水泥廠熱風(fēng)管道設(shè)計(jì)及計(jì)算

1、一、 熱風(fēng)管道一般計(jì)算41 熱風(fēng)管道管徑計(jì)算4（1）一般地區(qū)4（2）高海拔地區(qū)42 管道不同狀況下的風(fēng)速43 熱風(fēng)管道標(biāo)準(zhǔn)管徑及法蘭尺寸54 管道管徑與壁厚關(guān)系65 管道阻力計(jì)算6（1）阻力計(jì)算公式6（2）摩擦阻力系數(shù)計(jì)算7（3）局部阻力系數(shù)“”值9（4）阻力平衡計(jì)算9二、 管道重量計(jì)算111、圓形風(fēng)管自重112、保溫材料重量113、風(fēng)管內(nèi)積灰重量124、 事故荷載系數(shù)12三、 膨脹節(jié)選型計(jì)算131、 膨脹節(jié)的作用13（1）金屬膨脹節(jié)構(gòu)造及用途13（2）非金屬膨脹節(jié)構(gòu)造及用途13（3）膨脹節(jié)技術(shù)參數(shù)142、 膨脹節(jié)選型計(jì)算15（1）膨脹量計(jì)算15（2）膨脹節(jié)自振頻率計(jì)算16（3）膨脹節(jié)推力計(jì)算

2、17（4）膨脹節(jié)預(yù)拉伸計(jì)算183、 膨脹節(jié)的安裝位置及注意事項(xiàng)18（1）安裝位置18（2）安裝注意事項(xiàng)18四、 管道支座及支架191、 支座形式19（1）固定支座19（2）滑動(dòng)支座19（3）導(dǎo)向支座19 2、 支座設(shè)置位置.193、 管道支架形式20（1）普通鋼支架20（2）鉸桿支架21（3）支架的位置214、 管道支座受力計(jì)算22（1）計(jì)算步驟22（2）同一平面內(nèi)單一風(fēng)管支座計(jì)算22（3）空間分叉風(fēng)管支座計(jì)算25（4）支座間允許最大跨度計(jì)算29五、 管道及收塵設(shè)備保溫計(jì)算321、 熱風(fēng)管道保溫層厚度322、 收塵設(shè)備保溫層厚度333、 設(shè)備保溫經(jīng)濟(jì)厚度344、 常用保溫材料性能表36六、 熱

3、風(fēng)管道工藝布置要求37七、附錄表：附錄（一）常用設(shè)備風(fēng)量，含塵濃度積氣體溫度.39附錄（二）除塵管道計(jì)算表.40附錄（三）常用管件局部阻力系數(shù)表.41附錄（四）膨脹節(jié)選型表.55附錄（五）管道支座選型表.68一、熱風(fēng)管道一般計(jì)算1 熱風(fēng)管道管徑計(jì)算 對(duì)于海拔高度25m/s阻力大，不經(jīng)濟(jì)；15m/s時(shí)，風(fēng)管壁厚適當(dāng)加大。 （3）為防止大型風(fēng)管的剛度變形，在其長(zhǎng)度方向每隔2.5m增加一道加固圈，加固圈 可用寬5080，厚度為58mm的扁鋼制作。 （4）風(fēng)管的法蘭規(guī)格，螺栓孔徑，數(shù)量等均應(yīng)按表中給定尺寸確定。5、管道阻力計(jì)算（1） 阻力計(jì)算公式 風(fēng)管系統(tǒng)阻力應(yīng)為管道的摩擦阻力與局部阻力之和：（3）圓

4、管摩擦阻力系數(shù)；見(jiàn)表L風(fēng)管長(zhǎng)度，m；D風(fēng)管直徑，m；管件及變徑點(diǎn)阻力系數(shù)，查工藝手冊(cè)（下）1418頁(yè)；風(fēng)管中流速，m/s；空氣密度，Kg/m3，20時(shí)r=1.29；K0阻力附加系數(shù)，K0=1.151.20；（2）摩擦阻力系數(shù)計(jì)算 管道內(nèi)摩擦阻力系數(shù)“”值與介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)、雷諾數(shù)Re及管壁粗糙度等因素有關(guān)，對(duì)于鋼板焊接的管道其摩擦系數(shù)計(jì)算如下：Q/)2 （4）-摩擦阻力系數(shù)，mm 見(jiàn)表5a、5b Q-管內(nèi)氣體流量，m3/h;-管內(nèi)氣體流速，m/s;-管壁粗糙度，mm 一般取值 表4管道類別絕對(duì)粗糙度/mm新無(wú)縫或鍍鋅鋼管輕度腐蝕的無(wú)縫鋼管重度腐蝕的無(wú)縫鋼管0.5 (0.6-0.7) （5） de-

