【《燃煤循环流化床锅炉烟气净化系统中管道系统布设及计算过程案例分析》2900字】

燃煤循环流化床锅炉烟气净化系统中管道系统布设及计算过程案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u4312燃煤循环流化床锅炉烟气净化系统中管道系统布设及计算过程案例分析 1110111.1管道布设 1101781.2管径计算 212403（1）锅炉到除尘器 214211（2）除尘器到换热器 29497（3）换热器出口到脱硫塔入口段 324951（4）脱硫塔出口至换热器段 313478（1）换热器出口至烟囱段 469571.3管路其他设备 573111.3.1阀门 5148421.3.2支架和支座 5316711.4管道阻力损失 6113751.4.1摩擦阻力损失 6114341.4.2局部压损 8225941.4.3系统总阻力损失 111.1管道布设根据生产施工的具体情况和锅炉的相对位置及运行情况确定每个装置的实际位置。确定各个装置的位置后再进一步布置管道。为了使工程人员对设备安装、进行日常操作和设备的检修比较方便，布置各装置和管道时应该在路线简单的基础上，尽量使得布设紧凑、管路短、整体占地面积小。本设计的管道布置示意如下图：图6-1系统平面图Fig.6-1Systemplan图6-2系统主视图Fig.6-2Mainviewofthesystem1.2管径计算（1）锅炉到除尘器锅炉出口工况烟气量为Q1=176080.59m3/h，管道风速一般不大于25m/s，该管段风速取v1=15m/s，则管径为：（6-1）圆整后取D1-2=2.0m，取管径壁厚为4mm，则管道内径（6-2）实际速度校核：（6-3）（2）除尘器到换热器除尘器出口烟气量Q2=183123.81m3/h，该管段风速取v2=18m/s，则管径为：（6-4）圆整后取D3-4=1.9m，取管径壁厚为4mm，则管道内径（6-5）实际速度校核：（6-6）（3）换热器出口到脱硫塔入口段换热器出口工况烟气量为Q3=163860.76m3/h，该管段风速取v3=15m/s，则管径为：（6-7）圆整后取D5-6=2.0m，取管径壁厚为4mm，则管道内径（6-8）实际速度校核：（6-9）（4）脱硫塔出口至换热器段脱硫塔出口工况烟气量为Q4=141504.76m3/h，该管段风速取v4=14m/s，则管径为：（6-10）圆整后取D7-8=1.90m，取管径壁厚为4mm，则管道内径（6-11）实际速度校核：（6-12）换热器出口至烟囱段①换热器出口至烟气合并前换热器出口工况烟气量为Q5=Q3=163860.76m3/h，该管段风速取v5=15m/s，则管径为：（6-13）圆整后取D9-11=2.0m，取管径壁厚为4mm，则管道内径（6-14）实际速度校核：（6-15）②两条管道合并后两条管道合并后，烟气量增加为原来的两倍，Q6=2×163860.76=327721.52m3/h，该管段风速取v6=20m/s，则管径为：（6-16）圆整后取D11-12=2.4m，取管径壁厚为4mm，则管道内径（6-17）实际速度校核：（6-18）1.3管路其他设备1.3.1阀门阀门是流体管路的控制装置，它主要有四个作用：①接通和截断阻流介质；②确保介质按照设定的方向和管道流动，防止发生介质倒流的情况；③调节管道内的介质压力和管道流量，保护管道或设备在安全状况下运行；④按管路分布和设计要求对介质进行分离分配或混合；⑤防止介质压力超过规定的数值，从而引发安全隐患，使管道或设备安全运行。阀门按照用途和作用可分为：截断类、止回类、调节类、安全类和分配类。其中截断类包括闸阀、截止阀、球阀、蝶阀等。阀门是控制管道的最终方式，介质在管道内的流速和流动方式由阀门启闭件控制着，阀门流道的特定形状使得阀门具备一定不同的流量特性，在选择阀门时必须考虑到，各种类型的管道系统最适合安装什么样的阀门，这样才能让阀门在管道系统中最大限度地发挥其应有的作用。本设计选用公称通径DN≥1400mm的易于调节流量的蝶阀作为控制流量用，与管道采用法兰连接。1.3.2支架和支座管道支架主要有三个作用：一是承受管道的重量，避免管道因为过长而不能承重，发生断裂情况；二是避免管道在生产施工过程中发生或多或少的位移，影响系统的正常运行；三是对运行过程中管道的振动、摆动或者可能受到的冲击进行控制。