Расчёт диаметра линии возврата конденсата (вторичный пар)
Введите давление пара до конденсатоотводчика, расход конденсата и давление в линии возврата: получите долю и расход вторичного пара и рекомендуемый диаметр линии по скорости вторичного пара. Допущения, источники и проверка по опубликованным примерам приведены ниже.
Проверка: сравнение с опубликованными значениями
Опубликованные примеры Spirax Sarco и Armstrong рядом с результатом этого калькулятора при тех же исходных данных. Опубликованные значения округлены до одного знака. Таблица пересчитывается при каждой сборке, и сборка прерывается, если значение выходит за допуск.
| Показатель | Опубликованное значение | Значение калькулятора | Источник |
|---|---|---|---|
| F1 | |||
| Доля вторичного пара | 13.4 % | 13.40 % | Пример Spirax Sarco «Flash Steam»: 7 bar g → 0 bar g, конденсат 250 kg/h |
| Расход вторичного пара | 33.5 kg/h | 33.49 kg/h | Пример Spirax Sarco «Flash Steam»: 7 bar g → 0 bar g, конденсат 250 kg/h |
| F2 | |||
| Расход вторичного пара | 24.5 kg/h | 24.51 kg/h | Пример Spirax Sarco «Flash Steam»: 7 bar g → 1 bar g, конденсат 250 kg/h |
| F3 | |||
| Доля вторичного пара | 10.6 % | 10.63 % | Пример из каталога Armstrong Flash Recovery Vessel: 100 psig → 10 psig |
Основа расчёта
Считается, что насыщенная вода до конденсатоотводчика адиабатно расширяется до давления возврата, а доля вторичного пара следует из энергетического баланса. Свойства насыщения интерполируются по той же таблице IAPWS-IF97, что и в калькуляторе паропроводов.
| Показатель | Уравнение | Примечание |
|---|---|---|
| Абсолютное давление | p_abs = p_g + 101.325 kPa | Прибавляется нормальное атмосферное давление 101,325 kPa |
| Свойства насыщения | h_f, h_fg, v_g, v_f = f(p_abs) | Таблица IAPWS-IF97, 4-точечная интерполяция по ln(p) (как в калькуляторе паропроводов) |
| Доля вторичного пара | x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2 | Избыток явной теплоты испаряет часть воды при теплоте парообразования давления возврата (энергетический баланс) |
| Вторичный пар и остаток жидкости | ṁ_f = x · ṁ, ṁ_l = (1 − x) · ṁ | Делит расход конденсата на пар и жидкость |
| Объёмный расход вторичного пара | Q_f = ṁ_f · v_g2 | Удельный объём насыщенного пара при давлении возврата, v_g2 |
| Требуемый внутренний диаметр | D = √(4 Q_f / (π V)) | По расчётной скорости вторичного пара; рекомендуется наименьший стандартный размер с не меньшим внутренним диаметром |
Расчётная скорость: по вторичному пару
Линия после конденсатоотводчика несёт вторичный пар вместе с конденсатом. По объёму преобладает пар (при сбросе с 7 bar g в атмосферу его объём более чем в 200 раз больше объёма жидкости), поэтому диаметр выбирают по скорости вторичного пара.
Spirax Sarco в статье «Sizing Condensate Return Lines» рассматривает отводящие линии конденсатоотводчиков как паропроводы очень влажного пара, которые нужно подбирать на столь же низкие скорости, и приводит от 15 до 20 м/с для влажного пара. Калькулятор по умолчанию берёт нижнюю границу 15 м/с как практическое значение и предупреждает при вводе выше 20 м/с.
Слишком узкая линия повышает скорость пара и противодавление, что может вызвать гидроудары, снизить пропускную способность конденсатоотводчика и затопить оборудование. Напорный конденсат (только жидкость), подбор конденсатоотводчиков и анализ гидроударов в этот калькулятор не входят.
Таблицы размеров труб
Выберите норму трубы, чтобы увидеть наружный диаметр, толщину стенки и внутренний диаметр по размерам.
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
Углеродистая труба для давления KS D 3562 / JIS G 3454 Sch40. Значение по умолчанию.
| Размер | Наружный диаметр mm | Стенка mm | Внутренний диаметр mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.9 | 21.4 |
| 25A | 34.0 | 3.4 | 27.2 |
| 32A | 42.7 | 3.6 | 35.5 |
| 40A | 48.6 | 3.7 | 41.2 |
| 50A | 60.5 | 3.9 | 52.7 |
| 65A | 76.3 | 5.2 | 65.9 |
| 80A | 89.1 | 5.5 | 78.1 |
| 100A | 114.3 | 6.0 | 102.3 |
| 125A | 139.8 | 6.6 | 126.6 |
| 150A | 165.2 | 7.1 | 151.0 |
| 200A | 216.3 | 8.2 | 199.9 |
| 250A | 267.4 | 9.3 | 248.8 |
| 300A | 318.5 | 10.3 | 297.9 |
SGP (KS D 3507 / JIS G3452)
Углеродистая труба KS D 3507 / JIS G 3452 (SPP/SGP). Только ниже 1 MPa (KDS 31 25 25:2021).
| Размер | Наружный диаметр mm | Стенка mm | Внутренний диаметр mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
ASME B36.10M Sch40
ASME B36.10M Sch40 (дюймовые размеры).
| Размер | Наружный диаметр mm | Стенка mm | Внутренний диаметр mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 21.34 | 2.77 | 15.8 |
| 20A (3/4) | 26.67 | 2.87 | 20.93 |
| 25A (1) | 33.4 | 3.38 | 26.65 |
| 32A (1-1/4) | 42.16 | 3.56 | 35.05 |
| 40A (1-1/2) | 48.26 | 3.68 | 40.89 |
| 50A (2) | 60.33 | 3.91 | 52.5 |
| 65A (2-1/2) | 73.03 | 5.16 | 62.71 |
| 80A (3) | 88.9 | 5.49 | 77.93 |
| 100A (4) | 114.3 | 6.02 | 102.26 |
| 125A (5) | 141.3 | 6.55 | 128.19 |
| 150A (6) | 168.28 | 7.11 | 154.05 |
| 200A (8) | 219.08 | 8.18 | 202.72 |
| 250A (10) | 273.05 | 9.27 | 254.51 |
| 300A (12) | 323.85 | 10.31 | 303.23 |
Источники
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Flash Steam"
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Sizing Condensate Return Lines"
- Armstrong International, Flash Recovery Vessel (catalog)
- IAPWS-IF97 (Международная ассоциация по свойствам воды и пара), та же таблица насыщенного пара, что в калькуляторе паропроводов
Частые вопросы
Как рассчитывается доля вторичного пара?
Разность энтальпий насыщенной воды до конденсатоотводчика h_f1 и при давлении возврата h_f2 испаряет воду с теплотой парообразования h_fg2 давления возврата: x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2. С 7 bar g в атмосферу это около 13,4 %, как в примере Spirax Sarco.
Какое давление возврата вводить?
Введите 0, если линия идёт в открытый бак. Если она работает против давления бака конденсата, расширителя или подъёма, введите это избыточное давление. Чем выше давление возврата, тем меньше вторичного пара.
Подходит ли калькулятор для напорных линий конденсата?
Нет. После насоса течёт только жидкость без вторичного пара, поэтому линию подбирают как водопровод в калькуляторе трубопроводов (по скорости или потерям на трение). Подбор конденсатоотводчиков и проверка гидроударов тоже не входят.
Обновлено: 2026-11-01.