蒸汽管道利用自然补偿的计算实例

管道自然补偿培训课件

3．自然补偿 3．1 利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Z管道）所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。蒸汽直埋管道正是在温度变化时，弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。热力管道热伸长量ΔL=a(t 2-t 1 )L mm a——管道在相应温度范围内的线胀系数 mm/m℃ L——管道长度 m t 1 ——管道安装温度℃ t 2 ——管道设计使用（介质）温度℃ 上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等）摩擦约束作用、相对位移影响等。 3．2 L型自然补偿文献[8]提出 L 长≦0.85L kp 或（L 长 +L 短）/2≦0.85L kp L kp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到L kp 时热胀和内压作用弯头处引起综合应力达到安定性变形的极限值2σs。通常Q235，σs取80MPa。此与L=1.1x[(ΔLDw)/300]1/2计算结果基本一致。对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式，这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。这就在某些工况下，要求设有补偿直管段（较通常管径扩大的直管段）或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头）等。 3．3 Z型自然补偿文献[8]提出最小短臂长度L min 概念 L min =0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 m L 长≦0.85l kp L 短 ≧1.15 L min 同时满足上两式要求，才能保证管道塑性变形不超过安定范围。即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。 Z型也可按两个L型进行补偿计算。 3．4 图解L型补偿随着科技进步，蒸汽直埋保温管设计结构有新的发展，可位移固定墩问世应用（1998）。文献[5]介绍了在不考虑弯管柔性系数和应力加强系数情况下，利用经验绘制的图表可迅速的对L 管道进行柔性补偿判断，确定长、短臂尺寸。此石化系统应用广泛，也满足热力无分支管道使用。 L 短=k L 长 k值由图1查出

一般蒸汽管道的流速

类别最大允许压降流速 kg/cm2100m m/s (1) 一般压力等级 0.0~3.5 kg/cm2G 0.06 10.0~35.0 3.5~10.5 kg/cm2G 0.12 10.0~35.0 10.0~35.0 G 0.23 10.5~21.0 kg/cm2 10.0~35.0 0.35 >21.0 kg/cm2G (2) 过热蒸汽(mm) 口径40.0~60.0 0.35 >200 0.35 30.0~50.0 100~200 30.0~40.0 <100 0.35 (3) 饱和蒸汽(mm) 口径30.0~40.0 0.20 >200 25.0~35.0 100~200 0.20 15.0~30.0 <100 0.20 乏汽(4) 从受压容器中排出排汽管() 80.0 ) 15.0~30.0 从无压容器中排出(排汽管200.0~400.0 ) 从安全阀排出(排汽管．

1 蒸汽网路系统.一、蒸汽网路水力计算的基本公式计算蒸汽管道的沿程压力损失时，流量、管径与比摩阻三者的关系式如下 R = 6.88×1×K0.25×(Gt2/ρd5.25)，Pa/m （9-1） d = 0.387×[K0.0476Gt0.381 / (ρR)0.19]，m （9-2） Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125]，t/h （9-3）式中R ——每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/m ； Gt ——管段的蒸汽质量流量，t/h； d ——管道的内径，m； K ——蒸汽管道的当量绝对粗糙度，m，取 K=0.2mm=2×10-4 m； ρ——管段中蒸汽的密度，Kg/m3。为了简化蒸汽管道水力计算过程，通常也是利用计算图或表格进行计算。附录9-1给出了蒸汽管道水力计算表。二、蒸汽网路水力计算特点 1、热媒参数沿途变化较大蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降，蒸汽温度T下降，导致蒸汽密度变化较大。 2、ρ值改变时，对V、R值进行的修正

