防泄漏煤气排水器性能分析.pdf

葉钢科技
第6期(总第174期)
防泄漏媟气排水器性能分析
赵玉国,王营营,李尚刚,巩鹏,周凯
(能源动力厂
摘要:利用杠杆式防泄漏煤气排水器密封装置的力学模型,提出了防泄漏煤气排水器的基本
不等式,并以此对防泄涌排水器的性能指标进行了计算和分析。
关键词:防泄漏;煤气排水器;性能;不等式
2.1性能指标
0前言
综合相关资料,防泄漏煤气排水器的主要性能
冶金企业使用的煤气中含有饱和水蒸气,机械应该从以下几个方面衡量:1)连续排水功能。正常
水以及酚、氯、蒸、油雾等杂质和固体尘粒,在输送过状态下,排水器能够顺利排出管网冷凝水几期沉积
程中随着温度的降低,煤气将会产生大量冷凝液。物。2)保安释压功能。煤气管网压力波动超过允
冷凝液积聚会使管道断面减小,压降增加,在低洼段许值,排水器应被压窜。3)防泄漏功能。排水器压
形成水封阻断煤气输送,甚至造成管道因荷载过大窜后,能够自动阻止煤气泄漏。4)免加水功能。排
或管道振晃而倒塌。排水器可以排出管网的冷凝水器压窜后能够自动补水。性能指标1)、2)是煤气
液,此排水器正常的运行是煤气的安全输送和使排水器具有的基本属性,性能指标3)、4)是防泄满
用的重要保障。
煤排水器具有的特性。
基本原理
2.2受力模型与基本不等式
杠杆式煤气排水器利用浮笔的净重力(指浮笔
防泄漏煤气排水器在煤气管网中已得到广泛的的重力减浮力),通过杠杆产生作用于密封端面的
应用。根据防泄漏装置的不同,煤气排水器工作原压力F,以此克服煤气的压力P达到封闭煤气。作
理也存在差异。本文以带“杠杆封气簡”的煤气排用力F的大小为kG(k为杠杆系数,C为浮笔的重
水器(简称杠杆式排水器)为例进行说明。图1是力);方向与煤气压力P方向相反。这种密封方式,
杠杆式煤气排水器的结构原理图。排水器的防泄漏本文称为反向密封,以区别于煤气压力P与密封作
装置由外胆和内部浮筒机构组成。图1a是正常排用力F同方向的正向密封。见图2。
水状态,图1b是想象中的封气状态。
煤气下降管
提示球
内
封面
桂排水导
末持水口
密封板
定转轴
图2浮受力原理
图1杠杆式媒气排水器的结构原理示意
为简化分析和计算,本文设想排水器压算存在
当杠杆式煤气排水器被压窜时,水封筒内的水一种极端的理想的状态。即以较高速度、较大压力
被带走,浮筒下落,密封板向上旋转将排水口封堵。外泄的煤气,将排水器内部的冷凝水全部携带而出。
2性能分析
这样,作用于密封面的煤气压力即为压窜压力P压
窜。实际上,此种设想是偏于安全的。
作考简介:赵玉国(1970-),男,1991年7月毕业于嗜岛海洋大学电
由排水器性能指标(3)可知,必然存在如下不
器专业。工程师,主要从事燃气技术管理工作
等式:kG≥PS≥P乐章S
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2014年12月
公式中,P时为排水器密封装置能够密封的最器所能密封的最大煤气压力P病。换何话说,当排
大煤'て床力(Pa);S为密封面积(m2);P为排水水器的结构一定(?而杠杆系数K定、密封血面
器正常运行时能够密封的最大煤气压力(P2
积S-一-定),排水器所能密封的最大煤气压力P時
实践表明,排水器压馆是山于煤管道压力瞬就确定了
时波动引起。这里假设排水器圧窜后煤气压力很快
同时,根据排水器性能指标(3),P持应大
恢复正常,冷凝水向排水器主室正常排放。当排水P斥常。
器主室水位高于其内部下降管末端距排水器底面的3.2下降管的最大高度h
高度时,两者之间会形成水封。设水封高度为h
根据基本不等式,显然有:
(m),则主室压カ可以表示为(PM常+pgh)(Pa)。
(P+Pgb大)S=P时S
见图3。
却ん以大≥(P倍けーP富)/ノpg……(4)
上式表明,下降管的长度有一最小允许值。当
小于此值时,排水器的性能指标4)将受到影响。排
浮
水器压窜后将不能自动补水。同时由于下降管水封
的存在,排水器最终将失去排水功能1)。排水器安
装位置(h大)影响着防泄漏煤气排水器的排水、补
水功能
例如,设排水器压窜后能够密封30kPa的煤
气,煤气输送压力位8kPa,则排水器下降管的长度
图3排水工作原理
(包括排水器高度)至少应大于2.3m
由排水器性能指标(4)可知,必然存在如下不4结论
等式:(Pt+gh大)S≥G
专
(2)
公式中,P常为煤气的正常压力,(Pa),h太表
与普通煤气排水器相比,防泄漏煤气排水器的
示下降管的最大高度。p为水的密度(kg/m3)
性能具有特殊性,本文推导的杠杆式防泄漏煤气排
(1)式与(3)式联立,得到杠杆式排水器的基本水器的基本不等式,表达了排水器防泄漏及自动补
不等式:
水应该遵守的条件。基本不等式对于防泄漏煤气排
(Pt+pgh大)S=んG=PS=P压麻S
水器的设计、安装、运行具有积极地指导意义。需要
(3)着重指出的是本文的结论均是以杠杆式防泄漏煤气
3基于基本不等式的分析
排水器为原型得到的。对于采用正向式密封装置的
防泄漏煤气排水器,很明显,排水器压窜后,将不能
基本不等式实质上对于排水气内部浮筒的重量顺利实现自动补水功能,在无人工干预的情况下,甚
C、排水器的高度或者下降管的长度提出了限制要至最终丧失基本的排水功能。
求。必须满足基本不等式,否则将影响防泄漏煤气
排水气的性能。
参考文献
3.1内部浮筒等效量(kg
[1]王飞,等.煤气排水器防泄漏技术对比分析.山东治金,
浮筒等效重量应该介于(P正+pgh大)}与
35(4):63
(PS)之间。内部浮筒等效重量(kg)决定了排水
特邀编辑:曹西忠
Performance Analysis of Anti-leakage Gas Drainage Device
Zhao Yuguo, Wang Yingying, Li SI
(The Energy &Power Plant)
Abstract: By using the mechanical model for sealing device of lever-type anti-leakage gas drainage de-
vice, a basic inequality for anti-leakage gas drainage device was provided, and based on this inequality
the calculation and analysis of performance index for anti-leakage gas drainage device were carried out
Key words: anti-leakage; gas drainage device; performance; inequality
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