Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

20 страниц

258.00 ₽

Купить РД 153-34.1-27.512-2001 — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

  Скачать PDF

Оглавление

Введение

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов

1 Методика расчета абразивного износа трубопроводов пневмотранспортных установок систем пылеприготовления и золошлакоудаления ТЭС

1.1 Расчет удельного линейного абразивного износа, прямолинейных участков трубопроводов пневмотранспортных установок систем пылеприготовления и золошлакоудаления ТЭС

1.2 Расчетный срок эксплуатации прямолинейных участков трубопроводов пневмотранспортных установок

2 Рекомендации по расчету оптимальных параметров криволинейных участков трубопроводов

2.1 Обоснование оптимальной формы колен поворотов трубопроводов

2.2 Определение геометрических размеров элементов колен поворотов трубопроводов оптимальной формы

2.3 Рекомендации по компоновке параллельных трубопроводов на поворотах

2.4 Оптимальные параметры тройников, переключателей и других криволинейных участков трубопроводов

3 Рекомендации по снижению абразивного износа пневмотранспортных трубопроводов систем пылеприготовления и золошлакоудаления ТЭС

3.1 Оптимизация параметров работы пневмотранспортных установок

3.2 Технические мероприятия по снижению абразивного износа пневмотранспортных трубопроводов

Список использованных источников

Приложение А Пример расчета величины удельного абразивного износа и срока эксплуатации прямолинейного участка горизонтального трубопровода установки пневмотранспорта угольной пыли назаровского угля до нормативного износа

Показать даты введения Admin

/

«УТВЕРЖДАЮ:

Начальник Департамента научно-технической политики —* до "ЕЭС России" д.т.н.

f Ю.Н. Кучеров. .2001 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕЯИЯ ТЭС

А.В. КЛИМЕНКО

рд 153-34.1-27.512-2001

Проректор ГОУВПО “МЭИ (ТУ) по научной работе член-корр. РАН, д.т.н.

В.Я. ПУТИЛОВ

Руководитель разработки Ведущий научный сотрудник кафедры «Котельные установки и экология энергетики» ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» член-корр. АПЭ, к.т.н.

Разработано: Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский энергетический .институт (Технический университет)». Открытым акционерным обществом «УралОРГРЭС

Исполнители: к.т.н. В.Я. ПУТИЛОВ (руководитель разработки), И.В. ПУТИЛОВА, Е.А.

МАЛИКОВА (ГОУВПО «МЭИ (ТУ)»); Б.Л. ВИШНЯ (ОАО «УралОРГРЭС»), К.П. БОРИЧЕВ (ОАО «Институт ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ»)

Утверждено: Департаментом научно-технической политики и развития РАО «ЕЭС России» «_»_2001    г.

Начальник    Ю.Н.    КУЧЕРОВ

Срок первой проверки настоящего РД - 2006 г., Периодичность проверки - о, ин раз в 5 лет

Ключевые слова: методические указания, рекомендации, абразивный износ, пневмотранспортные трубопроводы, пылеприготовление, золошлакоудаление, тепловые электростанции

ГОУВПО «МЭИ (ТУ)», 2001

Рис.1. Эскиз сварного колена с углом поворота трубопровода на 90°.

1 - первый элемент колена, являющийся торцем трубы конечного прямолинейного участка трубопровода перед поворотом; 2-7 - отдельные элементы колена; 8 - восьмой элемент колена, являющийся торцем трубы начального прямолинейного участка трубопровода после поворота; D,, -наружный диаметр трубопровода; oci = 7,5° - угол между осями первого и второго элементов колена; а2 =15° - угол между осями элементов колена со второго по седьмой; аз = 7,5° - угол между осями седьмого и восьмого элементов колена.

Ri/D„ = 6,875 R2/Dh = 7,450 R3/DH = 7,730 R4/Dh = 8,209 R5/Dh = 8,419 R^/D,, = 8,541 R7/Dh = 8,575

направление поток;

Рис.2. Элементы колена на входе потока в поворот трубопровода

Выход потока

Рис.З. Элементы колена на выходе потока из поворота трубопровода

Размеры 2-го элемента колена Расчет уменьшения длины внутренней образующей 2-го элемента колена в районе левого

торца:

Д12вл= tg(ai/2)xDH = tg3,75°xDH = 0,066DH Расчет уменьшения длины внутренней образующей 2-го элемента колена в районе правого

торца:

ДЬвп = tg(a2/2)xDH = tg7,5°xDH = 0,132DH 12

Расчет длины внешней образующей 2-го элемента колена:

Ьн = 0,5D/sinai = 0,5D/sin7,5° = 3,83 Шн

Размеры 3-го элемента колена Расчет уменьшения длины внутренней образ'ющей 3-го элемента колена в районе левого

торца:

Л1звл = tg(a2/2)xDH = tg7,5°xDH = 0,132DH Расчет уменьшения длины внутренней образующей 3-го элемента колена в районе правого

торца:

А1звп = tg(a2/2)xDH = tg7,5°xDH = 0,132DH Расчет длины внешней образующей 3-го элемента колена:

Ьзн= 0,5D/sinai = 0,5D/sinl5° = 1,932Dh

Размеры 4+6-го элементов колена Размеры 4+6-го элементов колена идентичны размерам 3-го элемента колена.

