计算管道选型

1、壁厚计算 : 设计压力：4.1mpa,设计温度：450c材质：20g,钢管许用应力：61mpa工业金属管道设计规范p103 腐蚀裕量： :=0.06mm/a 15= 0.9mm2 61 1 4.1 0.4 =20.9mm sc=sm+c =sm+a sm =20.9+0.111 20.9 =23.2mm 钢管允许负偏差：一10% a= = 10=0.111 100-m 100-10 sm：直管最小壁厚，mm do：管子外径，mm :许用应力修正系数， mm ：考虑腐蚀等附加厚度，mm y :温度对计算管子壁厚公式的修正系数，铁素体钢482 c以下时y=0.4 sc：直管的计算壁厚，mm c：直

2、管壁厚负偏差的附加值，mm a:直管壁厚负偏差系数m：管子允许的壁厚负偏差? 管子壁厚取d610 x25 总长估算；最高运行温度450cd610最小壁厚sm= pd。2 j 1 py 4.1 610 0.9 假设60米设一个方形补偿器匸 :l(t2-t2)x1000mm _6 =13.685x106x60(450+5)x1000 =373mm 方型补偿器：hxb 11mx15m h:外伸臂长，m b:外伸臂宽，m 管路长l=2500m直线距离 估算设置40个方型补偿器，估算弯头量共：60个dn=594.5mm 热力管道设计手册pioi 1 w dn：管子的内径，mm 560mm g:介质的重量

3、流量，t/h v:介质的比容，m3/kg w：介质的流速，m/s gv w= 2dn 丫594.5 丿3 3.7mpa 400 e v=0.080036 m3/kg 4.1mpa 415e v=0.073624 m3/kg 平均比容：0.07683 n?/kg g 为正常140t/h 时w=12m/s g 为最大200t/h 时w=17.3m/s 压降计算：a - _5 九pv pf=10- 2l * - 工业金属管道工程设计规范直管的摩擦压力损失: 2g dn 局部的摩擦压力损失, 当量长度法： pf=10# ，宀.2le -? - 2g dn 局部的摩擦压力损失, 阻力系数法： pf=10

4、 *kr- ：22g p :直管的摩擦压力损失，mpa pk :局部的摩擦压力损失，mpa l: 直管道长度，m le：当量长度，m 2 g: 重力加速度，m/s dn：管子的内径,m v :介质的平均流速，m/s p :流体密度，kg/m2 3入:流体摩擦系数kr :阻力系数( 0.56 丫1.14+2lg - i、0.0002 丿=0.0155 3 p =1/0.07683 =13.016 kg/ m 按最大200t/h时v =17.3m/s计算12 0.0155汉13.0167.3 2500 =10 - 2 汉9.8 0.56 =0.1375 mpa 按正常140t/h时v =12m/s

5、 计算 pf=10-2g =10,0155 13.016 12k 29.8 0.56 =0.0662 mpa 局部的摩擦压力损失，按当量长度法: 当量长度le:集中供热设计手册p202阻力平方区热力管道设计手册p100 pf=10 2g 1.14 2lg k? 10方型补偿器按r=1.5d热压弯头计，dn600的管道，局部阻力当量长度r=1.5d热压弯头,dn600的管道，局部阻力当量长度20.3m 按正常140t/h时v =17.3m/s 计算 pf=10支2士2g dn 2 “a 0.01513.0117.3 4806 =10 - 2 疋9.8 0.56 =0.26433 mpa 按正常1

6、40t/h时v =12m/s 计算=10，0155 13. 16 122?輕2 汉9.8 0.56 =0.1273 mpa 局部的摩擦压力损失，按阻力系数法: 热压弯头局部阻力系数：火力发电厂汽水管道设计技术规定热压弯头局部阻力系数：0.25按60个计算按正常140t/h时v =17.3m/s 计算=0.03mpa 110m pf=10 2g le pf=10# *kr10 ? 1513.。16 f22 7.8 2g 10按正常140t/h时v =12m/s 计算=0.0144mpa pf=10 *kr.15空2 9.8 2g 按局部阻力系数法计算时， 由方型补偿器外伸臂增加的管道长度: 此部