蒸汽管道温度损失计算及分析

蒸汽管道温度损失计算及分析 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式温损计算公式为：式中： g k —管道单位长度传热系数C m w ο?/ p t —管内热媒的平均温度 C ? k t —环境温度C ? G —热媒质量流量s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ??/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降，所以L 取1m .管道传热系数为式中： n a ，w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο?2/ n d ，w d —分别为管道（含保温层）内外径m i λ—管道各层材料的导热系数 C m w ο?/（金属的导热系数很高，自身热阻很小，可以忽略不计）。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算： Pr 为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有：式中： t λ—管道埋设处的导热系数。

t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件： A. 管道材料为碳钢（%5.1≈w ） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取t h = E.保温材料为：聚氨酯，取λ= C m w ο?/ F. 保温层外包皮材料是：PVC ，取λ= C m w ο?/ G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。 4.电厂实测数据为：管径为300mm 时，保温层厚度为：50mm ，保温外包皮厚度为：7mm ；管径为400mm 时，保温层厚度为：51mm ，保温外包皮厚度为：；管径为500mm 时，保温层厚度为：52mm ，保温外包皮厚度为：9mm ；管径为600mm 时，保温层厚度为：54mm ，保温外包皮厚度为：12mm ；蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导稳态条件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量q 1是相同的。根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为： 2、总传热系数及其影响因素分析总传热系数k 式中：h 1—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数 λ1—蒸汽管道各层材料的导热系数 1 1 1 1 1 1 ln 2 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? n i i n i i d d d d h k ?? ?? ?

蒸汽管路计算公式

9.1蒸汽网路系统一、蒸汽网路水力计算的基本公式计算蒸汽管道的沿程压力损失时，流量、管径与比摩阻三者的关系式如下 R = 6.88×10-3×K0.25×(G t2/ρd5.25)，Pa/m （9-1） d = 0.387×[K0.0476G t0.381/ (ρR)0.19]，m （9-2） Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125]，t/h （9-3）式中 R ——每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/m ； G t ——管段的蒸汽质量流量，t/h； d ——管道的内径，m； K ——蒸汽管道的当量绝对粗糙度，m，取K=0.2mm=2×10-4 m； ρ ——管段中蒸汽的密度，Kg/m3。为了简化蒸汽管道水力计算过程，通常也是利用计算图或表格进行计算。附录9-1给出了蒸汽管道水力计算表。二、蒸汽网路水力计算特点 1、热媒参数沿途变化较大蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降，蒸汽温度T下降，导致蒸汽密度变化较大。 2、ρ值改变时，对V、R值进行的修正在蒸汽网路水力计算中，由于网路长，蒸汽在管道流动过程中的密度变化大，因此必须对密度ρ的变化予以修正计算。如计算管段的蒸汽密度ρsh与计算采用的水力计算表中的密度ρbi 不相同，则应按下式对附表中查出的流速和比摩阻进行修正。 v sh = ( ρbi / ρsh) · v bi m/s （9-4） R sh = ( ρbi / ρsh) · R bi Pa/m （9-5）式中符号代表的意义同热水网路的水力计算。 3、K值改变时，对R、L d值进行的修正（1）对比摩阻的修正、

蒸汽管道计算实例

、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 =36 H 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。在蒸汽管道中，静压头（H2-H1）10/Vp 很小，可以忽略不计所以 2 103 d 厶+工? + （禺+駕）-1。5 2— 1

