煤气管道设计.doc

煤气管道设计
第一章
煤气管道的设计
1、管径的选择:
管径的确定首先根据煤气流量及允许的阻力损失,选定合适的流速然后决定管径。
2、压力损失的计算:
a.摩擦阻损按下式计算:
H=λ× MM水柱/M
式中λ-摩擦系数:钢材管采用0.03~0.04水泥或衬砖管取0.05~0.06.
D-管道直径 M
V-煤气流速M/SeC
?-煤气重度kg/NM3(高炉煤气为1.3焦炉煤气为0.45发生炉煤气为1.16混合煤气需按其组成另行计算)
g—重力加速度 9.81M/SeC2
t-煤气温度 30~35℃
对高炉煤气 H=0.0022 MM水柱/M
对焦炉煤气 H=0.00076 ,MM水柱/M
对混合煤气(各种发热量)的H值列表如下:(高炉煤气按900kcae/NM3及1.3kg/NM3,焦炉煤气按4300kcae/NM3及0.45kg/NM3计算的)
各种发热量的混合煤气H值表
表一
发热量kcae/M3
温度℃
重度kg/NM3
H
MM 水柱/M
备注
1150
30
1.236
0.00208
1200
..
1.226
0.00206
1400
..
1.175
0.00197
1800
..
1.074
0.00180
2000
..
1.026
0.00172
2200
..
0.977
0.00164
对压力较高的煤气还应计算压力校正系数
H=λ×× MM水柱
式中P-煤气工作压力MM水柱。
煤气的重度可由组成的体积百分比按下式计算:
γ=0.01(1.977Co2+1.539H2 S+1.261CmHn+1.429O2 +1.25Co+0.09H2 +0.717CH4+1.251N2) kg/NM3
当煤气温度为t℃时其重度 γ t=γ0 kg/M3
混合煤气的重度可按下式计算:
γ=高炉煤气的重度×体积百分比数+焦炉煤气的重度×体积百分数
b.局部阻损通常按总摩擦阻损的10~15%计算,主要是弯头,异径管闸阀和流量孔,其详细计算如下:
一般闸阀以煤气管道的当量长度来计算:
表2
闸阀直径D
500
600
700
800
900
1000
1200
1300
1400
1500
当量长度
50D
61D
78D
85D
97D
100D
135D
148D
162D
176D
流量孔阻损按30~50MM水柱计算,
其它弯头三通等采用下列公式:
H=§ ×
式中,§-局部阻损系数(见44、45、46页)
C.影响阻损的几个原因:
⑴煤气温度越高体积增大,阻损也相对增加.
⑵含灰越多摩擦阻损越大,因之含尘量越小越好
⑶焦炉煤气中的萘焦油等易沉积于管壁上减小
管道的有效断面,因之含萘量要在0.05g/NM3 左右並应在生产时定 期用蒸汽吹刷。
3、跨距计算:
用于薄壁煤气管道上的跨距按简支樑公式计算,一般的跨距可按47、48、49
页I.II.III类负荷选用特殊情况下需另作计算。
跨距按下列原则计算:
正常操作时冷凝水负荷的选用,
φ900直径以下水高按100MM考虑,φ100以下管子按充满水计算
φ1500直径以下水高按150MM考虑
φ1600直径以上水高按200MM考虑
当排水器之排水管堵塞事故负荷时的冷凝水高为:
当管径小于或等于500时按充满水计算。
当管径大于500时按500计算。
附加荷重的考虑:按实有的附加管道的重量加上今后予加的管道重量等于总的附加负荷。予加的管道重量是按(煤气管金属+操作冷凝水重)的20% .因此当坡度0.005时煤气管道的跨距可按挠度f=计算,荷重按操作负荷计算其管壁应力一般在1300kg/cm2 以下,当发生事故时,冷凝水高度增高道500MM,这时的管壁暂时应力部大于1800kg/cm2 此时的挠度可降至。
α.没有附加负荷时的跨距计算.(当f< ι/600时)ι=2.98M
管壁应力:δ== kg/cm2
挠度 f= cm
式中: J-断面惯性矩=(D4 –d4 ) cm4
W-断面系数 cm3
M-弯矩 kg-M
Q-管道每M总负荷 kg/M
b.附加有蒸汽或氧气管道时:
先选定跨距,再按δ=M/N(当只考虑管道负荷而不考虑很多外加负荷时应力δ不超过1300kg/cm2以下)及f《ι/600来验算已选定的跨距.
其中M=My+Mr+MZ1+MZ2+MZ3+………………
f=fg+fr+fz1+fz2+fz3………………
式中
Mg fg-煤气管道
Mr fr-氧气管道
Mz1 fz1 Mz2 fz2-蒸汽管道
由于附加负荷的间距不一致,其附加弯矩何挠度按下表公式求得(设&-附加管道每一米长度之重量kg/M)
煤气管道上附加其它管道时之弯矩及挠度计算
Q-kg/MM-kgMP-kg f-cm
&-kg/M L-M J-cm4 ι-cm
荷重分布形式
弯矩公式
挠度公式
均布载荷
M=
集中载荷
M=
f=
f=
P=
M==
f=
=
P=
M=
=
f=
=0