燃煤循環(huán)流化床鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)中管道系統(tǒng)布設(shè)及計(jì)算過(guò)程案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u4312燃煤循環(huán)流化床鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)中管道系統(tǒng)布設(shè)及計(jì)算過(guò)程案例分析 1110111.1管道布設(shè) 1101781.2管徑計(jì)算 212403（1）鍋爐到除塵器 214211（2）除塵器到換熱器 29497（3）換熱器出口到脫硫塔入口段 324951（4）脫硫塔出口至換熱器段 313478（1）換熱器出口至煙囪段 469571.3管路其他設(shè)備 573111.3.1閥門 5148421.3.2支架和支座 5316711.4管道阻力損失 6113751.4.1摩擦阻力損失 6114341.4.2局部壓損 8225941.4.3系統(tǒng)總阻力損失 111.1管道布設(shè)根據(jù)生產(chǎn)施工的具體情況和鍋爐的相對(duì)位置及運(yùn)行情況確定每個(gè)裝置的實(shí)際位置。確定各個(gè)裝置的位置后再進(jìn)一步布置管道。為了使工程人員對(duì)設(shè)備安裝、進(jìn)行日常操作和設(shè)備的檢修比較方便，布置各裝置和管道時(shí)應(yīng)該在路線簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)上，盡量使得布設(shè)緊湊、管路短、整體占地面積小。本設(shè)計(jì)的管道布置示意如下圖：圖6-1系統(tǒng)平面圖Fig.6-1Systemplan圖6-2系統(tǒng)主視圖Fig.6-2Mainviewofthesystem1.2管徑計(jì)算（1）鍋爐到除塵器鍋爐出口工況煙氣量為Q1=176080.59m3/h，管道風(fēng)速一般不大于25m/s，該管段風(fēng)速取v1=15m/s，則管徑為：（6-1）圓整后取D1-2=2.0m，取管徑壁厚為4mm，則管道內(nèi)徑（6-2）實(shí)際速度校核：（6-3）（2）除塵器到換熱器除塵器出口煙氣量Q2=183123.81m3/h，該管段風(fēng)速取v2=18m/s，則管徑為：（6-4）圓整后取D3-4=1.9m，取管徑壁厚為4mm，則管道內(nèi)徑（6-5）實(shí)際速度校核：（6-6）（3）換熱器出口到脫硫塔入口段換熱器出口工況煙氣量為Q3=163860.76m3/h，該管段風(fēng)速取v3=15m/s，則管徑為：（6-7）圓整后取D5-6=2.0m，取管徑壁厚為4mm，則管道內(nèi)徑（6-8）實(shí)際速度校核：（6-9）（4）脫硫塔出口至換熱器段脫硫塔出口工況煙氣量為Q4=141504.76m3/h，該管段風(fēng)速取v4=14m/s，則管徑為：（6-10）圓整后取D7-8=1.90m，取管徑壁厚為4mm，則管道內(nèi)徑（6-11）實(shí)際速度校核：（6-12）換熱器出口至煙囪段①換熱器出口至煙氣合并前換熱器出口工況煙氣量為Q5=Q3=163860.76m3/h，該管段風(fēng)速取v5=15m/s，則管徑為：（6-13）圓整后取D9-11=2.0m，取管徑壁厚為4mm，則管道內(nèi)徑（6-14）實(shí)際速度校核：（6-15）②兩條管道合并后兩條管道合并后，煙氣量增加為原來(lái)的兩倍，Q6=2×163860.76=327721.52m3/h，該管段風(fēng)速取v6=20m/s，則管徑為：（6-16）圓整后取D11-12=2.4m，取管徑壁厚為4mm，則管道內(nèi)徑（6-17）實(shí)際速度校核：（6-