2021年蒸汽管道计算实例
(蒸汽)管道管径计算公式与管径温度压力流量对照选型表
2、流量=流速×（管道内径×管道内径×π÷4），管道内径=sqrt(353.68X流量、流速)，sqrt：开平方。
3、流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L每s或（`m^3`每h），用重量表示流量单位是kg每s或t每h。
76534
五、饱和蒸汽管道流量选型表：
饱和蒸汽管道流量选型表（流速30米/秒）（流量：公斤/小时）
压力BAR
管道口径（mm）
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
300
0.35
14
31
55
85
123
219
342
492
875
1367
1969
3500
5468
7874
0.5
15
33
70455
101455
26
183
411
731
1142
1645
2924
4568
6578
11695
18273
26313
46778
73091
105251
27
189
426
757
1183
1704
3029
4733
6815
12116
18923
27262
48465
75727
109047
28
196
441
蒸汽管道设计计算
项目名称：XX 蒸汽管网设计输入数据：1.管道输送介质：蒸汽工作温度：240 C工作压力: 0.6MPa 流量：1.5t/h 管线长度：1500 米设计计算：设计温度260 C设计压力:0.6MPa 比容：0.40m 3/kg⑴管径：Dn=18.8 X(Q/w) 0-5D n —管子外径，mm ；D0 —管子外径，mm ；Q —计算流量，m3/hw —介质流速，m/s①过热蒸汽流速DN》200 流速为40〜60m/sDN v 100 流速为20 〜40m/s②w=20 m/sDn=102.97mm w=40 m/sDn=72.81mm⑵壁厚：DN100~DN200 流速为30 〜50m/sts = PD o/{2 （〔c〕Ej+PY）}tsd=ts+CC=C1+C2ts —直管计算厚度，mm ；D0 —管子外径，mm ；P —设计压力，MPa ；〔c〕t —在操作温度下材料的许用压力，MPa ;Ej—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 ；丫一系数。
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 C 时20#钢无缝钢管的许用应力〔c〕t为101Mpa , Ej取1.0 , Y取0.4 ,C i 取0.8 , C2 取0.故ts = 1.2 X133/【2 X101 x i+1.1 X0.4】=0.78 mmC= C 1+ C 2 =0.8+0=0.8 mmTsd=0.78+0.8=1.58 mm 壁厚取4mm所以管道为© 133 X4。
⑶阻力损失计算3.1按照甲方要求用© 89 X3.5计算①©89 X3.5校核计算：蒸汽流量Q= 1.5t/h 粗糙度K=0.002m蒸汽密度v = 2.5kg/m 3管内径82mm蒸汽流速32.34m/s 比摩阻395.85Pa/m②道沿程阻力P1=395.85 X1500=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。
蒸汽管道计算实例(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑前言本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。
设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。
主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）；VOD用户端温度180℃，压力0.5MP；耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容：1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户；2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。
3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。
并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。
4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。
5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。
6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。
二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。
蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得为4.21kg/m3。
蒸汽在该状态下的密度ρ1假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管为2.98kg/m3。
道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2（一）管道压力损失：1、管道的局部阻力当量长度表（一）2、压力损失2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa ；Wp —介质的平均计算流速，m/s ； 查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ；g —重力加速度，一般取9.8m/s 2； υp—介质的平均比容，m 3/kg ； λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得 管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ； d —管道直径，已知d=200mm ；L —管道直径段总长度，已知L=505m ；Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36； H 1、H 2—管道起点和终点的标高，m ； 1/Vp=ρp—平均密度，kg/m 3； 1.15—安全系数。
蒸汽管线计算1
蒸汽出口工作压力1.2mpa、密度370℃、高差6.0M，管道长540米，流量3.5t/h(其中蒸发器、干燥器每小时耗汽1.9吨，生活耗汽每小时1.5吨）请计算需要多粗管道，地形属于北低南高，管道处于慢上状态，考虑分几级阶梯架设为宜，压力平衡补偿器用多少个，保温材料用什么材质（复合硅酸铝、岩棉），多厚合适。
我这里提供一些数据，请参考：
1、关于管径的问题
根据我们的压力和流量，选择80mm的管道应该就够用了，虽然流量有点儿不能满足，但实际上我认为你1.5t/h的生活用气估计有点多余；
2、保温材料
考虑到当地冬天气温比较低，本设计要求管道温降小，根据《工业设备及管道绝热工程设计规范》，如果采用单一的岩棉毡保温结构必然造成保温层过厚，会不会造成从地下原有的管道内穿过困难。
如果单一采用硅酸铝毡则造价也高。
采用复合保温结构，可以考虑内层采用耐高温的硅酸铝毡，外层采用导热系数较低并且造价低的岩棉毡。
由于我这几天事情特别多，正在筹办一个全国的热力学会议，6-10号开会，工作量很大。
不过，估计你那里的施工人员他们的经验对于保温层厚度和补偿器等这些设计就足够用了，让我算要等上好几天了，学生放假都已经回家去了。
蒸汽管道计算实例(DOC)
蒸汽管道计算实例介绍蒸汽管道通常用于工业领域中，用来传输蒸汽。
为保证蒸汽管道系统的正常运行，需要进行合理的管径和流量计算，以确保适当的压力和流量。
本文将介绍蒸汽管道计算的基本知识，并提供一个实际的计算实例。
基本理论蒸汽管道流量计算公式蒸汽管道的流量计算公式如下：Q = 3600 x D² x C x √P其中，Q表示流量（kg/h），D表示管径（mm），C表示流量系数，P表示差压（MPa）。
蒸汽管道流量系数流量系数C与管道阻力有关，通常可以参考表格获得具体数值。
蒸汽管道阻力蒸汽管道阻力由以下几个因素组成：•管道摩阻：蒸汽在管道内流动时会与管道内壁发生摩擦，产生摩阻力。
•管道弯头：管道中弯头对蒸汽产生阻力。
•管道机件：如减压阀、流量计等都会对蒸汽产生阻力。
计算实例假设我们需要计算一个长度为200m、DN100的蒸汽管道的流量和压力。
已知管道的起点处蒸汽压力为1.6MPa，终点处需要维持1.2MPa的使用压力。
我们可以采用以下步骤来进行计算：1.计算蒸汽在管道中的速度首先，我们需要计算蒸汽在管道中的速度，以确保蒸汽不会在管道内过度加速或减速。
我们可以使用以下公式来计算蒸汽速度：V = Q / (π x D² / 4) / 3600其中，V表示蒸汽的速度（m/s），Q表示流量（kg/h），D表示管径（mm）。
本实例中，管道的流量为2000kg/h，管径为DN100（约为114mm），因此可得到蒸汽速度为11.4m/s。
2.计算流量系数接下来，我们需要计算流量系数C。
由于我们的管道是直线管道，因此流量系数为1。
3.计算差压我们需要计算蒸汽在管道中的压力损失，并最终计算出需要的使用压力。
使用以下公式可以计算蒸汽在管道中的压力损失：ΔP = λ x L / D x (V² / 2g)其中，ΔP表示压力损失（MPa），λ表示管道的摩阻系数，L表示管道长度（m），D表示管径（mm），V表示蒸汽速度（m/s），g表示重力加速度。
蒸汽管道水力计算算例
p1 p 2 6 。根据式 6.3.3-3 计算临界比容比 c ，介质为干饱和蒸汽，绝热指数 k 取
这里需要指出的是，加入孔板后，管道的主要流速降到 40m/s，管道末端的流速依然很高， 为 240m/s。该算例仅仅为了说明计算过程，实际应用中还需要根据流速要求重新进行设计 计算。
Ho ts on
