GB T 29464-2012 两相流喷射式热交换器.pdf
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1、道昌ICS 23.020.10 J 74 中华人民共和国国家标准GB/T 29464-2012 两相流暇射式热交换器Steam-driven jet heat exchanger 2013-07-01实施2012-12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会什JFh,-气伊-E二四且阳如国川过fry哈GB/T 29464-2012 目次前言.皿引言.N1 范围.2 规范性引用文件3 术语和定义.2 4 通则.4 5 材料. 6 6 设计.7 制造.8 检验与性能测定.9 图样及随机技术文件、标志、包装、贮存、运输.14 附录A(规范性附录)附属件、安装、运行
2、及维护.I GB/T 29464-2012 ._ 目。吕本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。本标准负责起草单位z甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司、洛阳蓝海实业有限公司。本标准参加起草单位z西安交通大学、中国石化洛阳石油化工工程公司、西安户县电热公司、洛阳市高新区供热中心、兰州传热与节能工程技术研究中心。本标准主要起草人:严俊杰、曹辉、周文学、王龙江、自搏峰、刘继平、常宝贵、刘海国、寇勇、罗自立、尹俊。阳皿GB/T 29464-2012 I 牛-H通过制定本标准,可规范该产品的设计、加工、检验及安装使用并加
3、速其推广应用,促进节能减排。本标准不限制在特定应用场合中,供、需双方接受的特殊设备或设计方案。若选用别的设备,供方应确定与本标准的差别并提供详细说明。W GB/T 29464-2012 两相流喷射式热交换器1 范围1. 1 本标准规定了两相流喷射式热交换器(以下简称喷射器)的材料、设计、制造、检验、验收及安装使用等技术要求。1.2 本标准适用于集中供热、空调、生活及生产工艺热水等系统使用的喷射器。1. 3 压力和温度适用范围za) 进汽压力及进水压力不大于1.0 MPa; b) 出水压力不大于1.5 MPa; c) 进水温度范围为oc 90 C; d) 加热温升为15C60 c。2 规范性引用
4、文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GB 150.1 压力容器第1部分:通用要求GB 150.4压力容器第4部分z制造、检验和验收GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 699 优质碳素结构钢GB/T 700 碳素结构铜GB/T 983 不锈钢焊条GB/T 1221 耐热钢棒GB/T 1226 一般压力表GB/T 3768声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法GB/T 3985 石棉橡胶板GB/T 4237 不锈钢热轧钢板和钢带GB/T 4622
5、(所有部分)缠绕式垫片GB/T 5117 碳钢焊条GB/T 5118 低合金钢焊条GB/T 5231 加工铜及铜合金化学成分和产品形状GB/T 5574 工业用橡胶板GB/T 8163 输送流体用无缝钢管GB/T 12232通用间门法兰连接铁制闹闹GB/T 12233 通用阅门铁制截止间与升降式止回阅GB/T 12238 法兰和对夹连接弹性密封蝶阔GB/T 12712 蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阅技术管理要求GB 13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件1 GB/T 29464-2012 GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管JB/
6、T 4726 承压设备用碳素钢和合金钢锻件JB 4728 压力容器用不锈钢钢锻件JB/T 8803 双金属温度计3 术语和定义GB 150.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 两相流喷射式热交换器steam-driven jet heat exchanger 两相流喷射式热交换器是汽被两相直接接触式的换热装置。如图l哥示,蒸汽作为加热流体,水作为被加热流体,蒸汽在喷嘴内膨胀形成高速汽流后与水充分混合形戚超音速汽被两相流,在变截面通道内产生凝结激波,蒸汽全部凝结成水,使出水温度和压力同时升高。低压水圈1两相流喷射式热交换器工作原理固3.2 最高工作温度maximum working
