工艺热风管道设计计算

1、第8章工艺热风管道设计计算热风管道设计计算是水泥厂工艺设计必不可少的组成部分，涉及了水泥生产的各个工段。本章主要内容包括：工况下的热风管道管径计算，管道阻力计算， 管网阻力计算，管道重量计算，膨胀节选型计算，管道支座受力计算，收尘设备 的保温计算以及不同工况下管道风速，管道壁厚的选取等内容。8.1热风管道设计计算热风管道管径计算1. 一般地区对于海拔高度500m的一般地区，其计算公式可采用如下公式：D Qt(8-1)¥2826 v式中：D 管道直径，m；Qt一般地区工况风量，m3/h ；v管道风速，m/s o2 高海拔地区对于海拔高度500的地区，由于高海拔下的大气压力、温度和气体密

2、度都会降低，系统风量也会有所变化。为了保证系统气体质量、流量与海平面相同， 保持主机设备能力不降低，需要对高海拔地区工况风量进行修正。D 18.8 °Lg(8-2)V v式中：D 管道直径，m；Qlo高海拔地区工况风量，m3/h，QLg=AQ t，参考第7章风机内容；v管道风速，m/s o管道不同状态下的风速热风管内的风速因输送介质的不同而异。当风速 25m/s时，阻力大，不经 济；风速5m/s时，灰尘易沉降堵塞管道。通常按表 8-1选取。表8-1风管风速序号:使用用途及管道状况风速(m1水平管道20222倾斜管道，灰尘不易沉降183垂直管道，灰尘垂直下洛154预热器三次风管1922

3、5预热器与管道连接管道16206煤粉输送有脉冲波动25307煤粉制备系统管道18208烟囱出口满足环保要求1016热风管道标准管径及法兰尺寸为使热风管径符合国际标准及阀门、膨胀节标准要求，风管直径及法兰尺寸 建议按表8-2取值。表8-2风管标准管径及法兰尺寸风管直 径(mm)螺栓孔所 在圆直径(mm)法兰扁钢联接螺孔风管直 径(mm)螺栓孔所 在圆直径(mm)法兰扁钢连接螺孔宽(mm)厚(mm)数量(个)直径(mm)宽(mm)厚(mm)数量(个)直径(mm)DKeSndDKeSnd100145406414.51800187065104424200245406814.51900197065104

4、4242503055081218.520002070651048243153705081218.521202190651048243554105081218.522402310651248244004555081618.523602430651248244505055081618.525002570651252245005555082018.5265027206512562456061550102018.5280028706512602463068550102018.5300030706512602471076550102418.53150322065126424800870651024243

5、350342065126824900970651024243550362065127224100010706510282437503820651276241120119065102824400040706512802412501320651032244250432065128424132013906510322445004570651292241400147065103624475048206512962415001570651036245000507065121002416001670651040245300537065121082417001770651040245600567065121

6、1224管道直径与壁厚关系(1) 风管的壁厚管壁应有合理的厚度，太薄则刚性差，受负压吸力易变形，太厚则浪费钢材不经济。风管壁厚按表8-3取值表8-3风管壁厚度管径D(mm)1006307101000112017001800265028005600管壁厚s (mm)34568（2）当含有熟料及磨损性强的矿物粉尘，且流速 >15m/s时，风管壁厚应适 当加大。（3）为防止大型风管的刚度变形，在其长度方向每隔2.5m增加一道加固圈, 加固圈可用宽5080mm,厚度为58mm的扁钢制作。（4）风管的法兰规格、螺栓孔径、数量等均应按表中给定尺寸确定。管道阻力计算1 阻力计算公式 风管系统阻力应为管

