锅炉上升管下降管设计计算书（静态版）

锅炉上升管、下降管水力计算表,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

No.,CalculationItem,Symbol,Source,Formula,Unit,Result,Description,Standard,Remarks

一、基本参数设定,,,,,,,,,

1,额定蒸发量,D,设计值,,t/h,100,锅炉额定工况蒸发量,设计任务书,

2,额定压力,p,设计值,,MPa,10,锅炉额定工作压力,设计任务书,表压

3,给水温度,tgs,设计值,,℃,215,省煤器出口水温,设计任务书,

4,循环倍率,K,选用值,,-,10,水循环倍率,T/CSEE0267-2021,估算值

5,上升管根数,nrs,设计值,,根,192,水冷壁上升管数量,结构设计,

6,下降管根数,ndc,设计值,,根,8,集中下降管数量,结构设计,

二、管道尺寸计算,,,,,,,,,

7,上升管外径,drs_o,设计值,,mm,51,上升管外直径,结构设计,20G钢

8,上升管壁厚,δrs,设计值,,mm,6,上升管壁厚,强度计算,

9,上升管内径,drs_i,计算值,drs_o-2×δrs,mm,39,上升管内直径,GB/T20801.1-2025,

10,下降管外径,ddc_o,设计值,,mm,273,下降管外直径,结构设计,20G钢

11,下降管壁厚,δdc,设计值,,mm,12,下降管壁厚,强度计算,

12,下降管内径,ddc_i,计算值,ddc_o-2×δdc,mm,249,下降管内直径,GB/T20801.1-2025,

三、流通截面积计算,,,,,,,,,

13,单根上升管截面积,Ars1,计算值,π×drs_i²/4,m²,0.001194591,单根上升管内截面积,流体力学,

14,总上升管截面积,Ars,计算值,nrs×Ars1,m²,0.229361396,所有上升管截面积之和,流体力学,

15,单根下降管截面积,Adc1,计算值,π×ddc_i²/4,m²,0.05853494,单根下降管内截面积,流体力学,

16,总下降管截面积,Adc,计算值,ndc×Adc1,m²,0.468279518,所有下降管截面积之和,流体力学,

四、循环流量计算,,,,,,,,,

17,循环流量,G,计算值,K×D×1000,kg/h,1000000,锅炉总循环流量,T/CSEE0267-2021,

18,上升管质量流速,ρwrs,计算值,G/(3600×Ars),kg/(m²·s),1211.09,上升管内工质质量流速,T/CSEE0267-2021,

19,下降管质量流速,ρwdc,计算值,G/(3600×Adc),kg/(m²·s),593.19,下降管内工质质量流速,T/CSEE0267-2021,

五、管内流速计算,,,,,,,,,

20,饱和水密度,ρ,查表值,,kg/m³,730,额定压力下饱和水密度,水蒸气性质表,10MPa时

21,上升管内流速,wrs,计算值,ρwrs/ρ,m/s,1.66,上升管内工质流速,流体力学,

22,下降管内流速,wdc,计算值,ρwdc/ρ,m/s,0.81,下降管内工质流速,流体力学,

六、沿程阻力系数计算,,,,,,,,,

23,上升管相对粗糙度,ε/drs_i,选用值,,-,0.0002,上升管内壁相对粗糙度,GB/T20801.1-2025,新管

24,下降管相对粗糙度,ε/ddc_i,选用值,,-,0.0002,下降管内壁相对粗糙度,GB/T20801.1-2025,新管

25,上升管雷诺数,Re_rs,计算值,ρ×wrs×drs_i/μ,,60554.60554,上升管内流动雷诺数,流体力学,μ=0.00012Pa·s

26,下降管雷诺数,Re_dc,计算值,ρ×wdc×ddc_i/μ,,1230865.043,下降管内流动雷诺数,流体力学,μ=0.00012Pa·s

27,上升管沿程阻力系数,λrs,计算值,0.3164/Re_rs^0.25,,0.02,上升管沿程阻力系数,穆迪图,紊流区

28,下降管沿程阻力系数,λdc,计算值,0.3164/Re_dc^0.25,,0.01,下降管沿程阻力系数,穆迪图,紊流区