Размеры 7-го элемента колена Расчет уменьшения длины внутренней образующей 7-го элемента колена в районе левого

торца:

АЬвл = tg(a2/2)xDH = tg7.5°xDH - 0,132Dh Расчет уменьшения длины внутренней образующей 7-го элемента колена в районе правого

торца:

АЬвп= tg(a3/2)xDH = tg3,75°-DH = 0,066Dh

Расчет длины внешней образующей 7-го элемента колена:

Ьн = 0,5D/sina2 = 0,5D/sinl 5° = I ,932Dh

Размеры 8-го элемента колена Расчет уменьшения длины внутренней образующей 8-го элемента колена:

ДЬв = tg(a3/2)xDH = tg3,75°xDH = 0,066Dh

2.2.2. Определение геометрических размеров элементов колена оптимальной формы с поворотом трубопровода на угол апов, отличающийся от 90°.

2.2.2.1. 0°< (Хпов <7,5°

Колено состоит из двух элементов и выполняется в виде стыка двух прямолинейных участков труб. При этом сц = апов, а уменьшение длины внутренней образующей 1-го и 2-го элементов колена определяется по формуле:

АЬ в = ДЬв = tg(a.noe/2)xDH

2.2.2.2. 7,5° < апов <30°

Определение углов oci, а2, аз ai -~ аз апов/4, а2 апов/2 Размеры 1-го и 3-го элементов колена

13

Расчет уменьшения длины внутренней образующей 1-го и 3-го элементов колена:

All в = Л1зв = tg(anoB/8)xDH

Размеры 2-го элемента колена Расчет уменьшения длины внутренней образующей 2-го элемента колена в районе левого

торца:

ДЬвл ^&(®пов/8)х D н

Расчет уменьшения длины внутренней образующей 2-го элемента колена в районе правого

торца:

AbBn=tg(a пов /8)xDH Расчет длины внешней образующей 2-го элемента колена:

Ьн= 0,5DH/sin(anoB/4)

2.2.2.3. 30° < схпов <90°

Угол ai принимается равным 7,5°, угол а2 принимается равным 15°, угол аз определяется по формуле:

аз = апов - ai - а2*пэ,

где пэ - целое число элементов колена с углом а2=15° с округлением в меньшую сторону, определяемое по выражению:

пэ = (an0a-ai)/15o

Параметры всех элементов колена определяются по формулам в общем виде из подраздела

2.2.1. с заменой углов аь а2 и аз на их вычисленные величины.

2.3. Рекомендации по компоновке параллельных трубопроводов на поворотах

Для сохранения оптимальных параметров колен трубопроводов на поворотах при их параллельной прокладке рекомендуется разводку трубопроводов осуществлять за счет увеличения длин элементов колен со второго по седьмой при неизменности угла aj. При этом трассировку поворотов трубопроводов необходимо начинать с трубопровода с минимальным радиусом поворота. Уменьшение длин элементов колена поворота трубопровода с наименьшим радиусом поворота по сравнению с расчетными не допускается.

2.4. Оптимальные параметры тройников, переключателей и других криволинейных

участков трубопроводов

При выполнении криволинейных участков трубопроводов отдельные их элементы должны выполняться таким образом, чтобы угол атаки потока частиц транспортируемого материала в любом элементе не превышал 7,5°.

14

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ И

ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕНИЯ ТЭС

3.1. Оптимизация параметров работы пневмотранспортных установок

Эффективным мероприятием по снижению абразивного износа трубопроводов является оптимизация параметров работы пневмотранспортных установок в соответствии с /4/, так как по результатам обследования действующих систем золошдакоудаления было установлено, что:

•    скорость воздуха в пылевоздушных потоках в подавляющем большинстве случаев превышает оптимальную в 1,5+3,0 раза и находится в диапазоне 30-50 м/с;

•    трубопроводы сложной конфигурации и большой протяженности выполнены по аналогии с водопроводными или воздушными трубопроводами без учета специфики пылевоздушных потоков;

•    величины массовой концентрации пылевоздушных потоков редко поддерживаются оптимальными и составляют, как правило, единицы, а не десятки кг материала на кг воздуха;

•    отсутствуют или не соблюдаются режимные карты эксплуатации пневмотранспортных установок.

В соответствии с /5/ для обеспечения оптимальных параметров работы пневмотранспортных установок необходимо выполнение следующих основных условий:

•    проектирование новых и модернизация действующих пневмотранспортных установок должно осуществляться в соответствии с /4/, а оценка их технико-экономических показателей - в соответствии с /6/;

•    при составлении инструкций по эксплуатации должны быть разработаны режимные карты эксплуатации пневмотранспортных установок, которые должны быть проверены и уточнены при выполнении пуско-наладочных работ и испытаний;

•    наладка пневмотранспортных установок должна выполняться специалистами в области пневмотранспорта мелкодисперсных сыпучих материалов (золы, угольной пыли и др.);

•    эксплуатация пневмотранспортных установок должна осуществляться в точном соответствии с режимными картами;

•    эксплуатация пневмотранспортных установок может осуществляться только специально обученным персоналом.

