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：450C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：=0.06mm/a 15 0.9mm9D610最小壁厚Sm= 2PD。PY=4.1 6102 61 14.1 0.40.9=20.9mmSc=Sm+C=Sm+A Sm=20.9+0.111 20.9=23.2mm鋼管允許負(fù)偏差：一10% A= =10=0.111100 m 100 10Sm：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 :溫度對計(jì)算管子壁厚公式的修正系數(shù)，鐵素體鋼482C以下時丫=0.4Sc：直管的計(jì)算壁

2、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D610x25總長估算；最高運(yùn)行溫度450C假設(shè)60米設(shè)一個方形補(bǔ)償器 l= L(t2-t2)x1000mm=13.685x1CT6x60(450+5)x1000=373mm方型補(bǔ)償器：HxB 11mx15mH:外伸臂長，mB:外伸臂寬，m管路長L=2500m直線距離 估算設(shè)置40個方型補(bǔ)償器，估算彎頭量共：60個Dn=594.5熱力管道設(shè)計(jì)手冊PioiDn：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/kgw：介質(zhì)的流速，m/sGvw=Dn594.53.7MPa40

3、0 E v=0.080036 m3/kg4.1MPa415E v=0.073624 m3/kg平均比容：0.07683 mP/kgG 為正常 140T/h 時 w=12m/sG 為最大 200T/h 時 w=17.3m/s壓降計(jì)算：直管的摩擦壓力損失: Pf=1052g Dn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)量長度法：Pf=10?-Le2gDn2 局部的摩擦壓力損失，阻力系數(shù)法： R=105?Kr-2g Pf :直管的摩擦壓力損失，MPa Pk :局部的摩擦壓力損失，MPaL:直管道長度，mLe：當(dāng)量長度，mg：重力加速度，m/s2Dn：管子的內(nèi)徑，mv：介質(zhì)的平均流速，m/sp:

4、流體密度，kg/m3入：流體摩擦系數(shù)Kr :阻力系數(shù)2Dn1.14 2lg -Kd阻力平方區(qū) 熱力管道設(shè)計(jì)手冊P1001.14 2lg 亞20.0002=0.0155p =1/0.07683 =13.016 kg/ m3按最大200T/h時v =17.3m/s計(jì)算 Pf=10 5? L2g Dn=10 5 0.0155 13.016 17.32 ?2500=2 9.8? 0.56=0.1375 MPa按正常140T/h時v =12m/s 計(jì)算 Pf=10 5?丄2g Dn=10 5 O.。155 13.16 122 ?緲2 9.80.56=0.0662 MPa局部的摩擦壓力損失，按當(dāng)量長度法:

5、當(dāng)量長度Le:集中供熱設(shè)計(jì)手冊P202110m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)量長度R=1.5D熱壓彎頭,DN600的管道，局部阻力當(dāng)量長度 20.3m按正常140T/h時v =17.3m/s 計(jì)算 Pf=1022g?_b=10 5 0.0155 13.016 17.32 ?4806=2 9.8 0.56=0.26433 Mpa按正常140T/h時v =12m/s 計(jì)算2 I Pf=10 5? e2g Dn=10 5 O.。155 13.16 122 ?輕2 9.80.56=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)：火力發(fā)電廠汽

6、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個計(jì)算按正常140T/h時v =17.3m/s 計(jì)算25 Pf=10 ?Kr 2g5?1513.016 17.322 9.8=0.03MPa按正常140T/h時v =12m/s 計(jì)算2 Pf=10 5 ?Kr-2g513.016 122=10?15 2 9.8=0.0144MPa22x40=880m,按局部阻力系數(shù)法計(jì)算時，由方型補(bǔ)償器外伸臂增加的管道長度: 此部分形成的沿程損失：按最大 200T/h 時 v =17.3m/s 計(jì)算：0.0484MPa按正常 140T/h 時 v =12 m/s 計(jì)算：0.0233MPa所以熱電工程至煉油工

7、程的DN600中壓蒸汽管網(wǎng)壓降最大200T/h時壓降按直管的摩擦壓力損失+當(dāng)量長度法局部摩擦壓力損失算; P=0.1375+0.26433=0.40183 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時按直管的摩擦壓力損失+當(dāng)量長度法局部摩擦壓力損失算; P=0.0662+0.1273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

8、巖棉氈GB 50264-97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360 C1假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：16C管道外表面溫度：415C計(jì)算絕熱層外熱量損失:Q= (Ts Ta)a 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，C假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：16CTa：環(huán)境溫度，P23當(dāng)常年運(yùn)行時，環(huán)境溫度取歷年的年平均溫度的平均值，附錄 C122Ca S：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/sa s= 1.163X (10+6 .W )=1.163X (10+6 .3)=2

9、3.72 w/( m2 C )Q= (Ts Ta)a s=(16-12.2) X 23.72=90.12 W/m2確定各保溫層厚度，P12 (式 4.3.4.1)1) 雙層絕熱層總厚度S應(yīng)使外層絕熱層外徑D2滿足下式D2I nD21 T0T1D0211Q:以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2a S：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，C 取415CT1：內(nèi)層絕熱層外表面溫度，C 取360CT2：外層絕熱層外表面溫度，C 取16C 入1：內(nèi)層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m C)入 1 = 0.04

10、2+0.00020Tm=0.042+0.00020415 360=0.1195 w/( m C )入2：外層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/（m C ）入 2 = 0.036+0.00018Tm17=0.036+0.00018360162=0.06984 w/( m -C )D 2 1 T0T1 2 T1 T 2D2ln 2 D0Q160.0698423.72c 0.1195 4153600.06984 360=2 -90.12=0.673D2=1.115mD1滿足下式2）內(nèi)層絕熱層厚度S 1應(yīng)使內(nèi)層絕熱層外徑D1 = 1.115 0.695 =0.210m S 1：內(nèi)層絕熱層厚度，m 2:外層絕熱層厚