5、當(dāng)量直徑，m-管壁粗糙度，m 摩擦阻力系數(shù)“”值 表5a管壁粗糙度當(dāng)量直徑（de）摩擦阻力系數(shù)值 續(xù)表5a管壁粗糙度當(dāng)量直徑（de）摩擦阻力系數(shù)值管壁粗糙度當(dāng)量直徑（de）摩擦阻力系數(shù)值 管道有內(nèi)襯的“”值 表5b當(dāng)量直徑de(mm)焊接的鋼煙氣管焊接的鋼煤粉管800（3）局部阻力系數(shù)“”值 該系數(shù)指動(dòng)壓頭單位的局部損失數(shù)，由于氣流經(jīng)各種管件（三通、彎頭、變異管、閥門等）流向變換、沖擊或流速變化引起的壓力損失。清潔氣體局部系數(shù)按表附錄三選用，但帶粉塵的局部阻力系數(shù)應(yīng)加以修正，公式如下：F=0(1+J) (6)0-清潔氣體局部阻力系數(shù)見(jiàn)表F-帶粉塵的氣體局部阻力系數(shù)；J-根據(jù)測(cè)試確定系數(shù)，取0.

6、8-1.0；-氣體混合物濃度，kg/kg。（4）阻力平衡計(jì)算 水泥廠除塵管道設(shè)計(jì)時(shí)，個(gè)別車間有多個(gè)收塵點(diǎn)（包裝車間），形成多個(gè)支管路，而這些支管與總干管交匯處壓力必須達(dá)到平衡，以保證各點(diǎn)收塵效果。阻力平衡一般有兩種方法：一種是在管道設(shè)計(jì)時(shí)以改變管徑、彎頭曲率半徑或改變風(fēng)量達(dá)到阻力平衡；另外一種是在現(xiàn)場(chǎng)投產(chǎn)前進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)試，以每支管閥門開(kāi)度大小來(lái)求阻力平衡。此法比較繁瑣，難以達(dá)到平衡。不如在設(shè)計(jì)中就使阻力達(dá)到平衡為好，計(jì)算方法如下：當(dāng)支管與總管交匯處壓力差20%時(shí)，改變阻力大的管徑，降低流速，從而減小阻力。例a 總管長(zhǎng)度L1=5.2m，如圖示：風(fēng)量Q1=1045m3/h風(fēng)速v1=15m/s局部阻力

7、系數(shù)1支管長(zhǎng)度L2風(fēng)量Q2=850m3/h風(fēng)速v2=18m/s局部阻力系數(shù)2b 計(jì)算：由Q1、v1查除塵管道計(jì)算表知： 當(dāng)量阻力系數(shù)1/d1=0.11,動(dòng)壓頭2/2=135Pa,管徑d1=160mm?？偣茏枇Γ?(7)5.2+0.5)支管阻力：由Q2、v2查表知：當(dāng)量阻力系數(shù)2/d2=0.14,動(dòng)壓頭v2/2=194.4Pa，管徑d2=130mm支管阻力：阻力差：（229.4-144.7）/229.4=36%20%對(duì)支管管徑d2進(jìn)行調(diào)整d2=d2（P2/P1) =130(229.4/144.7)=130重新查表計(jì)算：d2=145mm，Q2=850m3/h，22/d2=0.14 2P24.5+0

8、.55）阻力差：（144.7-137.5）/144.7=4.9%5% （達(dá)到平衡） 當(dāng)靜壓差20%時(shí)，管徑不變，將阻力小的支管風(fēng)量適當(dāng)增加，加以修正，達(dá)到阻力平衡 (8)兩兩支管靜壓差5%，可以認(rèn)為達(dá)到阻力平衡。阻力平衡計(jì)算是比較繁瑣的工作，應(yīng)該耐心，反復(fù)計(jì)算，進(jìn)行調(diào)整。二、管道重量計(jì)算1、圓形風(fēng)管自重 D管徑，m； L風(fēng)管長(zhǎng)度，m；風(fēng)管壁厚，mm；系數(shù)（考慮法蘭加固圈等重量）厚1mm面積1m2鋼板重量。2、保溫材料重量 根據(jù)保溫材料種類，密度及保溫層厚度，計(jì)算保溫層重量 (10) 保溫材料密度，kg/m3；V保溫材料體積， m3；D1保溫后管徑， m；D1保溫前管徑， m；L風(fēng)管實(shí)際長(zhǎng)度，m