7、分形成的沿程损失：按最大200t/h 时v =17.3m/s 计算：0.0484mpa 按正常140t/h 时v =12 m/s 计算：0.0233mpa 所以热电工程至炼油工程的dn600中压蒸汽管网压降最大200t/h时压降按直管的摩擦压力损失+ 当量长度法局部摩擦压力损失算; p=0.1375+0.26433=0.40183 mpa 按直管的摩擦压力损失+ 阻力系数法局部摩擦压力损失算: p=0.1375+0.03+0.0484=0.2159 mpa 最大140t/h时压降按直管的摩擦压力损失+ 当量长度法局部摩擦压力损失算; p=0.0662+0.1273=0.1935 mpa 按直管

8、的摩擦压力损失+ 阻力系数法局部摩擦压力损失算: 二温降计算：工业设备及管道绝热工程设计规范界面温度的取值：p23 采用双层保温结构，内层硅酸铝毡外层岩棉毡gb 50264-97 临界温度取外层保温材料安全使用温度的0.9倍以内，取360 c1假设双层绝热层外表面温度：16c管道外表面温度：415c计算绝热层外热量损失:22x40=880m, p=0.0662+0.0144+0.0233 mpa q= (ts ta) a s(式4.5.1) q:以每平米绝热层外表面积表示的热损失，w/m2ts：绝热层外表面温度，c 假设双层绝热层外表面温度：16cta：环境温度，p23当常年运行时，环境温度取

9、历年的年平均温度的平均值，附录c 122ca s：绝热层外表面向周围环境的放热系数，p24 ( 4.8.4.1) w:年平均风速，m/s 附录c 3m/s a s= 1.163x (10+6 .w ) =1.163x (10+6 .3) =23.72 w/( m2?c ) q= (ts ta) a s =(16-12.2) x 23.72 =90.12 w/m2确定各保温层厚度，p12 (式4.3.4.1) 1)双层绝热层总厚度s应使外层绝热层外径d2满足下式d2ln d2 2 |打 仃0 一t1)+ 2(t1 t2 )in d? _ _ q _q:以每平米绝热层外表面积表示的热损失，w/m2

10、a s：绝热层外表面向周围环境的放热系数，p24 ( 4.8.4.1) d0 :管道外径，m d2 :外层绝热层外径，m t。：管道外表面温度，c 取415ct1：内层绝热层外表面温度，c 取360ct2：外层绝热层外表面温度，c 取16c入仁内层绝热材料导热系数，w/( m ?c) 入1 = 0.042+0.00020tm 415 + 360 )=0.042+0.00020 - i 2 丿=0.1195 w/( m ?c )入2：外层绝热材料导热系数，w/(m ?c ) 入2 = 0.036+0.00018tm 360 +16、 - i 2 丿=0.06984 w/( m -c ) =0.0

11、36+0.00018 d2ind 1 t0 _t1 丁九2 t1 _t2 2 0.1195 415 -360 0.06984 360 -16 0.06984 90.12 - 23.72 =0.673 d2=1.115m 2)内层绝热层厚度s 1应使内层绝热层外径d1满足下式in 1=hl d 0 d2 q ln旦= 口 ?辽型0.61 1.115 90.12 d1=0.695m 1 s 1=3 d1 - do (式4.3.1-3) 1 =0.695-0.61 2 =0.0425m 1 s 2= d2-d (式4.3.1-4) 1 =-1.115-0.695 =0.210m s仁内层绝热层厚度，

12、m s 2:外层绝热层厚度，m 校核实际的热损失量：(式4.4.3-3) =3.14 ? 1.115 ? 91.05 ? l =318.77- (2500+ 4806) =2328933w 最大200t/h时温降 t=3a=3.6 2328933 =17.73cg 汉cp 200000 汉2.365 正常140t/h时温降 t=y.6 2328933 =25.3c gcp 140000 汉2.365 t:管道温度降，ccp：过热蒸汽的定压比热，kj/kg ?cg：介质流量，kg/h q= to -ta d2lnd1 电ind2 .丄2 1 d0 2 2.：:sw/m2= 415 12.2 1.

