計(jì)算(管道選型)

1、一 壁厚計(jì)算：設(shè)計(jì)壓力：4.1MPa，設(shè)計(jì)溫度：450材質(zhì)：20G， 鋼管許用應(yīng)力：61MPa 工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范P103腐蝕裕量：=0.9mmD610 最小壁厚 Sm= = =20.9mm Sc=Sm+C =Sm+ASm =20.9+0.11120.9 =23.2mm 鋼管允許負(fù)偏差：10% A=0.111Sm：直管最小壁厚，mmDo：管子外徑，mm： 許用應(yīng)力修正系數(shù)，mm：考慮腐蝕等附加厚度，mmY： 溫度對(duì)計(jì)算管子壁厚公式的修正系數(shù)，鐵素體鋼482以下時(shí)Y=0.4Sc：直管的計(jì)算壁厚，mmC： 直管壁厚負(fù)偏差的附加值，mmA：直管壁厚負(fù)偏差系數(shù)m： 管子允許的壁厚負(fù)偏差 管子壁厚 取

2、D610x25總長(zhǎng)估算； 最高運(yùn)行溫度 450 假設(shè)60米設(shè)一個(gè)方形補(bǔ)償器 l=L(t2-t2)x1000mm =13.685x10-6x60(450+5)x1000 =373mm方型補(bǔ)償器： HxB 11mx15m H：外伸臂長(zhǎng)，m B：外伸臂寬，m管路長(zhǎng)L=2500m 直線距離 估算設(shè)置40個(gè)方型補(bǔ)償器，估算彎頭量共：60個(gè)Dn=594.5mm 熱力管道設(shè)計(jì)手冊(cè)P101Dn：管子的內(nèi)徑，mm 560mmG：介質(zhì)的重量流量，T/hv： 介質(zhì)的比容，m3/kg w：介質(zhì)的流速，m/sw= 3.7MPa 400 v=0.080036 m3/kg4.1MPa 415 v=0.073624 m3/k

3、g平均比容：0.07683 m3/kgG 為正常140T/h 時(shí) w=12m/sG 為最大200T/h 時(shí) w=17.3m/s壓降計(jì)算： 直管的摩擦壓力損失：Pf= 工業(yè)金屬管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范局部的摩擦壓力損失，當(dāng)量長(zhǎng)度法：Pf= 局部的摩擦壓力損失，阻力系數(shù)法：Pf=Pf：直管的摩擦壓力損失，MPaPk：局部的摩擦壓力損失，MPaL： 直管道長(zhǎng)度，mLe： 當(dāng)量長(zhǎng)度，mg： 重力加速度，m/s2Dn： 管子的內(nèi)徑, m： 介質(zhì)的平均流速，m/s： 流體密度，kg/m3： 流體摩擦系數(shù)KR： 阻力系數(shù)= 阻力平方區(qū) 熱力管道設(shè)計(jì)手冊(cè)P100 = 0.0155=1/0.07683 =13.016

4、kg/ m3按最大200T/h 時(shí)=17.3m/s 計(jì)算Pf= = 0.1375 MPa按正常140T/h 時(shí)=12m/s 計(jì)算Pf= = 0.0662 MPa局部的摩擦壓力損失，按當(dāng)量長(zhǎng)度法：當(dāng)量長(zhǎng)度Le：集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)P202方型補(bǔ)償器按R=1.5D熱壓彎頭計(jì)，DN600的管道，局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度 110m R=1.5D熱壓彎頭, DN600的管道，局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度 20.3m 按正常140T/h 時(shí)=17.3m/s 計(jì)算Pf= = =0.26433 Mpa按正常140T/h 時(shí)=12m/s 計(jì)算Pf= = =0.1273 Mpa局部的摩擦壓力損失，按阻力系數(shù)法：熱壓彎頭局部阻力系數(shù)：火力

