Выбор условного диаметра трубопроводов по скорости потока
При проектировании трубопроводных систем важно правильно выбрать диаметр трубопроводов. Отклонение диаметра от оптимального значения, соответствующего минимальным приведенным затратам, приводит к увеличению капитальных затрат или эксплуатационных расходов. Анализ стоимости трубопроводов по прейскурантам и ценникам (табл. 13.4) показывает, что при изменении диаметра трубопровода на один типоразмер его общая стоимость в среднем возрастает на 30 %.
Таблица 13.4 - Изменение стоимости трубопроводов при увеличении
диаметра на один типоразмер
| Элементы трубопроводов | Изменение стоимости трубопроводов, % |
| Трубы из углеродистой стали марки: Вст3 | 19-38 33-100 |
| Трубы из лигированной или коррозионностойкой стали | 26-58 |
| Трубопроводная арматура | 30-100 |
| Тепловая изоляция | 20-40 |
| Покровный слой тепловой изоляции | 15-30 |
При проектировании диаметр трубопровода определяют поэтапно: сначало выбирают условный диаметр, затем выполняют монтажно-технологическую схему, гидравлический (или теплогидравлический) и прочностной расчеты. При этом на каждом этапе диаметр уточняют, в отдельных случаях при уменьшении диаметра можно сократить длину трубопровода на 10-40 % путем изменения трассировки, уменьшения числа отводов, П-образных компенсаторов температурного расширения и т.д.
Таблица 13.5 - Рекомендуемые скорости газов и паров в технологических трубопроводах
| Транспортируемая среда | Давление (абс.), МПа | Скорость газа и пара, м/с |
| Пар водяной: сухой насыщенный - диаметр трубопровода до 200 мм свыше 200 мм перегретый - диаметр трубопровода до 200 мм свыше 200 мм отработанный | Независимо | 10-15 |
| Водород | Независимо | |
| Кислород | До 1,6 1,6-4 4-10 10-25 | |
| Пары углеводородов | 5-20 кПа 20-50 кПа 50-100 кПа Свыше 0,1 МПа | 60-75 40-60 20-40 10-25 |
| Хладоносители: пропан, пропилен, этан, этилен, аммиак фреоны (Р-12, 22, 30) | до 2,0 | 10-25 8-18 |
| Другие газы и пары | До 0,3 0,3-0,6 0,6-10 Свыше 10 | 5-20 10-30 10-35 |
Для выбора условного диаметра часто используют номограммы, связывающие расход потока, его скорость и диаметр трубопровода или расход, скорость, диаметр трубопровода и удельные потери давления потока.
Рекомендуемые скорости потока. Рекомендуемые скорости в технологических трубопроводах для газов и паров приведены в табл. 13.5. Скорость движения смеси газов определяют с учетом объемной доли каждого из компонентов.
Таблица 13.6 - Рекомендуемые скорости газов и паров в технологических трубопроводах.
| Среда | Кинематическая вязкость, 106 м2/с | Скорость во всасывающих трубопроводах, м/с | Скорость в наг-нетательных тру-бопроводах, м/с |
| Жидкие хладоносители (табл. 3.2.), этиленглюколь и растворы солей: диаметр до 200 мм вкл. свыше 200 мм Сжиженные газы Жидкости при температуре кипения и горячая вода прочие жидкости | Независимо -/- -/- -/- До 11 11-28 | 0,6 1,0 1,2 0,9 1,5 1,3 | 1,2 2,0 3,0 0,9 2,5 2,0 |
| 28-74 74-128 148-445 445-889 и свыше | 1,2 1,0 1,0 0,8 | 1,5 1,2 1,1 1,0 |
Данные для кислорода приведены в табл. 12.5 применительно к трубам из углеродистых и легированных сталей. В трубах из коррозионно-стойких сталей или сплавов алюминия рекомендуется повышенные скорости потока: 50, 30, 16 и 6 м/с соответственно для указанных в табл. 13.5 диапазонов давления; в трубах из меди и ее сплавов - 50 м/с независимо от давления. В местных гидравлических сопротивлениях допускается максимальная скорость 60 м/с. При объемном содержании кислорода в смеси более 23 % скорость принимают как для чистого кислорода.
Таблица 13.7 - Допустимые скорости движения органических жидкостей при их электризации
| Жидкости | Удельное объемное электрическое сопротивление  , Ом.м
| Максимально допустимая скорость в трубопроводе, м/с |
| Электропроводящие | до 105 | |
| 105 - 109 | ||
| Свыше 109 | Определяют расчетом |
Рекомендуемые скорости движения жидкостей в технологических трубопроводах в зависимости от ее вязкости дана в табл. 13.6.
Скорость движения органических жидкостей в заземленных стальных трубопроводах выбирают с учетом ее ограничения по предельно допустимой плотности электрического заряда, образующегося в движущемся потоке при трении, для того, чтобы исключить возможность возникновения искровых разрядов и воспламенения потока. Допустимую скорость движения жидкости определяют по удельному объемному электрическому сопротивлению 
(табл. 13.7)
Вопросы для повторения
1. Признаки классификации трубопроводных систем в химической промышленности.
