煤气管道设计ekzt.docx

《煤气管道设计ekzt.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤气管道设计ekzt.docx（128页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、煤气管道道设计第一章煤气管道道的设计计1、管径径的选择择： 管径的的确定首首先根据据煤气流流量及允允许的阻阻力损失失，选定定合适的的流速然然后决定定管径。2、压力力损失的的计算： aa.摩擦擦阻损按按下式计计算： HH MMM水柱/M 式式中摩擦擦系数：钢材管管采用00.0330.04水水泥或衬衬砖管取取0.00500.066. D管道直直径 MM V煤气流流速M/SeCC-煤气气重度kkg/NNM3(高炉炉煤气为为1.33焦炉煤煤气为00.455发生炉炉煤气为为1.116混合合煤气需需按其组组成另行行计算) g重力加加速度 9.81MM/SeCC2 t煤气温温度 330335对高炉煤煤气 H

2、H0.00222 MMM水柱/M对焦炉煤煤气 HH0.000076 ,MMM水柱/M对混合煤煤气（各各种发热热量）的的H值列列表如下下：（高高炉煤气气按9000kccae/NMM3及1.33kg/NNM3,焦炉炉煤气按按43000kccae/NM33及0.445kgg/NMM3计算的的）各种发热热量的混混合煤气气H值表表 表一发热量kkcaee/M3温度重度kgg/NMM3HMM 水水柱/MM备注11500301.23360.000208812000.1.22260.000206614000.1.17750.000197718000.1.07740.000180020000.1.02260.0

3、00172222000.0.97770.0001644对压力较较高的煤煤气还应应计算压压力校正正系数 H=MM水水柱 式中PP煤气气工作压压力MMM水柱。煤气的重重度可由由组成的的体积百百分比按按下式计计算：0.01(1.9977CCo2+1.5399H2S11.2661CmmHn1.4429OO21.25CCo00.099H20.7177CH441.2511N2) kkg/NNM3当煤气温温度为tt时其重重度t=0kg/MM3混合煤气气的重度度可按下下式计算算：高炉炉煤气的的重度体积百百分比数数焦炉炉煤气的的重度体积百百分数b.局部部阻损通通常按总总摩擦阻阻损的110155%计算算，主要要是

4、弯头头，异径径管闸阀阀和流量量孔，其其详细计计算如下下： 一般般闸阀以以煤气管管道的当当量长度度来计算算： 表2闸阀直径径D5006007008009001000012000130001400015000当量长度度50D61D78D85D97D100DD135DD148DD162DD176DD流量孔阻阻损按330550MMM水柱计计算， 其其它弯头头三通等等采用下下列公式式： HH= 式式中，局部部阻损系系数（见见44、445、446页） C影影响阻损损的几个个原因：煤气温温度越高高体积增增大，阻阻损也相相对增加加.含灰越越多摩擦擦阻损越越大，因因之含尘尘量越小小越好焦炉煤煤气中的的萘焦油油等

5、易沉沉积于管管壁上减减小 管管道的有有效断面面，因之之含萘量量要在00.055g/NMM3 左右右並应在生生产时定定 期用用蒸汽吹吹刷。3、跨距距计算： 用用于薄壁壁煤气管管道上的的跨距按按简支樑樑公式计计算，一一般的跨跨距可按按47、448、449页I.III.IIII类负荷选选用特殊殊情况下下需另作作计算。 跨距按按下列原原则计算算： 正正常操作作时冷凝凝水负荷荷的选用用，9000直径以以下水高高按1000MMM考虑，1000以下管管子按充充满水计计算15000直径径以下水水高按1150MMM考虑虑16000直径径以上水水高按2200MMM考虑虑当排水器器之排水水管堵塞塞事故负负荷时的的冷

