蒸汽管道设计计算

、尸■、亠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250C，压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240C，压力0.7MP （设定）；VOD用户端温度180C，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250C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p为4.21kg/m3。

假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为2.98kg/m3。

（一）管道压力损失：2、压力损失式中△ p —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 ";u p —介质的平均比容，m 3/kg ;入—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 入=0.0196 ;d —管道直径，已知d=200mm ; L —管道直径段总长度，已知 L=505m ;艺E —局部阻力系数的总和，由表（一）得 艺E =36H 1、战一管道起点和终点的标高，m ; 1/Vp= p p —平均密度，kg/m 3 ; 1.15—安全系数。

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。

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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。

蒸汽管道系统管道温度、流量及管径计算
方法和选取表
引言
蒸汽管道系统中的管道温度、流量和管径的计算对于设计和运行非常重要。

正确选择合适的管径能够保证系统的正常运行并能满足所需的流量要求。

本文将介绍蒸汽管道系统中的管道温度、流量及管径的计算方法和选取表。

管道温度的计算方法
管道温度的计算通常基于以下几个参数：
- 蒸汽温度
- 管道长度
- 管道材料的导热特性
- 管道周围环境的温度
通过考虑这些参数，并使用适当的热传导方程，可以计算蒸汽管道的温度分布。

根据所需的温度要求，可以确定合适的管道材料和绝热措施。

管道流量的计算方法
管道流量的计算通常基于以下几个参数：
- 蒸汽流速
- 管道截面积
- 管道压力
通过考虑这些参数，并使用流体力学方程，可以计算蒸汽管道
的流量。