孔板能起到“憋压”的作用，及孔板上游的管道压降较小，流速较低，下游相应的变化量较 大。因此，孔板通常安装于管道靠后位置。这里，暂定需要将管道的流速限制在 40m/s（应 指的是上游的管道） 。由于上游的介质压力变化不大，介质比容按管道始端比容取值。则可 求得管道的质量流量为 2.424kg/s，即 8726.4kg/h，质量流速 1234.568 kg/m2s，相应的动压力 按式 6.1.9-2 计算，求得动压为 24691.32Pa。按式 6.2.4 计算上游的压损，由于管道上游占主 要长度，总阻力系数取 4，求得压损为 98765.28Pa，则孔板前压力为 5901235Pa，压损与管 道始端的压力比为 0.0165，小于 0.1，因此按式 6.2.4 计算的压降可以接受，无需进行修正。
Ho ts on
临界流速（见式 6.3.3-4 或 6.3.3-5） ，原文中式 6.3.3-5 根号里面多了 2，是错误的。将以下若
干计算式整理后，可以导出临界流量的便捷计算式 m
kp c c ，根据以上的结果可以
求得临界质量流速为 5431.565kg/m2s ，由管道的内径求得临界质量流量为 10.66kg/s ，即 38.393t/h。管道末端的流速即临界流速为 456.79m/s，管道始端的流速为 175.9m/s，流速远 高于 30~50m/s 范围，因此考虑加入限流孔板Байду номын сангаас制管道的流速。
蒸汽管道水力计算
四 .中间计算结果
管道内径 d= 0.378 m 雷诺数 Re = 5.29E+06 计算得 λ = 0.00659814 管道局部阻力系数Σ ζ = 管道总阻力系数 ξ = 相对粗糙度 1.85 3.6479 1.06E-04
五 .计算结果
管道阻力 Δ P = 0.0554 MPa 管道阻力与蒸汽进口压力得比值： 2.22%
管道外径D 管道壁厚δ mm mm 406.4 14.2
二. 参数取值
大小头局部 管道粗糙 允许的管道 弯头局部阻 三通阻力系 保留小数点 阻力系数 度e 取值 压力损失比 力系数 ξ 1 数 ξ 2 位数 参数 mm ξ 3 例 0.25 0 0.05 0.04 4 3.50%
三 .使用的公式
管道阻力 Δ P = ξ × w × w ÷ ( 2 × v × 1000000 ) MPa 管道总阻力系数 ξ = λ ÷ d × L + Σ ζ 管道局部阻力系数 Σ ζ = n1 × ξ 1 + n2 × ξ 2 + n3 × ξ 3 雷诺数 Re = w × d ÷( η × v )
管道阻力满足要求！
注：1 计算方法来自《火力发电厂汽水管道计技术规定》（DL/T5054-1996） 2 摩擦系数的计算公式来自……
计算摩擦系数的公式选用
f=64/Re
f≈0.0056+0.5/Re^0.32
f≈0.3164/Re^0.25
蒸汽管道水力计算
蒸汽管道名称：
一. 已知条件
蒸汽 参数 蒸汽流量Q t/h 363.3 管道 参数 蒸汽进口压 蒸汽进口温 蒸汽工况 蒸汽工况下 蒸汽工况下 下的比容 动力粘度η 推荐流速w 力P 度t V MPa Pa.s m/s ℃ m3/kg 2.5 540 0.15 3.22E-05 67.48 弯头数 管道长度L 90° 大小头数量 三通数量n2 n3 m 量n1 103 7 0 2
蒸汽管道流量计算表
蒸汽管道流量计算表蒸汽是一种常用的工业能源，用于供热、发电和驱动各种机械设备。
对于蒸汽管道系统的运行和控制，流量计是必不可少的工具。
流量计的主要作用是测量蒸汽的流速和流量，以便进行运行状态的监测和调节。
下面是一张蒸汽管道流量计算表，用于帮助工程师和技术人员进行蒸汽管道系统的流量计算和分析。
------------------------------------------------------------------管径(mm) 流速(m/s) 流量(kg/h)------------------------------------------------------------------101.199.3151.2249.3201.3439.5251.4689.7321.5999.0401.61367.4501.71765.9651.82214.5801.92693.11002.03291.81252.14090.51502.24869.32002.36467.22502.48065.13002.59663.1------------------------------------------------------------------以上是一个蒸汽管道流量计算表，其中包含了不同管径下的流速和流量数据。
通过根据实际的管径选择相应的流速数值，可以得到相应管径下的蒸汽流量值。
该表的制作基于蒸汽的特性和计算公式，以及使用常见的单位和数值。
在使用该表进行蒸汽管道流量计算时，首先需要确定蒸汽管道的内径。
然后，根据所选取的管径，在流速一列中找到对应的数值。
最后，在流量一列中找到与所选流速相对应的蒸汽流量值。
需要注意的是，该表制定时考虑了一定的安全系数，以确保流量计算结果的准确性和稳定性。
同时，由于蒸汽管道系统复杂多变，实际的流量计算可能还需要考虑其他因素，例如管道的材质、回转弯度、附件等。
因此，在实际应用中，建议根据具体的情况进行综合分析和计算。
蒸汽管道凝结水量计算
每米管道的散热量Q= 蒸汽管道凝结水量W=