7、道的摩擦阻力与局部阻力之和:L2P (二)Ko(8-3)Dn2式中：入一气体与管道间的摩擦阻力系数，清洁空气入值一般为0.020.04,对含尘气体 管道，当含尘浓度50g时，需校正：表8-4校正系数含尘浓度（g/m 3）v 50> 50100150校正系数1.01.011.021.03L 风管长度，m；E管件及变径点阻力系数，见附录12;v风管中气体流速，m/s;p空气密度，kg/m3，20 C时=1.29;K。一阻力附加系数，K°=1.151.20;Dn 风管直径，m；非圆管道一般折算成等速当量直径de后，按圆形管道方式计算：(8-4)式中：de等速当量直径，m；a，b矩形风

8、管的边长，m<2.摩擦阻力系数入计算管道内摩擦阻力系数 入值与介质流动状态、雷诺数 素有关，对于钢板焊接的管道其摩擦系数入计算如下:,1.42X=Qlg（1.274 XQ Xk）URe及管壁粗糙度k等因(1)(8-5)式中：入一摩擦阻力系数，见表8-6, 8-7;Q管内气体流量，m3/h ;u管内气体流速，m/s;k 管壁粗糙度，mm，般取k =0.1mm。值详见表8-5。表8-5k值管道类别绝对粗糙度 k (mm)新无缝或镀锌钢管0.01 0.05轻度腐蚀的无缝钢管0.2 0.3重度腐蚀的无缝钢管0.6 0.7(2) 1 (8-6)(2吐 1.74)2式中：de当量直径，m；k 管壁粗

9、糙度，m表8-6摩擦阻力系数入值管壁粗糙度当量直径de摩擦阻力系数； 值'管壁粗糙度当量直径de摩擦阻力系数值(m)(m)k =0.00020.10.023k =0.00040.60.0180.20.0200.0170.30.0180.0160.40.0171.50.0150.50.0162.00.014k =0.00040.10.0280.0130.20.0230.0120.30.0214.50.01170.40.0205.00.01150.50.019表8-7管道有内衬的入值当量直径de(mm)焊接的钢烟气管焊接的钢煤粉管<2000.0250.0282004000.0210.

10、0234008000.0180.020>8000.0150.0173 局部阻力系数E值该系数指动压头单位的局部损失数，是由于气流经各种管件(三通、弯头、 变异管、阀门等)流向变换、冲击或流速变化而引起的压力损失。清洁气体局部 系数按附录12选取，但带粉尘的局部阻力系数应加以修正，修正公式如8-7。冷二 o(1 + k Xy)(8-7)式中：清洁气体局部阻力系数，见附录 12; 冶一带粉尘的气体局部阻力系数； K根据测试确定系数，取0.81.0; 卩一气体混合物浓度，kg/kg。4阻力平衡计算水泥厂除尘管道设计时，个别车间有多个收尘点(如包装车间)，形成多个支管路，而这些支管与总干管交汇处

11、压力必须达到平衡，以保证各点收尘效果。平衡阻力一般有两种方法：一种是在管道设计时通过改变管径、弯头曲率半径或改变风量达到阻力平衡；另一种是投产前在现场进行 逐点测试，以每支管阀门开度大小来求阻力平衡。 此法比 较繁琐，难以达到平衡，最好事先在设计中使阻力达到平 衡，计算方法如下： 当支管与总管交汇处压力差20%时，改变阻力大 的管径，降低流速，以达到阻力平衡。例：总管长度Li=5.2m,如图8-1示，风量Qi=1045m3/h，风速Vi=15m/s，局部阻力系数 5=0.5，支L i=5.2m Q1 =1045m/h图8-1管道结构管长度L2=4.5m，风量Q2=850m3/h，风速V2=18

12、m/s，局部阻力系数$=0.55计算：由Q1、V1查附录12 知:当量阻力系数 A/d 1=0.11，动压头Up /2=135Pa，管径=160mm总管阻力：1)(0.11 5.2 0.5) 135144.7Pa支管阻力：由Q2、V2查附录12知：当量阻力系数A/d 2=0.14,动压头V2p /2=194.4Pa管径 d2=130mm。P2 (d2支管阻力：2L22)V(0.144.50.55)194.4229.4 Pa2阻力差：(229.4- 144.7)/229.4=36%>20%对支管管径d2进行调整d? = d2(P)0.225 = 130 X(229.4)0.225 = 13