9、；例：設(shè)計(jì)選用巖棉氈，管徑D1=200mm，長(zhǎng)度=10m，查表20取巖棉的密度=80kg/m3，熱風(fēng)溫度250，環(huán)境溫度20,查表16，取巖棉層厚度為160mm。G2=8022）10 =8010 kg =145 kg3、風(fēng)管內(nèi)積灰重量G3為風(fēng)管內(nèi)積灰重量，可按風(fēng)管布置形狀及傾斜度來(lái)考慮，一般經(jīng)驗(yàn)計(jì)算按下列情況確定： 水平管道，按其管道容積1/3； 傾斜管道70，可以不予考慮。4、 事故荷載系數(shù)。三、膨脹節(jié)選型計(jì)算1、 膨脹節(jié)的作用 熱風(fēng)管道在正常生產(chǎn)時(shí)，受管內(nèi)熱風(fēng)的影響而產(chǎn)生膨脹。與其相連接的設(shè)備、風(fēng)管支座，一般都固定在常溫狀態(tài)下的土建基礎(chǔ)上，當(dāng)受高溫影響時(shí)，風(fēng)管熱膨脹產(chǎn)生的巨大應(yīng)力傳遞到設(shè)備

10、和支座上，輕則導(dǎo)致設(shè)備動(dòng)作不靈，支座變形，重責(zé)損壞設(shè)備和土建基礎(chǔ)。為了滿足生產(chǎn)正常進(jìn)行。在熱風(fēng)管道的適當(dāng)位置通常都安裝有膨脹節(jié)，以吸收熱膨脹量。（1） 金屬膨脹節(jié)構(gòu)造及用途 金屬膨脹節(jié)種類較多，水泥廠常用的是“U”型波紋管膨脹節(jié)。該膨脹節(jié)由厚度0.81.0mm不銹鋼板 （1Cr18Ni9Ti或0Cr18Wi19Ti）壓制而成，一般為“U”斷面，波紋管兩端與短管焊接，內(nèi)外筒間隙吸收軸向膨脹時(shí)的自由運(yùn)動(dòng)，波紋內(nèi)填充耐高溫的保溫層，以防波管磨損及熱量散失。有高低溫之分，適用不同的壓力范圍。此種膨脹節(jié)耐高溫、高壓、使用壽命長(zhǎng)，但價(jià)格高，單個(gè)使用只能吸收軸向膨脹量，若需要吸收徑向膨脹量，只能用兩個(gè)膨脹節(jié)

11、加中間節(jié)來(lái)吸收，但增加了費(fèi)用。此種膨脹節(jié)多用于窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)、三次風(fēng)管以及生料粉磨管道系統(tǒng)等位置中。（2） 非金屬膨脹節(jié)構(gòu)造及用途 此種膨脹節(jié)是由合成纖維或是玻纖布外層涂以橡膠而制成的，可以吸收軸向和徑向移位量，具有吸收、隔絕震動(dòng)傳遞、無(wú)力傳遞特點(diǎn)，因此常用在鍋爐、風(fēng)機(jī)進(jìn)出口、磨機(jī)出氣罩等處，可耐溫度為200500。用以補(bǔ)償煙氣因溫度變化引起的移位，以及機(jī)械振動(dòng)、基礎(chǔ)下沉等不同情況引起的移位。近來(lái)為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，節(jié)省投資，目前大量選用非金屬膨脹節(jié)。（3） 膨脹節(jié)技術(shù)參數(shù)表6金屬波紋管軸向型膨脹節(jié)技術(shù)參數(shù)單位低溫軸向型 TG系列高溫軸向型SY系列通徑DNmm40030004003000溫度T4004

12、00（C）600（L）800（B）壓力Mpa補(bǔ)償量mm以管徑及波數(shù)而定工作介質(zhì)熱風(fēng)，煙氣熱風(fēng)，煙氣例： 低溫型：TG-2000-4（代號(hào)-通徑-波數(shù)） 高溫型：SYB-2000-4（代號(hào)800-通徑-波數(shù)）非金屬膨脹節(jié)參數(shù) 此種膨脹節(jié)只適用于熱膨脹引起的軸向、徑向位移，其位移指受壓縮時(shí)的位移，不能承受拉伸位移。 非 金 屬 膨 脹 節(jié) 技 術(shù) 參 數(shù) 表7系列號(hào)圓型SFYY SFYE SFYS溫度代號(hào)100(Y) 200(E) 300(S)工作壓力KPa10 SFYY-2020-550(圓形100接管外徑軸向長(zhǎng)度)2、 膨脹節(jié)選型計(jì)算（1） 膨脹量計(jì)算，mm (11)L管道熱膨脹量，mm； L