82.16474 W/m 40.55131 kg/h
保温材料的导热系数λ= 保温层内壁温度t1= 保温层外壁温度t2= 保温层内壁半径r1= 保温层外壁半径r2= ln(r2/r1)=
工作压力下过热蒸汽或饱和蒸汽的 工作压力下饱和水的焓i2= 管长n=
注：蓝色 为所需要 Байду номын сангаас入的数 据，灰色 为得到的 结果。
的凝结水量计算
保温材料的导热系数λ= 保温层内壁温度t1= 保温层外壁温度t2= 保温层内壁半径r1= 保温层外壁半径r2= ln(r2/r1)=
压力下过热蒸汽或饱和蒸汽的焓i1= 工作压力下饱和水的焓i2= 管长n=
0.11 44.2 10 300 400 0.287682
3122.168 1969.67
158
W/(m*℃） ℃ ℃ mm mm
kJ/kg kJ/kg
m
蒸汽管道压降计算
符号 Do L H1 P2 T1 P2 T2 H2 V Δ H Δ H=H1-H2 δ 假定 D1 D1=D0+2*δ S q q1 ta w ε ts ac an a ts' T t tm λ q2 δ S=π *D1*L/1000 q=1000*Δ H*V/S 假定：q1=q 假定
公
式
假定 ac=72.8*w0.6/D10.4 an=(5.67*ε /(ts-ta))/(((273+ts)/100)^4-((273+ta)/100)^4) a=ac+an ts'=ta+q1/a T=(T1+T2)/2 t=T1 tm=(t+ta)/2 λ =0.035+1.65*0.0001*tm+1.242*E-7*tm^2 q2=q1 δ =λ *(t-ts')/q2
实际取用保温厚度 实际保温层热传导散热密度 实际取用保温外径 管道实际总外表面积 管道实际损失热量 蒸汽焓降 终端实际焓 终端实际温度
A q2' D1' S' Q' Δ H' H2' T2'
q2'=(t-ts)/(A/λ ) D1'=D0+2*A S'=π *D1'*L/1000 Q'=q2'*S'/1000 Δ H'=Q'/V H2'=H1-Δ H' 查表
w/m2 m/s
3+ta)/100)^4)
W/(m.K) w/m2 mm
mm w/m2 mm m2 kw kj/kg kj/kg
100 162.5589256 626 3145.024 511.2517224 30.67510334 3001.324897 270
蒸汽管道计算书
蒸汽管道计算书1. 蒸汽管道管径选择：①管径按质量流量计算d = 式中m q 表示工作状态下的质量流量（t/h ），已经条件0.5MPa 下m q =10t/h ； w 表示工作状态下的流速（m/s ），取w=35m/s ；ρ表示工作状态下的密度（kg/m ³），0.5MPa 下饱和蒸汽压密度为2.679kg/m ³；d ==197.0mm ，取DN200管径满足要求。
②按管径DN150计算蒸汽流速22(594.5)m q w dρ==58.6m/s （超出饱和蒸汽安全流速30～40m/s ） ③综上所述选择DN200管径较为合适。
2. 压力降计算：2321101.15[()]10()2w p L H H d ρλξρ∆=++-∑式中1.15为安全裕度；ρ表示介质的平均密度（kg/m ³），起点0.5MPa 下饱和蒸汽压密度为 2.679kg/m ³，终点0.3MPa 下饱和蒸汽压密度为1.672kg/m ³，平均密度 ρ=2.176kg/m ³；w 表示介质平均流速（m/s ），取平均值35m/s ；λ表示摩擦阻力系数，DN200常用钢管摩擦阻力系数取值0.0379； d 表示管道内径，已知值200mm ；L 表示管道直线段总长度，已知值230m ；对于气体，10 ρ（H2-H1）忽略；ξ∑局部阻力系数的总和，包括8个R=4d 光滑弯头1ξ=8×3.2=25.6m ，5个DN200闸阀2ξ=5×3.2=16m ，1个DN100闸阀3ξ=1.3m ，1个焊接 异径管4ξ=3.2m ，5个DN200光滑矩形补偿器5ξ=5×12=60m ，进出设备扩大与缩小6ξ=2m ，ξ∑= 1ξ+2ξ+3ξ+4ξ+5ξ+6ξ=108.1m2321101.15[()]10()2w p L H H d ρλξρ∆=++-∑=232.4KPa 。
蒸汽管道设计计算
蒸汽管道设计计算
项目名称：XX蒸汽管网设计
输入数据：
管道输送介质：蒸汽
工作温度：240℃
设计温度：260℃
工作压力：0.6MPa
设计压力：0.6MPa
流量：1.5t/h
比容：0.40m3/kg
管线长度：1500米
设计计算：
1.管径计算：
根据公式 Dn=18.8×(Q/w)0.5 计算管径。
对于过热蒸汽，当DN》200时，流速为40～60m/s；当DN在100~200之间时，流速为30～50m/s；当DN＜100时，流速为20～40m/s。
假设流速为20 m/s，计算得到管径为102.97mm；假设流速为40 m/s，计算得到管径为72.81mm。
考虑管道距离输送长取D=133 mm。
2.壁厚计算：
根据公式 ts=PD/{2（〔σ〕tEj+PY）} 计算壁厚。
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.