5、發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定熱壓彎頭局部阻力系數(shù)：0.25 按60個(gè)計(jì)算按正常140T/h 時(shí)=17.3m/s 計(jì)算Pf= 0.03MPa按正常140T/h 時(shí)=12m/s 計(jì)算Pf= 0.0144MPa按局部阻力系數(shù)法計(jì)算時(shí)，由方型補(bǔ)償器外伸臂增加的管道長(zhǎng)度：22x40=880m，此部分形成的沿程損失：按最大200T/h 時(shí)=17.3m/s 計(jì)算：0.0484MPa按正常140T/h 時(shí)=12 m/s 計(jì)算：0.0233MPa所以熱電工程至煉油工程的DN600中壓蒸汽管網(wǎng)壓降 最大200T/h 時(shí)壓降按直管的摩擦壓力損失當(dāng)量長(zhǎng)度法局部摩擦壓力損失算；P=0.1375+0.26433=0.401

6、83 MPa按直管的摩擦壓力損失阻力系數(shù)法局部摩擦壓力損失算：P=0.1375+0.03+0.0484=0.2159 MPa最大140T/h 時(shí)壓降按直管的摩擦壓力損失當(dāng)量長(zhǎng)度法局部摩擦壓力損失算；P=0.0662+0.1273=0.1935 MPa按直管的摩擦壓力損失阻力系數(shù)法局部摩擦壓力損失算：P=0.0662+0.0144+0.0233=0.1039 MPa二 溫降計(jì)算：工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50264-97界面溫度的取值： P23 采用雙層保溫結(jié)構(gòu)，內(nèi)層 硅酸鋁氈 外層 巖棉氈 臨界溫度取外層保溫材料安全使用溫度的0.9倍以內(nèi)，取 3601 假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：1

7、6 管道外表面溫度：415計(jì)算絕熱層外熱量損失： Q=（TsTa）s (式4.5.1)Q：以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2Ts：絕熱層外表面溫度， 假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：16Ta：環(huán)境溫度，P23 當(dāng)常年運(yùn)行時(shí)，環(huán)境溫度取歷年的年平均溫度的平均值，附錄C 12.2s：絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)，P24 ( 4.8.4.1)W：年平均風(fēng)速，m/s 附錄C 3m/s s1.163(10+6) =1.163(10+6)=23.72 w/( m2)Q=（TsTa）s= (16-12.2) 23.72 =90.12 W/m2確定各保溫層厚度，P12 (式 4.3.4.1)1) 雙層

8、絕熱層總厚度應(yīng)使外層絕熱層外徑D2滿足下式D2lnQ：以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2s：絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)，P24 ( 4.8.4.1)D0：管道外徑，mD2：外層絕熱層外徑 ，mT0：管道外表面溫度， 取 415T1：內(nèi)層絕熱層外表面溫度， 取 360T2：外層絕熱層外表面溫度， 取 161：內(nèi)層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m)10.042+0.00020Tm =0.042+0.00020 =0.1195 w/( m)2：外層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m)20.036+0.00018Tm =0.036+0.00018 =0.06984 w/( m)D2ln = =0

9、.673 D2=1.115m2) 內(nèi)層絕熱層厚度1應(yīng)使內(nèi)層絕熱層外徑D1滿足下式ln=ln= D1=0.695m 1= (式4.3.1-3) = =0.0425m2= (式4.3.1-4) = =0.210m1：內(nèi)層絕熱層厚度，m2：外層絕熱層厚度，m校核實(shí)際的熱損失量： （式4.4.3-3）Q=w/m2= =91.05 w/m2 與假設(shè)一致校核雙層絕熱結(jié)構(gòu)層界面處溫度：T1=T1=T1=359.6全程熱損失：Q=D2QL=3.141.11591.05L =318.77（25004806） =2328933W最大200T/h 時(shí)溫降T=17.73正常140T/h 時(shí)溫降T=25.3T：管道溫度