18）1.3管路其他設(shè)備1.3.1閥門閥門是流體管路的控制裝置，它主要有四個(gè)作用：①接通和截?cái)嘧枇鹘橘|(zhì)；②確保介質(zhì)按照設(shè)定的方向和管道流動(dòng)，防止發(fā)生介質(zhì)倒流的情況；③調(diào)節(jié)管道內(nèi)的介質(zhì)壓力和管道流量，保護(hù)管道或設(shè)備在安全狀況下運(yùn)行；④按管路分布和設(shè)計(jì)要求對(duì)介質(zhì)進(jìn)行分離分配或混合；⑤防止介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定的數(shù)值，從而引發(fā)安全隱患，使管道或設(shè)備安全運(yùn)行。閥門按照用途和作用可分為：截?cái)囝?、止回類、調(diào)節(jié)類、安全類和分配類。其中截?cái)囝惏ㄩl閥、截止閥、球閥、蝶閥等。閥門是控制管道的最終方式，介質(zhì)在管道內(nèi)的流速和流動(dòng)方式由閥門啟閉件控制著，閥門流道的特定形狀使得閥門具備一定不同的流量特性，在選擇閥門時(shí)必須考慮到，各種類型的管道系統(tǒng)最適合安裝什么樣的閥門，這樣才能讓閥門在管道系統(tǒng)中最大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。本設(shè)計(jì)選用公稱通徑DN≥1400mm的易于調(diào)節(jié)流量的蝶閥作為控制流量用，與管道采用法蘭連接。1.3.2支架和支座管道支架主要有三個(gè)作用：一是承受管道的重量，避免管道因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)而不能承重，發(fā)生斷裂情況；二是避免管道在生產(chǎn)施工過(guò)程中發(fā)生或多或少的位移，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；三是對(duì)運(yùn)行過(guò)程中管道的振動(dòng)、擺動(dòng)或者可能受到的沖擊進(jìn)行控制。管道支架在不同的位置用途和類型也不一樣，大體上可以將管道支架分為三大類：承重支吊架、限位支架和防振支架。管道中的支架布置時(shí)需要注意以下事項(xiàng)：①管道支架配置要在允許管道受力的條件下，使支架達(dá)到最少；②如果管道經(jīng)過(guò)道路，要將支架配置在道路兩邊，并使距離在2m以上；③管道的固定支架需要牢固?；瑒?dòng)支架的摩擦力應(yīng)該大于受推力；④支架配置應(yīng)與管道的閥門測(cè)孔和混風(fēng)口一起考慮，使閥門測(cè)孔管和混風(fēng)口在支架附近或上方；⑤如果用同一支架來(lái)平行鋪設(shè)兩根以上的管道，需要考慮到兩根管道在不同溫度下的受力不同，否則不應(yīng)該布置在同一個(gè)支架上；⑥管道的最低點(diǎn)和管道的最高點(diǎn)一般距離支架1~2m，不布置在支架上；⑦為消除靜電，管道應(yīng)每隔一段距離安裝可靠的接地裝置。支架布置①鍋爐至除塵器段該段管道水平距離大約18m，在兩個(gè)彎頭處各設(shè)1個(gè)支架，則該段共需2個(gè)支架。兩個(gè)鍋爐該段共設(shè)4個(gè)支架。②除塵器至風(fēng)機(jī)房段除塵器出口管道水平距離約為8m，在彎頭處設(shè)置1個(gè)支架，共2個(gè)直角彎頭，該段最終共需設(shè)置4個(gè)支架。③風(fēng)機(jī)房至換熱器段該段管道水平長(zhǎng)度約為8m，在距風(fēng)機(jī)房出口5m處設(shè)置1個(gè)支架，該段共設(shè)置2個(gè)支架。④換熱器出口到脫硫塔入口段該段管道水平距離約10m，在換熱器出口處設(shè)置1個(gè)支架，在彎頭處設(shè)置1個(gè)支架，共2個(gè)直角彎頭，該段最終共需設(shè)置5個(gè)支架。