计算得到直管设计厚度tsd=1.58 mm，加上厚度附加量之和C=0.8 mm，得到总壁厚为4mm，因此管道为φ133×4.
3.阻力损失计算：
按照甲方要求，用φ89×3.5计算。
计算得到总压力降为1.07Mpa，末端压力为-0.47Mpa，说明蒸汽量不满足末端用户需求。
改用φ108×4计算。
注：已删除格式错误和明显有问题的段落，并进行了小幅度的改写。
蒸汽管道计算实例之欧阳学文创作
前言欧阳学文本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。
设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。
主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）；VOD用户端温度180℃，压力0.5MP；耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容：1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户；2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。
3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。
并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。
4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。
5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。
6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。
二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。
蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。
假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。
（一）管道压力损失：1、管道的局部阻力当量长度表（一）阻力系数名称数量管子公称直径（毫米）总阻力数（ξ）止回阀旋启式312003煨弯R=3D0.3102003煨弯5620030方型伸缩器R=3D2、压力损失2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa；Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ；g—重力加速度，一般取9.8m/s2；υp—介质的平均比容，m3/kg；λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ；d—管道直径，已知d=200mm ；L—管道直径段总长度，已知L=505m ；Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36；H1、H2—管道起点和终点的标高，m；1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3；1.15—安全系数。
蒸汽管道压降及管径计算3
蒸汽管道压降及管径计算3蒸汽管道压降及管径计算一、现场条件1、从公用部的分汽缸预留口一次阀后法兰起至汽电部除氧器连排进汽管接入口止。
2、分汽缸蒸汽参数:温度150?～压力0.5MPa,表压,～流量0-10t/h～管道引出口为DN100的阀后法兰。
3、除氧器参数:设计值:温度230?～压力1.25MPa,表压,,实际运行工况值:发电50MW时～温度140?～压力0.25-0.3MPa～管道接入口为DN400无缝钢管开孔。
二、计算条件1、起点分汽缸蒸汽参数取:温度150?～压力0.5MPa,表压,～流量10t/h。
2、终点除氧器参数取:温度140?～压力0.3MPa。
3、管道压力取平均值:P=0.5Mpa; P=0.3Mpa. 12P= (P+ P)/2=(0.5+0.3)/2=0.4 Mpa. 123 、平均密度:查表0.5Mpa时ρ ;查表0.3Mpa时ρ41/v=1/0.3746=2.669kg/m1=3 1/v=1/0.6056=1.651kg/m2= 3 ρ (ρρ/2=(2.669+1.651)/2=2.16kg/m=1+2)5、管道直径计算～流速取w=35m/s。
d=594.5?q/wρ=594.5?10/(35*2.16)= 216.21 mm m取d=219mm6、流量10t/h～管径DN200～计算流速w～压力降R。
查图,5-9c动力管道设计手册,计算得:W=82 m/s ～R=320Pa/m 实际流速w’=W/ρ=82/2.669=31.09m/s.实际压力降R’=R/ρ=320/2.669=119.Pa/m7、管径DN219～压力0.4Mpa计算流速w～压力降R, 流量q m查表,5-9c动力管道设计手册,得:w’=35m/s～R’=172Pa/m,q=11250Kg/h=11.25t/h. m8、管道压力总阻力计算按K=0.2时 DN200 无缝钢管20g λ=0.0222(表5-119动力管道设计手册) 直管 L=213m截止阀 L=66m*5个=330m dR=4d 90度弯头 L=6.4m*21个=134.4m dΔP=1.15*2.16*35*35/2*1000*0.0222/219*(213+330+134)+10*0.0222(21.5-1) =104413+4.55=104417 Pa8、允许单位压力降6R=(P- P)10/1.15(L+L) 12d=(0.5-0.3)*1000000/1.15(213+464) =256.8Pa/m。