管道热补偿

管道热补偿provision for expansion of district heat supply pipe 防止管道因温度升高引起热伸长产生的应力而遭到破坏所采取的措施。主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。利用管道的弯曲管段（如L形或Z形）的弹性变形来补偿管道的热伸长，称自然补偿，所能补偿的管段较短。补偿器有多种形式。套管补偿器的补偿能力大，外形紧凑，供热介质流动阻力小，但由于内装填料，需要经常检修，不能承受横向位移，且使支座承受较大的轴向推力，故多用于管径大于200毫米的直管段上（在给水工程中称伸缩管）。方形补偿器（见图）常用钢管煨弯或焊接制成，但供热介质流动阻力较大，制造方便，不用经常维修，不用经常维修，但供热介质流动阻力较大，方形补偿器常用钢管煨弯或焊接制成，外形尺寸也较大。波纹管补偿器结构简单，一般补偿能力较小，成对配置时可补偿弯曲管段的热伸长。球形补偿器本身可沿轴线旋转任意角度，通常以两个为一组来补偿管道的热伸长补偿能力较大，易适应空间变动，供热介质的流动阻力也小，只是制造要求严格。在中国，称自然补偿，目前以自然补偿、套管补偿器和方形补偿器应用最为普遍。管道的热变形计算：计算公式：X=a·L·△T x 管道膨胀量 a为线膨胀系数，取0.0133mm/m L补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度 △T为温差（介质温度-安装时环境温度）补偿器安装和使用要求 1、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计要求。 2、对带内套筒的补偿器应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致，铰链型补偿器的铰链转动平面应与位移转动平面一致。 3、需要进行“冷紧”的补偿器，预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。 4、严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差，以免影响补偿器的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。 5、安装过程中，不允许焊渣飞溅到波壳表面，不允许波壳受到其它机械损伤。 6、管系安装完毕后，应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输的黄色辅助定位构件及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力。 7、补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围，应保证各活动部位的正常动作。 8、水压试验时，应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固，使管路不发生移动或转动。对用于气体介质的补偿器及其连接管路，要注意充水时是否需要增设临时支架。水压试验用水清洗液的96氯离子含量不超过25PPM。

蒸汽管道计算实例

、八、、》刖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： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）名称阻力系数（0数量管子公称直径（毫米）总阻力数止回阀旋启式312003 煨弯R=3D0.3102003 方型伸缩煨弯5620030 器R=3D 2 、蒸汽管道的水力计算

蒸汽管道设计计算

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/kg ⑴管径： Dn=18.8 X(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 DN v 100 流速为20 ?40m/s ②w=20 m/s Dn=102.97mm w=40 m/s Dn=72.81mm ⑵壁厚： DN100~DN200 流速为30 ?50m/s

ts = PD o/{2 （〔c〕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 ；〔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 mm C= C 1+ C 2 =0.8+0=0.8 mm Tsd=0.78+0.8=1.58 mm 壁厚取4mm 所以管道为? 133 X4。

蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算

蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算摘要：研究了蒸汽供热管道设计中常用的外压轴向型波纹管补偿器、拉杆型波纹管补偿器、铰链型波纹管补偿器在典型管段中的布置、设计计算，提出了波纹管补偿器的选用程序。关键词：蒸汽供热管道；波纹管补偿器；热补偿在城市直埋蒸汽供热管道的设计中最经济的补偿应为自然补偿，自然补偿利用弯曲管段中管道的挠曲来补偿热位移，但补偿能力有限。当自然补偿不能满足要求时，通常选用补偿器吸收热位移。常用补偿器有方型补偿器、套筒补偿器、球型补偿器及波纹管补偿器[1-6]。本文主要研究蒸汽供热管道设计中常用的波纹管补偿器及其在典型管段设计中的计算、选用。 1 常用的波纹管补偿器波纹管补偿器是以波纹管作为挠性元件，并由端管及受力附件组成。波纹管补偿器补偿量大，补偿方式灵活，结构紧凑，位移反力小，使用过程中不需维护。可根据固定支座及设备的受力要求，灵活设计结构型式。 ①外压轴向型波纹管补偿器外压轴向型波纹管补偿器由承受外压的波纹管、导流筒及进、出口管等组成。外压轴向型波纹管补偿器能吸收轴向位移，但不能承受管道内压产生的强大推力，因此外压轴向型波纹管补偿器一般用于低支架敷设、埋地管道敷设的直管段中。 ②拉杆型波纹管补偿器拉杆型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及拉杆、端板、垫圈等组成。拉杆型波纹管补偿器能吸收任一平面内的横向位移并能承受管道内压产生的推力，因此广泛应用于高支架的地上敷设蒸汽供热管道，特别是管道穿越道路、高垂直段或水平转弯段的设计中。因此在设计中一般优先考虑使用拉杆型波纹管补偿器。 ③铰链型波纹管补偿器铰链型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成。2～3个铰链型波纹管补偿器配套使用时，能吸收一个平面内横向位移并能承受管道内压产生的推力。铰链型波纹管补偿器以角位移的方式吸收平面弯曲管段的热位移。一对铰链型波纹管补偿器吸收横向位移时，角位移一定，其所能吸收的横向位移与2个铰链型波纹管补偿器之间的距离成正比，在施工现场条件允许下尽量增加2个铰链型波纹管补偿器之间的距离，可更有效发挥其补偿能力。因此铰链型波纹管补偿器被广泛应用于蒸汽供热管道设计中。