2. Свойства сред и технологических параметров лежащих в основе присвоения трубопроводам определенной группы и категории.
3. Трубопроводы подлежащие контролю Госгортехнадзора.
4. Назначение запорной арматуры.
5. Виды запорной арматуры в зависимости от характера работы затвора.
6. Краны, устройство, принцип действия, область применения.
7. Кран с паровым обогревом, устройство, принцип действия, область применения.
8. Чугунный гуммированный кран, устройство, принцип действия, область применения.
9. Керамический кран, устройство, принцип действия, область применения.
10. Кран с принудительной , устройство, принцип действия, область применения.
11. Трехходовой фланцевый кран, устройство, принцип действия, область применения.
12. Вентиль чугунный фланцевый, устройство, принцип действия, область применения.
13. Кованный вентиль нержавеющей стали, устройство, принцип действия, область применения.
14. Прямоточный чугунный вентиль со свинцовой обкладкой, устройство, принцип действия, область применения.
15. Прямоточный винипластовый вентиль, устройство, принцип действия, область применения.
16. Диафрагмовый вентиль, устройство, принцип действия, область применения.
17. Регулирующий вентиль, устройство, принцип действия, область применения.
18. Клиновая задвижка, устройство, принцип действия, область применения.
19. Параллельная ( ) задвижка, устройство, принцип действия, область применения.
20. Обратный чугунный клапан, устройство, принцип действия, область применения.
21. Обратный стальной подъемный клапан, устройство, принцип действия, область применения.
22. Приемный клапан, устройство, принцип действия, область применения.
23. Редукционный клапан, устройство, принцип действия, область применения.
24. Автоматический регулятор прямоточного действия, устройство, принцип действия, область применения.
25. Регулирующий мембранный клапан , устройство, принцип действия, область применения.
26. Малоподъемный пружинный предохранительный клапан, устройство, принцип действия, область применения.
27. Рычажно-грузовой предохранительный клапан, устройство, принцип действия, область применения.
28. Водоотделители, устройство, принцип действия, область применения.
29. Конденсатоотводчики, устройство, принцип действия, область применения.
30. Дросселирующее устройство, устройство, принцип действия, область применения.
31. Выбор технологических параметров трубопровода.
Трубопроводы и трубопроводная аппаратура
1. Автоматизация проектирования трубопроводных систем химических производств/ В. И. Мукосей, Ю.А. Сокодинский, А. Я. Галицкий и др. М.: Химия, 1986. 104с.
2. Бакланов Н.А. Трубопроводы в химической промышленности. Л: Химия, 1977. 95с.
3. Бережековский М.И. Трубопроводный транспорт химических продуктов. Л.: Химия, 1979. 238с.
4. Гуревич Д.Ф., Заринский О.Н., Щучинский G.X. Эксплуатация приводной арматуры на химических предприятиях: Справочник. Л.: Химия, 1985. 360с.
5. Гуревич Д.Ф. Основы расчета трубопроводной арматуры. М.- Л.: Машгиз, 1962. 410с.
6. Гуревич Д.Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры. Л.: Машиностроение, 1969. 887с.
7. Гуревич Д.Ф., Шпаков О.Н., Вишнев Ю.Н. Арматура химических установок. Л.: Химия, 1979. 320с.
8. Кафаров В.В., Меиалкин В.П. Проектирование и расчет оптимальных систем технологических трубопроводов- М.: Химия, 1991. 362с.
9. Классификатор ЕСКД. Класс 49. Арматура трубопроводная: 1.79.100/ Гос. ком. СССР по стандартам. М., 1986. 80с.
10. Лаптев Н.Н. Расчет напорных трубопроводов: Учеб. пособие. Л.: ЛИСИ, 1990. 64с.
11. Мамонтов Г.В., Жуков В.В. Исследование метадлополимерных затворов арматуры: Обзор. информ. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1973. 53с. (ХМ-10. Пром. трубопроводная арматура)
12. Миркин А.3., Усинып В. В. Трубопроводные системы: Расчет и автоматизированное проектирование: Справочник. М.: Химия, 1991. 25бс.
13. Мшсаэль С.Ю., Бенин Л. А. Технология арматуростроения. М.-Л.: Машиностроение, 1966. 339с.
14. Никифоров А.Д., Сейнов С.В., Гошко А.И. Анализ точности и состояние техники измерения в арматуростроении: Обзор, информ. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1973. 53с. (ХМ-10. Пром. трубопроводная арматура)
15. Номенклатурный каталог на освоенные и серийно выпускаемые изделия арматуростроения на 1990-1991 г. г. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. 136с.
16. Панкин И.Х; Отечественная и зарубежная регулирующая арматура: Обзор, информ. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1973. 54с. (ХМ-10. Пром. трубопроводная арматура)
17. Рекомендации по расчету и проектированию трубопроводов из термопластов. М.: Стройиздат, 1985. 136с.