3.2. Технические мероприятия по снижению абразивного износа пневмотранспортных

трубопроводов

3.2.1. Продление срока эксплуатации прямолинейных горизонтальных и наклонных участков

трубопроводов

3.2.1.1.    Эффективным средством продления срока эксплуатации трубопроводов является проворот прямолинейных участков вокруг своей оси. При этом, обычно, проворот осуществляют на 90°, что позволяет увеличить срок эксплуатации в 4 раза. Однако может быть достаточным проворот на 72° или меньше. Для определения достаточного угла проворота необходимо определить толщину стенки трубы в наиболее изнашиваемом месте (как правило, это на конце участка трубопровода одного диаметра при ступенчатом его выполнении) и определить градусную меру дуги зоны максимального износа, которая и будет численно равна углу проворота. Число проворотов ппров в общем виде определяется по выражению:

Ппров 360 /ризн 1

и округляется до целого числа в меньшую сторону. Тогда угол проворота рпр0в определяется по выражению:

РпроВ ~ обО /(Ппров + 1)

3.2.1.2.    В случае выполнения трубопровода без учета оптимальных скоростей пылевоздушных потоков величина абразивного износа может существенно отличаться на отдельных его участках. Для исправления создавшегося положения необходимо выполнить расчет оптимальных парамет-

15

ров всего трубопровода в соответствии с /4/ и установить трубы расчетного диаметра на наиболее изнашиваемом участке трубопровода.

3.2.1.3. Повышенному абразивному износу при всех прочих равных условиях подвержены участки аэродинамической стабилизации потоков на входе и выходе из поворотов, запорно-регулирующей и переключающей арматуры. С целью избежания более частого ремонта или замены этих участков трубопроводов необходимо участки аэродинамической стабилизации выполнять из труб с антиаб-разивным покрытием или с повышенной износостойкостью. При этом длина аэродинамического участка стабилизации потока определяется по выражению:

Встаб — 5Dh

3.2.2. Продление срока эксплуатации криволинейных участков трубопроводов Наиболее изнашиваемыми участками трубопроводов являются колена поворотов, тройники, переключатели и другая арматура. Поэтому при проектировании трубопроводов их число должно быть принято минимально возможным, а при выполнении ремонтных работ по восстановлению работоспособности трубопроводов необходимо ранее принятые неправильные технические решения изменять. При выборе материалов для выполнения колен поворотов и другой арматуры рекомендуется пользоваться данными из табл.З.

Таблица 3 - Рекомендации по выбору материалов доя изготовления криволинейных участков пневмотранспортных трубопроводов систем золошлакоудаления и пылеподачи ТЭС

п.п.

Наименование

материала

Недостатки

Срок эксплуатации

Производитель колен

1

Трубы с алю-мотермическим покрытием

В эксплуатации недостатков нет.

Не выпускаются трубы с диметром меньше 150 мм

Без ограничений

ПРП Севказэнергоремонт, Казахстан

2

Колено с камнелитыми вкладышами

1.    Склонны к выкрашиванию при:

-    нарушении правил транспортировки и монтажа;

-    без выполнения мероприятий по температурной компенсации трубопроводов.

2.    Ограниченный типоряд диаметров колен: 150,175,200,225, 250

3.    Невозможность выполнения поворотов с углами не кратными 15°

10-15 лет

Кондопожский завод каменного литья

3

Стали с числом HV более 300

Срок межремонтного периода эксплуатации меньше, чем у колен с алюмотермическим покрытием или каменнолитых отводов

В 4-5 раз больше, чем у колен из стали 20

Возможно изготовление колен в ремцехах ТЭС в соответствии с подразделом 2.2. настоящих «Методических указаний ...»

16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1.    Песок стандартный для испытания цементов (эталон) ГОСТ 6139-91. М. Изд-во стандартов, 1992.

2.    Путилов В.Я. Аэродинамика систем напорного пневмотранспорта золы тепловых электростанций. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук.-М.: МЭИ, 1992,20 с.

3.    Сизых В.Я. Разработка метода аэродинамического расчета систем пневмотранспорта золы ТЭС.- Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук.-Л.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденева, 1982, 20 с.

4.    Вишня Б.Л., Путилов В.Я., Боричев К.П. Методические указания по проектированию систем пневмоудаления золы от котлоагрегатов ТЭС, ус гановок отпуска сухой золы потребителям и отгрузки ее на насыпные золоотвалы. РД 34.27.109-96., Екатеринбург, УРАЛТЕХЭНЕРГО, 1997, 119 с.

5.    Путилов В.Я., Маликова Е.А. Технические предложения по повышению надежности, экономичности и экологичности систем пневмозолоудаления от сухих золоуловителей при раздельном или совместном факельном сжигании углей различных марок. М.: МЭИ, 1999,49 с.

6.    Методика оценки технико-экономических показателей систем эолошлакоудаления ТЭС с учетом экологических требований. РД 34.02.103-98./ Путилов В.Я., Автономов А.Б., Боричев К.П., Вишня Б.Л. и др., М.: НТФ "Энергопрогресс, 1997, 78 с.

