工藝熱風(fēng)管道計(jì)算規(guī)定

1、1 前言1.1編制目的水泥干法生產(chǎn)中，熱風(fēng)管道的設(shè)計(jì)非常重要.而熱風(fēng)管道的計(jì)算又是一件非常繁 瑣的工作為了使熱風(fēng)管道的設(shè)計(jì)更加合理，特編制此文件。1.2計(jì)算范圍凡是工藝專業(yè)需要向土建專業(yè)提交支座反力的熱風(fēng)管道，必須進(jìn)行計(jì)算并交計(jì)算書計(jì)算書應(yīng)統(tǒng)一保存?zhèn)浒?2 計(jì)算步驟(1 )說明計(jì)算管道直徑：管道直徑由通過管道的煙氣量及其在管道內(nèi)流動(dòng)速度確定.d2 =4q/(3600x3.14xv)d-管道外徑(m ；q 一風(fēng)量(m);v-風(fēng)速a )計(jì)算出的外徑按推薦外徑系列圓整，見表一b )管內(nèi)風(fēng)速一般控制在12 一 20 m/s.根據(jù)管道傾角而定，傾角較大時(shí)取較小 值，反之亦然。但要綜合考慮一次投資造價(jià)。表

2、一*400530*710950*1250*1700*2240*3000*420*560*750*1000*1320*1800 丁*2360*3150*450*600*8001060*14001900*25003350*480630850*1120*1500*2000 丁*26503550*500670*9001180*16002120*2800375040004250注：表一中帶*”者為優(yōu)先系列(2 )繪制管遁布置及走向的簡圖，并標(biāo)注定位尺寸.較復(fù)雜的管道走向需繪制 立體圖(3 )確定支座形式(固定或?qū)蛑ё?及其位置.（4 ）初定彫脹節(jié)的位過.由計(jì)算結(jié)果確定曹脹節(jié)的規(guī)格，然后，分段計(jì)算管道的

3、熱矽脹量. 注意，與熱風(fēng)管道相連接的設(shè)備或部件應(yīng)統(tǒng)-考慮.計(jì)算彫脹雖時(shí),如與電收塵器連接處，先找 出電收塵器基礎(chǔ)的固定支座，并將其視為一方形風(fēng)管.（5 ）定岀坐標(biāo)系方向，標(biāo)注管逍所受各力符號及其位置尺寸，繪制受力分析圖.（6 ）計(jì)算各支座反力.（7 ）將計(jì)算結(jié)果乘以1.2 1.5安全系數(shù)（計(jì)算牧易時(shí)，取較小值，反之取牧大值）然后，向土建專 業(yè)提交荷載資料.3關(guān)于荷載標(biāo)注的規(guī)定（i）文座荷弦可以直按標(biāo)注在圖紙上但妙狹注恿，當(dāng)支座冋時(shí)受x、y、z三個(gè)力向荷載時(shí), 應(yīng)在幾個(gè)不同投影視圖中同時(shí)標(biāo)注出另旳大小和方向.（2 ）支座荷載也可用表格的形式標(biāo)注：即在支座主視圖或俯祝圖上僅標(biāo)注箭頭和代號，再另用

4、表格形式列出該符號所對應(yīng)的數(shù)值.（3 ）支座荷載標(biāo)注的單位箭頭和代號，規(guī)定如下：.2（a）力一 kn （千牛頓幾其符號用直線箭頭t衣示.（b）力矩一 kn.m （千牛頓米）其符號用弧線箭頭q表示. 內(nèi)（c） v 垂直力（z軸線方向）hx水平力（x軸線方向） 卜1丫一水y力（y刑線萬冋） m 一力矩圖一規(guī)定坐標(biāo)系方向及畫法，見圖一4.計(jì)算舉例某廠燒成窯頭車間，由冷卻機(jī)至電收塵器的熱風(fēng)管道支座受力計(jì)算.已知:管徑：d=2500mm,壁厚：6 = 6mm;溫度：丁喚=300-c , （t為異常悄況下的工況溫度）；1 = - 145 c, （t為環(huán)境最低溫度）；ts = 20匚（ts為安裝si度）；t

5、 一.外保溫：=75mm , r2 =112,（外保溫斥度，視工廠所在地區(qū)冬季環(huán)境溫度而定）; 風(fēng)速：0=17.8 （ % ）. 其布置圖見圖二.(i )計(jì)算管道膨脹量選擇膨脹節(jié)：l ) a至al管段計(jì)算管道總的膨脹量 i: 沿膨脹節(jié)軸向膨脹量軸 l 軸=(tmax-tmin al二(300 一(一 14.5 )x1.3 x10-5x (6000 + 2175 )二 33.4 mm 沿膨脹節(jié)側(cè)向膨脹量 l側(cè). l 側(cè)=（tmax-tmin al-5二（300 一（一 14.5 ） ）x1.3 x10-5x2136 二 8.7 mm l2 =軸2+l 側(cè)2=33.42+8.72=1191.25m