七、管道长度设定,,,,,,,,,

29,上升管总长度,Lrs,设计值,,m,25,上升管总长度,结构设计,包括直管和弯头

30,下降管总长度,Ldc,设计值,,m,20,下降管总长度,结构设计,包括直管和弯头

八、沿程压力损失计算,,,,,,,,,

31,上升管沿程损失,ΔP_frs,计算值,λrs×Lrs/drs_i×ρ×wrs²/2,Pa,12989.03,上升管沿程压力损失,达西公式,

32,下降管沿程损失,ΔP_fdc,计算值,λdc×Ldc/ddc_i×ρ×wdc²/2,Pa,183.89,下降管沿程压力损失,达西公式,

九、局部阻力系数,,,,,,,,,

33,上升管入口阻力系数,ζ_in,选用值,,-,0.5,上升管入口局部阻力系数,GB/T20801.1-2025,直角入口

34,上升管出口阻力系数,ζ_out,选用值,,-,1,上升管出口局部阻力系数,GB/T20801.1-2025,直角出口

35,上升管弯头阻力系数,ζ_bend,选用值,,-,1.5,上升管弯头局部阻力系数,GB/T20801.1-2025,多个弯头合计

36,上升管总局部阻力系数,ζ_rs,计算值,ζ_in+ζ_out+ζ_bend,-,3,上升管总局部阻力系数,流体力学,

37,下降管入口阻力系数,ζ_dcin,选用值,,-,0.5,下降管入口局部阻力系数,GB/T20801.1-2025,直角入口

38,下降管出口阻力系数,ζ_dcout,选用值,,-,1,下降管出口局部阻力系数,GB/T20801.1-2025,直角出口

39,下降管总局部阻力系数,ζ_dc,计算值,ζ_dcin+ζ_dcout,-,1.5,下降管总局部阻力系数,流体力学,

十、局部压力损失计算,,,,,,,,,

40,上升管局部损失,ΔP_lrs,计算值,ζ_rs×ρ×wrs²/2,Pa,3013.86,上升管局部压力损失,局部阻力公式,

41,下降管局部损失,ΔP_ldc,计算值,ζ_dc×ρ×wdc²/2,Pa,361.51,下降管局部压力损失,局部阻力公式,

十一、总压力损失计算,,,,,,,,,

42,上升管总压力损失,ΔP_rs,计算值,ΔP_frs+ΔP_lrs,Pa,16002.88,上升管总压力损失,流体力学,

43,下降管总压力损失,ΔP_dc,计算值,ΔP_fdc+ΔP_ldc,Pa,545.40,下降管总压力损失,流体力学,

十二、重位压头计算,,,,,,,,,

44,循环回路高度,H,设计值,,m,22,水循环回路总高度,结构设计,汽包中心到下联箱

45,饱和蒸汽密度,ρ,查表值,,kg/m³,55,额定压力下饱和蒸汽密度,水蒸气性质表,10MPa时

46,平均截面含汽率,x,选用值,,-,0.15,上升管平均含汽率,T/CSEE0267-2021,估算值

47,汽水混合物密度,ρ_m,计算值,1/(x/ρ+(1-x)/ρ),kg/m³,256.96,上升管内汽水混合物密度,均相模型,

48,重位压差,ΔP_g,计算值,H×(ρ-ρ_m)×g,Pa,102091.49,水循环重位压差,流体静力学,

十三、有效压头计算,,,,,,,,,

49,有效压头,S_eff,计算值,ΔP_g-ΔP_rs,Pa,86088.61,水循环有效压头,T/CSEE0267-2021,

50,流动阻力,ΔP_total,计算值,ΔP_rs+ΔP_dc,Pa,16548.28,循环回路总阻力,流体力学,

十四、安全性校验,,,,,,,,,

51,有效压头裕度,S裕度,计算值,S_eff-ΔP_total,Pa,69540.33,有效压头与总阻力差值,T/CSEE0267-2021,

52,裕度系数,K裕度,计算值,S_eff/ΔP_total,-,5.20,有效压头裕度系数,T/CSEE0267-2021,

53,上升管最低安全流速,w_min,选用值,,m/s,0.3,上升管最小允许流速,T/CSEE0267-2021,防止汽水分层

54,流速安全裕度,w裕度,计算值,wrs-w_min,m/s,1.36,实际流速与最小流速差值,T/CSEE0267-2021,

55,质量流速校验,ρw校验,判断值,ρwrs≥1000,-,满足,质量流速是否满足要求,T/CSEE