水泥厂热风管道设计及计算 - 图文 (8)

工艺指导

在热风管道设计中，根据工艺布置需要，有时支座间距较大，

到底允许最大跨度是多少？这里介绍一种计算方法，可以

用来验算，见图：

在不考虑支座以外悬壁部分管道影响时支座间允许最大跨度的计算公式如下：

Lmax=2.24(Wφ[σ]t/q)1/2 （17） Lmax—管道最大允许跨度，m；

q—管道均布载荷，N/m（管材重+保 倾斜管道垂直于地面的横截面温重+附加重）；

W—管道断面抗弯模数，cm2

φ—管道横向焊缝系数，对于热风管道 （手

工无垫 环焊缝），φ=0.7；

[σ]t——管道热态许用应力，N/mm2,对于一般风管采用的热轧Q235-A钢 板，不同温度下的许用应力见下表。

Q235-A钢 板 许 用 应 力 σ 表11 温度 ℃ 20 100 113 150 113 200 105 250 94 300 86 350 77 许用应力N2mm-2 113 水泥厂设计的热风管大多数为倾斜布置，管道垂直地平面的横断面为椭圆形，见下图。椭圆外表面，短轴长等于风管外径D，内表面短轴要减去风管壁厚δ既d=2(R-δ)。

长轴外表面为：D/cosα=2R/cos 长轴内表面为：d/cosα=2(R-δ)/cosα

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由此推导出：

W=Wy=π[R4-（R-δ）4]/4Rcosα计算举例

已知一热风管道外径D=2m，壁厚δ=6mm,带保温层，风管与地面倾斜角45°，最高工作温度350℃，计算允许最大跨度。如图c： ①求风管均布载荷

q=K12K2（q1+q2+q3）/cosα 式中：q1——风管单位长度自重,q1=1.2πD37.8536=355 kg/m；

q2——保温层重，q2=1.2πD37.8532=99 kg/m； q3——风载，按75kg/m2计， q3=753D=150kg/m；

K1——地震载荷影响系数，取K1=1.3； K2——管内积灰影响系数，取K2=1.5；

q=2

（18）

图（c） [1.3创1.5(355+99+150)]cos45o=1666kg/m=16340N/m ②求风管断面抗弯模数W

W=π[R4-(R-δ)4]/（431003cos245°)=3.7363104cm3 ③求350℃时需用应力，查表6得：[δ]t=77N/mm2 ④求最大跨度将上述所求结果代入27式得： Lmax=1.56（W[δ]t/q）1/2=1.56(37360377/16340)2=20.7

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五、管道及收尘设备保温计算

1、 热风管道保温层厚度

? ( t ?t )?(tb?ta)

?=12m（19）

δ—管道保温厚度，m；

λ—保温材料导热系数，w/(m2℃)； 1—热气体温度，℃；

b—要求保温层的表面温度，℃； ta—环境温度，℃；

α—保温层向环境综合散热系数，N/(m22℃) 综 合 散 热 系 数 α 表12

温度差/℃ 环境状况 平 壁 αx4.18 kJ/(m2h2℃) α W/(m2℃) V

2240 50 100 150 200 250 备 注 ts=0~150℃室 内 圆 壁 室 外 风速V>5m/s 时 10?6V 8.4?0.06(tb?ta)8.1?0.045(tb?ta) a2近似值 有保温的设V<5m/s 9.8?0.07(tb?ta)9.4?0.052(tb?ta) 6.2+4.2>5m/s 备及管道外7.8V0。78 壁散热系数 32

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2、 收尘设备保温层厚度

t 1 ? t a 1

???(

?)mq?（20）

δ—收尘器保温层厚度，m； λ—保温材料导热系数，W/(m2℃)； t1—收尘器内壁温度（烟气温度），℃； ta—环境温度，℃，防结露时取当地最低气温值；

α—综合散热系数，W/(m22℃),一般取

21.5W/(m2℃)；

q—收尘器平壁单位热损失，W/m2。

q值 (W/m2) 表13 烟气温度 环境温度ta(℃) 5 25 58 63 79 88 99 104 122 131 142 163 183 204 227 58 67 76 85 93 97 110 119 127 144 160 178 195 处理的烟气温度（℃） 50 75 100 125 150 160 200 225 250 300 350 400 450 电 收 尘 器 保 温 层 厚 度(mm) 表14

环境年均温度 5

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10 15 20 25 30 工艺指导

烟气温度℃ <150 200 250 300 350 55 78 102 129 156 53 76 100 126 154 57 74 98 124 152 49 72 96 122 149 47 70 94 120 147 45 68 92 118 145 保温材料：超细玻璃棉保温板

3、 设备保温经济厚度

表15

保温材料 内表面温度℃ δ 100 q ts δ 150 q ts δ 200 q ts 80 43.5 15.7 100 62.8 17.4 120 80.3 18.9 90 53.3 17.1 120 74.7 18.4 150 86.6 19.4 80 52.4 17.0 100 69.0 18.0 120 82.0 19.0 120 67.4 19.0 140 72.1 21.0 160 93.0 22.0 岩棉 微孔硅酸钙板 防水泡沫石棉 膨胀珍珠岩 34

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