蒸汽管道計(jì)算實(shí)例1

1、 專業(yè)資料分享前言本設(shè)計(jì)目的是為一區(qū) vod-40t 鋼包精練爐提供蒸汽動(dòng)力。設(shè)計(jì)參數(shù)是由動(dòng)力一車間和西安向陽噴射技術(shù)有限公司提供的。主要參數(shù)：蒸汽管道始端 溫度 250，壓力 1.0mp；蒸汽管道終端 溫度 240，壓力 0.7mp（設(shè)定）；vod 用戶端 溫度 180，壓力 0.5mp；耗量 主泵 11.5t/h 輔泵 9.0t/h一、蒸汽管道的布置本管道依據(jù)一區(qū)總體平面布置圖所描述的地形進(jìn)行的設(shè)計(jì)，在布置管道時(shí)本設(shè)計(jì)較周詳?shù)乜紤]到了多方面的內(nèi)容：1、蒸汽管道布置時(shí)力求短、直，主干線通過用戶密集區(qū)，并靠近負(fù)荷大的主要用戶；2、蒸汽管線布置時(shí)盡量減少了與公路、鐵路的交叉。3、在布置蒸汽管線時(shí)

2、盡量利用了自然彎角作為自然補(bǔ)償。并在自然補(bǔ)償達(dá)不到要求時(shí)使用方型補(bǔ)償器。4、在蒸汽管道相對位置最低處設(shè)置了輸水閥。完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享5、蒸汽管道通過廠房內(nèi)部時(shí)盡量使用廠房柱作為支架布置固定、滑動(dòng)支座。6、管道與其它建、構(gòu)筑物之間的間距滿足規(guī)范要求。二、蒸汽管道的水力計(jì)算已知：蒸汽管道的管徑為 dg200，長度為 505m。蒸汽管道的始端壓力為 1.0mp，溫度為 250查動(dòng)力管道設(shè)計(jì)手冊第一冊 熱力管道（以下簡稱管道設(shè)計(jì)）13 得蒸汽在該狀態(tài)下的密度 為 4.21kg/m 。31假設(shè)：蒸汽管道的終端壓力為 0.7mp，溫度為 240查管道設(shè)計(jì)表 13 得 蒸汽在該狀態(tài)下的密度

3、 為 2.98kg/m 。32（一）管道壓力損失：1、管道的局部阻力當(dāng)量長度 表（一）阻力系數(shù)管子公稱直徑 總阻力（毫米）數(shù)（）31煨 彎r=3d0.310方型伸縮5620030完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享器r=3d2、壓力損失21式中 p介質(zhì)沿管道內(nèi)流動(dòng)的總阻力之和，pa；wp介質(zhì)的平均計(jì)算流速，m/s； 查管道設(shè)計(jì)表 5-2取 wp=40m/s ；g重力加速度，一般取 9.8m/s ；2p介質(zhì)的平均比容，m /kg；3摩擦系數(shù)，查動(dòng)力管道手冊（以下簡稱管道）表 49 得 管道的摩擦阻力系數(shù) =0.0196 ；d管道直徑，已知 d=200mm ；l管道直徑段總長度，已知 l=505m

4、 ；局部阻力系數(shù)的總和，由表（一）得 =36；h 、h 管道起點(diǎn)和終點(diǎn)的標(biāo)高，m；121/vp=p平均密度，kg/m ；31.15安全系數(shù)。在蒸汽管道中，靜壓頭(h2-h1)10/vp 很小，可以忽略不計(jì)所以式 21 變?yōu)?2完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享在上式中： 5 wp /gp=5wp p /g 表示速度頭（動(dòng)壓頭）2210 l/d 為每根管子摩擦阻力系數(shù)。3把上述數(shù)值代入 22 中得p=1.1554023.595 (0.0196103505/200+36)/9.8=0.316 mp計(jì)算出的壓力降為 0.447mp，所以蒸汽管道的終端壓力p2=p1-p=1.0-0.316=0.68

5、4 mp。相對誤差為：（0.7-0.684）/0.7=2.3% 。所以假設(shè)壓力合理（二）管道的溫度降：1、蒸汽在管道中輸送時(shí)，由于對周圍環(huán)境的散熱損失，過熱蒸汽溫降按下式計(jì)算：t=q10 /（gc ）-3p式中 q所計(jì)算蒸汽管段對周圍環(huán)境的散熱損失（千卡/時(shí)）；g管段計(jì)算蒸汽流量（噸/時(shí)）；cp在管段平均蒸汽參數(shù)時(shí)，過熱蒸汽的定壓比熱 （千卡/千克）?？偵釗p失：1.2 q1.2148.5505=89991 千卡小時(shí)完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享蒸汽流量：11.5+9.0=20.5 噸小時(shí)定壓比熱：cp 查管道設(shè)計(jì)圖得 cp0.515 千卡/千克。t=89.991/（20.50.515）

6、=8.524 2、蒸汽管道的出口溫度為 t2=t1-t=250-8.524=241.48 。3、相對誤差：8.524/250=3.4% 。蒸汽管道終端的出口參數(shù)為：壓力 0.684mp 溫度 241.48 ，其計(jì)算結(jié)果和假設(shè)相一致。三、管道伸長量和補(bǔ)償計(jì)算（以管段 3-4 為例）（一）伸長量：公式： l=l(t -t ) 2 1式中 l計(jì)算管長，m，3-4 管段的長度為 46.57m；管道的線膨脹系數(shù)，/（m），查表 5-1 得 =12.25/（m）；t 管內(nèi)介質(zhì)溫度，已知 t =220；22t 管道安裝溫度，已知 t =20。11完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享l=1246.57(245

