工艺热风管道设计计算

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

8.1.1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-----般地区工况风量，m3/h；

v—管道风速，m/so

2.高海拔地区

对于海拔高度2500m的地区，由于高海拔下的大气压力、温度和气

体密度都会降低，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。

D718.8

式中:

D—管道直径，m；QLgv（8-2）

QLg—高海拔地区工况风量，m3/h,QLg=AQt,参考第7章风机内容;

v—管道风速，m/So

8.1.2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。

8.1.3

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。

（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。

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50~80mm,厚度为5~8mm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。

8.1.5管道阻力计算

1.阻力计算公式

风管系统阻力应为管道的摩擦阻力与局部阻力之和：

Lv2P?P=（入+£&）?K0（8-3）Dn2

式中:

人一气体与管道间的摩擦阻力系数，清洁空气入值一般为0.02〜0.04,

对含尘气体管道，当含尘浓度250g/m3时，需校正：

表8-4校正系数

L—1一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℃时P=1.29；K0—阻力附加系数，

K0=1.15~1.20；

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：

de=

式中：

de一等速当量直径，m；a,b—矩形风管的边长，m°

2.摩擦阻力系数人计算

2ab

(8-4)a+b

管道内摩擦阻力系数X值与介质流动状态、雷诺数Re及管壁粗糙度

K等因素有关，对于钢板焊接的管道其摩擦系数人计算如下：

(1)入=式中：

人一摩擦阻力系数，见表8-6,8-7；Q—管内气体流量，m3/h；u

一管内气体流速，m/s；

K一管壁粗糙度，mm,一般取K=o.imm。K值详见表8-5o

1.42

(8-5)

Q

lg(1.274xK)2

u

(2)入=

d

⑵e+1.742)

(8-6)

K

式中：

de—当量直径，m；

K一管壁粗糙度，mo

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8-7o

£F=£O(1+KJX|J)(8-7)

式中：

€0—清洁气体局部阻力系数，见附录12；€F一带粉尘的气体局部

阻力系数；KJ—根据测试确定系数，取0.8〜1.0；U一气体混合物浓度，

kg/kgo

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：

①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Ll=5.2m,如图8-1示，风量Ql=1045m3/h,风速vl=15m/s,

局部阻力系数11=05支

图8-1管道结构

管长度L2=4.5m,风量Q2=850m3/h,风速v2=18m/s,局部阻力系数

€2=0.55计算：由QI、vl查附录12知：

当量阻力系数入动压头管径

l/dl=0.11,v2P/2=135Pa,dl=160mmo

总管阻力：

?pl=(Al

dl?Ll+S&l)v2P2

=(0.11?5.2+0.5)?135

=144.7Pa

支管阻力：由Q2、v2查附录12知：当量阻力系数入2/d2=0.14,动压

头v2P/2=194.4Pa,管径d2=130mm。

v2P?P?L2+£€2)=(0.14?4.5+0.55)?194,4=229.4Pa2=(d22

入2

支管阻力：阻力差：(229.4-144.7)/229.4=36%>20%

对支管管径d2进行调整

AP20.225229.40.225d2'=d()=130X()=130Xl.ll=144.3mm2A

P1144.7

取值为145mm

重新查附录12计算：

d2'=145mm,Q2=850m3/h,u2数为14.5m/s,入2/d2=0.14,u

2p/2=126.15Pao

AP2=(0.12X4.5+0,55)X126.15=137.5Pa

阻力差：144.7-137.5=4.9%<5%(达到平衡)144.7

②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。

Q'=Q阻力大的支管压力阻力小的支管压力

两支管静压差<5%,可以认为达到阻力平衡。阻力平衡计算是比较

繁琐的工作，应该耐心，反复计算，并进行调整。

8.2管道重量计算

8.2.1圆形风管

Gl=1.2?7,85?Ji?D?L?8(8-8)

G1—风管重量，kg；

D一管径，m；

L—风管长度，m；

3—风管壁厚，mm；

1.2一系数(考虑法兰加固圈等重量)；

图8-2外形图

式中：

7.85—厚1mm面积lm2钢板重量。

8.2.2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。

22G2=y?V=y?O.785(D1—D2)?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，m3；

