蒸汽管道设计计算

项目名称：XX蒸汽管网

设计输入数据：

⒈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：

⑴管径：

Dn=18.8×(Q/w)0.5

D n—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/s

②w=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，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；

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 壁厚取4mm

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Q= 1.5t/h 粗糙度K=0.002m

蒸汽密度v＝2.5kg/m3 管内径82mm

蒸汽流速32.34m/s 比摩阻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Q= 1.5t/h 粗糙度K=0.002m

蒸汽密度v＝2.5kg/m3 管内径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Q= 1.5t/h 粗糙度K=0.002m

蒸汽密度v＝2.5kg/m3 管内径125mm

蒸汽流速13.80m/s 比摩阻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。