泵选型管道阻力计算

浙江蓝天求是环保集团有限公司2007年11月设计校核审核烟气脱硫工程华润电力涟源项目2x300MW机组工（渣浆泵及水泵选型计算）艺计算书设备选型参数说明一管道等值粗糙度说明1.1根据《汽水管道设计技术规定》查得前苏联推荐无缝钢管k=0.2mm；美国推荐冷拔钢管k=0.0015mm，普通钢管k=0.0457mm；德国推荐无缝钢管k=0.02-0.06mm，玻璃管0.001-0.002mm，橡胶管约为0.0016mm。1.2根据《化工工艺设计手册》查得无缝钢管k=0.02-0.1mm，玻璃管0.0015-0.01mm，橡皮软管约为0.01-0.03mm。1.3结合以上数据，本计算书各工艺管道等值粗糙度取值如下：工艺水管道k值（mm）0.05FRP管道k值（mm）0.0084（参考厂家提供数据）衬胶管道k值（mm）0.02二介质动力黏度η与运动黏度γ说明2.1对于工艺水，根据《汽水管道设计技术规定》查得，水在常温常压下动力黏度如下：工艺水0.001Pa·s1000kg/m32.2对于浆液，根据技术支持方AEE提供数据，各浆液动力黏度、密度、含固量如下：石灰石浆液0.004Pa·s1145-1290kg/m320-35%石膏浆液0.003Pa·s1050-1130kg/m38-17%石膏旋流器底流0.003Pa·s1310-1540kg/m340-60%石膏旋流器溢流0.001Pa·s1020-1050kg/m31-5%废水旋流器底流0.001Pa·s1030-1110kg/m35-12%废水旋流器溢流0.001Pa·s1000-1040kg/m30.2-3%滤液水0.001Pa·s1000-1030kg/m30-1.5%2.3动力黏度η与运动黏度γ的关系γ=η/ρ三管道摩擦系数说明3.1雷诺数Re=VD/γ（式中V、D分别为管道流速和管径）3.2根据《化工工艺设计手册》，摩擦系数λ、雷诺数Re和相对粗糙度k/d关系如下：层流时Re≤2000λ=64/Re湍流时光滑区3000＜Re＜100000k/d＜15/Reλ=0.3164/Re0.25光滑区3000＜Re＜4000000k/d＜15/Re1/λ0.5=2lg(Reλ0.5)-0.8过渡区15/Re≤k/d≤560/Re1/λ0.5=1.74-2lg(2k/d+18.7/(Reλ0.5))阻力平方区k/d＞560/Re1/λ0.5=1.74-2lg(2k/d)四管道局部摩擦阻力系数说明4.1以下局部摩擦阻力系数根据《化工工艺设计手册》查得450标准弯头ξ=0.35900标准弯头ξ=0.751800回弯头ξ=1.5活接头ξ=0.4箱流入管道ξ=0.5管道流入箱ξ=1大小头ξ=0.2系数与大小头前后管径比有关，且渐扩和渐缩也不同，此处统一取0.2三通(直流)ξ=0.4与管径有关，随管径增大而减小，此处取0.4三通(当弯头)ξ=1.5与管径有关，随管径增大而减小，参照《化工原理》此处取1.5截止阀(全开)ξ=6.4截止阀(半开)ξ=9.5止回阀(升降式)ξ=12止回阀(旋启式)ξ=2蝶阀ξ=0.05与阀板开度有关,蝶阀实际运行时只考虑全开和全关,全开时为0.054.2参考《汽水管道设计技术规定》查得橡胶膨胀节ξ=0.2五泵的流量选择说明5.1根据物料衡算：除雾器冲洗水量Q=48m3/hSO2浓度增加30%时Q=48.7m3/h由于除雾器冲洗时是局部分块冲洗，瞬时流量大，选型时一般对300MW机组取2.5的倍率，对600MW机组取2的倍率，所以对本项目选型流量取：120m3/h5.2对于系统来说，由于工艺水泵一般是整个系统公用，流量主要用于系统设备停运时的冲洗，对于2x300MW机组一般取200的流量，对于2x600MW机组一般取300流量，本工程取：3200m3/h5.3根据物料衡算：循环泵Q=5000m3/hSO2浓度增加30%时Q=5000m3/h循环泵流量计算时已经考虑脱硫效率，选型时不用再放余量，所以选型流量