17

Приложение А


Пример расчета величины удельного абразивного износа и срока эксплуатации прямолинейного участка горизонтального трубопровода установки пневмотранспорта угольной пыли назаровского угля до нормативного износа

Имеется действующая установка пневмотранспорта угольной пыли назаровского угля системы пылеприготовления ТЭС. Необходимо определить величину удельного абразивного износа и срок эксплуатации горизонтального трубопровода установки пневмотранспорта угольной пыли до нормативного износа.

Исходные данные:

•    Транспортируемый материал - угольная пыль назаровского угля;

•    Массовая концентрация т = 20 кг угольной пыли/кг воздуха;

•    Трубопровод выполнен из труб 273x10 марки стали 20;

•    Скорость воздуха в пылевоздушном потоке U= 14 м/с;

•    Средневзвешенная крупность частиц угольной пыли do= 142* 1 O'6 м;

•    Плотность частиц угольной пыли р.(=2100 кг/м3;

•    Давление пылевоздушной смеси в трубопроводе Р= 1,05• 105, Па;

•    Температура пылевоздушной смеси в трубопроводе tCM =100 °С;

•    Содержание SiCb в угольной пыли = 6 %.


1. Расчет величины удельного абразивного износа прямолинейного участка горизонтального

трубопровода дуы,.

Расчет величины удельного абразивного износа ведется по формуле (1):


5.55-10“7-К -С/,

г _ __•_^

°yd.h ~    0,4    г.    2    1

т D ■к


Критерий аэродинамической легкости частиц при пневмотранспорте мелкодисперсных сыпучих материалов Кп определяется по формуле:


К


п


Р м ' 6


2100 -142 -10-6 6


= 0,05 кг/м2


Коэффициент относительного содержания SiC>2 в угольной пыли определяется по выражению:


к


5/02 -


% содержания Si02 в транспортируемом материте % содержания Si02 в кварцевом песке


— = 0.0638 94


Коэффициент относительной износостойкости материала трубопровода определяется по формуле:

кюн = 6,42• 10'5 • HV1 -0,0157-HV + 1,97 = 6,42-10'5 1562 -0,0157-156 +1,97 = 1,083,


где величина HV выбирается из табл.1.

Определение средней по сечению скорости потока частиц материала U\f.

Для расчета величины С/д/ необходимо определить критическую скорость воздуха UKp и коэффициент надежности пневмотранспортирования К„. Величину UKp определяем в соответствии с подразделом 1.1. по выражению (4):


UKp =0,481-


/ -ч 0,581

Рм

P.J


0,943


0,159


■т


-0,258


18


Рв ~


343-1,03-Р-10‘


3430 03-1,05 373


= 0,995 кг/м3


где Гсис„+273 °К

Тогда UKp равна:


^=0,48,.«'!!7Ж1

V0,995j    ^0,253j


0 943 /    _л\0.159

f 142-1 O’6 4


2100 —


.2(Г0,258 = 9,43 м/с


Определяем Кн по отношению:


Кн= — =— =1,48 UKP 9,43


Поскольку К„ находится в диапазоне 1.0 < Кн < 1,7, то определяется по формуле (7):

0,7+ 0,5-


Рассчитываем <5^./,;


^    2(F-0,253-1,083


2. Расчет величины срока эксплуатации прямолинейного участка горизонтального трубопровода до нормативного износа Ттн


Величина срока эксплуатации прямолинейного участка горизонтального трубопровода до нормативного износа Т113н без проворота вокруг своей оси определяется по выражению (11):


<г _С

у _ ^ст Оост


^•<5vdh-Gx{


,час


В соответствии с исходными данными толщина стенки трубопровода 5ст равна 10 мм. Поскольку установка пневмотранспорта угольной пыли системы лылеприготовления является низконапорной, то нормативная минимальная толщина стенки трубопровода 80Ст принимается равной 2 мм.

Поскольку величина массового расхода угольной пыли не задана, то в соответствии с /4/ Gm определяется по формуле:

Gy = 0,785-D2 -т-рв-U-0,785-0,253" • 20• 0,995-14 = 13,992кг/с

Тогда величина срока эксплуатации прямолинейного участка горизонтального трубопровода до нормативного износа Ти311 составит:


_10-2

3,6-1,063-10'6


-= 149408 часов

13,992


По результатам расчетов составляем таблицу исходных данных и расчетных величин удельного абразивного износа и срока эксплуатации прямолинейного участка горизонтального


19


трубопровода установки пневмотранспорта угольной пыли назаровского угля до нормативного износа.

Таблица А1. Исходные данные для определения и расчетные величины и Тизн

п/п

Транспор

тируемый

материал

Материал

трубопровода

С.,,,

кг/с

т,

кг/кг

и

м/с

А

м

d0»lQ-r\

м

Рм.

кг/м3

РИО6,

Па

‘С

% SiO,

Т

1 trjH ■ Ч

Зуд. h> мм/т

Марка

HV

1

Угольная пыль назаровского угля

Сталь

20

156

13,992

20

14

0.253

142

2100

1,05

100

6

149408

1,063-1 O'6

20

УДК 621.311.22:621.182.94:620.178.16.001.24(072)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ПНЕВМОТРАНС-ПОРТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕ-НИЯ И ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕНИЯ ТЭС___


РД 153-34.