管道热补偿量计算

采暖补偿器计算该帖被浏览了4176次| 回复了27次 1引言固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。 2设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 计算管道热伸长量 (1) △X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得 (2 ) 2.2确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道；最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。表1 г”型补偿器最大允许距离补偿器形式敷设方式管径DN（mm） 25 32 40 50 70 80 100 125 150 г型长边最大间距L2（m）15 18 20 24 24 30 30 30 30 短边最小间距L1（m）2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 6 2.3确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，

蒸汽管道计算实例之欧阳歌谷创编

前言欧阳歌谷（2021.02.01）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得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。（一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）

煨弯R=3D0.3102003 煨弯 5620030方型伸缩器 R=3D 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/s2； υp—介质的平均比容，m3/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； H1、H2—管道起点和终点的标高，m； 1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3； 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

热力管道的补偿类型和方式

热力管道的补偿类型和方式热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。 1．自然补偿自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。 2．补偿器补偿热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。（1）方形补偿器。方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。方形补偿器是由4个90°弯头组成，其优点是：制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修；缺点是：外形尺寸大，安装占用空间大，不太美观。方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。焊制方形补偿器时，当DN ≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。（2）波纹管补偿器。波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好，配管简单、耐腐蚀、维修方便等优点。波纹管材料。波纹管补偿器是采用疲劳极限较高的不锈钢板或耐蚀合金板制成

燃气管道位移补偿及方形补偿器选型

燃气管道位移补偿及方形补偿器选型、制作与安装 1前言管道燃气利及千家万户，它的安全运行也涉及广大民众的安全，因此，燃气管道的设计及安装质量尤为重要，不能有丝毫马虎。目前，我市部分设计和施工人员针对燃气管道位移补偿的问题不够重视，只要遇到伸缩缝，不考虑最大位移量，管道在伸缩缝处煨两个弯就认为可以了，更有甚者，拐几个弯焊几个弯头就应付了事。这种轻率的做法导致的直接结果将是：当管道无法满足位移补偿要求时，钢管某个焊口或薄弱点会因受力产生裂纹而漏气，从而发生安全事故，危及人民生命财产的安全。本文根据目前存在的问题提出燃气管道位移补偿、补偿量的确定及方形补偿器选型、制作与安装的有关问题，以供同行参考。 2管道位移量ΔX 根据我市燃气管道安装及运行的现状，需要考虑管道位移补偿的因素如下： (1)由于气温变化引起金属材料热胀冷缩而产生的位移补偿； (2)由于基础(地基)不均匀沉降，管道受外力作用引发的