13、0 X1.11 = 144.3mm /144.7取值为145mm重新查附录12计算：d2=145mm，Q2=850m3/h，u数为 14.5m/s，Md 2=0.14，U p /2=126.15Pa。 P =（0.12 X4.5 + 0.55） X126.15= 137.5Pa阻力差：4.9% 5% （达到平衡）144.7 当静压差20%时，管径不变，将阻力小的支管风量适当增加，加以修正, 达到阻力平衡。J阻力大的支管压力Q Q 阻力小的支管压力阻力平衡计算是比较繁琐的工两支管静压差5% ,可以认为达到阻力平衡 作，应该耐心，反复计算，并进行调整。8.2管道重量计算821圆形风管G1 1.2

14、7.85式中：G1风管重量，D 管径，m；L 风管长度，风管壁厚，kg;m；mm；(8-8)D2DiL2D1D图8-2 外形图1.2系数（考虑法兰加固圈等重量）；7.85厚1mm面积1m2钢板重量。保温材料根据保温材料种类，密度及保温层厚度，计算保温层重量。G2 V0.785（Di2 D；） L（8-9）式中：G2保温层重量，kg； 丫一保温材料密度，kg/m3； V 保温材料体积，D i 保温后管径，D2保温前管径，L风管实际长度，823风管内积灰m；m；m。风管内积灰重量， 可按风管布置形状及倾斜度来考虑， 按经验计算时按下列 情况确定：一般，水平管道，按其管道容积 1/3 计；倾斜管道

15、<45 °，按其管道容积 1/4 计；倾斜管道 4570 °，按其管道容积 1/10 计；倾斜管道 >70 °，积灰可以不予 考虑。事故荷载系数生产中为安全起见，应增加安全系数。一般，安全系数取1.21.3。8.3膨胀节选型计算 膨胀节的作用热风管道在正常生产时， 受管内热风的影响而产生膨胀， 而与其相连接的设 备、风管支座，一般都固定在常温状态下的土建基础上，当受高温影响时，风管 热膨胀产生的巨大应力传递到设备和支座上， 轻则导致设备动作不灵， 支座变形， 重责损坏设备和土建基础。 为了保证生产正常进行， 在热风管道的适当位置通常 都安装有膨胀节，以

16、吸收热膨胀量。1金属膨胀节构造及用途 金属膨胀节种类较多，水泥厂常用的是 U 型波纹管膨胀节。该膨胀节由厚 度0.81.0mm的不锈钢板(1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni19Ti)压制而成，一般为 U形 断面，波纹管两端与短管焊接， 内外筒间隙吸收轴向膨胀时的自由运动， 波纹内 填充耐高温的保温层， 以防波纹管磨损及热量散失。 不同的金属膨胀节有高低温 之分，适用不同的压力范围。 U 型波纹管膨胀节耐高温、高压、使用寿命长，但 价格高， 单个使用只能吸收轴向膨胀量， 若需要吸收径向膨胀量， 只能用两个膨 胀节加中间节来吸收，但增加了费用。 此种膨胀节多用于窑尾预热器系统、 三次 风管以及生

17、料粉磨管道系统等位置。2非金属膨胀节构造及用途此种膨胀节是由合成纤维或是玻纤布外层涂以橡胶制成的， 可以吸收轴向和 径向移位量，具有吸收、隔绝震动传递、无力传递等特点，因此常用在锅炉、风 机进出口、磨机出气罩等处，可耐温度为 200500 C。用以补偿烟气因温度变化 引起的移位，以及机械振动、基础下沉等不同情况引起的移位。为简化设计，节 省投资，目前大量选用非金属膨胀节。3膨胀节技术参数( 1 )金属波纹管轴向型膨胀节技术参数表 8-8 金属波纹管轴向型膨胀节技术参数低温轴向型TG系列高温轴向型SY系列通径DN (mm)40030004003000温度t (C)< 400< 400

