8.1管道口径计算
发布时间: 2016/11/8 11:11:54

一、管道材质

蒸汽系统的管道通常采用无缝钢管,冷凝水管道也可使用相同材质的管道,常见的包括碳钢和不锈钢两种。个别行业也会使用铜管。对于高温的过热蒸汽主管,为了增强管道在高温下的应力和柔性强度,可能会选用一些合金管道,如增加铬和钼的含量。

 

二、管道口径计算

这里仅介绍流速法

一般来说,饱和蒸汽在管道中的流速在1540m/s。若超过40m/s,将发生严重的噪声和冲蚀情况,因为大多数情况都是湿蒸汽。若是非常干燥的蒸汽,且保温很好,输送距离较短,则水平的直管道,允许流量适当增大,但最大不应超过76m/s,这种情况蒸汽到达用汽点时能保证其所需的压力。

如果仅仅考虑压降,是允许更高的蒸汽流速的;但对于长距离的输送管道,为了避免产生较高的压降,通常把流速限制在15-20m/s以内。

 

已知蒸汽压力、流速和流量这些参数可选择相应的管道口径。也可通过算数计算选择管道口径。

体积流量 (Q m3/s)= 流速 (w)* 流道截面积(S), 流道截面积(S)= π* D 2/4

体积流量 (Q m3/h)= 质量流量(G)*比容(v)*1000

 

因此,质量流量(G)*比容(v)*1000= 3600*流速 (w)* π* D 2/4

D =(4000*G* v /3.14*3600* w)1/2=0.5945(G* v/ w)1/2  ()

 

我们把直径D转化为Dn管径,以mm为单位,对于蒸汽、给水、工业水等单相流体的管道根据选定的介质允许流速就得出如下简化公式:

式中Dn——管道内径(mm

G——介质质量流量t/h

Q——介质体积流量m3/h

v——介质比容m3/kg--根据蒸汽压力查蒸汽表可得

w——介质流速m/s

最终选定管道直径,一般应根据运行中介质最大流量和最大流速来计算,选最大流速则要考虑管道允许的最大压力损失。由于管径和管壁厚度的偏差,计算时应考虑10%的裕量,并圆整为标准的管径。

 

举例说明:

蒸汽流量2t/h,进口压力 = 5 barg,最大流速 =30m/s,计算应该选用多大的管道?

解:查蒸汽表,查出5 barg压力时,比容v=0.321345 m3/kg

Dn=594.5*2*0.321345/301/2=87mm

放大10%余量并圆整,应该选用最接近的管径100mm,即我们常说的DN100

 

利用以上公式,可以把经常用到的各种流速下不同管径对应的流量计算出来,并整理成表格,方便大家查阅,详见《8.2蒸汽管道选型表》

 

三、蒸汽管道选型错误的危害

1、蒸汽管道选型过大会造成:

A、管道、阀门、接头等费用增加。

 

B、安装费用更高,包括支撑工作、保温等。

C、由于散热快,热损失增加,蒸汽管道内形成的冷凝水量增加,降低了蒸汽品质,降低了热效率,还可能形成水锤破坏阀门管道和设备。

据经验,一般80mm口径蒸汽管道的安装费用比50mm口径蒸汽管道的安装费用高出44%

由于更多的传热面积,80mm绝热管的热损失比50mm绝热管的损失多21%80mm非绝热管的热损失比50mm非绝热管的热损失多50%

 

2、蒸汽管道选型过小会造成:管道选型过小,会导致蒸汽流速增大。

A、高的蒸汽流速会产生高的蒸汽压力降,到达用汽点时压力过低,从而降低用汽设备的性能。

B、用汽点没有足够的蒸汽量。

C、蒸汽流速加快,容易产生冲蚀、水锤现象和噪声污染。

上一篇 下一篇 返 回