位置变化的补偿， (3)管道通过建筑结构伸缩缝时，由于结构主体热胀冷缩而引发的管道位移补偿。上述(1)项，由于我市气温变化较小，日温差与年温差均在材料许用应力的温差范围内(碳钢管许用应力范围内允许温度变化值为(Δt=48℃)。因此我市燃气管道的安装通常不考虑由于气温变化而引起的位移补偿。而上述(2)、(3)项引起的管道位移量ΔX，是燃气管道的外加位移量，这些位移量的补偿是我市燃气管道设计和施工安装中所必须面对并解决的重要问题。但目前部分设计和施工人员并未考虑这些位移量fix，或凭空想出来，没有充分征求大楼结构设计等人员的意见，随便处理应付了事，这是不对的。正确的应是由有关方面向燃气管道的设计、施工单位提供楼宇的最大位移量，然后由燃气专业人员确定管道需满足的位移量。例如由于结构主体热胀冷缩引起的位移量应由结构设计方提供建筑结构主体水平方向的最大伸缩量，该量通常可视为燃气管道设计的管道水平方向位移量ΔX，由于基础不均匀沉降引起的燃气管道位移量ΔX，则应由建设单位综合地质、基础施工、基坑回填等多种状况，向燃气管道设计单位提交可能出现的不均匀沉降量，由燃气管道设计单

管道温差补偿

管道温差补偿当管道输送介质或管道所处环境有温度变化时，管道由温度引起的热胀冷缩是不可避免的，如果不采取一定的方式补偿该尺寸变化，将会在管壁内产生很高的应力，通过管道传至固定管架或设备，当温差过某一范围时，温差应力大于管子可承受的应力范围（材料的许用应力），这时就必须考虑补偿问题。在管系补偿设计中，最为经济的是自然补偿，自然补偿是利用管道的自然弯曲形状所具有的柔性来补偿热位移（即为利用某一管道的弹性形变，来吸收另一管道的热胀冷缩），显然自然补偿的能力是有限的，当自然补偿不能满足要求时，通常应考虑设置波纹管膨胀节等补偿装置。管系所受载荷主要是外力载荷（管道及流动介质自重，内压，风载，地震荷载等〕和位移载荷，设置管架的目的在于消除外载作用在设备或管道上的作用力，且可把复杂管系分隔成形状比较简单，独立膨胀的管段，保证膨胀节的最佳使用效果。设置膨胀节的目的，在于吸收管道自身无法吸收的热变形，最大限度地减小位移载荷。一、管道热补偿的设计原则： 1、首先应从管道布置上考虑自然补偿； 2、应考虑管道的冷紧； 3、在上述两条件未能满足管道热伸长补偿要求时，必须采用补偿器。二、自然补偿的方法：当弯管转角小于150℃时，能用作自然补偿；大于150℃时不能用作自然补偿。自然补偿的管道臂长不应超过20~25m，弯曲应力不应超过80MPa。动力管道设计中自然补偿常用的为L形直角弯、Z字形折角弯及空间立体弯三类自然补偿。三、城镇供热管网工程中自然补偿管段的的冷紧规定 : 1. 冷紧焊口位置应留在有利操作的地方，冷紧长度应符合设计规定。 2. 冷紧段两端的固定支架应安装完毕，并应达到设计强度，管道与固定支架已固定连接。 3. 管道上的支、吊架已安装完毕，冷紧焊口附近吊架的吊杆应预留足够的位移量。 4 .管段上的其他焊口已全部焊完并经检验合格。 5. 管段的斜倾方向及坡度应符合设计规定。 6 .法兰、仪表、阀门的螺栓均已拧紧。 7.冷紧焊口焊接完毕并检验合格后，方可拆除冷紧卡具。 8 .管道冷紧应填写记录。

蒸汽管道计算实例

前言本设计目的就是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数就是由动力一车间与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得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4、21kg/m3。假设:蒸汽管道的终端压力为0、7Mp,温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2、98kg/m3。 (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与,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/s2; υp—介质的平均比容,m3/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—局部阻力系数的总与,由表(一)得Σξ=36; H1、H2—管道起点与终点的标高,m;

蒸汽管道损失理论计算及分析

1.计算基本公式温损计算公式为：式中：—管道单位长度传热系数 —管内热媒的平均温度 —环境温度 —热媒质量流量 —热水质量比热容 ——管道长度由于计算结果为每米温降，所以L取1m .管道传热系数为式中：，—分别为管道内外表面的换了系数，—分别为管道（含保温层）内外径 —管道各层材料的导热系数（金属的导热系数很高，自身热阻很 i 小，可以忽略不计）。 —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算：