18、 C)W 600 L )< 800 B)压力（MPa）< 0.1< 0.1补偿量（mm）以管径及波数而定工作介质热风、烟气热风、烟气例：低温型：TG-2000-4 （代号一通径一波数）高温型：SYB-2000-4 （代号800 C通径一波数）（2）非金属膨胀节参数此种膨胀节只适用于热膨胀引起的轴向、径向位移，其位移指受压缩时的位 移，不能承受拉伸位移。表8-9非金属膨胀节技术参数系列号圆型SFYYSFYESFYS温度代号C< 100(Y) w 200(E) w 300(S)工作压力kPaw 10例：SFYY-2020-550圆形100 C接管外径轴向长度 ）膨胀节选型计

19、算1 .膨胀量计算L L t（8-10）式中： L管道热膨胀量，mm；L 两个相邻固定支座间风管长度，mm；t管道内介质与外界温度差，°C；a管材线膨胀系数，mm/mmC，常用管材Q235 A的线膨胀系数a值见表8-10。表8-10管材线膨胀系数a温度（C）a( mm/mm-C)温度（C）a ( mm/mm-C)温度（C）a(mm/mm-C)10012.20X 10-627013.32X 10-635013.67X 10-615012.60X 10-6280_613.36X 106400-613.90X 10620013.00X 10-629013.45X 10650022013.0

20、9X 10-630013.45X 10-660014.30X 10-623013.14X 10-6310-613.49X 10700-615.00X 1024013.18X 10-632013.54X 10625013.23X 10-633013.58X 10-626013.27X 10-634013.63X 10-62膨胀节自振频率计算膨胀节只适合在高频低振幅的振动场合使用，不适用于低频高振幅的场合当波纹膨胀节在高频低振幅系统中使用时，应注意膨胀节的自振频率不能与系统 的振动频率一致，以免产生共振，其自振频率计算如下：（1）轴向振动：(8-11)式中:f 自振频率，Hz ；G 膨胀节重量，k

21、g；（2）径向振动f CP G(8-12)Kn整个波纹管轴向刚度，N/mm ； C自振频率系数，取值如表8-11。阶数 波'、C 波数、C1C2C3C4C5114.23215.3128.5037.19315.7030.2742.6652.3558.28415.7030.7544.9656.9966.97515.7931.0745.7259.2471.16表8-11各阶数值CKn式中:Dm波纹管平均直径，Dm d h, mm ； d波纹管直筒直径，mm；h 波纹管高度，mm；Ln波纹管长度，Ln Nq , mm；N 波数，个；q波距，mm；Kn整个波纹管的轴向刚度，N/mm ；C 自振频

22、率系数，各阶系数如表 8-12。表8-12各阶系数C阶数C1C2C3C4C5系数39.93109.80214.12355.79531.27（3）膨胀节推力计算F Pn A（ 8-13）式中：F压力推力，N ;Pn 管道最大压力，N/mm 2；A 波纹管膨胀节有效面积，mm2。（4）膨胀节预拉伸计算当安装地区的环境温度与设计时的安装温度相差较大时，应满足预压缩与拉 伸的要求，计算公式如下：x(1上亘)2 tG - t D(8-14)式中: X预拉伸量，mm；x最大轴向膨胀量，mm；t安装时环境温度，C；tG 管道气体最高温度，°C；tD 管道气体最低温度，C。对于拉伸的膨胀节，应该在拉

23、伸变形后其拉杆安装后再拆除膨胀节安装位置及注意事项1 安装位置为防止热风管道膨胀和设备振动，及减少设备噪音，一般应在下列各处设置 膨胀节（金属，非金属）：（1）在两个固定支架间安装膨胀节，以抵消土建基础下沉对设备的损坏；(2) 在振动设备的进出口安装膨胀节，如立磨、球磨机出口、振动筛等；(3) 减少设备的传递载荷，如电收尘器进出口；(4) 减少噪音(高压风机进出口连接处)。2安装注意事项(1) 膨胀节有方向性，不可装反，否则粉尘随气流进入内外筒间隙，灰尘 积满无法伸缩，造成失效；(2) 在倾斜及垂直管道上安装膨胀节，为防止粉尘从内、外筒的间隙进入 保温层内，导致膨胀节损坏，应在间隙处装设不锈钢