6、凝水水高为：当管径小小于或等等于5000时按按充满水水计算。当管径大大于5000时按按5000计算。附加荷重重的考虑虑：按实实有的附附加管道道的重量量加上今今后予加加的管道道重量等等于总的的附加负负荷。予予加的管管道重量量是按（煤煤气管金金属操操作冷凝凝水重）的200% .因此当当坡度00.0005时煤煤气管道道的跨距距可按挠挠度f=计算，荷荷重按操操作负荷荷计算其其管壁应应力一般般在13000kgg/cmm2以下，当当发生事事故时，冷冷凝水高高度增高高道5000MMM，这时时的管壁壁暂时应应力部大大于18800kkg/ccm2此时的的挠度可可降至。.没有有附加负负荷时的的跨距计计算.(当f2

7、900时， F kgg F1kg“C”点点弯头处处的应力力c=(1+kk) kgg/cm2 b.当129000时 FF1 照照上式类类推.“C”点点处的管管壁应力力b= kkg/ccm2以上式中中： KK之比比一定要要等于22或小于于2的情情况下 才才能适用用于计算算方法。 dd管直直径 ccm.7.扭力力计算：a.当煤煤气管道道上敷设设其它管管道如焦焦炉煤气气管，氧氧气管，蒸蒸汽管及及复水管管等，如如果上述述管道敷敷设的位位置，在在煤气管管道一侧侧，则其其对管道道本身产产生扭转转力矩，因因此必须须考虑管管道上因因敷设其其它管道道而引起起管道强强度问题题的验算算。 b.如果煤煤气管道道上所敷敷

8、设的其其它管道道是对称称的，则则应以外外加负荷荷较大的的一边作作为计算算外加负负荷，对对管道本本身的扭扭力。 c.管道上上敷设的的其它管管道对管管道的本本身，所所产生的的扭力为为纯剪应应力，必必须小于于制成管管道的钢钢材所规规定的许许可剪力力。 d.由下列列公式可可求管道道因受附附加扭转转力矩时时，管道道产生的的最大剪剪应力SS0T=SccZ0 式中：T外外加负荷荷对煤气气管道中中心的扭扭转力矩矩. Kg-ccm2 Scc最大大剪应力力 kkg/ccm2 ZZo极极截面模模数（按按下式求求） ccm3 ZZo cmm3 D1 煤气气管道外外径 cmm D22 煤气气管道内内径 cmm第二章煤气

9、管道道的布置置及要求求1、 线路布置置.(参参见222.233.244.255页).a. 线路布置置的原则则是 .线路路要短.流向向要顺.尽量量利用管管道的自自由膨胀胀支架分以以下三种种： 固定定支架 是管道道的固定定点承受受轴向和和横向推推力 单片片支架 在管道道轴线方方向可以以有位移移和横向向有刚度度绞接支支架 仅仅承受垂垂直力，允允许管道道在平面面上作任任何 方向的的移动。一般布置在自由膨胀的拐弯点处. b.支支架布置置： 在布布置支架架时应符符合支架架间的距距离不超超过允许许的最大大跨距，而而且最好好采用等等距离。两相邻邻固定支支架间的的距离一一般不超超过3000M,（必必须按当当地冬

10、季季最低温温度而定定）。 膨胀胀器安在在两固定定支架的的中间，用用两个单单片支架架支持。共线管管道的布布置： 其中中心距应应大于+6000,但4000以下者者其中心心距可适适当减少少，一般般用上下下布置，大大管在上上，小管管在下，大大管上可可附设蒸蒸汽管和和氧气管管，若按按大管布布置跨距距，则小小管吊在在大管上上，若采采用平行行布置，则则佔地较较大，支支架大小小和上下下布置的的相差无无几，而而推力对对支架的的作用则则比较复复杂。2附属属设备的的布置及及要求： 煤气管管道上常常见的附附属设备备有以下下几种：闸阀又名截截门和闸闸门，是是切断煤煤气的设设备，材材料是铸铸铁制造造的，有有球型和和闸板型