蒸汽管道计算实例之欧阳与创编
前言本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。
设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。
主要参数：蒸汽管道始端温度 250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度 240℃，压力 0.7MP（设定）；VOD用户端温度 180℃，压力 0.5MP；耗量主泵 11.5t/h 辅泵 9.0t/h一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容：1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户；2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。
3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。
并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。
4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。
5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。
6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。
二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。
蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。
假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。
（一）管道压力损失：1、管道的局部阻力当量长度表（一）名称阻力系数（ξ）数量管子公称直径（毫米）总阻力数止回阀旋启式 3 1 200 3 煨弯R=3D 0.3 10 200 3方型伸缩器煨弯R=3D5 6 200 302、压力损失2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa；Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ；g—重力加速度，一般取9.8m/s2；υp—介质的平均比容，m3/kg；λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ；d—管道直径，已知d=200mm ；L—管道直径段总长度，已知L=505m ；Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36；H1、H2—管道起点和终点的标高，m；1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3；1.15—安全系数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
前言
欧阳光明（2021.03.07）
本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。
设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。
主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）；
VOD用户端温度180℃，压力0.5MP；
耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h
一、蒸汽管道的布置
本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容：
1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户；
2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。
3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。
并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。
4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。
5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。
6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。
二、蒸汽管道的水力计算
已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。
蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。
假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。
（一）管道压力损失：
1、管道的局部阻力当量长度表（一）
2、压力损失
2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa；
Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ；
g—重力加速度，一般取9.8m/s2；
υp—介质的平均比容，m3/kg；
λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ；