24、的弹簧片；(3) 不允许利用膨胀节的变形来强行调整管道的安装误差(压缩、拉伸、 偏移、偏转)，否则，会引起膨胀节的损坏。8.4管道支座及支架管道的固定位置借助固定点将复杂的管系划分为简单的管段， 以使支座基础 沉降时，各支座的载荷变化不大，避免设备损坏， 故热风管道应合理地分段加以 支撑。14-LV11固定支座11d111t1111II1i铰杆支架11膨胀节中部无膨胀节图8-5图c管道支座形式(1) 固定支座：支座与管道焊接后不能动移。(2) 滑动支座：支座与管道结合面不焊死，可以自由活动。(3) 导向支座：支座与管道不焊接，但只允许向一定方向移动。 842支座设置位置(1) 热风管道上膨胀节

25、附近，一端应加设固定支座，另一端应设置滑动支 座，如图8-3o(2) 管道上设有两个异径膨胀节时，在两个膨胀节之间应加设固定支座。(3) 管道较复杂时，只允许设置一个固定支座，其余均应设置滑动支座。(4) 大型热风管道弯头处应设置滑动支座或导向支座。(5) 为便于应用标准支座，倾斜管道倾斜角度宜为30 ° ,35 ° ,45 ° ,55 °(6) 固定支座与管道结合面，应注明“焊接”，滑动支座活动面应注明“不 焊”。(7) 各种阀门不宜设在两个支座之间，应设在管道端部或管道悬臂端膨胀 节附近。管道支架形式支架主要与支座配合，支撑于土建基础上，工艺提供载荷

26、，土建专业据此进 行支架及基础设计。(1) 普通钢支架过去多采用槽钢或角钢焊制而成，如图8-3, 8-5,近年来多用圆形钢管焊接， 受力好，重量轻。(2) 铰杆支架如图8-4, 8-6所示，近年来不少水泥厂采用了此种支架，主要是因为受力清晰，计算简单，节省了设置膨胀节所需费用。(3) 支架的位置当管道较长时，设有多个不同支架，固定支座设在膨胀节一端，其余皆为导 向支架，设置位置为：13D1I1I1I管道支座位置L:f一.I1L，=4DL；=14DLmax膨胀节固定支架导向支架图8-7L1=4D，L2=14D，Lmax以公式计算，如图8-7L1=4D (管径)，L2=14D (管径)，Lmax按

27、下列公式计算。(8-15)L 1 57max式中：E管道材料的弹性模量，I管道材料断面惯性矩，P管道的工作压力，A膨胀节的有效面积，K NKnN膨胀节波纹管波数；Kn 膨胀节的总刚度，N/mm 2;4mm ；MPa；2cm ；N/mm ；e膨胀节的单波伸缩量，mm ；±号一膨胀受压时取“ +”，受拉时取“-”。管道支座受力计算1.计算步骤(1) 首先确定固定支座、活动支座位置，将水平长度、垂(2)直高度、倾斜角度注在图上；计算管道全长总重量及荷重(自重、保温层重、灰重、事故重)(3)(4)(5)(6)(7)求风管重心点位置；求活动支座反力及三个轴向分力(X、丫、Z轴)；求管道摩擦力及

