关于热力蒸汽管道中两个技术问题的探讨
cbjs81122
cbjs81122 Lv.7
2015年06月15日 18:35:00
来自于采暖供热
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  我公司主要负责由热电厂供给的压力P=0.78~1.27MPa、温度t=280~300℃的过热蒸汽,通过热力管道完成向市内工业用户及冬季采暖用户的输送工作。下面对其中两个技术性的问题做一探讨。?  1 固定支架承受的盲板力?  对于架空或地沟敷设的热力蒸汽管道而言,以往的敷设方式多为两固定支架中间设一方形胀力弯,以其自身的变形来降低管道热伸长而引起的巨大的轴向热应力。对这种敷设方式的固定支架来说,其承受的轴向力,只有滑动支架的摩擦力和方形胀力弯的弹性力,在其固定支架沿管道轴向两侧作代数和。而固定支架两侧的弯头所引起的盲板力(P0A)总是相互抵消。即便是固定支架两侧管径不同,其盲板力也完全呈抵消状况,因此,从不考虑盲板力对固定支架的影响。这种方形胀力弯的补偿结构,最大优点是管道运行安全,不易出现任何故障。但它占地面积或空间大,阻力系数也较高。在目前路由紧张的情况下,当确定管道自然走向后,在其直线段上,不再人为设置方形胀力弯,而多用套筒补偿器或波纹补偿器作为管道轴向热伸长补偿装置。在这种管道敷设结构中,有的固定支架就可能承受盲板力。在此,对承受盲板力的固定支架称为主固定支架。下面以一个常见的管道设计为例,对主固定支架作受力分析。?

  我公司主要负责由热电厂供给的压力P=0.78~1.27MPa、温度t=280~300℃的过热蒸汽,通过热力管道完成向市内工业用户及冬季采暖用户的输送工作。下面对其中两个技术性的问题做一探讨。?
  1 固定支架承受的盲板力?
  对于架空或地沟敷设的热力蒸汽管道而言,以往的敷设方式多为两固定支架中间设一方形胀力弯,以其自身的变形来降低管道热伸长而引起的巨大的轴向热应力。对这种敷设方式的固定支架来说,其承受的轴向力,只有滑动支架的摩擦力和方形胀力弯的弹性力,在其固定支架沿管道轴向两侧作代数和。而固定支架两侧的弯头所引起的盲板力(P0A)总是相互抵消。即便是固定支架两侧管径不同,其盲板力也完全呈抵消状况,因此,从不考虑盲板力对固定支架的影响。这种方形胀力弯的补偿结构,最大优点是管道运行安全,不易出现任何故障。但它占地面积或空间大,阻力系数也较高。在目前路由紧张的情况下,当确定管道自然走向后,在其直线段上,不再人为设置方形胀力弯,而多用套筒补偿器或波纹补偿器作为管道轴向热伸长补偿装置。在这种管道敷设结构中,有的固定支架就可能承受盲板力。在此,对承受盲板力的固定支架称为主固定支架。下面以一个常见的管道设计为例,对主固定支架作受力分析。?
  主固定支架Ⅰ在管道轴向由左侧结构引起的向右的力有:套筒补偿器的摩擦力Pc、滑动支架摩擦力μq1 l1;由右侧结构引起的向左的力有:水平“L”直角弯的弹性力Px、滑动支架摩擦力μq2(l2+l3/2)cosα。另外重要的一项就是直角弯头引起的向右的盲板力P0A。
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  图1 管道平面布置图
  因此,主固定支架Ⅰ在管道轴向所受合力为:?
  F=Pc+μq1 l1+P0A-0.8[Px+μq2(l2+l3/2)cosα](1)?
  式中 λ——摩擦阻力系数;?
  l——管道长度;?
  d——管道内径;?
  ζ——局部阻力系数;?
  G——流量;?
  A——管道流通面积;?
  ρ——管道内介质平均密度。
  当管道为DN400,蒸汽压力为1.0MPa时,P0A盲板力一项就达12t多。如果设计中未考虑盲板力,其固定支架强度满足不了实际荷载,就可能出现严重故障,如:水泥柱倾覆或滑移、钢结构溃垮,固定支架失灵,导致套筒补偿器被拉开或波纹补偿器被拉断,蒸汽外泄,危及人身安全。在管道运行事故中,上述现象造成的事故最多,也最为严重。固定支架2则不受盲板力,其结构要比主固定支架1小的多。?
  2 在焓熵图上确定蒸汽末端参数?
  蒸汽在管道输送过程中,已知始端参数P0t0,通过计算压降和热损之值,在焓熵图上确定末端蒸汽参数Pm、tm(当为湿饱和蒸汽时,Pm、tm?只是一个独立参数,必须由另外一个参数即干度“x”来确定状态点),具有通用性,不受蒸汽状态的限制。焓熵图见图2?
  (1)首先计算压降,原则是依据阻力损失公式:?
  △P=(λl/d+Σζ)G2/2A2ρ(2)?
  (2)再计算蒸汽管段对周围环境的散热损失Q:?
  Q=qA(tp-t0)lj(3)?
  式中 〖ZK(〗l?j?——管段计算长度(m);?
  ?q——〖ZK(〗管段单位热损失(kJ/m·h·℃);
  ? A——附加系数(1.15~1.3);?
  ?tp——计算管段的蒸汽平均温度(℃);?
  ? t0——周围空气温度。?
  而温降计算公式△t=Q/CpG,只适用始末端均为过热蒸汽的状态。而当末端进入湿饱和蒸汽区则失灵。在此,我们提出通过计算出的压降〖LL〗△P和散热量Q在焓熵图上确定蒸汽的末端状态参数的方法。即:?
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  始点参数为P0t0,状态点为0点,依计算出的△P值等焓节流至Pm,再在Pm压力线上垂直量出△h=Q/G之值,即可找到末端状态点m,从而可查出此点的tm及干度xm。若先作散热焓降△h=Q/G线,再作等焓压降△P线,会得到同样的末端状态点m。?
  另外,对于蒸汽管道中的孔板计量装置,其运行中压力、温度对设定压力、温度的补偿,即实际密度对设定密度的修正,对状态为过热蒸汽是适用的,而对湿饱和蒸汽来说则不能正确修正。因为只有压力、温度(实际是一个独立参数),而没

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leaheaven
2015年07月15日 09:11:10
2楼
牛人 学习了啊
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wltzhch007
2015年07月28日 15:40:50
3楼
学习,我也是热电的,主要做管道。
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青岛李宗荣
2015年07月30日 19:29:55
4楼
请问楼主管径为DN400的蒸汽管道为什么选用套筒补偿器?为什么不用波纹管补偿器哪?





































请问楼主;管径为DN400的蒸汽管道为什么选择套筒补偿器?
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