D1—保温后管径，m；

D2一保温前管径，m；

L—风管实际长度，mo

823风管内积灰

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<45°,按其管道

容积1/4计;倾斜管道45~70°,按其管道容积1/10计;倾斜管道>70°,

积灰可以不予考虑。

8.2.4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

8.3膨胀节选型计算

8.3.1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0.8~1.0mm的不锈钢板(lCrl8Ni9Ti或0Crl8Nil9Ti)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200~500℃。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

高温型：SYB-2000-4（代号800C一通径一波数）（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。

8.3.2膨胀节选型计算

1.膨胀量计算

?L=a?L??t（8-10）

式中：

△L—管道热膨胀量，mm；

L一两个相邻固定支座间风管长度，mm；

△t一管道内介质与外界温度差，。C；

a—管材线膨胀系数，mm/mm-℃,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

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I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：

f=C

式中：

f—自振频率，Hz；G—膨胀节重量，kg；

Kn—整个波纹管轴向刚度，N/mm；C一自振频率系数,取值如表8-11。

Kn

(8-11)G

f=C(

式中：

DmKn

(8-12))

LnG

Dm一波纹管平均直径，Dm=d+h,mm；d一波纹管直筒直径，mm；

h一波纹管高度，mm；

Ln—波纹管长度，Ln=Nq,mm；

N一波数，个；

q一波距，mm；

Kn一整个波纹管的轴向刚度，N/mm；

C一自振频率系数，各阶系数如表8-12。

(3F=PN?A(8-13)

式中:

F一压力推力，N；

PN一管道最大压力，N/mm2；

A一波纹管膨胀节有效面积，mm2o

（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：

lt-tD?X=x（-（8-14））2tG-tD

式中：

△X—预拉伸量，mm；

x—最大轴向膨胀量，mm；

t一安装时环境温度，℃；

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，应该在拉伸变形后其拉杆安装后再拆除。

8.3.3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。

膨胀节中部无膨胀节固定支座较杆支架图c

图8-4

图8-5图8-6

8.4.1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。

8.4.2支座设置位置

（1）热风管道上膨胀节附近，一端应加设固定支座，另一端应设置

滑动支座，如图8-3。

（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°o

（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。

8.4.3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，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）钱杆支架

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：

图8-7

L1=4D,L2=14D,Lmax以公式计算，如图8-7

L1=4D（管径），L2=14D（管径），Lmax按下列公式计算。

Lmax

式中：E?l（8-15）=1.57eP?A±K

E一管道材料的弹性模量，N/mm2；

I一管道材料断面惯性矩，mm4；

P—管道的工作压力，MPa；

A一膨胀节的有效面积，cm2；

K（=NKn

N一膨胀节波纹管波数；

Kn—膨胀节的总刚度，N/mm；

e—膨胀节的单波伸缩量，mm；

土号一膨胀受压时取“+”，受拉时取“-二

8.4.4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、垂直高度、

倾斜角度注在图上；

（2）计算管道全长总重量及荷重（自重、保温层重、灰重、事故重）;

（3）求风管重心点位置；

（4）求活动支座反力及三个轴向分力（X、Y、Z轴）；

（5）求管道摩擦力及三个轴向分力；

（6）求管道合力并乘以1.2的安全系数后，再求三个轴向分力；

（7）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：

管道直径62000mm,壁厚

8=6mm,A为固定支座，B为活

动支座，支座水平间距

L2=3000,L3=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=2000kgo

（1）重量及长度计算

单位长度风管重：ql=1.2nXDX7.85X5=1.2义nX2X7.85X

6=355.13kg/m单位长度保温层重：q2=nXDX7.85X2=98.66kg/m单位

长度总重（风管加保温层）：q=ql+q2=355.13+98.66=454kg/m风管实长：

L=Ll+L2+L310000+3000+2000==26152mmcosacos55

AB段风管实长：L5=L110000==17434mmcosacos55

风管两端C、D点各承受半个膨胀节重量为：G2=l?1000=500kg2

CD管段加膨胀节重：Gl=qXL+2XG2=454?26.152+2?500=12873kg风

管重心

L4=1(L1+L3-L2)2

至A支座投影距离：=1?(10000+2000-3000)

