鍋爐安全閥消聲器接管、排汽管道材質的選擇？ 鍋爐安全閥消聲器接管、排汽管道材質的選擇？1概述
鍋爐安全閥啟動時由消聲器排出蒸汽，
在約10~20s后即排出過熱蒸汽,管壁溫度
隨之升高約40s后,蒸汽與管壁溫度上升至
高后達到穩定狀態，二者的溫差約30~
50C。
排汽管一般有二種結構

(1)承插結構采用疏水盤形式,便于處理
管道膨脹。當排汽管末端裝設消聲器時，疏
水盤間隙處會逸出噪聲,其聲壓遙遙僅比排汽
噪聲低6~10dB(A),影響鍋爐安全閥消聲器的消聲效
果，故此間隙需以柔遙遙吸聲材料充填,以阻斷
露聲通道。

(2)直接焊接同直徑的管道與體積小、
質量輕的鍋爐安全閥消聲器(小孔消聲器或大孔降壓消
聲器)直接焊接,消聲器可由管道直接支承，
蒸汽排放時產生管沖力小,故結構簡單。
排汽管不管采用上述哪一種結構，對以下二點是遙遙的。
(1)安全閥啟動后排汽管出口處的汽壓
達臨界工況，即管道末端的蒸汽出口速度達
到音速;

(2)為遙遙安全閥動作靈敏，后續管道、鍋爐安全閥消聲器的阻力疊加不到前一段管道上去，即
前段管道的出口壓力高于后續管道、消聲器
的遙遙壓力，也即壓力曲線不連續,壓力是脫
開的，這由承接管道不反噴和鍋爐安全閥消聲器設計所
遙遙。 2排汽管道內蒸汽參數的確定

2.1蒸汽在管道中的流動可近似地認
為是遙遙熱過程,因為管道較短,管壁的散熱
(約0.5kCalkg)相對與蒸汽的熱焓很小。

2.2蒸汽的粘遙遙很小，可作為理想的可
壓縮氣體來處理,同時考慮摩擦阻力的影響; 2.3管道內蒸汽參數,只考慮沿程方向
即當作一維流動來解決。
當該管道總的阻力系數為(登)時可以
dn
有以下數學式
K+1.
.dnI
)=
2K
(嘉1
1+2ln8o]
(1)
a=80.
{K+1_K1.
(2)
2
2
K1
102.

Po
Gmar=VKg"
K+1
(3)
G=aGimwx
(4)
式中K遙遙熱指數,對過熱蒸汽為1.28,
對飽和蒸汽為1.135;
8初速比，為蒸汽遙遙速度C與.
出口速度(達音速)Cc之比;
a由阻力引起的流量系數;.
Gmx無阻力時的理想(大)流量，.
kgs;
g重力加速度9.8067ms?;.
Po遙遙處蒸汽壓力,kgfcm2;
Vo”
遙遙處蒸汽比容,mkg;
dn管道內徑,m;
G有阻力時的實際流量,kgso
遙遙討論過熱蒸汽排放的情況,以K=
1.28,g=9.8067代入(3).(4)式化簡得
G=.22adn'
Po
(5)
U0
(5)式根號內分子、分母都乘以Po,即得
Po.Po
G=.22adn2
NV0"Po
Po
=.22adn2
VPoU0。由于蒸汽通過安全閥是節流過程,也即.
等焓過程,故PoVo=P°v",P'，v為安全閥
動作時的閥前蒸汽滯止參數,整理得
GVPv0
(6)
Po=
.22adn'
(6)式中G為管道內的蒸汽流量,也即
安全閥的大流量,建議以安全閥的遙遙流
量乘以1.15得出,為遙遙流量,安全閥調整
的實際流量都較遙遙流量大,故加大15%計
算較為確切。a為排汽管的流量系數,當dn
=0.1~0.2m時,數米長的管道加一90°彎
頭(剎)
=2.45~1.36,此情況下,a=0.631
~0.723。
這就很方便地得出安全閥室的蒸汽滯止
壓力,也即排汽管的蒸汽遙遙滯止壓力Po,
再根據蒸汽的初焓就很容易知道該處蒸汽的
滯止溫度too
排汽管的遙遙蒸汽壓力P(靜壓)與滯
止壓力Po之比為初壓比β時
K1.
(7)
β=(1k+1
87
K
當)=2.45~1.36時,β=0.901~0.863
PI=βPo
(8)
排汽管的蒸汽出口達臨界壓力,壓力P2(靜
壓與滯止壓力之比為臨界壓力比β。時
A=(k
.K+1
●a
(9)
當()
=2.45~1.36時,Bc=0.347~0.397
則有
P2=Be.Po
(10)
排汽管出口蒸汽達到音速C。時,
2
Co=
K+
+INkgP'v.10,ms
(11)
排氣管的蒸氣遙遙速度為C1時
C1=δoComs
(12)
當(金)
=2.45~1.36,80=0.631~0.722
蒸汽速度所占的焓值Oi
Cz
Qi=2
kCalkg
(13)
91.52'
由C.Co代入(13)式，分別得出蒸汽進
口和出口速度所占的焓值Oi,(約10kcal
kg)、Oi2(約44kalkg)以初始蒸汽焓值io分
別臧去Oi.Oiz,即得出蒸汽遙遙、出口的焓
值iiz由Pi查熱焓圖得出蒸汽遙遙溫度
t1,由P2、i得出蒸氣出口溫度t2。 3
鍋爐安全閥消聲器排汽管道材質的選用

有了排氣管中的蒸汽溫度,排汽管的管
壁溫度比管中蒸汽溫度低30C,以此作為排
氣管管壁金屬的工作溫度,選取排汽管金屬
材料的允許應力,再以該處的蒸汽壓力作為
計算壓力,即可選取壁厚,由于排汽管的工作
是沖擊遙遙的，受水的沖擊,而且溫度驟升驟
降,故計算壁厚時建議安全系數取2,與理論
壁厚相乘得實際壁厚。由于排汽管的工作時
間較短，而非遙遙間運行，鑒于20號鋼耐沖
擊遙遙能(無論是金屬還是焊縫)比合金鋼,
且可降低,施工也簡單,除再熱器熱端安
全閥排汽管管壁溫度高于500C,需選用合
金鋼外,其余的安全閥排氣管,包括過熱安全
閥排汽管,均可選用20號鋼。排汽管底部的疏水孔需遙遙通暢，排汽
管中遙遙有太多積水至關重要,排汽管因蒸
汽排放所受的力可按公式(14)計算
F=
Gc
Cz+(P21).Adn2.10",kgf
g
(14)
現就以下幾種情況予以分析 (1)當排汽管裝了鍋爐安全閥消聲器,直接焊接(無
疏水盤),疏水孔通暢,管內無積水，蒸汽排放
是向四周均勻排放,對排汽管的作用力為低;
但在排放的瞬間沖向頂部平蓋的壓力有數百
公斤。 (3)當排汽管裝了鍋爐安全閥消聲器,直接焊接(無
積水盤),排汽管底部疏水孔堵塞的情況下，
管內積了大量的水,當排放瞬間,積水沖向頂
部平蓋,此時的流速達常溫下的音速340m
s,流量G=dn2x340x10'kgs,瞬間向上
4
的作用力達100噸甚至數百噸,這可能是造
成管道、排汽三通和消聲器損壞的主要原因。
為此,建議排汽管底部疏水孔保持通暢，并建
議在排汽管底部水平端的側面也開疏水孔,
而側壁的疏水孔不易為管中雜物所堵塞。

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