Разработаны впервые


Дата введения 2002-01-01


ВВЕДЕНИЕ

“МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ПЫЛЕ-ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕНИЯ ТЭС” (далее "Методические указания ...") разработаны впервые по заданию 3 раздела 2 Научно-технической программы "Повышение экономичности, надежности работы оборудования и экологической безопасности ТЭС, систем и сетей РАО «ЕЭС России» через комплексное использование потенциала вузовской науки”.

"Методические указания ..." разработаны на основе анализа и обобщения:

•    публикаций в научно-технических изданиях;

•    результатов комплексных исследований физико-механических характеристик, химико-минералогического состава зол, образующихся при факельном сжигании углей различных марок;

•    результатов исследований технико-экономических показателей установок пневмотранспорта золы с существенно отличающимися свойствами, выполненных МЭИ (ТУ), ОАО «УралОР-ГРЭС», ОАО «СибНИЙГ» и другими организациями;

•    результатов исследований абразивных свойств золы энергетических углей ВТИ, УралВТИ, КазНИИЭнергетики и других организаций;

•    результатов исследований технико-экономических показателей пневмотранспортных установок систем пылеподачи ТЭС;

•    результатов фундаментальных исследований МЭИ (ТУ) по теоретическому обоснованию критериев оптимальности параметров пневмотранспортных потоков и абразивному износу поверхностей при взаимодействии с пылевоздушными потоками;

•    результатов применения различных методов и внедрения мероприятий по защите оборудования пневмотранспортных установок от абразивного износа на ТЭС и в других отраслях промышленности;

•    отраслевых нормативно-технических документов, регламентирующих вопросы расчета абразивного износа и/или выбора параметров оборудования пневмотранспортных установок, связанных с абразивным износом.

•    материалов отчета о патентных исследованиях по теме «Абразивный износ оборудования пневмотранспортных установок мелкодисперсных сыпучих материалов (способы и средства исследования и снижения износа)», выполненных на первом этапе работы по созданию настоящего РД.

"Методические указания ..." предназначены для применения в организациях и предприятиях энергетики, занимающихся вопросами исследования, проектирования, строительства, технического перевооружения, оптимизации параметров и эксплуатации пневмотранспортного оборудования систем пылеприготовления и золошлакоудаления ТЭС, с целью улучшения их техникоэкономических показателей.

"Методические указания ..." обязательны дл* всех структурных подразделений РАО «ЕЭС России» и акционерных обществ энергетики и электрификации.

Настоящий РД не может быть полностью иль частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения головной организации-разработчика.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.


ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................... .    з

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И

ТЕРМИНОВ....................................................................................................... .    5

1.    МЕТОДИКА РАСЧЕТА АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ТРУБОПРОВОДОВ ПНЕВМО-

ТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК СИСТЕМ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗОЛО-ШЛАКОУДАЛЕНИЯ ТЭС............................................................................... -    7

1.1    Расчет удельного линейного абразивного износ, прямолинейных участков трубопрово

дов пневмотранспортных установок систем пылеприготовления и золошлакоудаления ТЭС............................................................................................................ -    7

1.2    Расчетный срок эксплуатации прямолинейных участков трубопроводов пневмотранспортных установок......................................................................................... -    8

2.    РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КРИВОЛИНЕЙНЫХ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДОВ......................................................... -    10

2.1    Обоснование оптимальной формы колен поворотов ч рубопроводов........................... -    10

2.2    Определение геометрических размеров элементов колен поворотов трубопроводов

оптимальной формы....................................................................................... -    10

2.3    Рекомендации по компоновке параллельных трубопроводов на поворотах.................. -    14

2.4    Оптимальные параметры тройников, переключателей и других криволинейных участков

трубопроводов............................................................................................. -    14

3.    РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ПНЕВМОТРАНС

ПОРТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕНИЯ ТЭС...................................................................................... -    15

3.1    Оптимизация параметров работы пневмотрансп. ртных установок............................ -    15

3.2    Технические мероприятия по снижению абразивного износа пневмотранспортных трубопроводов ................................................................................................... -    15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ........................................................ -    17

Приложение А Пример расчета величины удельного абразивного износа и срока эксплуатации прямолинейного участка горизонтального трубопровода установки -пневмотранспорта угольной пыли назаровского угля до нормативного износа 18

4

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ

И ТЕРМИНОВ

Термины

Мелкодисперсные сыпучие материалы (далее - материалы) - любые сыпучие материалы природного или техногенного происхождения с мачсимальной крупностью отдельных частиц до нескольких миллиметров (угольная пыль, зола, цемент, песок и др.).

Угольная пыль - частицы угля, предназначенные для факельного сжигания в топках котлов, образующиеся в результате размола в мельницах.