13、兩個(gè)相鄰固定支座間風(fēng)管長(zhǎng)度，m；管道內(nèi)介質(zhì)與外界溫度差，；管材線膨脹系數(shù)，mm/mm。常用管材Q235-A的線膨脹系數(shù)，10-6mm/mm。 表表8溫度/系數(shù)/溫度/系數(shù)/溫度/系數(shù)/100270350150280400200290500220300600230310700240320250330260340膨脹節(jié)選型舉例 已知條件：熱風(fēng)管道長(zhǎng)50m，管徑2200mm，熱風(fēng)溫度360，室外溫度30。 計(jì)算膨脹量為： 根據(jù)膨脹量計(jì)算結(jié)果，查武漢航天波紋管廠樣本知:選用低壓(0.1Mpa)，350復(fù)式膨脹節(jié),即WHFL2200-J型。 管徑：2200mm；位移：240mm 總長(zhǎng)：520mm。（2）

14、、 膨脹節(jié)自振頻率計(jì)算 膨脹節(jié)只適合在高頻低振幅的振動(dòng)場(chǎng)合使用，不適用于低頻高振幅的場(chǎng)合，波紋膨脹節(jié)當(dāng)在高頻低振幅系統(tǒng)中使用時(shí)，應(yīng)注意膨脹節(jié)的自振頻率不能與系統(tǒng)的振動(dòng)頻率一致，以免產(chǎn)生共振，其自振頻率計(jì)算如下：軸向振動(dòng)： f自振頻率,1/sec； G膨脹節(jié)重量，kg； Kn整個(gè)波紋管軸向剛度，N/mm； C自振頻率系數(shù)，取值如下表。各 階 數(shù) 值 C： 表9 階數(shù)C波數(shù)C1C2C3C4C512345徑向振動(dòng)：表10階數(shù)C1C2C3C4C5系數(shù)（3） 膨脹節(jié)推力計(jì)算 F=PNA （14） F-壓力推力，N； PN-管道最大壓力，(N/mm)2； A-波紋管膨脹節(jié)有效面積。（mm2）（4） 膨脹節(jié)

15、預(yù)拉伸計(jì)算若安裝地區(qū)的環(huán)境溫度與設(shè)計(jì)時(shí)的安裝溫度相差較大時(shí)，應(yīng)滿足“預(yù)壓縮”、“與拉伸”的要求，計(jì)算公式如下： x預(yù)拉伸量，mm； x最大軸向膨脹量，mm； T安裝時(shí)環(huán)境溫度，； TG管道氣體最高溫度，； TD管道氣體最低溫度，。 對(duì)于拉伸的膨脹節(jié)，拉伸變形后其拉桿安裝后再拆除。3、 膨脹節(jié)的安裝位置及注意事項(xiàng)（1） 安裝位置 為防止熱風(fēng)管道膨脹和設(shè)備振動(dòng)，及減少設(shè)備噪音,一般應(yīng)在下列 各處設(shè)置膨脹節(jié)（金屬，非金屬）。 在兩個(gè)固定支架間安裝膨脹節(jié)，以抵消土建基礎(chǔ)下沉對(duì)設(shè)備的損壞； 在振動(dòng)設(shè)備的進(jìn)出口安裝膨脹節(jié)，如立磨、球磨機(jī)出口，振動(dòng)篩等； 減少設(shè)備的傳遞載荷，如電收塵器進(jìn)出口； 減少噪音（高

