浅析现场管理中的管道优化设计

代小明，余永忠，汤细元

（郴州卷烟厂设备工程部，湖南 郴州 423000）

浅析现场管理中的管道优化设计

代小明，余永忠，汤细元

（郴州卷烟厂设备工程部，湖南 郴州 423000）

卷烟厂制丝车间W Q 821型水槽式洗梗机因水洗温度工艺指标的改进，造成该设备的排潮效果不理想。本着经济性和实用性的原则，对原有的卷烟厂制丝间P5排潮系统进行了改造。改造时优化了管道布局的设计，使洗梗机输送链网进、出口排潮罩蒸汽外溢现象得到明显改善，改进效果明显。

排潮；风量；风压；计算；布局

我厂制丝车间WQ821型水槽式洗梗机因水洗温度工艺指标的改进，造成该设备的排潮效果不理想，生产过程中产生的大量蒸汽从洗梗机输送链网进、出口排潮罩外外溢，影响生产现场作业环境。同时持续高温高湿的环境严重腐蚀链网传动部分，也使排潮管道水平段产生大量未排走的蒸汽冷凝水，增加设备设施维修工程量。

需要调整系统内的设备或者管道布局以改善此设备两个点位的排潮效果。

1 现场概况

我厂现有排潮P5系统是2004年将原有P4排潮系统中的三个排汽点单独组建的一个系统，目前主要负责WQ56刮板式烟梗回潮机和WQ821型水槽式洗梗机的排潮。

系统内排潮工艺点如下：WQ56刮板式烟梗回潮机（3个）：排汽罩850×850（1个）、排汽罩3000×850（1个）、排汽罩600×600（1个）；WQ821型水槽式烟梗回潮机（2个）：排汽罩1100×500（1个）、排汽罩1100×1100（1个）。

P5系统目前配套风机为F4-72No6C，全压2734～1733 Pa，风量10314～20628 m³/h，电机型号为Y 160L-4功率15 kW，风机转速2240 r/min。

现场实勘的风机运行电流为17 A。

2 系统计算

计算采用工艺指标：取控制罩口引导风速为Vf=0.8 m/s(2 880 m/h)

系统总风量计算如下：

五个排汽罩风量分别为：Q1=S1×V f=0.85×0.85×2880m/h=2081 m3/h、Q 2=S2×V f=3×0.85×2880 m/h=7344 m3/h、Q 3=S3×V f=0.6×0.6×2880 m/h=1037 m3/h、Q 4=S4×V f=1.1×0.5×2880 m/h=1584 m3/h、Q5=S5×Vf=1.1×1.1×2880 m/h=3485 m3/h。

系 统 总 风 量 为Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5= 15531m3/h，设计富裕系数取1.1，系统风机选型风量≮17083 m3/h。

主管管径目前为450 mm，如果满足所有工艺点的要求，根据风量计算公式Q=3600Vfπ D²/4

计算出主管内排潮风速为27 m/s。

3 阻力计算

根据主管及各支管管段直径和风量、风速值，依据《工业通风与防尘》中的附录3“钢板制圆形风道摩擦阻力计算线解图”可得到系统各段管摩擦阻力值，累计总摩擦阻力为1110 Pa。

再依据《工业通风与防尘》中的附录5“局部阻力系数表”查出各管段局部阻力系数，将其阻力系数乘以附录3中的相应动压Hd,分别求出各管段的局部阻力Z，累计总局部阻力为690 Pa。取修正系数1.1，系统总阻力为（1110+690）×1.1=1980 Pa。

4 风机核算

计算电机的额定电流

P—电机的额定功率

U—额定电压（单相220 V、三相380 V）

cosΦ—电机的功率因数

η—电动机的效率

以上参数电机铭牌上都可以查到

单相电机：I=P/cosΦ/U/η；

三相电机：I=P/cosΦ/1.732/0.38/η。

Y 160L-4电机的效率和功率因数为88.5%，0.85，目前实际运行的电流为17A时的功率为：P=17×0.85×0.38×1.732×88.5%=8.42 kW

则可计算得知此时的实际系统总风量大概为：

L=8420×3600×77.6%/2734=8603 m³/h，远小于改造方案设计所采用的工艺指标风量总和，说明罩口引导风速设定在0.8m/s能满足生产实际需要，根据实际情况还可以设置更低（根据专业设计规范，可设定在0.5m/s左右）。又根据阻力计算，当系统总风量在17000 m3/h，风机能到达的全压值为2202 Pa，应该可以满足系统运行要求。

综上所述，从管道设计的以下两原则出发：

经济性：尽量利用系统原有设施；系统设备器件配置合理，系统阻力小，节能降耗；较少的系统维护工作量和备品备件，维修费用低。

工艺性：优化的系统配置，风速、风压不因系统负荷变化而波动过大，各种设备与管道布局流畅、美观，满足生产工艺要求。

此系统的改造可以重新布置去WQ821型水槽式烟梗回潮机的支管来进行。采用常规式管网中的鱼刺式形式，将原工艺点的配管由Φ 160改为进口Φ 180和出口Φ 260，两工艺点汇流之后的支管管径为Φ 320，支管与原系统Φ 450汇合点靠近车间北穿管外墙。两工艺点立管上加手动蝶阀进行调控。补上刮板式烟梗回潮机三个工艺点缺少的调控用手动蝶阀。相关配管和布局简图如图1。

U173

A

1671-0711（2016）10（上）-0032-02