设计输入数据:⒈管道输送介质:蒸汽工作温度:240℃工作压力: 0.6MPa 流量:1.5t/h 设计温度260℃设计压力:0.6MPa 比容:0.40m/kg
3
管线长度:1500米。设计计算:⑴管径:
Dn=18.8×(Q/w)
0.5
Dn—管子外径,mm;D0—管子外径,mm;Q—计算流量,m3
/h w—介质流速,m/s
①过热蒸汽流速DN》200 流速为40~60m/s DN100~DN200 流速为30~50m/s DN<100 流速为20~40m/s②w=20 m/s
Dn=102.97mm w=40 m/s Dn=72.81mm ③考虑管道距离输送长取D0 =133 mm。
⑵壁厚:
ts=PD0/{2(〔σ〕t
Ej+PY)}
tsd=ts+C C=C1+C2
ts —直管计算厚度,mm;D0—管子外径,mm;P —设计压力,MPa;
〔σ〕t—在操作温度下材料的许用压力,
;
MPaEj—焊接接头系数;tsd—直管设计厚度,mm;C—厚度附加量之和;: mm;C1—厚度减薄附加量;mm;C2—腐蚀或磨蚀附加量;mm;Y—系数。
本设计依据《工业金属管道设计规范》和《动力管道设计手册》在260℃时20#钢无缝钢管的许用应力〔σ〕t为101Mpa,Ej取1.0,Y取0.4,C1取0.8,C2取0.
故ts=1.2×133/【2×101×1+1.1×0.4】=0.78 mm
C= C1+ C2 =0.8+0=0.8 mm Tsd=0.78+0.8=1.58 mm 所以管道为φ133×4。⑶阻力损失计算
3.1按照甲方要求用φ89×3.5计算
①φ89×3.5校核计算:蒸汽流量蒸汽密度蒸汽流速
Q= 1.5t/h v=2.5kg/m32.34m/s
3
壁厚取4mm
粗糙度管内径比摩阻
K=0.002m 82mm 395.85Pa/m
②道沿程阻力P1=395.85×1500=0.59MPa;查《城镇热力管网设计规范》,采用方形补偿器时,
局部阻力与沿程阻力取值比
0.8,P2=0.8P1;
总压力降为P1+P2=1.07Mpa;末端压力为0.6-1.07=-0.47Mpa
压力不可能为负值,说明蒸汽量不满足末端用户需求。3.2按照φ108×4校核计算:①φ108×4计算:蒸汽流量蒸汽密度
Q= 1.5t/h v=2.5kg/m
3
粗糙度管内径
K=0.002m 100mm
蒸汽流速21.22m/s 比摩阻131.94Pa/m
②道沿程阻力P1=42.33×1500=0.20MPa;
查《城镇热力管网设计规范》,采用方形补偿器时,
局部阻力与沿程阻力取值比
0.8,P2=0.8P1;
总压力降为P1+P2=0.36Mpa;末端压力为0.6-0.36=0.24Mpa
蒸汽不满足末端用户的压力》0.4MPa需求。3.3按照φ133×4校核计算:按照实际计算:①φ133×4计算:
蒸汽流量蒸汽密度蒸汽流速
Q= 1.5t/h v=2.5kg/m13.80m/s
3
粗糙度管内径比摩阻
K=0.002m 125mm 42.33Pa/m
②道沿程阻力P1=42.33×1500=0.06MPa;
查《城镇热力管网设计规范》,采用方形补偿器时,
局部阻力与沿程阻力取值比
0.8,P2=0.8P1;
总压力降为P1+P2=0.11Mpa;末端压力为0.6-0.11=0.49Mpa
蒸汽满足末端用户的压力》0.4MPa需求。
⑷最大允许跨度:
查表得φ133×4.5的管路在允许跨度为8米,本设计最大取6米。⑸计算结果
综上,采用GB/8163-2008,管道材质20#钢,管径φ133×4的无缝钢管可以满足使用要求。⑹费用估算
按照定额估价,含管材、保温、支座、支架及蒸汽疏水放水装置等单价不含税228.95元/米,不含税总价34.35万元;单价含税251.85元/米,含税总价大约37.78万元。以上费用未含蒸汽流量计,设计费等费用。
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