16、壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口連接處）。（2） 安裝注意事項(xiàng) 膨脹節(jié)有方向性，不應(yīng)裝反，否則粉塵隨氣流進(jìn)入內(nèi)外筒間隙，灰塵積滿無(wú)法伸縮，造成失效。 在傾斜及垂直管道上安裝膨脹節(jié)，為防止粉塵從內(nèi)、外筒的間隙進(jìn)入保溫層內(nèi)，導(dǎo)致膨脹節(jié)損壞，應(yīng)在間隙處裝設(shè)不銹鋼的彈簧片，防止粉塵進(jìn)入。 不允許用膨脹節(jié)的變形來(lái)強(qiáng)行調(diào)整管道的安裝誤差（壓縮、拉伸、偏移、偏轉(zhuǎn)），否則，會(huì)引起膨脹節(jié)的損壞。四、管道支座及支架 管道的固定位置借助于固定點(diǎn)將復(fù)雜的管系劃分為簡(jiǎn)單的管段，使支座基礎(chǔ)沉降時(shí)各支座的載荷變化不大，以免使設(shè)備損壞，故熱風(fēng)管道應(yīng)合理的分段加以支撐。1、 支座形式（1） 固定支座： 此支移座與管道焊接后不能動(dòng)。（2） 滑動(dòng)支座

17、： 此支座與管道結(jié)合面不焊死，可以自由活動(dòng)。（3） 導(dǎo)向支座： 此支座與管道不焊接，但只允許一定方向移動(dòng)。 2、 支座設(shè)置位置（1） 熱風(fēng)管道上膨脹節(jié)附近，一端應(yīng)加設(shè)固定支座，另一端應(yīng)設(shè)置滑動(dòng)支座，如圖a。（2） 管道上設(shè)有兩個(gè)異徑膨脹節(jié)時(shí)，在兩個(gè)膨脹節(jié)之間應(yīng)加設(shè)固定支座。（3） 管道較復(fù)雜時(shí)，只允許設(shè)置一個(gè)固定支座，其余均應(yīng)設(shè)置滑動(dòng)支座。（4）大型熱風(fēng)管道彎頭處應(yīng)設(shè)置滑動(dòng)支座或?qū)蛑ё?。?）為便于應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)支座，傾斜管道傾斜角度宜為30，35，45，55。（6） 固定支座與管道結(jié)合面，應(yīng)注明 “焊接”，滑動(dòng)支座活動(dòng)面應(yīng)注明 “不焊”。（7）各種閥門不宜設(shè)在兩個(gè)支座之間，應(yīng)設(shè)在管道端部或管道懸

18、臂端膨脹節(jié)附近。3、 管道支架形式 支架主要與支座配合，支撐于土建基礎(chǔ)上，工藝提供載荷，土建專業(yè)據(jù)此進(jìn)行支架及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。（1） 普通鋼支架 圖a, b以前多采用槽鋼或角鋼焊制而成，近來(lái)多用圓形鋼管焊接，受力好，重量輕。（2） 鉸桿支架 圖 c, d。近來(lái)不少水泥廠采用了此種支架，主要是受力清晰，計(jì)算簡(jiǎn)單，省去設(shè)置膨脹節(jié)費(fèi)用。（3） 支架的位置 當(dāng)管道較長(zhǎng)時(shí)，設(shè)有多個(gè)不同支架，固定支座設(shè)在膨脹節(jié)一端，其余皆為導(dǎo)向支架，設(shè)置位置為： L1=4D, L2=14D, Lmax 以工式計(jì)算，如上圖（16） L1=4D（管徑），L2=14D（管徑），L最大按下列公式計(jì)算。 E管道材料的彈性模量； N/mm

19、2 I管道材料斷面慣性矩； mm4 P管道的工作壓力； MPa A膨脹節(jié)的有效面積； cm2 K=NKn N膨脹節(jié)波紋管波數(shù)； Kn膨脹節(jié)的總剛度； N/mm e膨脹節(jié)的單波伸縮量； mm號(hào)膨脹受壓時(shí)取 “+”，受拉時(shí)取 “-”。4、 管道支座受力計(jì)算（1） 計(jì)算步驟 首先確定固定支座、活動(dòng)支座位置，將水平長(zhǎng)度、垂直高度、傾斜角度注在圖上。 計(jì)算管道全長(zhǎng)總重量及荷重（自重、保溫層重、灰重、事故重）。 求風(fēng)管重心點(diǎn)位置。 求活動(dòng)支座反力及三個(gè)軸向分力（X、Y、Z軸）。 求管道摩擦力及三個(gè)軸向分力。 求管道合力并乘以1.2的安全系數(shù)后，再求三個(gè)軸向分力。 最后求出管道彎矩，并注在工藝布置圖上。（2

