一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力设计和实现VIP专享VIP免费

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）名称阻力系数（ξ）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方型伸缩器煨弯R=3D56200302、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2—2在上式中：5·Wp2/gυp=5·Wp2ρp/g表示速度头（动压头）λ103L/d为每根管子摩擦阻力系数。把上述数值代入2—2中得Δp=1.15×5×402×3.595(0.0196×103×505/200+36)/9.8=0.316Mp计算出的压力降为0.447Mp，所以蒸汽管道的终端压力P2=P1-Δp=1.0-0.316=0.684Mp。相对误差为：（0.7-0.684）/0.7=2.3%。所以假设压力合理（二）管道的温度降：1、蒸汽在管道中输送时，由于对周围环境的散热损失，过热蒸汽温降按下式计算：Δt=Q·10-3/（G·CP）℃式中Q—所计算蒸汽管段对周围环境的散热损失（千卡/时）；G—管段计算蒸汽流量（吨/时）；Cp—在管段平均蒸汽参数时，过热蒸汽的定压比热（千卡/千克·℃）。总散热损失：Ｑ＝1.2·q·Ｌ＝1.2·148.5·505=89991千卡／小时蒸汽流量：Ｇ＝11.5+9.0=20.5吨／小时定压比热：Cp查《管道设计》图５－５得Cp＝0.515千卡/千克·℃。Δt=89.991/（20.5·0.515）=8.524℃2、蒸汽管道的出口温度为t2=t1-Δt=250-8.524=241.48℃。3、相对误差：8.524/250=3.4%。蒸汽管道终端的出口参数为：压力0.684MP温度241.48℃，其计算结果和假设相一致。三、管道伸长量和补偿计算（以管段3-4为例）（一）伸长量：公式：ΔL=а·L(t2-t1)㎝式中L—计算管长，m，3-4管段的长度为46.57m；а—管道的线膨胀系数，㎝/（m·℃），查表5-1得α=12.25㎝/（m·℃）；t2—管内介质温度，℃，已知t2=220；t1—管道安装温度，℃，已知t1=20。ΔL=12·46.57(245-20)=12.57㎝所以，管段3—4的热膨胀量为125.7mm小于补偿器的补偿量150mm，及本段管道在受热时不会因线性膨胀而损坏。（二）补偿器选型及校核计算：采用的补偿方式为人工补偿，选取的补偿器为矩型补偿器，其型号为：150-2型，其补偿能力为150mm，所以3-4管段的伸长125.7mm<150mm补偿器能满足要求。其它管段的伸长及补偿情况见下表：表（二）管段号管长（m）线膨胀系数补偿类型补偿器类型热伸长量（㎝）备注1-236.5212自然补偿———8.76满足补偿要求2-326.4012自然补...