6、ml =34.5mm可選用一個(gè)兩波膨脹節(jié),圖號為 grpll -23 一 02 ，其性能參數(shù)為：軸向尺寸l=740mm單重 gn二 8.7kn每波軸向剛度 f=91.3kg/mm每波額定軸向位移 x=±52mm 計(jì)算在安裝溫度為20 c時(shí)，軸向膨脹節(jié)的軸向補(bǔ)償長度： l1 = tmax-ts / (tmax-tmin * 軸=(300-20)/300- (-14.5)*33.4=29.7mm3.計(jì)算在20 c時(shí)，實(shí)際管道伸長量： l2 =軸-l1=33.4-29.7=3.7mm 計(jì)算在20 c時(shí)，軸向膨脹節(jié)應(yīng)預(yù)拉伸： l3 =軸/2- l2=33.4/2-3.7=13mm 膨脹節(jié)對固

7、定支座的軸向作用力：f1=±al 軸/2*(f/n)=(士 33.4/2)*(91.3/2)= 士 762kg式中：f 一膨脹節(jié)每波軸向剛度為91.3 kg/mm n 一膨脹節(jié)波數(shù)為2 . 說明:因側(cè)向補(bǔ)償長度較小, 此處忽略不計(jì)2) a】至山背段 計(jì)算管道總的膨脹sa1: 沿膨脹節(jié)軸向膨脹sa1a 1 =( tnux - tmin ) ot -(300 ( - 14.5) x 1.3 x 10 5 x 7897/cos60 °二 64.6 mm可選用一個(gè)兩波膨脹節(jié)，圖號為g彎112302,其性能參數(shù)為: 軸向尺寸lsaomm單重gn=8.7kn每波軸向剛度匸9135皿 每

8、波額定軸向位移x=±52nun計(jì)算在安裝溫度為20 c時(shí)，軸向膨脹節(jié)的軸向補(bǔ)償長度：6a 1-aax 一 win300 - 20 _300-(-145)x 64.663)=57.5 mni計(jì)算在氣溫20 時(shí)，實(shí)際管道伸氏量: a 12= al - alt=64.6 - 57.5=7.1 mm計(jì)篦祚20x2時(shí).軸向膨脹節(jié)應(yīng)預(yù)拉伸:al3=生412264.671=7.12=25.2 mm膨脹節(jié)對固定支座的軸向作用力：az ff 一 2 n64.6 91.3 + -一 2 2=± 1474kga2至a-管段計(jì)算管道總的膨脹量41：沿x向膨脹sa1xa lx =( tax - ty

9、n ) o lx=(300 -(- 14,5) x 1.3 x 10 s * 8613 =35.2 mm沿y向膨脹malya ly =( tnsax - 丁啊)q ly=( 300 -(- 14.5) x 1.3 x 10s x 15030 =61.5 mm 沿z向影脹ma12alz= (-« lz=(300 -(- 14.5) x 1.3 x io5 x ( 19678 - 10500 )« 37.5 mm由上計(jì)算：沿膨脹節(jié)軸向膨脹世合成ag為：a 1 =a lx cos45 ° + 】z x sin45 0=35.2 cos45 ° + 37.5 x

10、 sin45 °=51.4 mm沿膨脹節(jié)側(cè)向膨脹量合成a 4為：.a 1 «i= a )z - co$45 0 - a lx x sin45 °=37.5 cos45 ° - 35.2 * sin45 °=1.6mma 1= a ly=61.5nim可選用兩個(gè)一波膨脹節(jié)分開布置，圖號為grp11-23-01,其性能參數(shù)為: 軸向尺寸l=510mm單重g滬6.7kn每波軸向剛度每波額定軸向位移x=±52mm說明:兩個(gè)膨脹節(jié)分開布過的間距由計(jì)算決定詳見附錄.0 計(jì)算在安裝溫度為20c時(shí)，軸向膨脹節(jié)的軸向補(bǔ)償長度：2mft .zljl. a