7、-20)=12.57 所以，管段 34 的熱膨脹量為 125.7mm 小于補(bǔ)償器的補(bǔ)償量150mm，及本段管道在受熱時(shí)不會(huì)因線性膨脹而損壞。（二）補(bǔ)償器選型及校核計(jì)算：采用的補(bǔ)償方式為人工補(bǔ)償，選取的補(bǔ)償器為矩型補(bǔ)償器，其型號(hào)為：150-2 型，其補(bǔ)償能力為 150mm，所以 3-4 管段的伸長125.7mm150mm 補(bǔ)償器能滿足要求。其它管段的伸長及補(bǔ)償情況見下表：表（二）熱伸長管段號(hào)1-2（m）量（）滿足補(bǔ)償要求滿足補(bǔ)償要求滿足補(bǔ)償要求滿足補(bǔ)償要求4-5完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享滿足補(bǔ)償要求滿足補(bǔ)償要求滿足補(bǔ)償要求7-8滿足補(bǔ)償要求8-97.44滿足補(bǔ)償要求滿足補(bǔ)償要求由上表可

8、以看出整個(gè) vod 管道能在等于或低于設(shè)計(jì)參數(shù)的工況下正常運(yùn)行。四、管道的保溫防腐設(shè)計(jì)為了節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，減少散熱損失，滿足工藝要求，改善工作環(huán)境，防止?fàn)C傷，一般設(shè)備、管道，管件、閥門等（以下對管道、管件、閥門等統(tǒng)稱為管道）必須保溫。（一）保溫材料的選擇：完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享由于超細(xì)玻璃棉的纖維細(xì)而柔，呈白色棉狀物，其單纖維直徑4微米，對人的皮膚無刺癢感。超細(xì)玻璃棉優(yōu)點(diǎn)很多，其容重小，導(dǎo)熱系數(shù)底，燃點(diǎn)高、不腐蝕是良好的保溫、吸聲材料。同時(shí)有良好的吸附過濾性能，用途十分廣泛。因此在本次設(shè)計(jì)中保溫我材料的是選擇超細(xì)玻璃棉。保護(hù)層采用玻璃布。（二）保溫層厚度的確定：根據(jù)國標(biāo)保

9、溫層厚度表（動(dòng)力設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)圖集 r410-2）超細(xì)玻璃棉制品保溫層的厚度為 70mm。（三）保溫層單位散熱量計(jì)算：公式：千卡/米時(shí)q管道單位長度熱損失（千卡/米時(shí)）；t介質(zhì)溫度（）；t 周圍環(huán)境溫度（）；0保溫材料在平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)（千卡/米時(shí)）查管道與設(shè)備保溫表2-45 得 =0.028+0.0002t （ t 保溫層平均溫度查pp管道與設(shè)備保溫表 38 得 t =145）=0.057 千卡/米時(shí)；p保溫結(jié)構(gòu)外表面向周圍空氣的放熱系數(shù)（千卡/米 時(shí)）2千卡/米 時(shí)2完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享千卡/米時(shí)所以，每米長管道在每小時(shí)的散熱量為 148 千卡。（四）保溫結(jié)構(gòu)：保溫層用包扎保

10、溫結(jié)構(gòu)，用一層超細(xì)玻璃棉氈包扎在管道上，再用鐵絲綁扎起來。保護(hù)層采用油氈玻璃布，第一層，用石油瀝青氈（gb32573）、粉氈 350 號(hào)。在用 18#鍍鋅鐵絲直接捆扎在超細(xì)玻璃棉氈層外面。油氈縱橫搭接 50 毫米，縱向接縫應(yīng)在管子側(cè)面，縫口朝下。第二層，把供管道包扎用的玻璃布螺旋式地纏卷在石油瀝青氈外面，連后用 18#鍍鋅鐵絲或?qū)?16 毫米、厚 0.41 毫米的鋼帶捆扎住。五、管道及附件的設(shè)計(jì)和選擇完美 doc 格式整理 專業(yè)資料分享（一）管道選型：本設(shè)計(jì)所選擇的管道為 gb8163-872196dn200 無縫鋼管。其許用應(yīng)力：常溫強(qiáng)度指標(biāo)（mm） b mpa s mpa溫度（）20010

11、1123250921020gb8163gb81631010335390205245110由于本設(shè)計(jì)蒸汽的最高壓力為 1.0mp 遠(yuǎn)低于 92mp，所以所選管道安全可行。（二）減壓閥選型：因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)蒸汽管道的出口壓力為 0.684mp 而 vod 正常工作壓力為 0.5mp 所以在蒸汽管道的出口處應(yīng)設(shè)一減壓閥。1、已知減壓閥前壓力為 0.684mp，閥后壓力為 0.5mp 根據(jù)管道設(shè)計(jì)圖 6-75 查得每平方厘米閥座面積的理論流量q=300kg/ 2 h；2、已知蒸汽流量為 20.5t/h，求得所需減壓閥閥座面積為23、根據(jù)需減壓閥閥座面積，查管道表9-11 直徑和減壓閥的公稱直徑 dn=200mm。完美 doc 格式整理 專業(yè)資