蒸気配管の設計について

このQ&Aのポイント
  • 蒸気配管の設計について困っています。蒸気量は1400kg/hr必要で圧力は0.2MpaG程度です。
  • 配管系の設計について疑問があります。ヘッダーからCVまでのサイズが大きすぎるように思えます。
  • 減圧弁やCVの影響なども考慮しながら設計を進めたいと思っています。アドバイスをお願いします。
回答を見る
  • 締切済み

蒸気配管の設計について

いつもお世話になっています。 今回、熱交換を設置することになり蒸気配管の設計で困っています。 蒸気量は1400kg/hr必要で圧力は0.2MpaG程度で考えています。 社内に同等の設備があり参考にしていたのですが、疑問に思うことがありました。 配管系としては、蒸気ヘッダー(0.4MpaG)より125Aで取り出し、流量計で80A、減圧弁(0.17MpaG)で65Aに落とし、コントロールバルブ(以下CV)で80A、そこから熱交換器までは125Aという構成になっています。 CV以降(125A)は、20m/sで計算すると大体、適当なサイズであることを確認しましたが、ヘッダーからCVまでは明らかに大きすぎるのでは?と思ってしまいます。ほぼ同等の能力の設備であるのでそのまま参考にすればよいのですが、ボイラーから距離が遠く、125Aでは大きすぎます。 単純に計算すれば、0.4MpaGで80Aほどあれば十分だと思いますが、減圧弁、CVで何か影響があることを考慮して125Aとなったのか?疑問に思っています。 減圧弁も調査しましたが、65Aでは流量値1750kg/hr~2790kg/hrの範囲であり大きすぎます。(単純に、1400kg/hr必要ならば50Aで十分であるのになぜ?) 詳しい方おられましたらアドバイスお願いします。 用途 熱交換器はスパイラル式で水を蒸気で5℃から40℃まで加熱し21000kg/hrの温水を連続で作ります。温水の用途は洗浄用で、ポンプで送水(吐出配管の途中に熱交換器を設置)し、温度調整40℃で蒸気をコントロールバルブで制御しようとしています。

noname#230358
noname#230358
  • 開発
  • 回答数1
  • ありがとう数1

みんなの回答

noname#230359
noname#230359
回答No.1

管路共振と遮断点 リリーフ を考慮しないと、長い配管では 細すぎてしまうことがあります。 U字 部分などは 起動、停止時の液たまりなども考慮すると思います。 20-30m ですと結構長いですね。定常の流量計算だけではなくて、負荷遮断、CV 急作動 熱交換器での 水ロック挙動などが気になります。 作動側で準定常に操作するプログラムであれば、ほごリリーフを追加して管径を下げられるかもしれません。

noname#230358
質問者

お礼

アドバイスありがとうございました。 お礼が遅くなりすいません。 配管の全長は20~30m程度なので、それはあまり考慮していないような気がします・・・。ベンドも一ヶ所も入ってないですし・・・。

関連するQ&A

  • 飽和蒸気を減圧すると…

    ボイラー、蒸気等に詳しい方よろしくお願いします。 飽和蒸気を減圧弁で減圧すると、その蒸気の温度はどうなるのでしょうか? 例えば、0.8MPaGの飽和蒸気(175℃)のラインがあるとします。 このラインに圧力調節弁(減圧弁)を設けて、0.3MPaGまで減圧した場合、 出口側の蒸気は0.3MPaGの飽和蒸気(144℃)ですか? 175℃を保って過熱蒸気にはならないのでしょうか?

  • 減圧弁による蒸気流量の変化

    1次側蒸気圧力3.5Mpa、蒸気流量4000kg/hrの蒸気を、減圧弁を用い、 2次側蒸気圧力1.2Mpaにした場合、蒸気流量がどの程度になるかを 計算式等があればご教示頂きたいと考えています。

  • 蒸気が噴き出す流速について

    聞く人もいなくて困ってますのでどなたか教えてください。 ちなみに流体力学等に関して全く無知ですので、お手やわらかにお願いします。 蒸気配管(25A)に直径10mmの穴をあけた場合の、穴から噴き出す蒸気の流速を知りたいのですが・・・。 配管内の蒸気圧は絶対圧力で0.3Mpa、それを大気圧に噴出します。蒸気の供給能力は200kg/hrです。 配管は他にはつながってなくて蒸気の出口は穴以外ないものとしてください。圧力固定でこの条件で流量が200kg/hr出るものなのか?出ない場合は流速と合わせて流量はどうなるのか?そのあたりも分かりませんのでお願いします。 他に必要な条件はありますでしょうか? ぜひお願いいたします。

  • 蒸気圧力について

    蒸気のヘッダーからの圧力について質問です。 蒸気はヘッダーからのバルブを閉めていくと圧力は下がりますよね? 閉めるということは配管径が小さくなると考えた場合。 僕は昔、連続に定理というのを習いました。 A1・V1=A2・V2 A:断面積 V:流速 この定理から考えると面積が変わっても流量は変わらない事になりますし圧力も変わらない気がします。 どう理解すればよいのでしょうか?