2

=4500mm

(2)支座受力计算

对A点取力矩后求B支座反力PB1：

pBl=Gl?L4-G3?L212873?4.5-2000?3?g=?9.8=29.2kNL517.434

B支座X、Z轴的支反力：

PBXl=sina?pBl=sin55?29.2=23.9kN

PBzl=cosa?pBl=cos55?29.2=16.7kN

B支座由于热膨胀引起的摩擦力(摩擦系数按0.2考虑)：

pB2=±0.2?PBl=±0.2?29.2=±5.84kN

B支座热膨胀的X、Z轴摩擦力分力：

PBX2=cosa?pB2=cos55?(±5.84)=±3.35kN

PBz2=sina?pB2=sin55?(±5.84)=±4.78kN

考虑安全系数1.2后，B支座的X、Z轴受力为：

pBZ=1.2(PBZl+PBZ2)=1.2?(16.7+4.78)=25.78kN

pBX=1.2(PBXl+PBX2)=1.2?(23.9+3.35)=32.7kN

考虑安全系数1.2后，A支座的X、Z轴受力：

PAZ=1.2(Gl?g+G3?g-PBZl+PBZ2)

=1.2?(12873?9.8?10-3+2000?9.8?10-3-16.7+4.78)

=133.8kN

pAX=PBX=32.7kN

（3）计算结果为：

A支座受力PAZ=133.8kN,PAX=-32.7kN

B支座受力PBZ=25.78kN,PBX=32.7kN

3.空间走向的分叉风管支座受力计算

设风管直径62000mm,壁厚3=6mm,单个阀门重2000kg,膨胀节重

1000kgo风管如图8-9~11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

根据管道不积灰的要求：

a1=ZBAH=35。

（3）计算：在4人川中：

tana2=tanZHAI=

a2=22.62HI5000==0.416,Al12000

2AH=AI2+HI2=+50002=13000mm

△ABH中：

A、B两支座间风管实长：

AH13000==15870mmcos35?cos35?

在△AIJ中：AB=

IJBH9103===0.7586AIAI12000

由此可得：ZIAJ=37,18°8-11风管支座关系BH=tanN

BAH?AH=tan35?13000=9103mm

AB两支座间风管实长与图中(a)投影长度的比例系数：L

=AB15870==1.3225AI12000

(3)长度及重量计算

EF风管实长：

Lll=((4000+12000+2000)=1.3225X18000=23805mmEF风管总重：

Gl'=gxLll=454x23.805=10807kg

E及F两端各加半个膨胀节的重量共1000kg

EF风管加膨胀节重：

Gl=Gl'+1000kg=11807kg

EF风管重心至支座A在立面b图的距离为：

HLl=(L4+L6-L5)=(12000+2000-4000)=5000mm22

CD风管近似实长：

L10=CX(5000-2000)=1.3225义3000=3968mmCD风管重：G2=qX

L10=454X3.968=1801kgCD风管重心至支座A投影距离为：

HL2=(L3+L7)=?(5000+2000)=3500mm22

D点阀门及膨胀节重量的一半G3=2500kg,阀门及膨胀节A支座的投

影距离为L3=5000mm

(4)求支反力PB1

L4xPBl+G2xL2+G3xL3=GlxLl

G?L-G2?L2-G3?L3PBl=ll?gL4

11807?5000-1801?3500-2500?5000?9.812000

=32.9kN

垂直分力：

PBZl=cosaXPBl=cos35°X32.9=26.9kN水平分力：

PBXYl=sinalXPBl=sin35°X32.9=18.9kNX轴向分力：

PBXl=cosa2XPBXYl=cos22.62°X18.9=17.4kNY轴向分力：

PBYl=sina2xPBXYl=sin22.62oxl8.9=7.27kN

（5）求正压力PB1在风管胀、缩时引起的摩擦力PB2：PB2=0.2PBl=0.2

X32.9=0.69kN

摩擦力的垂直分力：

PBZ2=±sinaIXPB2=±sin35°X0.69=±0.40kN摩擦力的水平分力：

PBXY2=±cosa1XPB2=±cos35°X0.69=±0.57kN摩擦力的X轴向分

力：

PBX2=±cosa2xPBXY2

=±cos22.62°x0.57

=±0.53kN

摩擦力的Y轴向分力：

PBY2=±sina2xPBXY2

=±sin22.62°x0.57

=±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)=1.2x(26.9+0.4)=32.76kN

X轴载荷：

PBX==1.2(PBX1+PBX2)=1.2X(17.4+0.53)=21.5kN

Y轴载荷：

PBY==1.2(PBY1+PBY2)=1.2X(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?(Gl?g?10-3+G2?g?10-3+G3?g?10-3-PBZl+PBZ2)=1.2?(11808?9.8?10-