7、 temperature T, 喷射器工作中出现的最高温度,C。3.3 最高进水温度maximum inlet water temperature TWI皿在给定的进汽压力、进汽温度及进水压力下,当进水温度升到喷射器丧失升压能力时的临界温度TWmax C。3.4 最小加热温升minimum heating temperature rise 在给定的进水压力及进水温度下,当进汽流量下降时,如热温升也下降,当加热温升下降到喷射器丧失升压能力时的临界温升,C。GB/T 29464-2012 3.5 设计温度design temperature 喷射器在正常工作情况下,设定的元件的温度。设计温度与设计
8、压力一起作为设计载荷条件,C。3.6 3. 7 3.8 压力pr四sure除非特别注明,压力均指表压力,MPao工作压力working pressure 在正常工作条件下,喷射可能出现的最高压力。设计压力d创伊press町ePmax 设定的喷射器的最高压力,与相应的设计温度一起作为基本设计载荷条件,其值不低于工作压力,MPao3.9 最低进汽压力minimum inlet steam pressure 在给定的进水压力及进水温度下,喷射器丧失升压能力时的进汽压力,MPao3. 10 3. 11 喷射器热效率heat efficiency of steam-driven jet heat exc
9、hanger 喷射器热效率按(1)式计算zcDWw(Two -TwI),n/ =机(hGfcpTmi100%式中zCp 一水的定压比热,单位为千焦尔每千克摄氏度kJ/(kg.C )J; hG一一进汽熔值,单位为千焦每千克(kJ/kg); WG一一一进汽流量,单位为千克每秒(kg/s); Ww 进水流量,单位为千克每秒(kg/s); TW1 进水温度,单位为摄氏度(C); Two -出水温度,单位为摄氏度(C)。升压系数pressure Iifting coefficient r 表征喷射器升压性能的参数,按公式(2)计算z式中zr-Po +Pat 一一p,+p.t PO-一喷射器出水压力,单位
10、为兆帕(MPa); p的一一当地大气压力,单位为兆帕(MPa); P , 喷射器进汽压力,单位为兆帕(MPa)0 3. 12 最大升压系数maximum pr四surelifting coefficient r皿在给定的进汽压力、进汽温度及进水压力下,喷射器出水压力达到最大时的升压系数rmax。( 1 ) .( 2 ) 3 . GB/T 29464-2012 3.13 引射系数entrainment coefficient 反映喷射器引射性能的参数,为装置进水流量与蒸汽流量之比,按公式(3)计算z式中zWw 伊=百二Ww一-进水流量,单位为千克每秒(kg/s); WG一一进汽流量,单位为千克每
11、秒(kg/s)。3. 14 运行噪声performance noise N 喷射器运行时距侧面1m处的噪声值,dB。4 通则4. 1 基本要求4. 1. 1 喷射器的设计、制造应符合本标准和国家有关法规的规定E制造还应符合图样的要求。4.1.2 喷射器的设计、制造单位应具备健全的质量保证体系。4. 1. 3 设计温度和设计压力应按GB150. 1的有关规定确定。4.2 瞄射器界定范围( 3 ) 4.2. 1 本标准所界定的喷射器包括壳体、喷嘴、混合腔及与其连接的附件,且划定在喷射器的本体与加热蒸汽管道、进水管道及出水管道的第一个连接断面之内。4.3 结构型式4.3.1 喷射器分为中心进汽/环周
12、进水及中心进水/环周进汽两种结掏型式。4.3.2 喷射器工作过程应具有蒸汽与水充分混合形成超音速汽液两相混合物、超音速汽液两相混合物在变截面通道内产生凝结激波、出口热水压力超过进水及蒸汽压力三个主要特征。4.4 部件名称喷射器的零部件名称见图2、图3及表1,其中喷嘴与握合腔组成喷射器的内芯,装于壳体与延伸管组成的外壳之中。4 序号1 2 3 4 5 G/T 29464-2012 熟水图2中心进汽、环周进水的喷射器图3中心进水、环周进汽的瞄射器表1零部件名称作用喷嘴形成高速汽流及水流混合腔使汽液两相充分混合,形成激波壳体固定喷嘴及混合腔,并与延伸管4组成外壳延伸管与壳体3组成喷射器的外壳调节垫片
13、调节喷嘴与混合腔的问距5 GB/T 29464-2012 5 材料5. 1 一般规定5. 1. 1 喷射器用材料应考虑其使用条件(如设计温度、设计压力、设计流速、介质特性等、材料的焊接性能、加工性能及经济合理性。5. 1.2 喷射器内芯、外壳、法兰、紧固件等主要部件用材料及承压的焊缝用焊接材料应具备质量证明书E喷射器制造单位从非材料生产单位获得材料时,应同时取得材料质量证明书原件或加盖供应材料单位检验公章和经办人章的有效复印件。5.2 外壳及内芯5.2. 1 喷射器的外壳及内芯材料应符合设计图样的要求,宜根据工艺所使用的水质、工作环境、防腐等级选取材料。5.2.2 喷射器所选用的材料应符合表2
14、的规定。5.3 焊接材料喷射器用焊接材料应符合GB/T983或GB/T5117或GB/T5118的规定。5.4 法兰5.4. 1 法兰采用碳素钢、低合金钢锻件及不锈钢锻件时,按JB/T4726 ,JB 4728的规定选用,并在图样上注明锻件级别。5.4.2 法兰采用铜板材料加工时,钢板应符合GB/T700或GB/T699的规定。5.5 垫片喷射器本体内部及外部连接的法兰垫片应符合表2的规定。5.6 零部件及铭牌5.6. 1 喷射器所用零部件的机械性能等级应能满足试验压力的要求。5.6.2 喷射器所有铭牌应采用适合使用环境的金属材料制作。表2序号主要零部件名称材料牌号或材料名称Q235B Q27