28、三个轴向分力；求管道合力并乘以1.2的安全系数后，再求三个轴向分力；最后求出管道弯矩，并注在工艺布置图上。2. 同一平面内单一风管支座计算热风管道布置如图8-8所示：支座水平管道直径©2000mm,壁厚S =6mm A为固定支座，B为活动支座，间距L2=3000, La=2000mm,风管倾斜角a =55 °风管两端C, D各一个重1000kg的膨胀节，C点一个阀门重G3=2000k®图8-8（1）重量及长度计算单位长度风管重：= 1.2nXD X7.85X3=1.2 XnX2 X7.85X6 = 355.13kg/m 单位长度保温层重：q2 = nXD X7.8

29、5 X2 = 98.66kg/m 单位长度总重355.13 98.66454kg/m 风管实长：10000 3000 200026152 mm（风管加保温层）：q q1 q2. L1 + L 2 + L 3 L =-cos aAB段风管实长:cos55L110000L5-17434mmcos cos55风管两端C、D点各承受半个膨胀节重量为:G21000500kgCD管段加膨胀节重：G1 = q XL +2 XG21L4-(L1 L3 L2)2至A支座投影距离：1 (10000 20004500mm4543000)26.1522 500 12873kg风管重心（2）支座受力计算 对A点取力矩后

30、求B支座反力Pb1 :G1 L4 G3 pB1.L5B支座X、Z轴的支反力:12873 4.5200017.4343 9.829.2kNFBX1 sinpB1 sin5529.2 23.9kN29.2 16.7kNFBz1 cospB1 cos55B支座由于热膨胀引起的摩擦力（摩擦系数按0.2考虑）:Pb20.2P B1B支座热膨胀的X、0.2 29.25.84kNZ轴摩擦力分力:Rx2cosFBz2Sin考虑安全系数cos55 ( 5.84)sin55 ( 5.84)1.2 后,Pb2Pb23.35kN4.78kNB支座的X、Z轴受力为：Pbz1.2( Pbz1pBX1.2(PbX1考虑安全

31、系数Pbz 2)PBX2 )1.2 后,1.2 (16.7 4.78)25.78kN1.2 (23.9 3.35)32.7kNA支座的X、Z轴受力：Faz 1.2(G1 g G31.2 (12873 9.8 10133.8kNg PBZ1 PBZ2 )32000 9.8 10 3 16.7 4.78)Pax Pbx 32.7kN(3) 计算结果为：A 支座受力 Paz 133.8kN, Pax -32.7kNB 支座受力 Pbz 25.78kN, Pbx 32.7kN3 空间走向的分叉风管支座受力计算设风管直径枢000mm,壁厚S =6mm单个阀门重2000kg膨胀节重1000k®

32、风管如图8-911所示解：(1)确定工艺参数。AB需在A点设置固定支座，B点为活动支座。根据工艺布置需要：AI=12000mm, HI=5000mm图8-9风管平面图图8-10风管立面图A、 B两支座间风管实长:1BAH35。(3)计算：在八AH中:HI 5000ta n2 tanHAI0.416 ,AI 12000222.62AHAI2HI2.120002 5000213000mm ABH 中：BHtan BAHAH tan 35130009103mm根据管道不积灰的要求:AB158701.3225AI12000(3)长度及重量计算EF风管实长:ABAH1300015870mmIJ tan

33、IAJAI由此可得：/BH 91030.7586 AI 12000IAJ=37.18°cos35 cos35在厶AIJ中：AB两支座间风管实长与图中(a)投影长度的比例系数:Lii=Z (4000+12000+2000) =1.3225 X 18000=23805mmEF风管总重：G1'=g XLI1=454 X 23.805=10807kgE及F两端各加半个膨胀节的重量共1000kgEF风管加膨胀节重：G1=G ,+1000kg=11807kgEF风管重心至支座A在立面b图的距离为:L11(L4 L6-L5) £(12000 2000-4000) 5000mmCD

34、风管近似实长：L10=ZX 5000-2000 =1.3225X 3000=639mmCD 风管重：G2=q XL 10=454 X 3.968=1801kgCD风管重心至支座A投影距离为:1 1L2 (L3 L7)(5000 2000) 3500mmD点阀门及膨胀节重量的一半 Ga=2500kg,阀门及膨胀节A支座的投影距离为 L3=5000mm(4) 求支反力Pb1L4XPB1+G 2 XL 2+G 3 XL 3=G 1 XLPb1G1 L1 - G 2 L 2 - G 3 L 3L49.811807 5000-1801 3500-2500 50001200032.9kN垂直分力:Pbzi