11、1«'max 'min 300-20 w、 x 51.4300-(-14.5)=45.8min計(jì)算在氣溫20 t時(shí).實(shí)際管道仲長量：al2= al m * a1,= 51.4 - 45.8=56 mm®計(jì)算在20c時(shí)，軸向膨脹節(jié)應(yīng)預(yù)拉伸：al3= a 1 n/(2 x 2)- al251.4=一 5 62x2=7.25 mm 膨脹節(jié)對固定支座的軸向作用力：f3 = ±.一 2 n51491.3-+x一 2 2-=±1173kg63(2)計(jì)算管道積灰管道布置上行為60 ° ,下行為45 ° g=178m/s 計(jì)算中不考慮

12、積灰.(3 )計(jì)算管道重員彎頭a重蛍：gr610kg支座a】所在直段ififit：；：忙g2= k zrdl ( ri + r2 )彳=1.2 x 3.14 x 2.5/ 9<x ( 6x7.85 + 11 ) =4926kg爐糾直冷紅，式中:鋼板厚度為6nim.支座a?所在直段ffllt：gj = k 兀dl ( rt * r2 )=1.2 x 3.14 x 2.5 x 11.183 x ( 6x7.85 + 11 ) =6120kg彎頭b逐最：g尸2140kg 廢氣下行直段3(m：gs= k >rdl ( r * r2 )=1.2 x 3.14 x 2.5 x 3.514 x

13、( 6x7.85 * 11 )=1923kg(4 )計(jì)算支座反力：&先，定出座標(biāo)系方向，見圖三.z f?8383圖三fl至g管段：受力分析見圖四.8383fabc=f：cos60 ° = ( ± 14.74 ) cos60 ° =±7.4knefy=of】一(3 + gi + gf2 ) + falytf2sin60 0 =0±7.62 一( &7 十 6.1 + 49.26 令&7 ) fa1y+14.74sii:60 ° =0 計(jì)算后取大值得：faiy=77.9knsma網(wǎng)mai * f, x 2.136

14、- ( gj * ga ) x 2.136 + g： x 0.449 + gg x 2.7=0mai + ( 土 7.62 ) x 2.136 - ( 6+ 8 7 ) x 2.136 + 49.26 x 0.449 * 8.7 x 2.7«0+ 2.3knm-30.3knm2) f2至fj段：受力分析見圖五.8383ef尸0f心 “ f2cos60 ° - f5cos45 ° 0fa + ( ± 14.74 ) cos60" - ( ±23.5 )fa±9.25kn 0 zfy=0fasy fjsinco - ( gg -

15、 (jj * g< g$ go ) f>sin45 ® -0fa2y + ( ± 14.74 ) sin60 ° - ( 8.7 + 61.2 21.4 + 19.3 + 13.4 ) + ( 土 11.7 ) sm45 ° -0 取大值得：已=145冊 zmqomr - gf2 x 5.197 g3 * 2.125 * 04 * 2.603 g5 >< 5.939 gf3 « 7.181 - f3 « 1.785sin75 0 =-0 ma2 - 8.72 x 5.197 - 61 2 x 2.125 + 2

16、1.4 x 2.603 + 193 x 5.939 * 13.4 x 7.181 -(±23 5 )x 4.785sin75 ° -0取大值得：ma2=- 145.3knm(5)向土建專業(yè)提交各支座反力1)支座&反力見圖六.hai=15 x fa1x=15 * ( ±7.4 ) =±11.2knvai«1.5 x fa1y=1.5 x 77.9= h7kn.m 1.5 * 2 3=3.5knm"1.5 x(- 30.3)= 45.5knm82 )支座a?反力見圖七.盼15 x ( ±9.25 ) =±14k

17、nva2=1.5 x 145=217.5knma2=1.5 x ( - 145.3 ) 218knm圖六圖七圖八當(dāng)膨脹節(jié)有側(cè)向膨脹時(shí),應(yīng)提訂貨要求校大膨脹就時(shí)，可采取下列措施解決：(1) 選用萬能式膨脹節(jié):可吸收軸向、橫向和角向合成位移.(2) 選用纖維彬脹節(jié):可吸收軸向.橫向和角-向合成位移.(3) 采用兩個(gè)一波(或二波.三波、四波)膨脹節(jié)分開布置的形式其分開距離由計(jì)算結(jié)果決定. 見下面例題.例題:計(jì)算a?至a”管段中兩個(gè)一波膨脹節(jié)間的距離l.見下圖八.已知：沿膨脹節(jié)側(cè)向膨脹量合成為：al«i = 1.6mm(可忽略)a1 «2 = a ly =61.5mm每個(gè)膨脹節(jié)預(yù)拉伸&68/2=4.34mm每個(gè)膨脹節(jié)長為510+8.68/2=514.34mm先假定兩個(gè)膨脹節(jié)之間的距離為lmm計(jì)算：(a) 山假定距離l計(jì)以w：t/x= a 1 j/(510+4 34+l