Зола (летучая зола, зола-унос) - частицы минерального остатка твердого топлива с включением некоторого количества недожога (несгоревшей органической части топлива), которые выносятся дымовыми газами из топки котлоагрегата.*

Шлак - частицы минерального остатка твердого топлива с включением некоторого количества недожога (несгоревшей органической части топлива), образующиеся в топках котлов с камерным сжиганием, выпадающие из факела в топках котлов и выходящие из шлакоудалителей котлов с крупностью до 40 мм или поступающие из топок котлоагрегатов с кипящим слоем через охладители шлака в шлакоудалители с крупностью до 10 мм.

Пневмотранспортные установки мелкодисперсных сыпучих материалов - установки для транспортирования мелкодисперсных сыпучих материалов в потоке воздуха методами нагнетания, всасывания или перемещения в псевдоожиженном слое.

Пневмотранспортный трубопровод (далее - трубопровод) - трубопровод для пневмотранспортирования мелкодисперсных сыпучих материалов.

Пылепровод (в энергетике) - трубопровод или короб прямоугольного сечения, по которому перемещается смесь воздуха и угольной пыли.

Пневмозолопровод (ПЗП) - трубопровод, по которому перемещается смесь воздуха и золы или шлака.

Агрегатная плотность (плотность) мелкодисперсных сыпучих материалов - отношение массы частиц к их объему, включая внутренние поры.

Нормативная минимальная толщина стенки трубопровода - остаточная толщина стенки трубы, определяемая по условию достаточной механической прочности, мм. Если нет особых условий, то остаточная толщина стенки трубы для низконапорных и вакуумных установок пневмотранспорта 50Ст принимается равной 2 мм, а для высоконапорных установок дост принимается равной 4 мм.

Критическая скорость - наименьшая скорость воздуха в потоке пылевоздушной смеси, при которой на дне трубопровода начинает образовываться подвижный слой из частиц транспортируемого материала, м/с.

Оптимальная скорость - скорость воздуха а потоке пылевоздушной смеси, при которой энергозатраты на пневмотранспорт перемещаемого материала являются минимальными, м/с.

Коэффициент относительного содержания Si02 - отношение содержания БЮг в транспортируемом материале к содержанию SiC>2 в кварцевом песке (в соответствии с /1/ содержание Si02 в кварцевом песке составляет 94 % по массе).

Критерий аэродинамической легкости частиц - характеризует аэродинамическую легкость частиц мелкодисперсных сыпучих материатов с ■ очки зрения их пневмотранспортируемости, численно равен отношению массы частицы к площади ее поверхности при допущении, что частица имеет правильную сферическую форму и не содержит внутренних пустот, кг/м' /2/

Условные обозначения

Ge

GM

т= GJGe

D

А,

-    массовый расход воздуха, кг/с

-    массовый расход материала, кг/с

-    массовая расходная концентрация потока смеси материала и воздуха, кг материала/кг воздуха

-    внутренний диаметр трубопровода, м

-    наружный диаметр трубопровода, м

-    длина участка трубопровода, м

5

Мн    - масса материала, пневмотранспорт которой вызывает абразивный износ стенки трубы

на 1 мм, т/1 мм дст    - толщина стенки трубопровода, мм

дюн    - глубина эксплуатационного абразивного износа трубопровода, мм

6ост    - нормативная минимальная толщина стенки трубопровода, мм

Sh    - линейный абразивный износ трубопровода, мм

дуд.н. • удельный линейный абразивный износ i ,убопровода, мм/т Р    - абсолютное давление в трубопроводе, Па

рв    плотность воздушного потока, кг/м3.

do    - средневзвешенный эквивалентный диаметр частиц материала, м

рм    - агрегатная плотность материала, кг/м3

кшн    - коэффициент относительной износостойкости материала трубопровода

%Si02    * содержание SiCb в транспортируемом материале, % по массе

ksicu    - коэффициент относительного содержания Si02 в транспортируемом материале

UM    * средняя по сечению скорость потока частиц материала, м/с

U    - средняя по сечению скорость воздуха при движении пылевоздушной смеси в трубо

проводе, м/с

U    - критическая скорость воздуха в пылевоздушном потоке, м/с

Uопт    - оптимальная скорость воздуха в пылевоздушном потоке, м/с

Кн=и/икр - коэффициент надежности пневмотранспортирования Тм, tM - температура материала, К,°С Tg, te - температура воздуха, К,°С

Тцзн    ' СР эксплуатации трубопровода до достижения нормативной минимальной толщины

стенки трубы в результате абразивного износа, ч Тэу    число часов работы пневмотранспортной установки за весь период ее эксплуатации, ч

Ту    число часов работы пневмотранспортной установки, за которое необходимо опреде

лить линейный абразивный износ трубопровода <5?„ ч Ки=р4(/6 - критерий аэродинамической легкости частиц при пневмотранспорте мелкодисперсных сыпучих материалов, кг/м' /2/

НУ    - твердость металла труб по Виккерсу

Ппров    - число проворотов труб вокруг своей оси

Примечания. При обозначении величин, имеющих частное значение, по тексту приводятся их определения и размерности.