15、5 20 25 15Mn 1 内芯20Mn 06Cr18Nill Ti 022Cr12 13Cr13Mo 20Cr1 3 6 材料标准GB/T 700 GB/T 699 GB/T 699 GB/T 1221 GB/T 29464-2012 表2(续)序号主要零部件名称材料牌号或材料名称材料标准10 GB/T 8163 20 OCr18Ni9 2 外壳lCr18Ni9 GB 13296 lCr18Ni9Ti GB/T 14976 OCr18Nil0Ti Q235B GB/T 700 Q235C , 20 3 法兰GB/T 699 15Mn 06Cr1 9Nil0 GB/T 4237 06Cr18
16、Nill Ti 硫化橡胶板GB/T 5574 4 垫片缠绕式垫片GB/T 4622. 14622. 3 石棉橡胶板GB/T 3985 Q235A GB/T 700 5 调节垫片2Cr1 3 GB/T 1221 黄铜GB/T 5231 一6 设计6. 1 符号AG 蒸汽喷嘴喉部面积,m2; AG。一一蒸汽喷嘴出口面积,m2;AM一一混合腔喉部截面积,mzpAWI 进水通道出口面积,m2;Cp 一一水的定压比热,kJ/(kgC); Dl 一一蒸汽喷嘴进口直径,m;D2 一一蒸汽喷嘴喉部直径,m;D3 一一蒸汽喷嘴出口直径,m;D. 一一混合腔喉部直径,m;hG 一一进汽熔值,kJ/kg;hGS -
17、一等情膨胀时蒸汽喷嘴的出口熔值,kJ/kg;hs 一一蒸汽喷嘴的实际出口蜡值,kJ/kg;t 混合腔进口段斜度zlM 混合腔喉部平直段长度,m;7 GB/T 29464-2012 lN 一一喷嘴出口与混合腔喉部的距离,m;.l 一一喷嘴出口边缘的厚度,m;n 一喷射器内的喷射换热单元数EP国当地大气压力,MPa;PG 一一喷射器进汽压力,MPa;PG。一一蒸汽喷嘴出口压力,MPa;P, 一一试验压力,MPa;P1 一-一进水压力,MPa;PM 混合腔喉部压力,MPa;Po 进水通道出口压力,MPa;SM 二混合腔喉部截面周长,m;TM 一一混合腔喉部压力PM所对应的饱和温度,C ; Two一一
18、出水温度,.C;Tw,一一进水温度,C ; .T一一加热温升,.T= T wo - T WI , .C ; .TM一一一计算混合腔喉部压力的修正温差,C ; WG一一进汽流量,kg/s;Ww一一进口水质量流量,kg/s;u一一蒸汽喷嘴出口流速,m/s;Uw。一一进水通道出口流速,m/s;VG 一一蒸汽进口比容,m3/kg;VGO一一蒸汽喷嘴出口比容,m3/kg; 一一蒸汽喷嘴的压比;E 一一混合腔收缩比; 一一进水通道阻力系数; 一一圆周率,取3.14159;卢一一确定混合腔喉部平直段长度的修正系数zs 蒸汽喷嘴效率,%;G 一一蒸汽喷嘴的流量系数,取o.9O. 99; pw 一一-进水密度,
19、kg/m3。6.2 蒸汽喷嘴6.2. 1 喷射器蒸汽流量喷射器的蒸汽流量按式(4)计算,可的取值为0.990.998。W口=100X Ww X cp .T u 1J (hG - Cp T W1) 6.2.2 暇嘴眼部通流面积蒸汽喷嘴采用缩放形的拉瓦尔喷嘴,如图4所示。其喉部通流面积按式(5)计算。8 AG=些O. 638nu r. /06 (PG + p.,) 8n队l电 ( 4 ) ( 5 ) Q 圄4蒸汽睛嘴结构示意图6.2.3 瞄嘴喉部通流直径拉瓦尔蒸汽喷嘴喉部直径按式(6)计算:6.2.4 出口直径蒸汽嗤嘴出口直径按式(7)计算z6.2.5 蒸汽瞄嘴压比值蒸汽喷嘴的压比值按式(8)计算
20、zD2=俨子D3=?,于P+Pat PG+Pat 蒸汽喷嘴的设计压比值取值范围为O.050. 4。6.2.6 混合腔喉部压力所对应的蒸汽饱和温度按式(9)计算zGB/T 29464-2012 q . ( 6 ) ( 7 ) .( 8 ) Tw =Two十.TM(9 ) 式中的修正温差.TM的范围为oc 40 c ,其具体数值根据实验确定。6.2.7 出口流速蒸汽喷嘴的出口流速按式(10)计算zu气!201js(hG - hGs) .( 10 ) 蒸汽喷嘴效率守s取O.80. 95. 6.2.8 出口截面积蒸汽喷嘴的出口截面积按式(11)计算z9 GB/T 29464-2012 G-泊w-u叫囚
21、一U-n 一一m A ( 11 ) 6.2.9 蒸汽喷嘴流动通道的几何结构应满足蒸汽膨胀为超音速流的需要。对图4的蒸汽喷嘴,其进口收缩段斜度为1/3-1/10,出口扩散段斜度为1/5-1/30,流动通道应光滑z蒸汽喷嘴进口直径Dl宜大于其喉部直径D2的2倍以上。6.3 进水通道6.3. 1 出口面积对中心进汽/环周进水型的喷射器,其进水通道为图2所示的喷嘴1出口外表面与混合腔2进口内表面所组成的通道。进水通道为收缩形通道,其出口面积为zAw= Ww npwuw . ( 12 ) 6.3.2 出口水流速进水通道出口水的流速按照式(13)计算z/2X 106 X (PW - PWO) .1= WU
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