11、型两种，50以下可以采用球型，50以上采用闸板型的。 传动方方式有电电动，链链轮，手手轮三种种。随着着管径的的大小，采采用不同同的型式式，一般般在10000以上上可以采采用电动动100006000可以采采用链轮轮的，5000以下采采用手轮轮的， 采用用手轮的的或链轮轮的应视视安装位位置而定定。 选用用闸阀时时，一定定要按产产品标准准，如与与管道直直径不相相符合应应采用特特殊的管管接头（如如异径管管）决不不能迁就就管道的的尺寸，而而要求设设计特殊殊尺寸的的闸阀。 闸阀阀应垂直直安装，一一般不应应水平安安装，但但特殊情情况例外外。 闸阀阀的安装装位置应应靠近支支架的旁旁边，不不要把闸闸阀安装装在两

12、个个支架中中间部分分的管道道上或装装在固定定支架当当中，安安装手轮轮操作的的闸阀应应当考虑虑操作手手轮的方方便，电电动闸阀阀应考虑虑链轮及及排水管管道的小小闸阀的的操作，马马达的检检修和浇浇油，所所有闸阀阀的安装装都应考考虑除灰灰及螺栓栓连接处处的检修修等。 膨胀胀器作作为煤气气管道在在热胀冷冷缩时吸吸收变形形量，一一般安装装在两个个固定支支架之间间的煤气气管道上上，在布布置膨胀胀器时，因因考虑到到膨胀器器本身的的重量及及因煤气气管道膨膨胀收缩缩时不受受扭曲，必必须用两两个单片片支架平平均支持持膨胀器器的重量量，此两两个单片支支架的跨跨距，一一般为334M车间内内部最大大不能超超过6M. 在煤

13、煤气管道道上常用用的膨胀胀器有三三种：a.鼓形形： 有一级级，二级级，三级级三种，设设计中根根据需要要的补偿偿量来选选择。b.波形形：使用用钢板压压制焊接接而成，用于较小的管道上，壁很薄，一般为3MM，设计中不常采用c.套管管式膨胀胀器：又又名填料料式膨胀胀器，构构造简单单，最大大优点是是推力小小，但是是安装试试压要求求应较严严格以免免发生漏漏气，因因此在车车间内部部管道上上不宜采采用。但但在厂房房屋面敷敷设的分分配主管管上，往往往都采采用套管管膨胀器器，因套套管膨胀胀器在吸吸收管道道变形量量时只产产生摩擦擦推力，对对厂房柱柱子影响响不大，套管式膨胀器每个补偿能力最大为90MM以上 膨胀器的坚

14、固度希望与管道的坚固度一致，不要因为膨胀器先期破损而影响管道的正常操作，但亦不能随便加大膨胀器的厚度，因为这样，便增膨胀器的刚度，使固定支架的推力加大。排水器器：用来来排出管管道中煤煤气的冷冷凝水，安安装于管管道下面面的地 面上上。 排水水器为水槽 内部部盛水，有有排水管管自上部部与煤气气管道相相连接，冷冷凝水则则沿排水水管流入入水槽 内，再再排出。排排水器有有高压和和低压两两种；又又有单管管和双管管之分；两根平平行的煤煤气管道道如果压压力不同同，不能能共用一一个排水水器，煤煤气压力力低于110000MM 水水柱，采采用低压压排水器器，高于于10000MMM水柱，低低于25500MMM水柱柱，

15、采用用高压排排水器。 排水水器应放放置再管管道坡度度最低点点，一般般每隔22002500M设置一一个，避避免把排排水器设设置在靠靠近膨胀胀器的支支架附近近 在气气候严寒寒的地区区，排水水器应安安装在有有采暖的的小房内内或加蒸蒸汽管保保温，厂厂房内的的排水器器，如厂厂房有采采暖设备备，则不不必要蒸蒸汽保温温。华东东中南和和西南等等地区以以及部分分华北地地区，排排水器不不必安装装在有采采暖小房房内，可可以根据据当地的的具体情情况，设设置蒸汽汽管保温温，或不不保温，但但排水器器周围须须用铁絲絲网圈住住，以防防危险。 放散散管：在在通煤气气和停煤煤气时，排排出管道道中煤气气或空气气用。 aa.放散散管