取：5000m3/h5.4根据物料衡算：石灰石浆液泵Q=9.1m3/hSO2浓度增加30%时Q=11m3/h石灰石浆液输送时是打大循环的，一般取3～4的倍率，考虑取整，所以选型流量取：30m3/h5.5根据物料衡算：石膏排出泵Q=38.3m3/hSO2浓度增加30%时Q=46.3m3/h石膏排出泵为变频泵，选型可以放大一点，此处取1.5的倍率，考虑取整，所以选型流量取：60m3/h5.6根据物料衡算：废水旋流器给料泵Q=10.4m3/hSO2浓度增加30%时Q=10.4m3/h给料泵为变频泵，选型可以放大一点，此处取1.5的倍率，考虑取整，所以选型流量取：15m3/h5.7根据物料衡算：滤液制浆流量Q=16m3/hSO2浓度增加30%时Q=19m3/h滤液水坑泵主要去制浆，根据坑液位也可回塔，同时此泵是打小循环的，取2.5的倍率，考虑取整，所以选型流量取：40m3/h5.8根据物料衡算：吸收塔浆池容积为1130m3/h，所以事故浆液箱容积至少也为1130m3/h，而事故浆液泵要求能在15h内将浆液返回吸收塔，考虑取整，所以事故浆液泵选型流量取：80m3/h5.9根据系统流程，吸收塔排水坑泵、事故浆液箱地坑泵与事故浆液泵是共用一根管道输送浆液，考虑系统匹配，吸收塔排水坑泵、事故浆液箱地坑泵选型流量与事故浆液泵一致，即：80m3/h参数单位符号或公式数据1基本参数1.1体积流量除雾器冲洗水泵出口m3/hQ1120.00至吸收塔m3/hQ2=Q1120.001.2流体密度kg/m3ρ1000.001.3管线内径工艺水罐出口mD10.200至吸收塔mD20.2001.4重力加速度g9.801.5管道等值粗糙度k0.05001.6假定压损修正系数Cf1.082介质流速流速取1.5-2.5除雾器冲洗水泵出口m/sV1=4Q1/(πD12)1.06至吸收塔m/sV2=4Q2/(πD22)1.063管线摩擦系数3.1动力粘度Pa·sη0.00100003.2运动粘度m2/sυ=η/ρ0.00000103.3雷诺数除雾器冲洗水泵出口Re1Re1=V1*D1/υ212314.23至吸收塔Re2Re2=V2*D2/υ212314.233.4k/D10.0002500k/D20.000250015/Re10.000070715/Re20.0000707560/Re10.0026376560/Re20.002637615/Re＜k/D＜560/Re3.4摩擦系数除雾器冲洗水泵出口λ1根据《化工工艺设计手册》查表0.0192至吸收塔λ2根据《化工工艺设计手册》查表0.01924除雾器冲洗水泵进口管段管线压降4.1除雾器冲洗水泵进口管段:A-B管道总展开长度mL11.60延程阻力系数ξf1=λ1*L1/D10.15局部阻力系数弯头局部阻力系数：ξ110只0.750.00管道进口接头局部阻力系数ξ121只ξ12=0.50.50阀门局部阻力系数：截止阀1只ξ13=6.46.40管道出口接头局部阻力系数：0只ξ14=1.00.00大小头局部阻力系数：1只ξ15=0.20.20三通局部阻力系数：0只ξ16=1.50.00橡胶膨胀节局部阻力系数：1只ξ17=0.20.20总局部阻力系数ξ1total=ξ11+ξ12+ξ13+ξ14+ξ15+ξ16+ξ177.30总阻力系数ξ1=ξ1total+ξf17.45介质动压力mPd1=V12/2g0.06总介质动压力mHLf1=Cf*ξ1*Pd10.46泵进口与工艺水罐低液位高差m△H12.004.2泵出口至吸收塔:B-C除雾工艺水泵选型计算管道总展开长度mL290.00延程阻力系数ξf2=λ2*L2/D28.62弯头局部阻力系数:9008只ξ21=0.756.00阀门局部阻力系数：蝶阀2只ξ22=0.050.10阀门局部阻力系数：截止阀1只ξ23=6.46.40阀门局部阻力系数：止回阀1只ξ24=22.00大小头局部阻力系数:1只ξ25=0.20.20三通局部阻力系数:3只ξ26