3+1801?9.8?10-3+2500?9.8?10-3-26.9+0.4)=131.4kN

X轴载荷PAX=-PBX=-21.5kN

Y轴载荷PAY=-PBY=-8.9kN

(8)求A支点承受的弯矩。由于G2和G3在风管平面图中偏离EF,

风管L8和L9产生弯矩。

MAXY=G2?g?10-3?L8+G3?g?10-3?L9

=1801?9.8?10-3?2.9+2500?9.8?10-3?4.1

=151.6kN?m

考虑安全系数1.2后转矩分解到X、Y轴：

MAX=1.2xcosa2xMAXY=1.2xcos22.62°xl51.6=167.9kNm

MAY=1.2xsina2xMAXY=1.2xsin22.62°xl51.6=69.9kNm

（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•m,MAY=69.9kN•m

B支座受力：

PBZ=32.76kN,PBX=21.5kN,PBY=8.9kN

4.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：图8-12倾斜管道垂直于地面的横

Lmax

式中：

W?[o]t

（8-16）=2.q

Lmax—管道最大允许跨度，m；

q一管道均布载荷，N/m（管材重+保温重+附加重）；W—管道断面抗

弯模数，cm3；

。一管道横向焊缝系数，对于热风管道（手工无垫环焊缝），6=0.7；

[。]t—管道热态许用应力，N/mm2,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8-13。Q235-A钢板许用应力［。我见

表8-13o

t

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3既d=2(R-3)。

长轴外表面为：D/cosa=2R/cosa长轴内表面为：d/cosa=2(R-

5)/cosa由此推导出：

n?R4-(R-6)4?

W=Wy=

计算举例：

??

4Rcos2a

??(8-17)

已知一热风管道外径D=2m,壁厚3=6mm,带保温层，风管与地面倾

斜角45°,最高工作温度350℃,计算允许最大跨度。如图8-13。

①风管均布载荷

Kl?K2?(ql+q2+q3)?g

(8-18)

cosa

式中：q=

ql一风管单位长度自重，ql=1.2nDX7.85X6=355kg/m；q2一保温层

重，q2=1.2JiDX7.85X2=99kg/m；q3一风载，按75kg/m2计-，q3=75X

D=150kg/m；KI一地震载荷影响系数，取Kl=1.3；K2一管内积灰影响系

数，取K2=1.5；

1,3?1.5?(

355+99+150)?9.8q=cos45?=1632N3/m

②风管断面抗弯模数W

图8-13

nR4-(R-6)43W==37.36m4xl00xcos245?

③350℃时需用应力，查表8-13得：[3]t=77N/mm2；④最大跨度：

LmaxW?[o]t=2.q

37360?0.7?7716323[]=2.24?

=24.9m

8.5管道及收尘设备保温计算

8.5.1热风管道保温层厚度

6=

式中：

3—管道保温厚度，m；

入一保温材料导热系数，w/(m•℃)；tl—热气体温度，。C；

tb一要求保温层的表面温度，。C；

ta—环境温度，。C；

a—保温层向环境综合散热系数，W/(m2-℃),见表8-14°

X(tl-tb)(8-19)a(tb-ta)18=X

q??t-ta-l??(8-20)?a?

式中：

3—收尘器保温层厚度，m；

入一保温材料导热系数，W/(m­℃)；

tl一收尘器内壁温度(烟气温度)，℃；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/(m2•℃),一般取

21.5W/(m2•℃)；

q一收尘器平壁单位热损失，W/m2,其值见表8-15。

2

8.5.3设备保温经济厚度

S8.5.4常用保温材料性能表

1.工艺车间布置尽量紧凑，风管尽量短，以减少阻力，节省电耗，

如窑尾废气处理和篦冷机废气处理管道系统等。

2.为防止粉尘沉积，风管尽量倾斜布置。

(1)高温风机与增湿塔或生料磨风管气流向上倾斜角度55°为宜，

窑尾废气管道气流向下走时风管倾斜角度35°为宜。

(2)窑头篦冷机与收尘器或上升气流管道倾角为45°,气流向下顺

流倾角30°。

(3)煤粉制备风管气流上升倾角为60°~70°左右，气流向下顺流管

道与水平夹角45°为宜。

3.主支管交汇连接时，不宜在主管底部连接，尽量在主管侧中心线

或主管顶部接入。三通管夹角一般不宜小于30°,最大不超过45°,以

免粉尘顺流而下堵塞风机或阀门。

4.主支管连接，应顺着气流方向，多以斜三通连接为宜，避免用直

三通连接。

5.多支管汇入总管在进入收尘器前应有一段过渡直管，便于气流均

匀分布。6.为防止漏风，热风管道连接以焊接为宜；当需要维修拆卸时、

设法兰连接，应设检修平台。并合理开设测孔，满足检测要求。

7.管道布置空间走向不宜妨碍交通，对车辆通行应大于3500mm,行

人应

大于2500mmo

8.管道支撑尽可能沿车间柱子或墙壁布置，以便设置支座，减少支

架投资费用。

8.7热风管道设计参考表

1.热风管道计算表

表8-19热风管道计算表(建议调整字体大小，使数字不换行)

