第8章 工艺热风管道设计计算 ............................................................................................2 8.1热风管道设计计算 ..........................................................................................................2 8.1.1热风管道管径计算 ...................................................................................................2 8.1.2管道不同状态下的风速 ...............................................................................................2 8.1.3热风管道标准管径及法兰尺寸 ...............................................................................3 8.1.4管道直径与壁厚关系 ...............................................................................................5 8.1.5管道阻力计算 ...........................................................................................................6 8.2管道重量计算 ..................................................................................................................9 8.2.1圆形风管 ...................................................................................................................9 8.2.2保温材料 .....................................................................................................................9 8.2.3风管内积灰 ............................................................................................................... 10 8.2.4事故荷载系数 ........................................................................................................... 10 8.3膨胀节选型计算 ........................................................................................................... 10 8.3.1膨胀节的作用 ........................................................................................................... 10 8.3.2膨胀节选型计算 ....................................................................................................... 12 8.3.3膨胀节安装位置及注意事项 ................................................................................ 14 8.4管道支座及支架 ........................................................................................................... 14 8.4.1管道支座形式 ........................................................................................................ 15 8.4.2支座设置位置 .......................................................................................................... 15 8.4.3管道支架形式 ........................................................................................................ 16 8.4.4管道支座受力计算 ................................................................................................ 17 8.5管道及收尘设备保温计算 ........................................................................................... 23 8.5.1热风管道保温层厚度 ................................................................................................ 23 8.5.2收尘设备保温层厚度 ............................................................................................ 23 8.5.3设备保温经济厚度 ................................................................................................... 24 8.5.4常用保温材料性能表 ............................................................................................... 25 8.6热风管道布置要求 ....................................................................................................... 26 8.7热风管道设计参考表 ................................................................................................... 27 1．热风管道计算表 ....................................................................................................... 27 2．膨胀节选型表 ........................................................................................................... 32 3．管道支座选型表 ....................................................................................................... 48
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第8章 工艺热风管道设计计算
热风管道设计计算是水泥厂工艺设计必不可少的组成部分，涉及了水泥生产的各个工段。本章主要内容包括：工况下的热风管道管径计算，管道阻力计算，管网阻力计算，管道重量计算，膨胀节选型计算，管道支座受力计算，收尘设备的保温计算以及不同工况下管道风速，管道壁厚的选取等内容。
8.1热风管道设计计算 8.1.1热风管道管径计算
1．一般地区
对于海拔高度<500m的一般地区，其计算公式可采用如下公式：
D?Qt (8-1) 2827?v式中：
D—管道直径，m；
Qt—一般地区工况风量，m3/h； v—管道风速，m/s。 2．高海拔地区
对于海拔高度≥500m的地区，由于高海拔下的大气压力、温度和气体密度都会降低，系统风量也会有所变化。为了保证系统气体质量、流量与海平面相同，保持主机设备能力不降低，需要对高海拔地区工况风量进行修正。
D?18.8QLgv (8-2)
式中：
D—管道直径，m；
QLg—高海拔地区工况风量，m3/h，QLg=AQt，参考第7章风机内容； v—管道风速，m/s。
8.1.2管道不同状态下的风速
热风管内的风速因输送介质的不同而异。当风速>25m/s时，阻力大，不经济；风速<5m/s时，灰尘易沉降堵塞管道。通常按表8-1选取。
表8-1 风管风速
序 使用用途及管道状况 风速 (m/s) 2 / 64
号 1 2 3 4 5 6 7 8 水平管道 倾斜管道，灰尘不易沉降 垂直管道，灰尘垂直下落 预热器三次风管 预热器与管道连接管道 煤粉输送有脉冲波动 煤粉制备系统管道 烟囱出口满足环保要求 20~22 18 15 19~22 16~20 25~30 18~20 10~16 8.1.3热风管道标准管径及法兰尺寸
为使热风管径符合国际标准及阀门、膨胀节标准要求，风管直径及法兰尺寸建议按表8-2取值。
螺栓孔所在圆直径(mm) K 145 表8-2 风管标准管径及法兰尺寸
联接螺法兰扁连接螺法兰扁钢 孔 钢 孔 风螺栓管孔所直在圆径 宽 厚 直径 数量 厚 数量 直径 直径 宽 ((mm(mm(mm(个) m(mm(mm) (mm) (个) (mm) ) ) ) m) ) e 40 δ 6 n 4 d 14.5 14.5 18.5 18.D 1800 K 1870 e 65 δ 10 n 44 d 24 风管直径 (mm) D 100 200 250 315
245 40 6 8 1900 1970 65 10 44 24 305 50 50 8 12 12 2000 2120 3 / 64
2070 65 65 10 10 48 48 24 24 370 8 2190 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 12
410 50 8 12 455 50 8 16 505 50 8 16 555 50 8 20 615 50 10 20 685 50 10 20 765 50 65 65 65 10 10 10 10 24 24 24 28 5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 24 24 24 2240 2310 65 12 48 24 2360 2430 65 12 48 24 2500 2570 65 12 52 24 2650 2720 65 12 56 24 2800 2870 65 12 60 24 3000 3070 65 12 60 24 3150 3350 3550 3750 3220 65 65 65 65 12 12 12 12 64 68 72 76 24 24 24 24 870 3420 970 3620 1070 3820 1190 1320 65 65 10 10 28 32 24 24 4000 4250 4 / 64
4070 65 65 12 12 80 84 24 24 4320 50 1320 1400 1500 1600 1700 1390 65 10 32 24 4500 4570 65 12 92 24 1470 65 10 36 24 4750 4820 65 12 96 100 108 112 24 1570 65 10 36 24 5000 5070 65 12 24 1670 65 10 40 24 5300 5370 65 12 24 1770 65 10 40 24 5600 5670 65 12 24 8.1.4管道直径与壁厚关系
（1）风管的壁厚
管壁应有合理的厚度，太薄则刚性差，受负压吸力易变形，太厚则浪费钢材不经济。风管壁厚按表8-3取值。
管 径100～1800～2800～D(mm) 630 2650 5600 管壁厚3 4 5 6 8 δ(mm) （2）当含有熟料及磨损性强的矿物粉尘，且流速>15m/s时，风管壁厚应适当加大。
（3）为防止大型风管的刚度变形，在其长度方向每隔2.5m增加一道加固圈，加固圈可用宽50~80mm，厚度为5~8mm的扁钢制作。
（4）风管的法兰规格、螺栓孔径、数量等均应按表中给定尺寸确定。
表8-3 风管壁厚度 710～1120～1000 1700 5 / 64