⑤脫硫塔出口至換熱器入口段該段管道水平距離約10m，在脫硫塔出口彎頭處設(shè)置1個(gè)支架，管道彎頭處設(shè)置1個(gè)支架，則該段最終共需設(shè)置4個(gè)支架。⑥換熱器出口至煙囪段換熱器出口距煙囪入口的水平距離約為20m，該段在三通前后設(shè)置3個(gè)支架，在2個(gè)直角彎頭處設(shè)1個(gè)支架，2個(gè)直角彎頭中間設(shè)1個(gè)支架，則該段共需要設(shè)置9個(gè)支架。本設(shè)計(jì)中共需28個(gè)支架，20個(gè)90°彎頭，1個(gè)三通。1.4管道阻力損失含塵氣體在管道中流動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生與管壁摩擦從而引起一定的摩擦阻力損失，通過(guò)各種管道附件或設(shè)備例如彎頭、三通、補(bǔ)償器等時(shí)，也會(huì)引起局部壓力損失。摩擦阻力損失和局部壓力損失共同組成了管道的阻力損失。1.4.1摩擦阻力損失氣體在管道中流動(dòng)時(shí)，通過(guò)的管道橫截面形狀不同，氣體與管壁摩擦產(chǎn)生的阻力損失也不同，對(duì)于任意形狀的圓形管道，其摩擦阻力損失的計(jì)算公式如下：（6-19）式中：ΔPL——摩擦阻力損失，Pa；λ——摩擦阻力系數(shù)，不同管徑的沿程阻力損失系數(shù)見(jiàn)表6-1；vg——?dú)怏w流速，m/s；L——該段管道的長(zhǎng)度；——工況下的氣體密度，kg/m3；Dn——圓形管道內(nèi)徑，m。表6-1沿程阻力損失系數(shù)表Tab.6-1Resistancelosscoefficientalongtheway管道內(nèi)徑mm75100125150175200225250λ0.04180.0380.03520.03320.03160.03040.02930.0284從鍋爐出口至煙囪的管道全部采用粗糙度K=0.16mm的鋼管管道。1-2段含塵氣體密度：ρ3-4段含塵氣體密度：ρ2=1.325-6段含塵氣體密度：ρ3=1.7-8段含塵氣體密度：ρ4=1.329-12段含塵氣體密度：ρ5=1.32則各段摩擦阻力損失：1-2段：管長(zhǎng)25m，（6-24）3-4段：管長(zhǎng)20m，（6-25）5-6段：管長(zhǎng)15m，（6-26）7-8段：長(zhǎng)25m，（6-27）9-11段：長(zhǎng)20m，（6-28）則總摩擦阻力損失為：（6-30）1.4.2局部壓損管件形狀和介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)不變時(shí)，局部阻力損失正比于動(dòng)壓，局部阻力損失可按下式計(jì)算：（6-31）式中：ξ——異形管件的局部阻力系數(shù)；v——斷面平均流速，m/s；ρ——流經(jīng)管件的工況下的煙氣密度，kg/m3。方彎管彎頭（三中節(jié)二端節(jié)，r/b=1，ξ=0.21）①鍋爐出口至除塵器入口1-2段（2個(gè)）（6-32）②除塵器至換熱器3-4段（2個(gè)）（6-33）③換熱器出口至脫硫塔入口5-6段（2個(gè)）（6-34）④脫硫塔出口至換熱器進(jìn)口7-8段（2個(gè)）（6-35）⑤換熱器出口至管道合并前9-11段（2個(gè)）（6-36）（2）三通煙囪前管道合并處1個(gè)合流三通，ξ=1.3（6-37）（3）補(bǔ)償器風(fēng)機(jī)進(jìn)出口各1個(gè)帶導(dǎo)向管的波形補(bǔ)償器，ξ=1 （6-38）（4）閥門采用圓形蝶閥，α=20°，ε=1.51-2段：2個(gè)（6-39）3-4段：2個(gè)（6-40）5-6段：1個(gè)（6-41）7-8段：2個(gè)（6-42）9-11段：1個(gè)（6