蒸汽管道计算实例Word文档下载推荐.docx
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假设:
蒸汽管道得终端压力为0、7Mp,温度为240°
C查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下得密度P2为2、98kg/m\
(一)管道压力损失:
仁管道得局部阻力当量长度表
(一)
名称
阻力系数
(◎
数量
管子公称直径
(毫米)
总阻力
数
止回阀
旋启式
3
1
200
煨弯
R二3D
0、3
10
方型伸缩
5
6
30
器
2、压力损失
式中—介质沿管道内流动得总阻力之与,Pa;
Wp—介质得平均计算流速,m/s;
查《管道设计》表5-2取
Wp=40m/s;
g—重力加速度,一般取9、8m/s^
UP—介质得平均比容,m'
/kg;
入一摩擦系数,查《动力管道手册》(以下简称《管道》)表
4一9得管道得摩擦阻力系数入=0、0196;
d—管道直径,已知d=200nim;
L一管道直径段总长度,已知L=505m;
2局部阻力系数得总与,由表
(一)得24=36;
Hl、Hz—管道起点与终点得标高,m;
1/Vp=PP—平均密度,kg/m'
;
1、15—安全系数。
在蒸汽管道中,静压头(H2-H1)10/Vp很小,可以忽略不计所以式
2—1变为
5炉/2m
Ap=1上竺「厶+另①
S°
2—2
在上式中:
5•WpVgUp=5•Wp2pp/g表示速度头(动压头)
X101/d为每根管子摩擦阻力系数。
把上述数值代入2—2中得
Ap=K15X5X402X3、595(0、0196X103X505/200+36)/9
=0、316Mp
计算出得压力降为0、447Mp,所以蒸汽管道得终端压力
P2=P1-Ap=K0-0、316=0、684Mp。
相对误差为:
(CK7-0、684)/0、7=2、3%°
所以假设压力合理
(二)管道得温度降:
仁蒸汽在管道中输送时,由于对周围环境得散热损失,过热蒸汽温降按下式计算:
At=Q•1cr'
/(G•Cp)°
C
式中Q—所计算蒸汽管段对周围环境得散热损失(千卡/时);
G—管段计算蒸汽流量(吨/时);
Cp—在管段平均蒸汽参数时,过热蒸汽得定压比热(千卡/
千克•°
C)°
总散热损失:
Q=1、2・q・1_=1、2・148、5•505=89991千卡
/小时
蒸汽流量:
G=H、5+9、0=20、5吨/小时定压比热:
Cp查《管道设计》图5-5得Cp=0、515千卡/千
△t=89、991/(20、5・0、515)=8、524°
C2、蒸汽管道得出口温度为t2=t1-At=250-8.524=241.48°
C。
3、相对误差:
8、524/250=3、4%。
蒸汽管道终端得出口参数为:
压力0、684MP温度241、48°
C,
其计算结果与假设相一致。
三、管道伸长量与补偿计算
(以管段3-4为例)
(一)伸长量:
公式:
△Lra•L(t2-ti)cm
式中L—计算管长,m,3-4管段得长度为46、57m;
a—管道得线膨胀系数,cm/(m-^C),查表5-1得a=12.25
cm/(m•°
C);
t2—管内介质温度,°
C,已知12=220;
匕一管道安装温度,°
C,已知220。
△L=12・46、57(245-20)=12s57cm
所以,管段3—4得热膨胀量为125、7mn小于补偿器得补偿量
150mm,及本段管道在受热时不会因线性膨胀而损坏。
(二)补偿器选型及校核计算:
采用得补偿方式为人工补偿,选取得补偿器为矩型补偿器,其型
号为:
150-2型,其补偿能力为150mm,所以3-4管段得伸长125、
7mm<
150mm补偿器能满足要求。
其它管段得伸长及补偿情况见下表:
管段号
管长
(m)
线膨胀系
补偿类型
补偿器类型
J
热伸
长量
(cm)
备注
1-2
36、52
12
J
自然补偿
8、76
满足补偿要
求
2-3