35、 =cos aXB1=cos35X32.9=26.9kN水平分力：Pbxyi=sin i%Pbi=sin35 °%2.9=18.9kNX 轴向分力：Pbxi =cos 2P bxyi =cos22.62W.9=17.4kNY 轴向分力：Pbyi =sin 20KP bxyi =sin22.6218.9=7.27kN( 5)求正压力 PB1 在风管胀、缩时引起的摩擦力 PB2：PB2=0.2PB1=0.2 832.9=0.69kN摩擦力的垂直分力：PBz2=±sin 18P B2=±sin35 ° 80.69=±0.40kN摩擦力的水平分力：PB

36、xY2=±cos18PB2=±cos35 ° 80.69=±0.57kN摩擦力的 x 轴向分力：PbX2= ± COS 28P BXY2=± cos22.62 ° 08.57=± 0.53kN摩擦力的 Y 轴向分力：PBY2=± sin 28P BxY2=± sin22.62° 08.57=± 0.22kN(6) 按B点受力最不利情况，考虑安全系数为 1.2,求B支座反力 垂直载荷：PBz=1.2(PBz1+ PBz2)=1 .2 8 (26.9+0.4)=32.76kNx

37、轴载荷：PBx=1.2( PBx1+ PBx2) =1.28 (17.4+0.53)=21.5kNY 轴载荷：PBY=1.2( PBY1+ PBY2) =1.28 (7.27+0.22)=8.9kN(7) 求 A 支座反力，考虑安全系数为 1.2 垂直载荷：PAz 1.2 (G1 g 103 G2 g 10 3 G3 g 103 PBz1 PBz2)1.2 (11808 9.8 10-3 1801 9.8 10-3 2500 9.8 10-3 -26.9 0.4) 131.4kNX 轴载荷 Pax= Pbx= 21.5kN丫 轴载荷 Pay= Pby= 8.9kN(8) 求A支点承受的弯矩。由

38、于 G2和G3在风管平面图中偏离EF，风管L8和L9产生弯矩。MaXYG2 g 103 L8 G3 g IO" L91801 9.8 10 3 2.9 2500 9.8 10 3 4.1151.6kN m考虑安全系数1.2后转矩分解到X、Y轴：Max=1.2 X cosXtM axy=1.2 X cos22.62 15X.6=167.9kNmMay=1.2 X sinXM axy=1.2 X sin22.62 15X6=69.*N m(9) 计算结果A支座受力：PAz=131.4kN; Pax= 21.5kN; Pay= 8.9kN分解到X、Y轴的力矩为：Max=167.9kN Ma

39、y=69.9kN mk'cRJvr# £* vc2、F图8-12 倾斜管道垂直于地面的横B支座受力：PBz=32.76kN, PBx=21.5kN, PBY=8.9kN4 支座间允许最大跨度计算（1）支座间允许最大跨度的计算在热风管道设计中，根据工艺布置需要，有时 支座间距较大，到底允许最大跨度是多少？这里介 绍一种计算方法，可以用来验算，见图 8-12。在不 考虑支座以外悬壁部分管道影响时，支座间允许最大跨度的计算公式如下：L maxw 2.24(8-16)式中：Lmax 管道最大允许跨度，m；q管道均布载何，N/m（管材重+保温重+附加重）;w管道断面抗弯模数，3cm ;

