计算(管道选型)

1、一壁厚计算：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 0.9mm9D610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钢管允许负偏差：一10% A= =10=0.111100 m 100 10Sm：直管最小壁厚，mmDo：管子外径，mm:许用应力修正系数，mm:考虑腐蚀等附加厚度，mmY :温度对计算管子壁厚公式的修正系数，铁素体钢482C以下时丫=0.4Sc：直管的计算壁

2、厚，mmC：直管壁厚负偏差的附加值，mmA: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D610x25总长估算；最高运行温度450C假设60米设一个方形补偿器 l= L(t2-t2)x1000mm=13.685x1CT6x60(450+5)x1000=373mm方型补偿器：HxB 11mx15mH:外伸臂长，mB: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=594.5热力管道设计手册PioiDn：管子的内径，mm 560mmG:介质的重量流量，T/hv: 介质的比容，m3/kgw：介质的流速，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 为正常 140T/h 时 w=12m/sG 为最大 200T/h 时 w=17.3m/s压降计算：直管的摩擦压力损失: Pf=1052g Dn工业金属管道工程设计规范局部的摩擦压力损失，当量长度法：Pf=10?-Le2gDn2 局部的摩擦压力损失，阻力系数法： R=105?Kr-2g Pf :直管的摩擦压力损失，MPa Pk :局部的摩擦压力损失，MPaL:直管道长度，mLe：当量长度，mg：重力加速度，m/s2Dn：管子的内径，mv：介质的平均流速，m/sp:

4、流体密度，kg/m3入：流体摩擦系数Kr :阻力系数2Dn1.14 2lg -Kd阻力平方区 热力管道设计手册P1001.14 2lg 亞20.0002=0.0155p =1/0.07683 =13.016 kg/ m3按最大200T/h时v =17.3m/s计算 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时v =12m/s 计算 Pf=10 5?丄2g Dn=10 5 O.。155 13.16 122 ?缈2 9.80.56=0.0662 MPa局部的摩擦压力损失，按当量长度法:

5、当量长度Le:集中供热设计手册P202110m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=1022g?_b=10 5 0.0155 13.016 17.32 ?4806=2 9.8 0.56=0.26433 Mpa按正常140T/h时v =12m/s 计算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

6、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25 Pf=10 ?Kr 2g5?1513.016 17.322 9.8=0.03MPa按正常140T/h时v =12m/s 计算2 Pf=10 5 ?Kr-2g513.016 122=10?15 2 9.8=0.0144MPa22x40=880m,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

7、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=0.0662+0.0144+0.0233=0.1039 MPa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

8、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: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，环境温度取历年的年平均温度的平均值，附录 C122Ca 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/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D2I nD21 T0T1D0211Q: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)D0 :管道外径，mD2 :外层绝热层外径，mT0：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1：内层绝热材料导热系数，w/( m C)入 1 = 0.04

10、2+0.00020Tm=0.042+0.00020415 360=0.1195 w/( m C )入2：外层绝热材料导热系数，w/（m C ）入 2 = 0.036+0.00018Tm17=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满足下式2）内层绝热层厚度S 1应使内层绝热层外径D1 = 1.115 0.695 =0.210m S 1：内层绝热层厚度，m 2:外层绝热层厚

11、度，m校核实际的热损失量：（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与假设一致校核双层绝热结构层界面处温度:T1 =1T0 InD2D1

12、2Ts ln1 ln2 ln0.1195 415ln1115 0.06984 16ln06950.6950.611.1150.6950.1195 In0.06984 In0.6950.61T1=3596C全程热损失：Q= nD2 Q L=3.14 1.115 91.05 L=318.77 (2500+ 4806)=2328933W最大200T/h时温降=17.73C t=3A= 3.6 2328933G Cp200000 2.365正常140T/h时温降 TN6 Q=G Cp=3.6 2328933 =25.3C140000 2.365 T:管道温度降，CCp：过热蒸汽的定压比热，kJ/kg

13、CG：介质流量，kg/hL :计算管段长度，（管长+当量长度），m2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：16 C计算绝热层外热量损失：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：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 C122Ca 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/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D2I nD21 T0T1D0Q: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)D0 :管道外径，mD2 :外层绝热层外径，mT0：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14C 入1：内层绝热材料导热系数，w/( m C)入 1 =

15、0.042+0.00020Tm=0.042+0.00020415 3602=0.1195 w/( mC )入2：外层绝热材料导热系数，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）内层绝热层厚度S 1应使内层绝热层外径D12 1 To T1In =? D 0 D 2 QD1满足下式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：内层绝热层厚度，mS 2：外层绝热层厚度，m校核实际的热损失量：（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 与假设一致校核双层绝热结构层界面处温度: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全程热损失:Q= n D2 Q L=3.14 1.54 43 L =1519142W最大200T/h时温降=11.56C 丁=4=3.61519142G Cp 200000 2.365正常140T/h时温降 TN6 Q=G Cp3.61519142 =16.5c140000 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/hL :

18、计算管段长度，(管长+当量长度)，m3假设双层绝热层外表面温度：14C管道外表面温度：450C假设双层绝热层外表面温度：14 C计算绝热层外热量损失：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：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 C122Ca 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/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D2I nD21 T0T1D0Q: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)D0 :管道外径，mD2 :外层绝热层外径，mT0：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 入仁内层绝热材料导热系数，w/(m)入 1 = 0.042+0.00020Tm=0.042+0.00020450 3602=0.123 w/( m C )入2：外层绝热材料导热系数，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) 内层绝热层厚度S 1应使内层绝热层外径D1 2 1 T0 T1In =? D q