16、的安安装高度度，在经经常放散散的放散散管应高高出厂房房最高点点4米，不不经常放放散的则则可视具具体情况况而定。 bb.放散散管设置置于管道道的最高高点和最最末端。 cc.放散散管设置置于每个个闸阀前前面。（按按煤气的的流动方方向） dd.厂外外管道直直径大于于15000以上上的，放放散管直直径一般般不小于于1500MM. ee.为了了防止雨雨水落入入放散管管中，1500MM以下下的放散散管，头头部做成成斜管或或T形而而大于1500MM的放放散管应应装设防防雨帽。 ff.放散散管上的的闸阀，可可以水平平安装，但但应考虑虑操作方方便。 gg.到炉炉子烧嘴嘴前的管管道上应应安装上上两个闸闸阀，其其中

17、间装装一个放放散管人孔：为检修修和清扫扫管道用用，（接接下页） 为为便于管管道及其其附属设设备之修修理，一一般人孔孔均安设设在闸阀阀及膨胀胀器等设设备后面面（按煤煤气流向向）人孔孔的盖板板用螺栓栓与人孔孔法兰相相连，法法兰之间间填以石石棉垫，每60100M左右有人孔一个。人孔盖上应带有蒸汽吹刷管的接头。人孔一般都是安装在管道的侧面，较小直径的管道人孔可以安装在管道的上方（大于1500的管道必须装在侧下面），人孔的直径为600MM。小于600的煤气管道，安装手孔，手孔直径和管道直径相同，也可以小于管道直径. 蒸汽汽吹刷管管：为吹刷刷管道用用装于人人孔盖上上，焦炉炉煤气，混混合煤气气，冷发发生炉煤

18、煤气 管道道上都必必须安装装。蒸汽汽吹刷管管用来吹吹刷管道道内的沉沉淀物（如如萘及焦焦油）及及赶空气气或煤气气，高炉炉煤气管管道，可可以不用用蒸汽管管道吹刷刷，利用用自然通通风或移移动式的的空气鼓鼓风机，但但必须隔隔绝火源源，除尘尘器至清清洗系统统之髒煤煤气管，必必须用蒸蒸汽吹刷刷。焦炉炉煤气管管道上的的蒸汽吹吹刷管上上不准采采用铜制制的闸阀阀。 管管道接地地装置：煤气管管道为了了防雷及及静电，每每隔一定定距离必必须安装装接地装装置， 一般般是每个个固定支支架处装装一个如如少于5500MM，两头头又与设设备串连连，中间间无法安安装的管管道可以以不考虑虑接地。堵板：堵板有有活动和和固定的的两种，

19、活活动 堵板板也有两两种，一一种是安安装在闸闸阀后面面（按煤煤气流动动方向）保保证闸阀阀后检修修时 管道道及设备备中不泄泄漏煤气气，一种种是安装装在管道道的 法兰之之间，为为将来的的新管道道 留出出接头，这这样使连连接新管管道时不不影响生生产。固固定堵板板安装于于管道的的一端，是是 用螺螺栓连接接的。 流量孔孔：用以以计算煤煤气流量量。 调节阀阀：用以以调节煤煤气压力力，保持持管道内内煤气压压力一定定，有手手动和自自动两种种3煤气气管道的的设计时时应注意意的事项项： 在黑黑色冶金金工厂煤煤气部门门中，劳劳动保护护和安全全生产问问题，是是特别重重要的，因因为高炉炉煤气，焦焦炉煤气气及发生生炉煤气