Pr为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有：式中： —管道埋设处的导热系数。 —管道中心到地面的距离。 3.假设条件： A. 管道材料为碳钢（） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于 C.土壤的导热系数= D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取= E.保温材料为：聚氨酯，取= F. 保温层外包皮材料是：PVC，取= G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。 4.电厂实测数据为：

管径为300mm时，保温层厚度为：50mm，保温外包皮厚度为：7mm；管径为400mm时，保温层厚度为：51mm，保温外包皮厚度为：；管径为500mm时，保温层厚度为：52mm，保温外包皮厚度为：9mm；管径为600mm时，保温层厚度为：54mm，保温外包皮厚度为：12mm；蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导稳态条件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量是相同的。根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为： 2、总传热系数及其影响因素分析

浅谈厂区蒸汽管道设计

浅谈厂区蒸汽管道设计摘要: 探讨了蒸汽管道的布置方式和补偿, 蒸汽系统的排气以及疏水阀的选取。关键词: 蒸汽系统；蒸汽管道布置；排气；疏水；凝结水 Abstract: discusses the steam pipe arrangement and compensation, the steam system of exhaust and the selection of the trap. Keywords: steam system; The steam piping layout; Exhaust; Scanty water; condensate 蒸汽作为一种环保、高效的供热介质, 在石油化工行业中得到广泛应用,下面就从设计中常遇到的问题对蒸汽管道系统设计进行探讨。 1.蒸汽管道的布置和补偿 1.1蒸汽管道的布置由工厂系统进入装置的主蒸汽管道，宜布置在管廊的上层，蒸汽管道应按照下列要求布置： a) 蒸汽支管应从主管的顶部引出，当工艺要求支管上设置切断阀时，切断阀应布置在靠近主管的水平管段上； b) 支管不得从用气要求很严格的蒸汽管道上接出； c) 蒸汽主管进入装置界区的切断阀上游和主管末端应设排水设施； d) 蒸汽管道的低点宜设排液设施，排液设施应根据不同情况设放净阀、分液包、或疏水阀； e) 蒸汽管道应设置高点放空，放空阀宜采用闸阀，直接排至大气的蒸汽放空管，宜在阀门下游开一个Φ6～Φ10mm的排液孔，并引至安全位置。 1.2蒸汽管道的铺设方式蒸汽管道的铺设方式分为地上和地下。地上铺设即架空铺设，按管架高度可分为高、中、低三个档次，高管架h≥4.5m、中管架2.5m≤h＜4.5m、低管架0.3≤h ＜2.5m。地下铺设可分为地沟和直埋铺设，地沟铺设一般有通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。直埋铺设投资小，但维修不方便，补偿能力不足，目前一般不

蒸汽管道计算实例

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向阳喷射技术提供的。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得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。（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/s2； υp—介质的平均比容，m3/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； H1、H2—管道起点和终点的标高，m；