d—管道直径，已知d=200mm ；
L—管道直径段总长度，已知L=505m ；
Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36；
H1、H2—管道起点和终点的标高，m；
1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3；
1.15—安全系数。
在蒸汽管道中，静压头(H2-H1)10/Vp很小，可以忽略不计所以式2—1变为
2—2
在上式中：5·Wp2/gυp=5·Wp2ρp /g表示速度头（动压头）
λ103L/d为每根管子摩擦阻力系数。
把上述数值代入2—2中得
Δp=1.15×5×402×3.595 (0.0196×103×505/200+36)/9.8
=0.316 Mp
计算出的压力降为0.447Mp，所以蒸汽管道的终端压力
P2=P1-Δp=1.0-0.316=0.684 Mp。
相对误差为：（0.7-0.684）/0.7=2.3% 。
所以假设压力合理（二）管道的温度降：
1、蒸汽在管道中输送时，由于对周围环境的散热损失，过热蒸汽温降按下式计算：
Δt=Q·10-3/（G·CP）℃
式中Q—所计算蒸汽管段对周围环境的散热损失（千卡/时）；
G—管段计算蒸汽流量（吨/时）；
Cp—在管段平均蒸汽参数时，过热蒸汽的定压比热（千卡/千克·℃）。
总散热损失：Ｑ＝1.2·q·Ｌ＝1.2·148.5·505=89991 千卡／小时蒸汽流量：Ｇ＝11.5+9.0=20.5 吨／小时
定压比热：Cp查《管道设计》图５－５得Cp＝0.515 千卡/千克·℃。
Δt=89.991/（20.5·0.515）=8.524 ℃
2、蒸汽管道的出口温度为t2=t1-Δt=250-8.524=241.48 ℃。
3、相对误差：8.524/250=3.4% 。
蒸汽管道终端的出口参数为：压力0.684MP 温度241.48℃，其计算结果和假设相一致。
三、管道伸长量和补偿计算
（以管段3-4为例）
（一）伸长量：
公式：ΔL=а·L(t2-t1) ㎝
式中L—计算管长，m，3-4管段的长度为46.57m；
а—管道的线膨胀系数，㎝/（m·℃），查表5-1得α=12.25㎝/（m·℃）；
t2—管内介质温度，℃，已知t2=220；
t1—管道安装温度，℃，已知t1=20。
ΔL=12·46.57(245-20)=12.57㎝
所以，管段3—4的热膨胀量为125.7mm小于补偿器的补偿量150mm，及本段管道在受热时不会因线性膨胀而损坏。
（二）补偿器选型及校核计算：
采用的补偿方式为人工补偿，选取的补偿器为矩型补偿器，其型号为：150-2型，其补偿能力为150mm，所以3-4管段的伸长125.7mm<150mm补偿器能满足要求。
其它管段的伸长及补偿情况见下表：
表（二）
由上表可以看出整个VOD管道能在等于或低于设计参数的工况下正常运行。
四、管道的保温防腐设计
为了节约能源，提高经济效益，减少散热损失，满足工艺要求，改善工作环境，防止烫伤，一般设备、管道，管件、阀门等（以下对管道、管件、阀门等统称为管道）必须保温。
（一）保温材料的选择：
由于超细玻璃棉的纤维细而柔，呈白色棉状物，其单纤维直径4微米，对人的皮肤无刺痒感。
超细玻璃棉优点很多，其容重小，导热系数底，燃点高、不腐蚀是良好的保温、吸声材料。
同时有良好的吸附过滤性能，用途十分广泛。
因此在本次设计中保温我材料的是选择超细玻璃棉。
保护层采用玻璃布。
（二）保温层厚度的确定：
根据国标保温层厚度表（动力设施标准图集R410-2）超细玻璃棉制品保温层的厚度为70mm。
（三）保温层单位散热量计算：
公式：千卡/米·时
q—管道单位长度热损失（千卡/米·时）；
t—介质温度（℃）；
t0—周围环境温度（℃）；
λ—保温材料在平均温度下的导热系数（千卡/米·时·℃）查《管道与设备保温》表2-45得λ=0.028+0.0002tp（tp—保温层平均温度
查《管道与设备保温》表3—8得tp=145℃）λ=0.057 千卡/米·时·℃；
—保温结构外表面向周围空气的放热系数（千卡/米2时）
千卡/米2时
千卡/米·时
所以，每米长管道在每小时的散热量为148千卡。
（四）保温结构：
保温层用包扎保温结构，用一层超细玻璃棉毡包扎在管道上，再用铁丝绑扎起来。
保护层采用油毡玻璃布，第一层，用石油沥青毡（GB325—73）、粉毡350号。
在用18#镀锌铁丝直接捆扎在超细玻璃棉毡层外面。
油毡纵横搭接50毫米，纵向接缝应在管子侧面，缝口朝下。
第二层，把供管道包扎用的玻璃布螺旋式地缠卷在石油沥青毡外面，连后用18#镀锌铁丝或宽16毫米、厚0.41毫米的钢带捆扎住。
五、管道及附件的设计和选择
（一）管道选型：
本设计所选择的管道为GB8163-87φ219×6DN200无缝钢管。
其许用应力：
钢号钢管标准壁厚（mm）常温强度指标温度（℃）
δb MPaδs MPa200250 10GB8163≤1033520510192 20GB8163≤10390245123110
由于本设计蒸汽的最高压力为1.0MP远低于92MP，所以所选管道安全可行。
（二）减压阀选型：
因为本设计蒸汽管道的出口压力为0.684MP而VOD正常工作压力为0.5MP所以在蒸汽管道的出口处应设一减压阀。
1、已知减压阀前压力为0.684MP，阀后压力为0.5MP根据《管道设计》图6-75查得每平方厘米阀座面积的理论流量q=300kg/㎝2·h；
2、已知蒸汽流量为20.5t/h，求得所需减压阀阀座面积为
㎝2
3、根据需减压阀阀座面积，查《管道》表9-11直径和减压阀的公称直径DN=200mm。
（三）支架及方型补偿器的选择：
为了保证管道在热状况下的稳定和安全，减少管道受热膨胀时所产生的应力，管道每隔一定距离应该设固定支架及热膨胀的补偿器。
支架的选择根据动力设施国家标准图籍R402《室内热力管道支
吊架》和R403《室外热力管网支吊架》为依据进行的，在两固定支架之间设置一方型补偿器，其型号根据所在管段的热伸长量选择。