流量计算是蒸汽管道系统设计中的重要步骤，以确保满足
系统所需的蒸汽供应。

管道管径的选取表
在选择合适的管径时，可以使用管径选取表来简化计算过程。

管径选取表基于蒸汽流量、蒸汽温度和所需的压降。

通过选择相应
的流量范围和温度范围，并考虑允许的压降，可以找到合适的管径。

以下是一个简化的管径选取表的示例：
根据所需的蒸汽流量、蒸汽温度和允许的压降，可以在表中找到最适合的管径。

结论
蒸汽管道系统中的管道温度、流量及管径的计算方法和选取表对于系统的正常运行和性能保证至关重要。

合理选择合适的管径能够满足所需的流量要求，并确保蒸汽的温度和压力在设计范围内。

蒸汽管道内径计算公式蒸汽管道是工业生产中常见的设备，用于输送蒸汽至各个工艺设备中。

在设计和选择蒸汽管道时，管道内径的计算是非常重要的一项工作。

合理的内径可以保证蒸汽的输送效率和安全性，同时也可以减少能源的浪费。

本文将介绍蒸汽管道内径的计算公式及其相关知识。

蒸汽管道内径的计算公式通常是根据管道的流量和压力来确定的。

在实际工程中，一般会根据设计要求和现场情况来选择合适的管道内径。

下面将介绍几种常用的蒸汽管道内径计算公式。

1. 根据蒸汽流量计算内径。

蒸汽管道的内径与流量之间存在着一定的关系。

通常情况下，可以使用以下公式来计算蒸汽管道的内径：d = 0.0245 Q^0.5。

其中，d为管道的内径，单位为英寸；Q为蒸汽的流量，单位为磅/小时。

这个公式是根据经验推导得出的，可以在一定程度上满足工程设计的需求。

2. 根据蒸汽压力计算内径。

蒸汽管道的内径还与蒸汽的压力有关。

一般来说，蒸汽的压力越大，需要的管道内径也就越大。

可以使用以下公式来计算蒸汽管道的内径：d = 0.0055 P^0.5。

其中，d为管道的内径，单位为英寸；P为蒸汽的压力，单位为磅/平方英寸。

这个公式也是根据经验得出的，可以在一定程度上满足工程设计的需求。

3. 综合计算。

在实际工程中，通常需要综合考虑蒸汽流量和压力两个因素来确定管道的内径。

可以使用以下综合公式来计算蒸汽管道的内径：d = 0.0245 Q^0.5 + 0.0055 P^0.5。

其中，d为管道的内径，Q为蒸汽的流量，P为蒸汽的压力。

这个综合公式可以更加准确地确定管道的内径，满足不同工程情况下的需求。

需要注意的是，上述公式都是根据经验得出的，并不能完全适用于所有情况。

在实际工程中，还需要考虑到蒸汽的温度、管道的材质、管道的长度等因素。

因此，在进行蒸汽管道内径的计算时，需要结合实际情况进行综合考虑，可以借助计算软件或者请专业工程师进行计算。

此外，蒸汽管道的内径计算还需要考虑到管道的阻力损失、蒸汽的凝结和冷凝水的排放等问题。

主要蒸汽管管径计算在工业领域中，蒸汽是一种非常重要的能源。

蒸汽可以被用于加热、发电和其他各种工艺过程中。

然而，为了确保蒸汽的有效输送，需要对蒸汽管的管径进行正确的计算和选择。

蒸汽管的管径计算一般需要考虑以下几个因素：1.蒸汽流量：蒸汽管的管径选择首先需要考虑的是蒸汽流量，即单位时间内通过管道的蒸汽量。

蒸汽流量的大小会直接影响蒸汽管的管径选择。

蒸汽流量的单位通常是千克/小时或吨/小时。

2.蒸汽压力：蒸汽的压力也是确定管径的重要因素之一、蒸汽管的管径选择需要根据工作压力来确定，一般有低压蒸汽、中压蒸汽和高压蒸汽。

不同压力等级的蒸汽对管径的要求不同。

3.蒸汽速度：蒸汽的速度也是确定管径的关键因素之一、蒸汽在管道中的流速过高会导致能量损失和蒸汽水锤等问题，而流速过低则可能导致堵塞和起沉积物。

蒸汽管的设计应根据蒸汽流速应力进行选择。

4.管道长度和阻力：管道的长度和内部的阻力也会对蒸汽管径的选择产生影响。

长管道和高阻力会增加蒸汽的损失和能源消耗。

因此，在计算管径时需要考虑这些因素。

在进行蒸汽管径计算时，一种常用的方法是使用流体力学公式和实验数据，如达西公式和蒸汽手册等。

这些公式和数据可以帮助工程师准确地选择蒸汽管径。

举例来说，假设有一个工艺需要输送50吨/小时的高压蒸汽。

首先，需要根据蒸汽的压力确定管径的可选范围。

然后，可以根据蒸汽的流量和速度来选择合适的管径。

在进行计算时，还需要考虑管道的长度和内部阻力。

为了更好地理解蒸汽管径计算，以下是一个简单的实例：假设需要输送50吨/小时的高压蒸汽，蒸汽压力为10MPa，管道长度为100米。

通过查询相关的流体力学公式和数据，可以得到合适的管径范围，假设为DN150-DN200。

接下来，需要根据流体力学公式计算出蒸汽的流速。

设定蒸汽的流速为12m/s，根据流速和管径选择，可以计算出最适合的管径为DN200。

最后，需要检查所选择的管径是否满足管道长度和内部阻力的要求。

根据实际情况，可能需要对管道进行分段计算，以确保整个管道的蒸汽流动性能。

前言本设计目(de)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(de).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(de)布置本管道依据一区总体平面布置图所描述(de)地形进行(de)设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面(de)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(de)主要用户；2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路(de)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(de)间距满足规范要求.二、蒸汽管道(de)水力计算已知：蒸汽管道(de)管径为Dg200,长度为505m.蒸汽管道(de)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(de)密度ρ1为4.21kg/m3.假设：蒸汽管道(de)终端压力为0.7Mp,温度为240℃查管道设计表为2.98kg/m3.1—3得蒸汽在该状态下(de)密度ρ2（一）管道压力损失：1、管道(de)局部阻力当量长度表（一）器 R=3D2、压力损失2—1式中Δp—介质沿管道内流动(de)总阻力之和,Pa ； Wp —介质(de)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(de)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(de)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(de)总和,由表（一）得Σξ=36； H 1、H 2—管道起点和终点(de)标高,m ； 1/Vp=ρp—平均密度,kg/m 3； 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(de)压力降为0.447Mp,所以蒸汽管道(de)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(de)温度降：1、蒸汽在管道中输送时,由于对周围环境(de)散热损失,过热蒸汽温降按下式计算：Δt=Q·10-3/（G·C）℃P式中Q—所计算蒸汽管段对周围环境(de)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(de)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(de)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(de)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(t 2-t 1) ㎝式中L —计算管长,m,3-4管段(de)长度为46.57m ；а—管道(de)线膨胀系数,㎝/（m·℃）,查表5-1得α=12.25㎝/（m·℃）；t 2—管内介质温度,℃,已知t 2=220； t 1—管道安装温度,℃,已知t 1=20. ΔL=12·46.57(245-20)=12.57㎝所以,管段3—4(de)热膨胀量为125.7mm 小于补偿器(de)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(de)补偿方式为人工补偿,选取(de)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(de)伸长125.7mm<150mm 补偿器能满足要求. 其它管段(de)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(de)工况下正常运行.四、管道(de)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(de)选择：由于超细玻璃棉(de)纤维细而柔,呈白色棉状物,其单纤维直径4微米,对人(de)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(de)保温、吸声材料.同时有良好(de)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(de)是选择超细玻璃棉.保护层采用玻璃布.（二）保温层厚度(de)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(de)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（℃）； t 0—周围环境温度（℃）；λ—保温材料在平均温度下(de)导热系数（千卡/米·时·℃）查管道与设备保温表2-45得λ=0.028+0.0002t p （ t p —保温层平均温度查管道与设备保温表3—8得t p =145℃）λ=0.057 千卡/米·时·℃；—保温结构外表面向周围空气(de)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(de)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(de)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(de)钢带捆扎住.五、管道及附件(de)设计和选择（一）管道选型：本设计所选择(de)管道为GB8163-87φ219×6DN200无缝钢管.其许用应力：常温强度指标温度（℃）钢号钢管标准壁厚（mm）δb MPaδs MPa200250 10GB8163≤103352051019220GB8163≤10390245123110由于本设计蒸汽(de)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(de)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(de)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(de)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㎝23、根据需减压阀阀座面积,查管道表9-11直径和减压阀(de)公称直径DN=200mm.（三）支架及方型补偿器(de)选择：为了保证管道在热状况下(de)稳定和安全,减少管道受热膨胀时所产生(de)应力,管道每隔一定距离应该设固定支架及热膨胀(de)补偿器.支架(de)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(de),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(de)热伸长量选择.。