20、气都是具具有毒性性及在一一定条件件下能发发生爆炸炸的气体体，因此此必须将将安全问问题提到到首要地地位。 高高炉煤气气及发生生炉煤气气，所以以具有很很大毒性性，是由由于含有有大量的的一氧化化碳（到到30或更高高）焦炉炉煤气虽虽然只含含有3的一氧氧化碳，但但仍有剧剧毒，因因此煤气气管道及及其设备备必须进进行严密密性试验验。当将将煤气管管及设备备安设在在不通风风的房子子内时更更为重要要。煤气管管道及设设备在安安装完毕毕以后必必须经过过严格的的试压，不不能满足足试压要要求的煤煤气设备备，在没没有消除除这些缺缺点以前前，绝对对禁止使使用。 新新建或改改建煤气气管道的的整体试试压，应应以压缩缩空气进进行，

21、煤煤气管道道禁止使使用水压压试验。 确确定煤气气管道坡坡度时，应应注意管管道上的的异径管管，如果果较小管管道的冷冷凝水排排向大管管时，可可以做成成同心的的异径管管，如果果大管道道的冷凝凝水排向向小管道道时，必必须做成成平底的的异径管管，以便便排水。 管道标标高的最最高点和和最低点点，不应应布置在在支架上上，一般般距支架架122M左右，煤煤气管道道一般是是用钢板板捲后焊焊成的，因因此安装装时一般般用连接接板连接接。 3000以下的的管道可可用对焊焊。 由主管管分出支支管时，在在支管上上要装闸闸阀（或或是活动动堵板）因因此要考考虑闸阀阀及活动动堵板切切断煤气气后冷凝凝水的排排出问题题。 在管道道转

22、弯处处，支架架的布置置；应尽尽可能接接近转折折点（但但不能在在弯头的的焊缝上上）以免免悬臂太太大或当当管道下下沉时，管管内有积积水的可可。 在在管道转转弯处，尽尽可能利利用自然然补偿，布布置铰接接支架。 人孔中中心距走走台面，以以8000MM较为为便利。（视视管径大大小而定定） 其它有有关安装装问题，详详见施工工及安装装说明。4管道道施工，安安装的必必要说明明： 管道道之焊接接及安装装焊缝采采用422号焊条条，膨胀胀器之焊焊接采用用4255或4226号焊焊条，纵纵焊缝应应在托架架之上，横横焊缝应应距托架架边，3300MMM。 工程程所采用用之A33F钢材材要求屈屈服点为为24000kgg/cm

23、m2。 煤气气管道的的一切焊焊缝应在在制造过过程中，进进行严密密程度试试验，试试验方法法可采用用缝外塗塗白垩，内内部塗煤煤油的方方法，如如超过330分钟钟，在塗塗白垩的的表面未未发现暗暗黑色的的油点，表表示焊缝缝是合格格的，如如出现暗暗黑色的的油点，在在有缺陷陷的地方方，必须须铲掉重重焊，再再做试验验，直到到合格。 管道道的安装装焊缝，最最好在两两个支架架间距之之间的11/31/4 处。 管道道断面在在安装前前尽量保保持正圆圆，如因因某些条条件发生生变形时时，应将将管道进进行校正正，并将将椭圆的的长轴安安装在垂垂直方向向。 煤气气管道制制造完毕毕后，必必须内外外刷铅丹一遍遍，安装装试压完完毕后

24、，外部刷防腐油二遍。红丹管道安安装完毕毕后，必必须用压压缩空气气试验管管道的严严密性，试试验压力力规定为为： (aa) .加压机机前的车车间内部部煤气管管道不小小于30000mmm水柱柱。 (bb).加加压机前前的车间间外部煤煤气管道道不小于于20000mmm水柱。 (cc).加加压机后后的车间间内部煤煤气管道道试验压压力等于于加压机机最大静静压力加加30000mmm水柱。 （d）.加压压机后的的车间外外部煤气气管道试试验压力力等于加加压机最最大静压压力加220000mm水水柱。 （e）.高炉炉煤气清清洗区域域内的管管道，常常压操作作的炼铁铁炉其管管道的试试验压力力为30000mmm水柱柱。高