  • 配管内の気体の流量について

    配管内の気体の流量と圧力の関係式を教えてください。 減圧弁で減圧したら流量は増えますか?

  • こんなガス配管で爆発しないのでしょうか?

    お世話になります。 ガスボンベ 径300×高さ1500、これが20本くらいが 集合配管 されていて、途中に減圧弁は一切無し。 集合配管されてから、そのまま別室に32Aで配管してあります。 (溶接配管で高圧仕様) それで、使用先は、32A配管の途中にバルブが1つ入り その後、80Aのヘッダーにつながります。 80Aのヘッダーからは、12本の銅管10Aが延びて、その先に火を付ける やり方です。 12本の銅管途中には、バルブが各々入っています。 ですから、火をつけるには、32Aのバルブを開く、次に10Aのバルブ を開く、火を付けるです。 こんな構造で逆火して爆発しないのでしょうか? 基本的に、ボンベの圧力のまま、管先に火をつけて使用したいのです。 正しい、配管施工方法を教えて下さい。

  • 蒸気配管用バルブの選定について

    蒸気と冷却水の切り替え部にグローブバルブを使用しています。 ところが、蒸気使用時(0.6MPa、160℃)にバルブから蒸気が漏れて困っています。 いろいろと調べてみたところ蒸気配管ではグローブバルブよりボールバルブの方がシール性が良いとされているようですが、 ボールバルブに交換すれば今回のような症状は解消されるものなのでしょうか。 設置状況は、 垂直配管(SGP,3/8")でバルブ下側が蒸気(0.6MPa)、上側に冷却水(0.1MPa以下)です。 ご教授お願いいたします。

  • 蒸気のコントロールバルブ選定

    蒸気用コントロールバルブの選定で悩んでいます。 コントロールバルブの選定上、前後の差圧(P1,P2)が必要かと思いますが、蒸気の場合はどのように算定するものなのでしょうか? 液体の場合、私は簡易な方法として、 一次圧(P1)は、ポンプ性能曲線から必要流量時の揚程を探し、圧損を差し引いています。 二次圧(P2)は、CV以降の揚程と圧損を足したものとしています。 これで、CV値の計算は大体できました。 蒸気の場合、二次圧が良く分かりません。 使い方として、コントロールバルブ(元圧0.2MPaG)→エアヒーター→スチームトラップの構成ですが、トラップがあるので、二次圧は一次圧に近いような気もするのですがどう考えればいいのでしょうか? 

  • 蒸気での加熱。圧力と効率について

    お世話になります。 最近省エネを考えて、改善できるところがないかを考えています。 製品洗浄機の洗浄液タンク約5000Lの液の加温(60℃)を、蒸気を使用し行っております。ボイラーは350kg/hの小さい貫流ボイラです。この設備専用となっています。 ボイラーの蒸気圧力は0.55MPaに設定されており、これが本来減圧弁を通り熱交換器につながっていて、スチームトラップで水の回収を行っています。 熱交換器の前に電磁弁があり、温調しています。 今の問題点は、減圧弁が故障しておりバイパスにて供給している状態です。問題なく使用できていますが、最近知ったのですが蒸気は低圧で使用するほど効率がよいということです。減圧弁の設定圧がどれくらいかはわからないのですが、これは修理を実施するとかなりの改善効果(元の戻るだけですが・・・)が見込めますでしょうか? 現状、電磁弁が開くとボイラーが燃焼を開始しますが、ボイラーの蒸気圧力が0.2MPAくらいまで下がってしまいます。ボイラーの説明書によると「蒸気の乾き度が低下するので0.5MPa以上をキープするようにしてください」とありました。 減圧弁を使用(修理)することでこれは解決できるのでしょうか。? どんなことでもいいので、アドバイスをお願いいたします。

  • 蒸気流量計のレンジ想定

    工場のラインに蒸気流量計を取り付ける予定です。 しかしながら、今まで流量の管理はされておらず、ゲートバルブの 回す角度で(1/16回転から1/2回転)で管理していました。 ゲートバルブの圧は3.5Kgf/cm2,配管径は20Aです。温度は180℃~200℃ 蒸気を作っているボイラーは循環型で1200Kg/Hの蒸気発生能力があるものを 2機用意していますが、吐出圧が0.7Mpa以下になると2台稼働する仕組みになっています。従って蒸気元圧は0.7Mpaです。 圧力と配管径で、おおよそのレンジが同定できる方法はないでしょうか?