40、©管道横向焊缝系数，对于热风管道（手工无垫环焊缝），© =0.7 ;J管道热态许用应力，N/mm 2,对于一般风管采用的热轧 Q235-A钢板，不同 温度下的许用应力见下表8-13o Q235-A钢板许用应力 见表8-13o表8-13 Q235-A钢板许用应力$ 温度（C）20100150200250300350许用应力（N mrS）113113113105948677水泥厂设计的热风管大多数为倾斜布置，管道垂直地平面的横断面为椭圆 形，见图8-12。椭圆外表面，短轴长等于风管外径 D，内表面短轴要减去风管壁 厚 S既 d=2（R- S ）。长轴外表面为： D/COS a

41、=2R/C0S a长轴内表面为： d/cos a-=2（/C0S a由此推导出：R4 R 4W = Wy24Rcos(8-17)计算举例：已知一热风管道外径 D=2m，壁厚S =6mm带保温层，风管与地面倾斜角45。，最高工作温度350 C,计算允许最大跨度。如图8-13o 风管均布载荷式中:K1 K2 (q1 q2 q3)gcos(8-18)风管单位长度自重，q1q1=1.2 n DX 7.85 X 6=355kg/m ;q2保温层重，q2=1.2 n DX 7.85 X 2=99kg/m ; q3风载，按 75kg/m2 计，q3=75 X D=150kg/m ;K1 地震载荷影响系数，取

42、K2管内积灰影响系数，取6=图 8-13K1=1.3;如1.5;q 35 窗"150) 9.8cos4516323N /m 风管断面抗弯模数WnR4 -(R - S)32 37.36 m4 X100 Xcos 45 350 C时需用应力，查表8-13得：毎77N/mm2; 最大跨度：L max2.24 . 37360 °.7 77V 1632324.9m8.5管道及收尘设备保温计算热风管道保温层厚度(ti £)(tb ta)式中：S管道保温厚度，m；入一保温材料导热系数，w/(m)；X热气体温度，C；tb要求保温层的表面温度，C；(8-19)ta环境温度，C；a保

43、温层向环境综合散热系数，W /(m 2 C )，见表3-14。温度差(C)4050100150200250备注环境状况室内室夕卜风速V>5m/sts=0150 C时，a近似值平壁圆壁aX4.1868(kJ/m 2 h C)8.4 0.06(仏 ta)8.10.045( tb ta)10 6上a(W/m 2 C)9.8 0.07(tb ta)9.40.052( tb ta)V<5m/s6.2+4.2V>5m/s7.8v0.78有保温的设备及 管道外壁散热系 数表8-14综合散热系数 a- ta q收尘设备保温层厚度(8-20)式中:s收尘器保温层厚度，m；入一保温材料导热系数，

44、W/(m C )；t1收尘器内壁温度(烟气温度)，C；ta环境温度，C，防结露时取当地最低气温值；a综合散热系数，W/(m 2 C )，一般 取21.5W/(m2 C )；q收尘器平壁单位热损失， W/m2,其值见表8-15oS、 烟气温度（C） 环境温度ta（飞）、处理的烟气温度50751001251501602002252503003504004505586379889910412213114216318320422725586776859397110119127144160178195表8-16电收尘器保温层厚度（mm）、环境年均温度烟气温度（C厂、51015202530<1505

45、5535749474520078767472706825010210098969492300129126124122120118350156154152149147145说明：保温材料为超细玻璃棉保温板设备保温经济厚度表8-17保温材料参数保温材料内表面 温度（C） '、岩棉微孔硅酸钙板防水泡沫石棉膨胀珍珠岩100809080120q43.553.352.467.4ts15.717.117.019.0150s100120100140q62.874.769.072.1ts 117.418.418.021.0200120150120160q80.386.682.093.0ts18.919.419.022.0250s160180130180q85.396.598.5104.9ts19.320.320.522.0300s180200150200q101.2110.6107.2116.3ts n20.721.521.222.0350s200220160220q116.6123.7122.0133.7ts22.022.023.023.0说明：3保温层厚度，mm; q单位热损失， W/m 2; ts外表面温度，C。常用保温材料性能表表8-18常用保温材料性能表材料名称使用密度(kg/m 3)温度(C)常温导热率入0寸(W/m C)使用温度下热八、导