26、40
6、34
3-4
46、757
人工补偿
矩形补偿器
12、57
4-5
35、6
8、54
5-6
48、39
Ils63
6-7
62、41
24、74
7-8
72、85
17s48
8-9
31.5
7、44
9-10
54
12s96
10-11
48
Ils52
由上表可以瞧出整个VOD管道能在等于或低于设计参数得工况
下正常运行。
四、管道得保温防腐设计
为了节约能源,提高经济效益,减少散热损失,满足工艺要求,改
善工作环境,防止烫伤,一般设备、管道,管件、阀门等(以下对管道、
管件、阀门等统称为管道)必须保温。
(一)保温材料得选择:
由于超细玻璃棉得纤维细而柔,呈白色棉状物,其单纤维直径4
微米,对人得皮肤无刺痒感。
超细玻璃棉优点很多,其容重小,导热系
数底,燃点高、不腐蚀就是良好得保温、吸声材料。
同时有良好得吸
附过滤性能,用途十分广泛。
因此在本次设计中保温我材料得就是选
择超细玻璃棉。
保护层采用玻璃布。
(二)保温层厚度得确定:
根据国标保温层厚度表(动力设施标准图集R410-2)超细玻璃棉
制品保温层得厚度为70mmo
(三)保温层单位散热量计算:
(t-tO)
q=__—
In——H
22兀d千卡/米・时
q—管道单位长度热损失(千卡/米・时);
t—介质温度(°
to—周围环境温度(°
C);
入一保温材料在平均温度下得导热系数(千卡/米•时•°
C)查
《管道与设备保温》表2-45得入=0、028+0、0002匕(tp—保温层平
均温度查《管道与设备保温》表3—8得tFl45°
C)入=0、057千卡/
米•时•°
C;
«
—保温结构外表面向周围空气得放热系数(千卡/米2时)
0:
=两+6丽^=10+6胡5=56.476千卡/米2时
=148.5
千卡/米・时
(250-20)
1,0.3591
InH
2-3.14-0.0520.2190.359•56.476•3.14
所以,每米长管道在每小时得散热量为148千卡。
(四)保温结构:
保温层用包扎保温结构,用一层超细玻璃梆毡包扎在管道上,再
用铁丝绑扎起来。
保护层采用油毡玻璃布,第一层,用石油沥青毡
(GB325—73)、粉毡350号。
在用18#镀锌铁丝直接捆扎在超细玻璃
棉毡层外面。
油毡纵横搭接50毫米,纵向接缝应在管子侧面,缝口朝
下。
第二层,把供管道包扎用得玻璃布螺旋式地缠卷在石油沥青毡外
面,连后用18#镀锌铁丝或宽16毫米、厚0、41毫米得钢带捆扎住。
五、管道及附件得设计与选择
(一)管道选型:
本设计所选择得管道为GB8163-87(J)219X6DN200无缝钢管。
其
许用应力:
钢号
钢管标准
壁厚
(mm)
常温强度指标
温度(C。
)
5bMPa
5sMPa
250
GB8163
<
335
205
101
92
20
390
245
123
110
由于本设计蒸汽得最高压力为1、OMP远低于92MP,所以所选管
道安全可行。
(二)减压阀选型:
因为本设计蒸汽管道得出口压力为0、684MP而V0D正常工作压
力为0、5MP所以在蒸汽管道得出口处应设一减压阀。
1、已知减压阀前压力为0、684MP,阀后压力为0、5MP根据《管
道设计》图6-75查得每平方厘米阀座面积得理论流量q=300kg/cm
2•h;
2、已知蒸汽流量为20、5t/h,求得所需减压阀阀座面积为
3、根据需减压阀阀座面积,查《管道》表9-11直径与减压阀得
公称直径DN—ZOOrnnio
(三)支架及方型补偿器得选择:
为了保证管道在热状况下得稳定与安全,减少管道受热膨胀时所
产生得应力,管道每隔一定距离应该设固定支架及热膨胀得补偿器。
支架得选择根据动力设施国家标准图籍R402《室内热力管道支吊架》
与R403《室外热力管网支吊架》为依据进行得,在两固定支架之间设
置一方型补偿器,其型号根据所在管段得热伸长量选择。
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