6

1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ТРУБОПРОВОДОВ ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК СИСТЕМ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕНИЯ ТЭС


1.1. Расчет удельного линейного абразивного износа прямолинейных участков трубопроводов пневмотранспортных установок систем пылеприготовления и золошлакоудаления ТЭС


Расчет величины удельного линейного абразивного износа трубопроводов пневмотранспортных установок систем пылеприготовления и золошлакоудаления ТЭС Syd.h выполняется для горизонтальных и наклонных участков по зависимости (1):


5,55*10- •Kn*U1m'k


а для вертикальных участков по зависимости (2):


^ у».h — '


D2 • т°А »к,


D2 *т°А •к

—-, мм/т

(1)

•ДО, /

—-. мм/т

(2)


где

Кп = Psd(/6\


ksicn


% содержания Si02 в транспортируемом материале % содержания SiO, в кварцевом песке


или ksj02=% SiC>2/94;


кизн определяется по выражению (3):

киз„ = 6,42х 10'5xHV2 - 0,0157xHV + 1,97    (3)


или выбирается из табл. 1

Таблица 1- Коэффициент относительной износостойкости трубопроводов из различных материа-

ЛОВ, кцзн_

Материал трубопровода

Твердость по Виккерсу, HV

Коэффициент относительной износостойкости трубопроводов из различных материалов, кизн

Медь

125

1,00

Сталь 5

130

1,01

Сталь 25Л

130

1,01

Сталь 3

135

1,02

Сталь 10

137

1,02

Сталь 4сп

140

1,03

Сталь 5сп

150

1,06

Сталь 20

156

1,08

Сталь 35Л

160

1,10

Сталь 35

187

1,28

Сталь 25Г2

200

1,40

Сталь 37 (St37)

210

1,50

Сталь 40,40Х (отж.)

217

1,59

Серый чугун

223

1,66

Сталь 30ХГС, Сталь 30ХГСА (отж.)

229

1,74

Сталь 55Л (с термообработкой)

240

1,90

Сталь 45

241

1,92

Сталь 30X13

270

2,41

Сталь 40X13

300

3,04

Сталь 55Л

340

4,05

Сталь X5CrNi 189

380

5,27

Трубы с алюмотермическим покрытием

2500

364,00


Определение U„.

При известной средней по сечению скорости воздуха при движении пылевоздушной смеси в трубопроводе U для расчета JJM необходимо определить критическую скорость воздуха в пнев-мотранспортных трубопроводах по выражению (4) из /2/ или (5) из /31. Выражение (3) применяется при выполнении условий:

m > 2; D > 0,08 м; d0 > 20* 10'6 м, а в других случаях используется выражение (4).


UKP= 0,481


Pw


0,581


■^200

D


0,943


PJО 6


0,159


т


-0,258


(4)


£/* =6,34


,0,16


(5)


Возможно три варианта отношения транспортной и критической скоростей воздуха при движении пылевоздушных смесей:

1.    и<икр

2.    1,0 <    <1,7

3.    I/ > 1,7 UKp

1. При U < UKp величину усредненной скорости частиц транспортируемого материала следует определять по выражению:


UM = 0,5 UKp    (6)

2. При 1,0 < Ки < 1,7 величину усредненной скорости частиц транспортируемого материала следует определять по выражению:

UM = t/[0,7 + 0,5(U/Ukp- 1,2)]    (7)

Надежная работа пневмотранспортных установок в режиме летучей транспортировки без подстилающего слоя обеспечивается при Кн в диапазоне 1,2-ь 1,4. Для такого случая при проектировании или оптимизации работы установки пневмотранспорта угольной пыли или золы при определении величины усредненной скорости частиц транспортируемого материала следует пользоваться выражением:


UM = 0,8 U или UM =1,12 UKp    (8)

3. При Кн> 1,7 величину усредненной скорости частиц транспортируемого материала следует определять по выражению:


UM =0,95 U    (9)

В случае отсутствия фактических или проектных данных о величинах усредненных скоростей воздуха для определения U можно использова ь справочные данные по аналогичным установкам или рассчитать их в соответствии с /4/ или /2/

1.2. Расчетный срок эксплуатации прямолинейных участков трубопроводов пневмотранспортных установок

Расчетный срок эксплуатации трубопроводов пневмотранспортных установок по условиям абразивного износа Тиз„ определяется продолжительностью периода, в течение которого толщина стенки трубопровода 8ст уменьшается до нормативной величины 5ост, устанавливаемой исходя из условия достаточной механической прочности. Тогда, глубина эксплуатационного износа трубопровода <5ц3„ определяется по выражению (10):


8юп 8Ст - §ост, ММ


(10)


1.2.1.    Расчетный срок эксплуатации трубопровода без проворота прямолинейных участков труб вокруг своей оси определяется из выражения (11):

Тши = (<5ья - Socm)/(3,6xSyd.hxGy), час    (11)

1.2.2.    Расчетный срок эксплуатации трубопровода с проворотом прямолинейных участков труб вокруг своей оси определяется из выражения (12):

Тизн ificm ~ ^ocv/j)/(3 ,бхSyd /,xG\f) X i^npoe 1)» ЧЗС    (12)

где ппров - число, равное количеству проворотов труб вокруг своей оси, которое равно 3 при угле каждого проворота труб вокруг своей оси на 90°, но может быть принято равным 4 при угле каждого проворота на 72°.