13、115, 0.695 1.115, 1.115 rin in 2 0.1195 0.61 2 0.06984 0.695 23.72 校核双层绝热结构层界面处温度: d2d11t0 ln tsln - d1 d0 t1= 一1.115 0.695 0.1195 415ln 0.06984 16in t1 = _ 0.695 0.61 0.1195 汇in 1115+ 0.06984 汇in 0695t1=3596c全程热损失 : q= n ? d2 ? q ? l l :计算管段长度，（管长+ 当量长度），m 2假设双层绝热层外表面温度：14c 管道外表面温度：415c假设双层绝热层外表面温度

14、：16c计算绝热层外热量损失：q= (ts ta) a s (式4.5.1) 2 q:以每平米绝热层外表面积表示的热损失，w/m ts：绝热层外表面温度，c 假设双层绝热层外表面温度：14cta：环境温度，p23当常年运行时，环境温度取历年的年平均温度的平均值，附录c 12.2ca s：绝热层外表面向周围环境的放热系数，p24 ( 4.8.4.1) w:年平均风速，m/s 附录c 3m/s a s= 1.163x (10+6 一w ) =1.163x (10+6 3) =23.72 w/( m2?c ) q= (ts ta) a s =(14-12.2) x 23.72 2 =42.696 w

15、/m 确定各保温层厚度，p12 (式4.3.4.1) 3)双层绝热层总厚度s应使外层绝热层外径d2满足下式d2ln d2 2 |打仃0 -t1 户2(t1 -t2 ) 如门d。 q 叫一q:以每平米绝热层外表面积表示的热损失，w/m2a s：绝热层外表面向周围环境的放热系数，p24 ( 4.8.4.1) do :管道外径，m d2 :外层绝热层外径，m to:管道外表面温度，c 取415c：内层绝热层外表面温度，c 取360ct2：外层绝热层外表面温度，c 取14c 入1：内层绝热材料导热系数，w/( m ?c)入1 = 0.042+0.00020tm 415+360、=0.042+0.000

16、20 - i cp 200000 汉2.365 =11.56c正常140t/h时温降 t=3 gpp 3.6 1519142 140000 2.365 =16.5cw:年平均风速，m/s 附录c 3m/s a s= 1.163x (10+6 一w ) =1.163x (10+6 .3) =23.72 w/( m2?c ) q= (ts ta) a s =(14-12.2) x 23.72 =42.696 w/m2确定各保温层厚度，p12 (式4.3.4.1) 5)双层绝热层总厚度s应使外层绝热层外径d2满足下式d2 c 1 t。2t1 -t2 2 d2in 2 一d。_ q : s q:以每平

17、米绝热层外表面积表示的热损失，w/m2a s：绝热层外表面向周围环境的放热系数，p24 ( 4.8.4.1) d0 :管道外径，m d2 :外层绝热层外径，m t。：管道外表面温度，c 取450cti:内层绝热层外表面温度，c 取360ct2：外层绝热层外表面温度，c 取14c入1：内层绝热材料导热系数，w/(m) 入1 = 0.042+0.00020tm 450+360、 - i 2 丿=0.123 w/( m ?c ) 入2：外层绝热材料导热系数，w/( m ?c) =0.042+0.00020 入2 = 0.036+0.00018tm 360 +14 ) - ii 2丿=0.06966w

18、/( m ?c ) ,d 2 i 人仃0 -t1 )+ 入2(t1 -t2 )d2ln =2 - - do . q 叫一=2 0.123(450 360 )+0.06966(360 14 )_ 0.06966 1 =_ 42.69623.72 =1.642 d2=1.65m 6)内层绝热层厚度s 1应使内层绝热层外径d1满足下式d1 2 1 t0 _t1 in = d 0 d 2 q ln 旦=345型0.61 1.65 42.696 d1=0.835m 1 s 1=3 d1 - do (式4.3.1-3) 1 = 0.835-0.61 2 =0.113m=0.036+0.00018 1s 2= d2-d, （式431-4 ）1