10、降，Cp：過(guò)熱蒸汽的定壓比熱，kJ/kgG：介質(zhì)流量，kg/hL：計(jì)算管段長(zhǎng)度，（管長(zhǎng)當(dāng)量長(zhǎng)度），m2 假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14 管道外表面溫度：415假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：16計(jì)算絕熱層外熱量損失： Q=（TsTa）s (式4.5.1)Q：以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2Ts：絕熱層外表面溫度， 假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14Ta：環(huán)境溫度，P23 當(dāng)常年運(yùn)行時(shí)，環(huán)境溫度取歷年的年平均溫度的平均值，附錄C 12.2s：絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)，P24 ( 4.8.4.1)W：年平均風(fēng)速，m/s 附錄C 3m/s s1.163(10+6) =1.163(10+6)

11、=23.72 w/( m2)Q=（TsTa）s= (14-12.2) 23.72 =42.696 W/m2確定各保溫層厚度，P12 (式 4.3.4.1)3) 雙層絕熱層總厚度應(yīng)使外層絕熱層外徑D2滿足下式D2lnQ：以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2s：絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)，P24 ( 4.8.4.1)D0：管道外徑，mD2：外層絕熱層外徑 ，mT0：管道外表面溫度， 取 415T1：內(nèi)層絕熱層外表面溫度， 取 360T2：外層絕熱層外表面溫度， 取 141：內(nèi)層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m)10.042+0.00020Tm =0.042+0.00020 =0.1195

12、 w/( m)2：外層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m)20.036+0.00018Tm =0.036+0.00018 =0.06966 w/( m)D2ln = =1.431 D2=1.54m4) 內(nèi)層絕熱層厚度1應(yīng)使內(nèi)層絕熱層外徑D1滿足下式ln=ln= D1=0.745m 1= (式4.3.1-3) = =0.0675m2= (式4.3.1-4) = =0.398m1：內(nèi)層絕熱層厚度，m2：外層絕熱層厚度，m校核實(shí)際的熱損失量： （式4.4.3-3）Q=w/m2= =43w/m2 與假設(shè)一致校核雙層絕熱結(jié)構(gòu)層界面處溫度：T1=T1=T1=358.7全程熱損失：Q=D2QL=3.141.544

13、3L =1519142W最大200T/h 時(shí)溫降T=11.56正常140T/h 時(shí)溫降T=16.5T：管道溫度降，Cp：過(guò)熱蒸汽的定壓比熱，kJ/kgG：介質(zhì)流量，kg/hL：計(jì)算管段長(zhǎng)度，（管長(zhǎng)當(dāng)量長(zhǎng)度），m3 假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14 管道外表面溫度：450假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14計(jì)算絕熱層外熱量損失： Q=（TsTa）s (式4.5.1)Q：以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2Ts：絕熱層外表面溫度， 假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14Ta：環(huán)境溫度，P23 當(dāng)常年運(yùn)行時(shí)，環(huán)境溫度取歷年的年平均溫度的平均值，附錄C 12.2s：絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)，P24 (

14、 4.8.4.1)W：年平均風(fēng)速，m/s 附錄C 3m/s s1.163(10+6) =1.163(10+6)=23.72 w/( m2)Q=（TsTa）s= (14-12.2) 23.72 =42.696 W/m2確定各保溫層厚度，P12 (式 4.3.4.1)5) 雙層絕熱層總厚度應(yīng)使外層絕熱層外徑D2滿足下式D2lnQ：以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2s：絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)，P24 ( 4.8.4.1)D0：管道外徑，mD2：外層絕熱層外徑 ，mT0：管道外表面溫度， 取 450T1：內(nèi)層絕熱層外表面溫度， 取 360T2：外層絕熱層外表面溫度， 取 141：內(nèi)層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m)10.042+0.00020Tm =0.042+0.00020 =0.123 w/( m)2：外層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m)20.036+0.00018Tm =0.036+0.00018 =0.06966w/( m)D2ln = =1.642 D2=1.65m6) 內(nèi)層絕熱層厚度1應(yīng)使內(nèi)層絕熱層外徑D1滿足下式ln=ln= D1=0.835m 1= (式4.3.1-3) = =0.113m2= (式4.3.1-4) = =0.407m1：內(nèi)層絕熱層厚度，m2：外層絕