1.2.3.    Расчет требуемой толщины стенки труб по условиям абразивного износа

Расчет требуемой (проектной) толщины стеьки труб на весь период эксплуатации пнев-мотранспортной установки системы пылеприготовления или золошлакоудаления по условиям абразивного износа следует проводить по зависимости (13):

&cm ~ Т- i.y.х3,6хSyo.h*    * (j^npoe 1) Soam ММ (1    j)

1.2.4. Исходные данные для расчета абразивного износа и срока эксплуатации прямолинейных участков труб

Таблица 2 - Исходные данные для расчета величины удельного абразивного износа и срока эксплуатации прямолинейных участков трубопроводов пневмотранспортных установок систем зо-_ лошлакоудаления    и    пылеприготовления    ТЭС    н

п/п

Транспор-

тируемый

материал

Материал трубопровода

с.,„

кг/с

т,

кг/кг

и

м/с

ц

м

do»l<r6,

м

Рм>

кг/м3

Р»1&,

Па

L,

°С

“С

Ту

ч

%

SiO}

Приме

чание

Марка

HV

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

Пояснения к исходным данным.

Число Виккерса HV для материала труб принимается из табл. 1 или по справочным данным.

Расход золы или угольной пыли GM, массовая концентрация пылевоздушного потока т, средняя по сечению скорость воздуха при движении пылевоздушной смеси в трубопроводе U, внутренний диаметр трубопровода D, средневзвешенная крупность do и агрегатная плотность частиц транспортируемого материала рм, плотность воздуха в трубопроводе рв, температура транспортируемого материала /„ и воздуха /в принимаются по фактическим данным или определяются в соответствии с /4/. Процентное содержание SiOi в транспортируемом материале принимается по результатам лабораторных исследований или по справочным данным.

9

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КРИВОЛИНЕЙНЫХ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДОВ

2.1. Обоснование оптимальной формы колен поворотов трубопроводов

При обработке результатов исследований различных авторов было установлено, что основной износ колена происходит в зоне внешней образующей при угле атаки пылевоздушного потока к поверхности колена а= 10-4-45°. При этом максимальный износ находится в зоне внешней образующей при а = 25-4-28°, а градусная мера дуги области интенсивного абразивного износа в поперечном сечении колена составляет примерно 70°. В области внутренней образующей колена абразивный износ практически отсутствует.

При обработке результатов исследований аэродинамических характеристик и анализе данных по абразивному износу колен при движении пылевоздушных смесей в трубопроводах пнев-мотранспортных установок было установлено, что при углах поворота потока в элементах колена 15° и менее, что соответствует углу атаки 7,5° и менее:

•    скорость абразивного износа элемента колена трубопровода примерно в 30 раз меньше, чем при угле атаки а = 25ч-28°;

•    аэродинамическое сопротивление колена трубопровода снижается примерно в 1,5^-2,0 раза за счет отсутствия областей повышенной турбулентности из-за отрыва потока от поверхности колена по всему его поперечному сечению.

Исходя из выше изложенного рекомендуется выполнять колена трубопроводов по эскизу, представленному на рис.1. На рис.1, изображен эскиз колена с углом поворота трубопровода на 90°. Такая форма колена позволяет значительно уменьшить не только скорость абразивного износа, но и существенно снизить аэродинамические потери в колене. Последнее обстоятельство является весьма важным для снижения общих потерь давления в пневмотранспортных трубопроводах сложной конфигурации с большим числом поворотов. Такая оптимальная форма поворотов рекомендуется при выполнении колен из любых материалов труб, независимо от их антиабразивных свойств.

На рис.2. показаны элементы колена на входе в поворот трубопровода, а на рис.З. - элементы колена на выходе из поворота трубопровода, где: 1 - первый элемент колена, являющийся тор-цем трубы конечного прямолинейного участка трубопровода перед поворотом; 2-7 - отдельные элементы колена; 8 - восьмой элемент колена, являющийся торцем трубы начального прямолинейного участка трубопровода после поворота; D„ - наружный диаметр трубопровода; оц = 1,5° -угол между осями первого и второго элементов колена; аг =15° - угол между осями элементов колена со второго по седьмой; аз = 7,5° - угол между осями седьмого и восьмого элементов колена

2.2. Определение геометрических размеров элементов сварных колен поворотов трубопроводов оптимальной формы 2.2.1. Определение геометрических размеров элементов сварного колена оптимальной формы с поворотом трубопровода на 90°.

Угол атаки пылевоздушного потока по отношению к поверхности второго-седьмого элементов в соответствии с п.2.1.1, принят равным 7,5°, что обеспечивает суммарный угол поворота потока в шести элементах колена 90° из-за равенства углов падения и отражения потока. В связи с этим:

•    угол между осями первого и второго элементов колена ai=7,5°;

•    угол между осями элементов колена со второго по седьмой аг =15°.

•    угол между осями седьмого и восьмого элементов колена аз=7,5°:

Размеры 1 -го элемента колена Расчет уменьшения длины внутренней образующей 1-го элемента колена:

А1)В = tg(a|/2)*DH = tg3,75°xDii = 0,066Dh

10