管道支架在不同的位置用途和类型也不一样，大体上可以将管道支架分为三大类：承重支吊架、限位支架和防振支架。管道中的支架布置时需要注意以下事项：①管道支架配置要在允许管道受力的条件下，使支架达到最少；②如果管道经过道路，要将支架配置在道路两边，并使距离在2m以上；③管道的固定支架需要牢固。滑动支架的摩擦力应该大于受推力；④支架配置应与管道的阀门测孔和混风口一起考虑，使阀门测孔管和混风口在支架附近或上方；⑤如果用同一支架来平行铺设两根以上的管道，需要考虑到两根管道在不同温度下的受力不同，否则不应该布置在同一个支架上；⑥管道的最低点和管道的最高点一般距离支架1~2m，不布置在支架上；⑦为消除静电，管道应每隔一段距离安装可靠的接地装置。支架布置①锅炉至除尘器段该段管道水平距离大约18m，在两个弯头处各设1个支架，则该段共需2个支架。两个锅炉该段共设4个支架。②除尘器至风机房段除尘器出口管道水平距离约为8m，在弯头处设置1个支架，共2个直角弯头，该段最终共需设置4个支架。③风机房至换热器段该段管道水平长度约为8m，在距风机房出口5m处设置1个支架，该段共设置2个支架。④换热器出口到脱硫塔入口段该段管道水平距离约10m，在换热器出口处设置1个支架，在弯头处设置1个支架，共2个直角弯头，该段最终共需设置5个支架。⑤脱硫塔出口至换热器入口段该段管道水平距离约10m，在脱硫塔出口弯头处设置1个支架，管道弯头处设置1个支架，则该段最终共需设置4个支架。⑥换热器出口至烟囱段换热器出口距烟囱入口的水平距离约为20m，该段在三通前后设置3个支架，在2个直角弯头处设1个支架，2个直角弯头中间设1个支架，则该段共需要设置9个支架。本设计中共需28个支架，20个90°弯头，1个三通。1.4管道阻力损失含尘气体在管道中流动时，会发生与管壁摩擦从而引起一定的摩擦阻力损失，通过各种管道附件或设备例如弯头、三通、补偿器等时，也会引起局部压力损失。摩擦阻力损失和局部压力损失共同组成了管道的阻力损失。1.4.1摩擦阻力损失气体在管道中流动时，通过的管道横截面形状不同，气体与管壁摩擦产生的阻力损失也不同，对于任意形状的圆形管道，其摩擦阻力损失的计算公式如下：（6-19）式中：ΔPL——摩擦阻力损失，Pa；λ——摩擦阻力系数，不同管径的沿程阻力损失系数见表6-1；vg——气体流速，m/s；L——该段管道的长度；——工况下的气体密度，kg/m3；Dn——圆形管道内径，m。表6-1沿程阻力损失系数表Tab.6-1Resistancelosscoefficientalongtheway管道内径mm75100125150175200225250λ0.04180.0380.03520.03320.03160.03040.02930.0284从锅炉出口至烟囱的管道全部采用粗糙度K=0.16mm的钢管管道。1-2段含尘气体密度：ρ3-4段含尘气体密度：ρ2=1.325-6段含尘气体密度：ρ3=1.7-8段含尘气体密度：ρ4=1.329-12段含尘气体密度：ρ5=1.32则各段摩擦阻力损失：1-2段：管长25m，（6-24）3-4段：管长20m，（6-25）5-6段：管长15m，（6-26）7-8段：长25m，（6-27）9-11段：长20m，（6-28）则总摩擦阻力损失为：（6-30）1.4.2局部压损管件形状和介质流动状态不变时，局部阻力损失正比于动压，局部阻力损失可按下式计算：（6-31）式中：ξ——异形管件的局部阻力系数；v——断面平均流速，m/s；ρ——流经管件的工况下的烟气密度，kg/m3。方弯管弯头（三中节二端节，r/b=1，ξ=0.21）①锅炉出口至除尘器入口1-2段（2个）（6-32）②除尘器至换热器3-4段（2个）（6-33）③换热器出口至脱硫塔入口5-6段（2个）（6-34）④脱硫塔出口至换热器进口7-8段（2个）（6-35）⑤换热器出口至管道合并前9-11段（2个）（6-36）（2）三通烟囱前管道合并处1个合流三通，ξ=1.3（6-37）（3）补偿器风机进出口各1个带导向管的波形补偿器，ξ=1 （6-38）（4）阀门采用圆形蝶阀，α=20°，ε=1.51-2段：2个（6-39）3-4段：2个（6-40）5-6段：1个（6-41）7-8段：2个（6-42）9-11段：1个（6