=1.54.50橡胶膨胀节局部阻力系数:2只ξ27=0.20.40总局部阻力系数ξ2total=ξ21+ξ22+ξ23+ξ24+ξ25+ξ26+ξ2719.60总阻力系数ξ2=ξ2total+ξf228.22介质动压力mPd2=V22/2g0.06总介质动压力mHLf2=Cf*ξ2*Pd21.75除雾器要求压力mHcy20.000管道最高与泵进口高差m△H23.005除雾器冲洗水泵总压头mHtotal=HLf1+HLf2+Hcy+△H43.22除雾器冲洗水泵计算压头mH=1.2Htotal51.866除雾器冲洗水泵泵选型结果流量m3/hQ=Q1120.00压头m58.00参数单位符号或公式数据1基本参数1.1体积流量工艺水泵出口m3/hQ13200.00至吸收塔m3/hQ2=Q13200.001.2流体密度kg/m3ρ1000.001.3管线内径工艺水罐出口mD10.900至吸收塔mD20.2001.4重力加速度g9.801.5管道等值粗糙度k0.05001.6假定压损修正系数Cf1.082介质流速母管流速取1.0-1.5，支管取1.5-2.5工艺水泵出口m/sV1=4Q1/(πD12)1.40至吸收塔m/sV2=4Q2/(πD22)28.313管线摩擦系数3.1动力粘度Pa·sη0.00100003.2运动粘度m2/sυ=η/ρ0.00000103.3雷诺数工艺水泵出口Re1Re1=V1*D1/υ1258158.37至吸收塔Re2Re2=V2*D2/υ5661712.673.4k/D10.0000556k/D20.000250015/Re10.000011915/Re20.0000026560/Re10.0004451560/Re20.000098915/Re＜k/D＜560/Re3.5摩擦系数工艺水泵出口λ1根据《化工工艺设计手册》查表0.0123至吸收塔λ2根据《化工工艺设计手册》查表0.00844工艺水泵进口管段管线压降4.1工艺水泵进口管段:A-B管道总展开长度mL11.60延程阻力系数ξf1=λ1*L1/D10.0218弯头局部阻力系数：9000只ξ11=0.750.00管道进口接头局部阻力系数1只ξ12=0.50.50阀门局部阻力系数：截止阀1只ξ13=6.46.40管道出口接头局部阻力系数：0只ξ14=1.00.00大小头局部阻力系数：1只ξ15=0.20.20三通局部阻力系数：0只ξ16=1.50.00橡胶膨胀节局部阻力系数：1只ξ17=0.20.20总局部阻力系数ξ1total=ξ11+ξ12+ξ13+ξ14+ξ15+ξ16+ξ177.30总阻力系数ξ1=ξ1total+ξf17.32介质动压力mPd1=V12/2g0.10总介质动压力mHLf1=Cf*ξ1*Pd10.79泵进口与工艺水罐低液位高差m△H12.004.2泵出口至吸收塔:B-C管道总展开长度mL275.00延程阻力系数ξf2=λ2*L2/D23.16工艺水泵选型计算弯头局部阻力系数：9004只ξ21=0.753.00阀门局部阻力系数：蝶阀1只ξ22=0.050.05阀门局部阻力系数：截止阀2只ξ23=6.412.80阀门局部阻力系数：止回阀1只ξ24=22.00大小头局部阻力系数:1只ξ25=0.20.20三通局部阻力系数:4只ξ26=1.56.00橡胶膨胀节局部阻力系数:1只ξ27=0.20.20总局部阻力系数ξ2total=ξ21+ξ22+ξ23+ξ24+ξ25+ξ26+ξ2724.25总阻力系数ξ2=ξ2total+ξf227.41介质动压力mPd2=V22/2g40.89总介质动压力mHLf2=Cf*ξ2*Pd2+Hflow1210.45工艺水瞬时要求压力mHcy9.00管道最高与泵进口高差m△H228.005工艺水泵总压头mHtotal=HLf1+HLf2+Hcy+△H1246.23工艺水泵计算压头mH=1.2Htotal1495.486工艺水泵选型结果流量m3/hQ=Q13200.