管线安装成本的差异来决定;在这种情况下，这意味着80毫米和125毫米管道的成本差异;安装、配件和绝缘。

冷凝速度

等式14.4.2可用于检查冷凝物速度。

式14.4.2中取水的比体积为0.001 m3/kg。该值随温度略有变化，但不足以对凝结水管线造成任何显著差异。

可以在例14.4.4的80mm管道中检查冷凝速度。

14.4.4。14.4.4示例。

从表14.4.3 80 mm孔管的最大速度为1.84米/秒。

长交货线的最佳实践

在机械泵完成放电行程之后，长输送管线的移动内容物的动量可以使水在运动中一段时间​​。

当排出管中的水静置时，线路中的背压将试图反转初始水流，朝向出口止回阀。结果是由于水锤引起的噪音和管道运动，这可能都令人震惊和严重。在排放管中安装另一个止回阀从泵的一个管道长度将通常会缓解问题。

如果有任何选择，最好在泵升到一定高度后，让重力下降到管线的末端(图14.4.14)。如果下降足以克服管道的摩擦阻力(表14.4.4)，那么泵上的唯一反压力是由初始升力形成的。可以在提升装置的顶部安装真空断路器，这不仅有助于顺着下降管线流动，而且还可以防止在冲程结束时出现回流。

如果下降线必须沿着其长度的任何地方下降以克服障碍物，则在最高点安装一个自动通风口将减少气锁，并协助障碍物周围的流动，见图14.4.14。

或者，由水平跑步引起的任何背压问题可以完全通过如图14.4.15中的布置消除，其中泵简单地将升降到通风槽中。来自罐的管道应根据表14.4.4落下。

通风泵，泵送陷阱和泵陷阱设施

从泵排放到大气的排放管道的大小取决于泵的排放速率。

通过泵送陷阱的冷凝水和闭环应用中的泵 - 陷阱组合通常会处于较高的压力和温度和闪蒸蒸汽，并在排出管线中形成。

因此，泵疏水阀和泵-疏水阀组合排泄管的尺寸取决于全负荷时的捕获条件，而不是泵的条件，因为管道的尺寸必须满足闪蒸的需要。对闪蒸进行选型将确保管线也能够应付泵送条件。