20、） 同一平面內(nèi)單一風(fēng)管支座計(jì)算 熱風(fēng)管道布置如圖所示： 管道直徑2000mm，壁厚=6mm，A為固定支座，B為活動(dòng)支座，支座水平間距L1=3000，L3=2000mm，風(fēng)管傾斜角=55，風(fēng)管兩端C，D各一個(gè)重1000kg的膨脹節(jié)，C點(diǎn)一個(gè)閥門重G3=2000kg。重量及長(zhǎng)度計(jì)算 單位長(zhǎng)度風(fēng)管重： q1D2 單位長(zhǎng)度保溫層重： q2 單位長(zhǎng)度總重（風(fēng)管加保溫層）： q=q1+q2=355.13+98.66=454kg/m 風(fēng)管實(shí)長(zhǎng)： L=(L1+L2+L3)/cos =（10000+3000+2000）/cos55=26152mm AB段風(fēng)管實(shí)長(zhǎng)： L5=L1cos-1 =10000cos-15

21、5=17434mm 風(fēng)管兩端C、D點(diǎn)各承受半個(gè)膨脹節(jié)重量為： G2=(1/2) 1000=500kg CD管段加膨脹節(jié)重： G1=qL+2G2=45426.152+2500=11873+1000=12873kg 風(fēng)管重心至A支座投影距離： L4=(1/2)(L1+L3-L2)=(1/2)(10000+2000-3000)=4500mm支座受力計(jì)算 對(duì)點(diǎn)A取力矩后求B支座反力PB1： PB1=（G1L4-G3L2）/L5=(12873B支座X、Z軸的支反力： PBX1=sinPB1=cos552978.4=2440kg PBZ1=cosPB1=cos552978.4=2440kgB支座熱膨脹引起

22、的摩擦力（摩擦系數(shù)按0.2考慮）： PB2=PB1=2978.4=596kgB支座熱膨脹的X、Z軸摩擦力分力： PBX2=cosPB2=cos55(596)=342kg PBZ2=sinPB2=sin55(596)=489kg考慮安全系數(shù)1.2后，B支座的X、Z軸受力為： PBZ=1.2(PBZ1+PBZ2 PBX=1.2(PBX1+ PBX2(2440+342)=3339kg=32.8KN 考慮安全系數(shù)1.2后，A支座的X、Z軸受力：PAZ=1.2(G1+G3-PBZ2+PBZ2(12873+2000-1708+489)=16385kg=161kN PAX=- PBXA支座受力PAZ=161

23、kN, PAXB支座受力PBZ=25.9kN, PBX=32.8kN 計(jì)算結(jié)果為： （3） 空間分叉風(fēng)管支座計(jì)算 風(fēng)管如圖下所示 設(shè)風(fēng)管直徑2000mm，壁厚=6mm，單個(gè)閥門重2000kg，膨脹節(jié)重1000kg。（c）風(fēng)管支座關(guān)系 如圖C所示： 解：確定工藝參數(shù)。 AB需在A點(diǎn)設(shè)置固定支座，B點(diǎn)為活動(dòng)支座。根據(jù)工藝布置需要： AI=12000mm，HI=5000mm 根據(jù)管道不積灰的要求：1=BAH=35。計(jì)算：在AHI中： tan2=tan2 AH=（AI2+HI）1/2=（120002+50002）1/2=13000mmABH中： BH=tanBAHAH=tan3513000=9103m

24、m A、B兩支座間風(fēng)管實(shí)長(zhǎng)： AB=AH/cos35=13000/cos35=15870mm 在AIJ中： tan 由此可得： AB兩支座間風(fēng)管實(shí)長(zhǎng)與圖中投影長(zhǎng)度的比例系數(shù)：長(zhǎng)度及重量計(jì)算 EF風(fēng)管實(shí)長(zhǎng)： L11=18000=23805mm EF風(fēng)管總重： G1=gL11=45423.805=10807kg E及F兩端各加半個(gè)膨脹節(jié)的重量共1000kg EF風(fēng)管加膨脹節(jié)重： G1=G1+1000kg=11807kg EF風(fēng)管重心至支座A在立面b圖的距離為： L1=1/2(L4+L6-L5)=(1/2)(12000+2000-4000)=5000mm CD風(fēng)管近似實(shí)長(zhǎng)： L10=3000=396