管管道内道面径积mm(m)2)

1000.0082000.0312500.0493150.0783550.0994000.1264500.159

5000.1965600.2466300.3127100.3968000.5039000.6361000.0785

1120.09851251.02271321.0

368

当量阻力1系5

数

??

?

DI

35.0

04.233201.167402.0864604.0621205.0534606.0480408.04586

01.03058401.03328401.03684802.03138402.027104802.0271028

04.012396005.013134606.016253807.01

387

1617153.173.6

4

46149017861897282229994493477457026059725877119158

973111291199051417150505179719091422812423052891307252

2891307252452148046256676022817067750952787983727

2

风速v(m/s)

18192021v2?

2

(Pa)194.216.240.264.4

6

6

流量Q(m3/h)

5185475766052009212022322344317533523528370450545335

5616589764156772712874848165861890729526103010871144120236

801270134014111481162815941682177118591628

2021213422462358814725662708285129931628325334333614379507

413253343336143795074150865369565259348406

637667307084743936807951839288349276074188649357984910346

1

6

21

2223290.317.4

4

63466224552567388140576178645878418197997910433

12591316351552162239194820363924712583043136327839

397541568639754156866217649928779381473597171015896

1083113246

70

2425

345.375.6

691720267827904234441067397020855489101088113460

13731431801693176440212522144026952808703421356440

4337451830433745183067827065408501885680106011041330

1181123195

20

1401.05391501.07671602.00111702.02701802.05451902.0835

2003.01422123.05302243.09412364.03742404.05242504.09092655.0

5152705.07262806.01582906.06053007.00693157.07933358.0814

3559.0898375110.045390110

.946

2208.013101609.01536401.0008594001.00225888001.003718360

01.00528792001.00695706001.00906602002.00127606002.003595980

02.00440598002.00651524002.00975494003.00088488003.003214600

03.00564440003.00812434004.00206386004.00757364005.003403560

05.00961326006.004473160

8864941867101710802279115712307612115712307612

1463155404481630173108961808192164682033216028362269241144

28251726741244260327665224282830041692317333727612

3294350072642542376340803801403960204066432056724487476704

485074539156725696605264686359675604486877730744

28

99721052768114412073794130213744884130213744884

1645173792361833193584722034214772762287241444522553269412

96283129897608292830919668318133586844357037684884

3706391256483985420620604276451480404574482988045047532892

365708602688046408676472767153755192367737816612

96

110811630848127113355210144715192056144715192056

1828192080242037213960482260237380842541266860682836297880

64314633034072325434174012353537112096396741652056

4118432440324428464900404752498900605083533720365608588980

246343666020367120747680847948834680248596902680

64

121812748929139814626725159116649228159116649228

2011210368122241234336242486259988922795292276843120326248

32346136180436357937428456388840657248436345629228

4530473624164870509280205227546420805591584552686169645068

126977729452687832818888928743914168129456988648

32

132913857010152515898240173618096400173618096400

2194228656002445254712002712282696003049317792003404354616

00377539336800390540682800424244192400476049596400

4942514808005313553560005702594040006099635484006730701156

0076117929840085448901960095389936560010311074616

600

40004250440045004750500053005600

12.56614.18615.20515.90417.72119.63522.06224.630

0.00300.00280.00270.00260.00250.00230.00220.0021678240

765720820800858600956340106002011907001329480

7234568167688755209158401020096113068812700801418112

7686728678169302409730801083852120135613494601506744

81388891886498496010303201147608127202414288401595376

859104969912103968010875601211364134269215082201684008

9043201020960109440011448001275120141336015876001772640

9495361072008114912012020401338876148402816669801861272

9947521123056120384012592801402632155469617463601949904

1039968117410412585601316520146638816253641825740

2038536

1085184122515213