【优质文档】蒸汽管道计算实例1.pdf
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1、专业资料分享 完美 DOC 格式整理 前言 本设计目的是为一区VOD-40t 钢包精练炉提供蒸汽动力。设计 参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度 250,压力1.0MP;蒸汽管道 终端 温度 240,压力0.7MP(设定); VOD 用户端 温度 180,压力 0.5MP; 耗量 主泵 11.5t/h 辅泵 9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布 置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠 近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了
2、与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在 自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 5、 蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、 滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为 505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为 250查动力管道设计 手册第一册热力管道(以下简称管道设计)13 得蒸汽在该 状态下的密度 1为 4.21kg/m 3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp
3、,温度为 240查管道设 计表 13 得 蒸汽在该状态下的密度 2为 2.98kg/m 3。 (一)管道压力损失: 1、管道的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 3 煨 弯R=3D 0.3 10 200 3 方型伸缩 煨弯 5 6 200 30 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 器R=3D 2、压力损失 21 式中 p 介质沿管道内流动的总阻力之和,Pa; Wp介质的平均计算流速, 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 2; p 介质的平均比容, m3/
4、kg; 摩擦系数,查动力管道手册(以下简称管道) 表 49 得 管道的摩擦阻力系数=0.0196 ; d管道直径,已知 d=200mm ; L管道直径段总长度,已知L=505m ; 局部阻力系数的总和,由表(一)得=36; H1、H2管道起点和终点的标高,m; 1/Vp=p 平均密度, kg/m3; 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 21 变为 22 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 在上式中:5 Wp2/g p=5Wp 2p /g 表示速度头(动压头) 10 3L/d 为每根管子摩擦阻力系数。 把上述数值代入 22 中得 p=
5、1.1554023.595 (0.0196 103505/200+36)/9.8 =0.316 Mp 计算出的压力降为0.447Mp,所以蒸汽管道的终端压力 P2=P1-p=1.0 -0.316=0.684 Mp。 相对误差为:( 0.7-0.684)/0.7=2.3% 。所以假设压力合理 (二)管道的温度降: 1、蒸汽在管道中输送时,由于对周围环境的散热损失,过热蒸 汽温降按下式计算: t=Q10 -3/(G C P) 式中 Q所计算蒸汽管段对周围环境的散热损失(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,过热蒸汽的定压比热(千卡 /千克 )。 总散热损失: 1
6、.2q 1.2148.5505=89991 千卡小时 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 蒸汽流量: 11.5+9.0=20.5 吨小时 定压比热: Cp查管道设计图得Cp0.515 千卡/千 克 。 t=89.991/ (20.50.515)=8.524 2、蒸汽管道的出口温度为t2=t1-t=250 -8.524=241.48 。 3、相对误差: 8.524/250=3.4% 。 蒸汽管道终端的出口参数为:压力0.684MP 温度 241.48 , 其计算结果和假设相一致。 三、管道伸长量和补偿计算 (以管段 3-4 为例) (一)伸长量: 公式: L=L(t 2-t1) 式中 L计算管
7、长, m,3-4 管段的长度为 46.57m; 管道的线膨胀系数, /(m ),查表 5-1 得 =12.25 /(m ); t2管内介质温度,已知t2=220; t1管道安装温度,已知t1=20。 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 L=1246.57(245-20)=12.57 所以,管段 34 的热膨胀量为 125.7mm 小于补偿器的补偿量 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: 采用的补偿方式为人工补偿, 选取的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 管段的伸长 125.7mm150mm补
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