25、8mm CD風(fēng)管重：G2=qL10=4543.968=1801kg CD風(fēng)管重心至支座A投影距離為： L2=1/2(L3+L7)=1/2(5000+2000)=3500mm D點(diǎn)閥門及膨脹節(jié)重量的一半G3=2500kg，閥門及膨脹節(jié)A支座的投影距離為L(zhǎng)3=5000mm求支反力PB1 L4PB1+G2L2+G3L3=G1L1PB1=(G1L1- G2L2-G3L3)/L4 =(118075000-18013500-25005000)/12000=3352kg 垂直分力： PBZ1=cosPB1=cos353362=2754kg 水平分力：PBXY1=sin1PB1=sin353362=1928k

26、g X軸向分力：PBX1=cos2PBXY11928=1780kg Y軸向分力：PBY1=sin2PBXY21928=742kg求正壓力PB1在風(fēng)管脹、縮時(shí)引起的摩擦力PB2：PB2B13362=673kg 摩擦力的垂直分力：PBZ2=sin1PB2=sin35673=368kg 摩擦力的水平分力：PBXY2=cos1PB2=cos35673=551kg 摩擦力的X軸向分力： PBX2=cos2PBXY2 =551=509kg 摩擦力的Y軸向分力： PBY2=sin2PBXY2 =551=212kg按B點(diǎn)受力最不利情況，考慮安全系數(shù)為1.2，求B支座反力 垂直載荷：PBZ=1.2(PBZ1+

27、PBZ2 X軸載荷：PBX=1.2（PBX1+ PBX2）=1.2（1780+509）=2747kg=27kN Y軸載荷：PBY=1.2（PBY1+ PBY2 垂直載荷：PAZ=1.2（G1+G2+G3-PBZ1+PBZ2） =1.2（11808+1770+2500-2754+386） X軸載荷PAX=-PBX=-27kN Y軸載荷PAY=-PBY求A支點(diǎn)承受的彎矩。由于G2和G3在風(fēng)管平面圖中偏離EF，風(fēng)管L8和L9產(chǎn)生彎矩。 MAXY=G2L8+G3L9m 考慮安全系數(shù)1.2后轉(zhuǎn)矩分解到X、Y軸： MAXcos2MAXYm=168kNm MAYsin2MAYm=70kNm計(jì)算結(jié)果 A支座受

28、力： PAZ=161.4kN;PAX=-27kN；PAY 分解到X、Y軸的力矩為： MAX=168kNm，MAY=70kNm B支座受力： PBZ=40.4kN，PBX=27kN，PBY（4） 支座間允許最大跨度計(jì)算支座間允許最大跨度的計(jì)算 在熱風(fēng)管道設(shè)計(jì)中，根據(jù)工藝布置需要，有時(shí)支座間距較大，到底允許最大跨度是多少？這里介紹一種計(jì)算方法，可以用來(lái)驗(yàn)算，見(jiàn)圖： 在不考慮支座以外懸壁部分管道影響時(shí)支座間允許最大跨度的計(jì)算公式如下：Lmax=2.24(Wt/q)1/2 （17） Lmax管道最大允許跨度，m；傾斜管道垂直于地面的橫截面 q管道均布載荷，N/m（管材重+保 溫重+附加重）； W管道斷

29、面抗彎模數(shù)，cm2管道橫向焊縫系數(shù)，對(duì)于熱風(fēng)管道 （手工無(wú)墊 環(huán)焊縫），=0.7； t管道熱態(tài)許用應(yīng)力，N/mm2,對(duì)于一般風(fēng)管采用的熱軋Q235-A鋼 板，不同溫度下的許用應(yīng)力見(jiàn)下表。 Q235-A鋼 板 許 用 應(yīng) 力 表11溫度 20100150200250300350許用應(yīng)力Nmm-2113113113105948677 水泥廠設(shè)計(jì)的熱風(fēng)管大多數(shù)為傾斜布置，管道垂直地平面的橫斷面為橢圓形，見(jiàn)下圖。橢圓外表面，短軸長(zhǎng)等于風(fēng)管外徑D，內(nèi)表面短軸要減去風(fēng)管壁厚既d=2(R-)。 長(zhǎng)軸外表面為：D/cos=2R/cos 長(zhǎng)軸內(nèi)表面為：d/cos=2(R-)/cos由此推導(dǎo)出： W=Wy=R4-