11、度，m校核實(shí)際的熱損失量：（式4.4.3-3） 1T0T1In =? D 0 D 2 QD12 0.1195415 360In =?一0.611.11590.12D1=0.695m1S 1=3 D1 D0(式 4.3.1-3)1=0.695 0.612=0.0425m1S 2=D2 D1(式 431-4)Q=w/m21ToTaD2lnD1 dnD2 1 D02 2D1=415 12.21.115, 0.6951.115, 1.1151InIn2 0.11950.612 0.069840.695 23.72=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 =1T0 InD2D1

12、2Ts ln1 ln2 ln0.1195 415ln1115 0.06984 16ln06950.6950.611.1150.6950.1195 In0.06984 In0.6950.61T1=3596C全程熱損失：Q= nD2 Q L=3.14 1.115 91.05 L=318.77 (2500+ 4806)=2328933W最大200T/h時溫降=17.73C t=3A= 3.6 2328933G Cp200000 2.365正常140T/h時溫降 TN6 Q=G Cp=3.6 2328933 =25.3C140000 2.365 T:管道溫度降，CCp：過熱蒸汽的定壓比熱，kJ/kg

13、CG：介質(zhì)流量，kg/hL :計(jì)算管段長度，（管長+當(dāng)量長度），m2假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14C管道外表面溫度：415C假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：16 C計(jì)算絕熱層外熱量損失：Q= (Ts Ta)a 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，C假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14CTa：環(huán)境溫度，P23當(dāng)常年運(yùn)行時，環(huán)境溫度取歷年的年平均溫度的平均值，附錄 C122Ca S：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/sa s= 1.163X (10+6 一 W )=1.163X (10+6

14、 3)=23.72 w/( m2 C )Q= (Ts Ta)a s=(14-12.2) X 23.722=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S應(yīng)使外層絕熱層外徑D2滿足下式D2I nD21 T0T1D0Q:以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2a S：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，C 取415CT1：內(nèi)層絕熱層外表面溫度，C 取360CT2：外層絕熱層外表面溫度，C 取14C 入1：內(nèi)層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m C)入 1 =

15、0.042+0.00020Tm=0.042+0.00020415 3602=0.1195 w/( mC )入2：外層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m C)入 2 = 0.036+0.00018Tm=0.036+0.00018360142=0.06966 w/( m -C )D 2 1 T0T1 2 T1 T 2D2ln 2 D0Qc 0.1195 4153600.06966 360=2 -42.696=1.431D2=1.54m140.0696623.724）內(nèi)層絕熱層厚度S 1應(yīng)使內(nèi)層絕熱層外徑D12 1 To T1In =? D 0 D 2 QD1滿足下式ln 旦=?心600.611.5442

16、.696D1=0.745m1S1=D1D0(式 4.3.1-3)21=0.745 0.612=0.0675mS 2=丄 d2 d1(式 4.3.1-4)=-1.54 0.745=0.398m221926S i：內(nèi)層絕熱層厚度，mS 2：外層絕熱層厚度，m校核實(shí)際的熱損失量：（式443-3）Q=ToTa-D2lnD1 dnD2 1 Do 2 2D1w/m21=415 12.2=154, 0.745154_1541InIn2 0.11950.612 0.069660.69523.72=43w/m2 與假設(shè)一致校核雙層絕熱結(jié)構(gòu)層界面處溫度:1T0 ln D2T1 =D1,Dr1 ln -D1D12T

17、s In _D0,D12 ln - D00.1195 415T1 =0.11951 54ln0.06966 14 ln0.7450.61,1.1150.745ln0.06966 ln0.7450.610.745T1=3587C全程熱損失:Q= n D2 Q L=3.14 1.54 43 L =1519142W最大200T/h時溫降=11.56C 丁=4=3.61519142G Cp 200000 2.365正常140T/h時溫降 TN6 Q=G Cp3.61519142 =16.5c140000 2.365 T:管道溫度降，CCp：過熱蒸汽的定壓比熱，kJ/kg CG：介質(zhì)流量，kg/hL :

18、計(jì)算管段長度，(管長+當(dāng)量長度)，m3假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14C管道外表面溫度：450C假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14 C計(jì)算絕熱層外熱量損失：Q= (Ts Ta)a 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，C假設(shè)雙層絕熱層外表面溫度：14CTa：環(huán)境溫度，P23當(dāng)常年運(yùn)行時，環(huán)境溫度取歷年的年平均溫度的平均值，附錄 C122Ca S：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/sa s= 1.163X (10+6 一 W )=1.163X (10+6 .3)=23.72 w/(

19、 m2 C )Q= (Ts Ta)a s=(14-12.2) X 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S應(yīng)使外層絕熱層外徑D2滿足下式D2I nD21 T0T1D0Q:以每平米絕熱層外表面積表示的熱損失，W/m2a S：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，C 取450CTi：內(nèi)層絕熱層外表面溫度，C 取360CT2：外層絕熱層外表面溫度，C 取14C 入仁內(nèi)層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/(m)入 1 = 0.042+0.00020Tm=0.042+0.00020450 3602=0.123 w/( m C )入2：外層絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)，w/( m C)入 2 = 0.036+0.00018Tm=0.036+0.00018360142=0.06966w/( m C )D2 in D221 % T12 T1 T2Dqq= 2.123 450 360O.。6966 36。42.696140.0696623.72=1.642D2=1.65m6) 內(nèi)層絕熱層厚度S 1應(yīng)使內(nèi)層絕熱層外徑D1 2 1 T0 T1In =? D q