工艺热风管道设计计算docx

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D1δ—风管壁厚,mm;图8-2??—系数(考虑法兰加固圈等重量);—厚1mm面积1m2钢板重量。,密度及保温层厚度,计算保温层重量。G2=g′V=g′(D12—D22)′L???(8-9)式中:G2—保温层重量,kg;γ—保温材料密度,kg/m3; V—保温材料体积,m3;D1—保温后管径,m;D2—保温前管径,m;L—风管实际长度,m。,可按风管布置形状及倾斜度来考虑,按经验计算时按以下情况确定:一般,水平管道,按其管道容积1/3计;倾斜管道45,按其管道容积1/4计;倾斜管道45~70,按其管道容积1/10计;倾斜管道70,积灰可以不予考虑。,应增加安全系数。一般,~。,受管内热风的影响而产生膨胀,而与其相连接的设备、风管支座,一般都固定在常温状态下的土建基础上,当受高温影响时,风管热膨胀产生的巨大应力传递到设备和支座上,轻则导致设备动作不灵,支座变形,重责损坏设备和土建基础。为了能够更好的保证生产正常进行,在热风管道的适当位置通常都安装有膨胀节,以吸收热膨胀量。,水泥厂常用的是U型波纹管膨胀节。~(1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni19Ti)压制而成,一般为U形断面,波纹管两端与短管焊接,内外筒间隙吸收轴向膨胀时的自由运动,波纹内填充耐高温的保温层,以防波纹管磨损及热量散失。不同的金属膨胀节有高低温之分,适用不同的压力范围。U型波纹管膨胀节耐高温、高压、常规使用的寿命长,但价格高,单个使用只能吸收轴向膨胀量,若需要吸收径向膨胀量,只能用两个膨胀节加中间节来吸收,但增加了费用。此种膨胀节多用于窑尾预热器系统、三次风管以及生料粉磨管道系统等位置。,能吸收轴向和径向移位量,具有吸收、隔绝震动传递、无力传递等特点,因此常用在锅炉、风机进出口、磨机出气罩等处,可耐温度为200~500℃。用以补偿烟气因气温变化引起的移位,以及机械振动、基础下沉等不一样的情况引起的移位。为简化设计,节省投资,目前大量选用非金属膨胀节。(1)金属波纹管轴向型膨胀节技术参数表8-8??金属波纹管轴向型膨胀节技术参数低温轴向型?TG系列高温轴向型SY系列通径DN(mm)400~3000?400~3000温度t(℃)≤400≤400(C)≤600(L)≤800(B)压力(MPa)≤?≤(mm)以管径及波数而定工作介质热风、烟气热风、烟气例:低温型:TG-2000-4(代号—通径—波数)高温型:SYB-2000-4(代号800℃—通径—波数)(2)非金属膨胀节参数此种膨胀节只适用于热膨胀引起的轴向、径向位移,其位移指受压缩时的位移,不能承受拉伸位移。表8-9??非金属膨胀节技术参数系列号圆型SFYY?????SFYE?????SFYS温度代号℃≤100(Y)≤200(E)≤300(S)工作所承受的压力kPa?≤10例:SFYY-2020-550(圆形100℃-接管外径-轴向长度)=aLDt(8-10)式中:ΔL—管道热膨胀量,mm;L—两个相邻固定支座间风管长度,mm;Δt—管道内介质与外界温度差,℃;α—管材线线胀系数,mm/mm℃,常用管材Q235—A的线??管材线线胀系数α温度(℃)α(mm/mm℃)温度(℃)?α(mm/mm℃)温度(℃)?α(mm/mm℃)10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-,不适用于低频高振幅的场合。当波纹膨胀节在高频低振幅系统中使用时,应注意膨胀节的自振频率不能与系统的振动频率一致,以免产生共振,其自振频率计算如下:(1)轴向振动:f=CKn(8-11)G式中:f—自振频率,Hz;G—膨胀节重量,kg;Kn—整个波纹管轴向刚度,N/mm;C—自振频率系数,取值如表8-11。8-11??(2)径向振动=C(Dm)Kn(8-12)LnG式中:Dm—波纹管平均直径,Dm=d+h,mm;d—波纹管直筒直径,mm;h—波纹管高度,mm;Ln—波纹管长度,Ln=Nq,mm;N—波数,个;q—波距,mm;Kn—整个波纹管的轴向刚度,N/mm;C—自振频率系数,各阶系数如表8-12。8-12??各阶系数C阶数 C1 C2 C3 C4 C5系数 ? ? ? (3)膨胀节推力计算F=PN′A(8-13)式中:F—压力推力,N;PN—管道最大压力,N/mm2;A—波纹管膨胀节有效面积,mm2。(4)膨胀节预拉伸计算??当安装地区的环境和温度与设计时的安装温度相差较大时,应满足预压缩与拉伸的要求,计算公式如下:?????????DX=x(1-t-tD)(8-14)2tG-tD式中:ΔX—预拉伸量,mm;x—最大轴向膨胀量,mm;t—安装时环境和温度,℃;tG—管道气体最高温度,℃;tD—管道气体最低温度,℃。对于拉伸的膨胀节,应该在拉伸变形后其拉杆安装后再拆除。,及减少设备噪音,一般应在下列各处设置膨胀节(金属,非金属):(1)在两个固定支架间安装膨胀节,以抵消土建基础下沉对设备的损坏;(2)在振动设备的进出口安装膨胀节,如立磨、球磨机出口、振动筛等;(3)减少设备的传递载荷,如电收尘器进出口;(4)减少噪音(高压风机进出口连接处)。(1)膨胀节有方向性,不可装反,否则粉尘随气流进入内外筒间隙,灰尘积满无法伸缩,造成失效;(2)在倾斜及垂直管道上安装膨胀节,为防止粉尘从内、外筒的间隙进入保温层内,导致膨胀节损坏,应在间隙处装设不锈钢的弹簧片;(3)不允许利用膨胀节的变形来强行调整管道的安装误差(压缩、拉伸、偏移、偏转),否则,会引起膨胀节的损坏。,以使支座基础沉降时,各支座的载荷变化不大,避免设备损坏,故热风管道应合理地分段加以支撑。G1倾斜的接触面膨胀节中部无膨胀节G2不可滑动支座支架1G3膨胀节膨胀节支架2滑动支座不可滑动支座固定支座支架1固定支座滑动支座铰支座支架3支架2铰杆支架R1(x)GGR3(x)X图(a)R2(y1)R1(y)R3(y)X1R2(y1)R4(y1)Y1Y分析单元1分析单元2图c图8-3?图8-4图8-5? 图8-6? (1)固定支座:支座与管道焊接后不能动移。(2)滑动支座:支座与管道结合面不焊死,能自由活动。(3)导向支座:支座与管道不焊接,但只允许向一定方向挪动。(1)热风管道上膨胀节附近,一端应加设固定支座,另一端应设置滑动支座,如图8-3。(2)管道上设有两个异径膨胀节时,在两个膨胀节之间应加设固定支座。(3)管道较复杂时,只允许设置一个固定支座,其余均应设置滑动支座。(4)大型热风管道弯头处应设置滑动支座或导向支座。