浅谈蒸汽管道的设计

浅谈蒸汽管道的设计【摘要】：蒸汽管道的安装与布置，管道由于热应力而使用的热补偿的形式，疏水阀组即疏水器的的安装布置原则，支吊架的放置以及在蒸汽管道的设计中需要考虑的套管变形，保温及水击现象等问题的处理解决办法。【关键字】：压力管道；蒸汽管道；蒸汽管道安装；疏水器；支吊架；水击现象前言：蒸汽管道在轻工行业中用途广泛，不仅可以作为热源用于加热，保温，还可以用于为原料消毒杀菌。蒸汽管道作为压力管道，在设计上要遵循压力管道设计原则，同时，由于蒸汽的特殊性，在管道设计上还要考虑到冷凝水的排放，疏水阀组的放置。 1、蒸汽管道布置原则蒸汽管道布置应考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物等多种因素。蒸汽管道敷设方式一般采用地上敷设（架空）和地下敷设（地沟），采用地上敷设方式时，在设计中一定要注意美观，与周围建筑物要协调一致，一般工业厂区多采用地上架空方式敷设，此种方式造价相对较低。由于城市环境的要求，在城市热网中逐步采用直埋敷设。 2、蒸汽管道安装 2.1 勘测放线施工单位与建设单位工程技术人员要严格按照施工图纸进行测量放线，打好管线走向的重要点。转角点需注明角度及切线长。若管道沿线遇到地下隐蔽工程时，放线应在交叉范围两端作出明显标记。 2.2 钢管检验钢管的质量直接影响管道使用寿命，在施工中要求钢管表面不得有裂纹、腐蚀、结疤和凹痕等缺陷，钢管和管件须具备出场质量证明书等技术资料，各种技术指标必须符合管道行业有关标准和规定（如力学性能、化学成分、强度、韧性等）。 2.3 管道安装经过管线走向勘测、钢管检验等工作后，可以进行管道的安装。由于蒸汽管道有架空敷设方式和地埋敷设方式之分，所以施工方法不同。架空敷设时，管道安装完毕，在进行保温施工前，须对管道进行水压试验。对于长距离的蒸汽管道可做分段试压。试压前，在管路最高点安装放空阀，在最低点安装疏水阀。试压压力为设计压力的1.5倍，在试压时，试压表计须校验，其精度不得低于1.5倍，

管道热补偿量计算

采暖补偿器计算该帖被浏览了4176次 | 回复了27次1引言固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。 2设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。计算管道热伸长量 (1) △ X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; ——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得 (2 ) 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道；最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。表1 г”型补偿器最大允许距离补偿器形式敷设方式管径DN（mm） 25 32 40 50 70 80 100 125 150 г 型长边最大间距L2（m）15 18 20 24 24 30 30 30 30 短边最小间距L1（m）2 3 4 5 6 6 确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，

管道自然补偿

3．自然补偿 3．１利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Ｚ管道)所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。蒸汽直埋管道正是在温度变化时,弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。热力管道热伸长量ΔL=a(t 2-t 1 )L ?mm ａ——管道在相应温度范围内的线胀系数 mｍ/m℃ L——管道长度 m ｔ 1 ——管道安装温度℃ t 2 ——管道设计使用（介质）温度℃ 上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等)摩擦约束作用、相对位移影响等。３.2 L型自然补偿文献［８]提出Ｌ长≦0.8５L kp 或（L 长 +L 短 )/2≦０.85Ｌ kp L ｋp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到Ｌ kp 时热胀和内压作用弯头处引起综合应力达到安定性变形的极限值2σs。通常Ｑ23５，σs取80ＭPa。此与Ｌ=１．1x[（ΔLDw）／300]１／2计算结果基本一致。对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式,这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。这就在某些工况下，要求设有补偿直管段(较通常管径扩大的直管段)或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头)等。 3．3 Z型自然补偿文献［8］提出最小短臂长度L ｍiｎ概念 L mｉｎ＝0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 m?? Ｌ长≦０.８5ｌｋp ?L 短 ≧１.15 Ｌｍin 同时满足上两式要求,才能保证管道塑性变形不超过安定范围。即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。 Z型也可按两个L型进行补偿计算。 3.4 图解Ｌ型补偿随着科技进步，蒸汽直埋保温管设计结构有新的发展,可位移固定墩问世应用（1９98)。文献[5］介绍了在不考虑弯管柔性系数和应力加强系数情况下,利用经验绘制的图表可迅速的对Ｌ管道进行柔性补偿判断，确定长、短臂尺寸。此石化系统应用广泛,也满足热力无分支管道使用。Ｌ短=k Ｌ长 ?k值由图1查出