專案名稱:XX蒸汽管網
設計輸入資料:
1 管道輸送介質:蒸汽
工作溫度:240℃ 設計溫度260℃
工作壓力: 0.6MPa 設計壓力:0.6MPa
流量:1.5t/h 比容:0.40m3/kg
管線長度:1500米。
設計計算:
⑴管徑:
Dn=18.8×(Q/w)0.5
Dn — 管子外徑,mm;
D0— 管子外徑,mm;
Q—計算流量,m3/h
w—介質流速,m/s
①過熱蒸汽流速
DN》200 流速為40~60m/s
DN100~DN200 流速為30~50m/s
DN<100 流速為20~40m/s
②w=20 m/s
Dn=102.97mm
w=40 m/s
Dn=72.81mm
⑵壁厚:
ts=PD0/{2(〔σ〕tEj+PY)}
tsd=ts+C
C=C1+C2
ts —直管計算厚度,mm;
D0 — 管子外徑,mm;
P — 設計壓力,MPa;
〔σ〕t— 在操作溫度下材料的許用壓力,MPa;
Ej—焊接接頭係數;
tsd—直管設計厚度,mm;
C—厚度附加量之和;: mm;
C1—厚度減薄附加量;mm;
C2—腐蝕或磨蝕附加量;mm;
Y—係數。
本設計依據《工業金屬管道設計規範》和《動力管道設計手冊》在260℃時20#鋼無縫鋼管的許用應力〔σ〕t為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
所以管道為φ133×4。
⑶阻力損失計算
3.1按照甲方要求用φ89×3.5計算
1 φ89×3.5校核計算:
蒸汽流量 Q= 1.5t/h 粗糙度 K=0.002m
蒸汽密度 v=2.5kg/m3 管內徑 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《城鎮熱力管網設計規範》,採用方形補償器時,
區域性阻力與沿程阻力取值比0.8,P2=0.8P1;
總壓力降為P1+P2=1.07Mpa;
末端壓力為0.6-1.07=-0.47Mpa
壓力不可能為負值,說明蒸汽量不滿足末端使用者需求。
3.2按照φ108×4校核計算:
1 φ108×4計算:
蒸汽密度 v=2.5kg/m3 管內徑 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;
總壓力降為P1+P2=0.36Mpa;
末端壓力為0.6-0.36=0.24Mpa
蒸汽不滿足末端使用者的壓力》0.4MPa需求。
3.3按照φ133×4校核計算:
按照實際計算:
①φ133×4計算:
蒸汽密度 v=2.5kg/m3 管內徑 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;
總壓力降為P1+P2=0.11Mpa;
末端壓力為0.6-0.11=0.49Mpa
蒸汽滿足末端使用者的壓力》0.4MPa需求。
⑷最大允許跨度:
查表得φ133×4.5的管路在允許跨度為8米,本設計最大取6米。
⑸ 計算結果
綜上,採用GB/8163-2008,管道材質20#鋼,管徑φ133×4的無縫鋼管可以滿足使用要求。
⑹費用估算
按照定額估價,含管材、保溫、支座、支架及蒸汽疏水放水裝置等,
單價不含稅228.95元/米,不含稅總價34.35萬元;
單價含稅251.85元/米,含稅總價大約37.78萬元。
專案名稱:XX蒸汽管網
設計輸入資料:
1 管道輸送介質:蒸汽
工作溫度:240℃ 設計溫度260℃
工作壓力: 0.6MPa 設計壓力:0.6MPa
流量:1.5t/h 比容:0.40m3/kg
管線長度:1500米。
設計計算:
⑴管徑:
Dn=18.8×(Q/w)0.5
Dn — 管子外徑,mm;
D0— 管子外徑,mm;
Q—計算流量,m3/h
w—介質流速,m/s
①過熱蒸汽流速
DN》200 流速為40~60m/s
DN100~DN200 流速為30~50m/s
DN<100 流速為20~40m/s
②w=20 m/s
Dn=102.97mm
w=40 m/s
Dn=72.81mm
⑵壁厚:
ts=PD0/{2(〔σ〕tEj+PY)}
tsd=ts+C
C=C1+C2
ts —直管計算厚度,mm;
D0 — 管子外徑,mm;
P — 設計壓力,MPa;
〔σ〕t— 在操作溫度下材料的許用壓力,MPa;
Ej—焊接接頭係數;
tsd—直管設計厚度,mm;
C—厚度附加量之和;: mm;
C1—厚度減薄附加量;mm;
C2—腐蝕或磨蝕附加量;mm;
Y—係數。
本設計依據《工業金屬管道設計規範》和《動力管道設計手冊》在260℃時20#鋼無縫鋼管的許用應力〔σ〕t為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
所以管道為φ133×4。
⑶阻力損失計算
3.1按照甲方要求用φ89×3.5計算
1 φ89×3.5校核計算:
蒸汽流量 Q= 1.5t/h 粗糙度 K=0.002m
蒸汽密度 v=2.5kg/m3 管內徑 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《城鎮熱力管網設計規範》,採用方形補償器時,
區域性阻力與沿程阻力取值比0.8,P2=0.8P1;
總壓力降為P1+P2=1.07Mpa;
末端壓力為0.6-1.07=-0.47Mpa
壓力不可能為負值,說明蒸汽量不滿足末端使用者需求。
3.2按照φ108×4校核計算:
1 φ108×4計算:
蒸汽流量 Q= 1.5t/h 粗糙度 K=0.002m
蒸汽密度 v=2.5kg/m3 管內徑 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《城鎮熱力管網設計規範》,採用方形補償器時,
區域性阻力與沿程阻力取值比0.8,P2=0.8P1;
總壓力降為P1+P2=0.36Mpa;
末端壓力為0.6-0.36=0.24Mpa
蒸汽不滿足末端使用者的壓力》0.4MPa需求。
3.3按照φ133×4校核計算:
按照實際計算:
①φ133×4計算:
蒸汽流量 Q= 1.5t/h 粗糙度 K=0.002m
蒸汽密度 v=2.5kg/m3 管內徑 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《城鎮熱力管網設計規範》,採用方形補償器時,
區域性阻力與沿程阻力取值比0.8,P2=0.8P1;
總壓力降為P1+P2=0.11Mpa;
末端壓力為0.6-0.11=0.49Mpa
蒸汽滿足末端使用者的壓力》0.4MPa需求。
⑷最大允許跨度:
查表得φ133×4.5的管路在允許跨度為8米,本設計最大取6米。
⑸ 計算結果
綜上,採用GB/8163-2008,管道材質20#鋼,管徑φ133×4的無縫鋼管可以滿足使用要求。
⑹費用估算
按照定額估價,含管材、保溫、支座、支架及蒸汽疏水放水裝置等,
單價不含稅228.95元/米,不含稅總價34.35萬元;
單價含稅251.85元/米,含稅總價大約37.78萬元。