30、（R-）4/4Rcos2 （18）計(jì)算舉例圖（c）已知一熱風(fēng)管道外徑D=2m，壁厚=6mm,帶保溫層，風(fēng)管與地面傾斜角45，最高工作溫度350，計(jì)算允許最大跨度。如圖c：求風(fēng)管均布載荷 q=K1K2（q1+q2+q3）/cos式中：q1風(fēng)管單位長(zhǎng)度自重,q1D6=355 kg/m；q2保溫層重，q2D2=99 kg/m；q3風(fēng)載，按75kg/m2計(jì)，q3=75D=150kg/m；K1地震載荷影響系數(shù)，取K1=1.3；K2管內(nèi)積灰影響系數(shù)，取K2=1.5；求風(fēng)管斷面抗彎模數(shù)W W=R4-(R-)4/（4100cos245104cm3求350時(shí)需用應(yīng)力，查表6得：t=77N/mm2求最大跨度將上述

31、所求結(jié)果代入27式得：Lmax=1.56（Wt/q）1/2=1.56(3736077/16340)2五、管道及收塵設(shè)備保溫計(jì)算1、 熱風(fēng)管道保溫層厚度（19）管道保溫厚度，m；保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/(m)；1熱氣體溫度，；b要求保溫層的表面溫度，； ta環(huán)境溫度，；保溫層向環(huán)境綜合散熱系數(shù)，N/(m2)綜 合 散 熱 系 數(shù) 表12溫度差/4050100150200250備 注環(huán)境狀況室 內(nèi)室 外風(fēng)速V5m/sts=0150時(shí)a2近似值平 壁圓 壁kJ/(m2h)W/(m2)V5m/s0。78有保溫的設(shè)備及管道外壁散熱系數(shù)2、 收塵設(shè)備保溫層厚度（20）收塵器保溫層厚度，m；保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，

32、W/(m)； t1收塵器內(nèi)壁溫度（煙氣溫度），； ta環(huán)境溫度，防結(jié)露時(shí)取當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁刂担痪C合散熱系數(shù)，W/(m2),一般取 21.5W/(m)； q收塵器平壁單位熱損失，W/m2。 q值 (W/m2) 表13煙氣溫度環(huán)境溫度ta()處理的煙氣溫度（）50751001251501602002252503003504004505586379889910412213114216318320422725586776859397110119127144160178195 電 收 塵 器 保 溫 層 厚 度(mm) 表14環(huán)境年均溫度煙氣溫度510152025300時(shí)（W/m）使用溫度下熱導(dǎo)率1規(guī) 格（

33、mm）耐壓溫度（Mpa）最高使用長(zhǎng)寬厚巖棉及礦渣棉制品厚棉1506506001=0（tp-70）100010005000礦渣棉1000500600500900750208040703050氈6080400400100120600400板80400350100120600350150160600350管200600350泡沫石棉304050普通型5001=0（tp-70）10003050抗拉防水型50500硅酸鈣制品1702202406505501=0（tp-70）6003070抗折膨脹珍珠巖70100150150200200500300500507050120抗壓玻璃棉制品？棉40毯2440氈

34、244003504003003001=0（tp-70）六、 熱風(fēng)管道工藝布置要求 1.工藝車間布置盡量緊湊，風(fēng)管盡量短，以減少阻力，節(jié)省電耗，如窯尾廢氣處理，篦冷機(jī)廢氣處理管道系統(tǒng)等。 2.為防止粉塵沉積，風(fēng)管盡量?jī)A斜布置。 （1）高溫風(fēng)機(jī)與增濕塔或生料磨風(fēng)管氣流向上傾斜角度55為宜，窯尾廢氣管道氣流向下走時(shí)風(fēng)管傾斜角度宜為35。 （2）窯頭篦冷機(jī)與電收塵器（袋收塵器）或上升氣流管道傾角為45，氣流向下順流傾角30 （3）煤粉制備風(fēng)管氣流上升傾角為6070左右，氣流向下順流管道與水平夾角為45為宜。 3.主支管交匯連接時(shí)，不宜在主管底部連接，盡量在主管側(cè)中心線或主管頂部接入。三通管夾角一般不宜小于30，最大不找過(guò)45。以免粉塵順流而下堵塞風(fēng)機(jī)或閥門。 4.主支管連接，應(yīng)順著氣流方向，多用斜三通連接為宜，避免用直三通連接。 5.多支管匯入總管在進(jìn)入收塵器前應(yīng)有一段過(guò)渡直管便于氣流均勻分布。 6.為防止漏風(fēng)，熱風(fēng)管道連接以焊接為宜，當(dāng)需要維修拆卸時(shí)，設(shè)法蘭連接，應(yīng)設(shè)檢修平臺(tái)。并合理開(kāi)設(shè)測(cè)孔，滿足檢測(cè)要求。 7.管道布置空間走向不宜妨