25、压压操作的的炼铁炉炉在减压压阀组以以前的煤煤气管道道，为炉炉顶工作作压力的的1.55倍，其其他为330000mm水水柱。试压时的的漏气率率：（a） 车间外部部煤气管管道每22小时不不得超过过4（b） 车间内部部煤气管管道每22小时不不得超过过2漏气率得得计算公公式如下下：漏气率1000空气的绝绝对压力力以大气气压与压压力计读读数的和和计算.空气的绝绝对温度度以27730与摄氏氏温度计计读数的的和计算算 图中中所注标标高均以以管中心心为准.膨胀器器安装时时须参阅阅膨胀图图纸规定定进行严严格温度度校正。 放散散管之固固定由现现场根据据实际情情况决定定。 所有有法兰之之间均衬衬以5mmm厚的的浸过铅

26、铅油的石石棉垫。 大于于12000的管管道需安安设加固固筋时，每每4MM一个，但但在每个个支架处处必须有有一个。 加加固筋间间的距离离可适当当改动 在每每个固定定支架处处，管道道应接地地见图号号DQ1-422 (本手手册 994页) 当髒髒煤气管管道内有有耐火内内衬时，每3米应有一膨胀缝，缝宽15mm，并填以马粪纸。第三章煤气管道道支架图图例及各各种布置置示例图 例 膨膨 胀 器 固固定支架架 可承承受轴向向及横向向的推力力 单单片支架架 轴向向移动可可承受横横向推力力摇摆支架架 不不承受推推力，但但平面可可以任何何方向的的移动支架的各各种布置置图直线段煤煤气管道道支架布布置图之之一 直线段段

27、煤气管管道支架架布置图图之二（取取消中间间固定支支架） 注注：在装装有膨胀胀器的下下部，用用两个摩摩擦单片片支架支支承，两两单片支支架之间间用型钢钢拉住使使膨胀器器的弹性性回击力力及内部部压力、作作用在支支架上的的都互相相抵消。 为考考虑膨胀胀器的不不平衡，根根据管道道的伸缩缩要求，在在管皮上上安有挡挡板，致致使互相相间的膨膨胀器收收缩均衡衡 并并余留有100155%的量量。900 变更管管道方向向时，利利用自然然补偿之之另一种种布置.煤气管道道在平面面移置时时的支架架布置图图煤气管道道在平面面移置时时，利用用自然补补偿的支支架布置置煤气管道道高度位位置时，利利用高差差作自然然补偿的的支架布布

28、置煤气管道道分支时时的支架架布置大于13350变更管管道方向向时的支支架布置置 注注：小于于13550变更线线路的管管道；尽尽可能利利用自然然补偿900变变更管道道方向时时，利用用自然补补偿的支支架布置置第四章：煤气管管道设计计的有关关图表1混合合煤气发发热量及及混合比比计算272混合合煤气百百分比283通过过煤气管管道流动动的煤气气流量表表304各种种煤气的的流量和和压力损损失345衬砖砖的脏高高炉煤气气管道之之阻损表表-4226衬砖砖的（或或衬有耐耐热混凝凝土）热热发生炉炉煤气管管道 之之阻损表表4337管道道阻力系系数表448净煤煤气管道道重量负负荷跨距距表479脏煤煤气管道道跨距表表5

29、010空空气管道道跨距表表51111煤煤气管道道用鼓形形膨胀器器计算52212及系数表表55313煤煤气管道道吹刷用用蒸汽消消耗量计计算55514水水管流量量表59915导导向板计计算60016一一些气体体与空气气或纯氧氧混合物物的爆炸炸极限及及 温度，煤煤气爆炸炸界限的的计算622混合煤气气发热量量及混合合比计算算冶金工厂厂常用混混合煤气气加热钢钢材，通通常是把把一种高高热值煤煤气（焦焦炉煤气气或氮肥肥厂脱氢氢后的返返回气）和和一种低低热值煤煤气（如如高炉煤煤气，冷冷发生炉炉煤气）进进行混合合，个别别情况下下，也有有把三种种煤气混混合到需需要的热热值，但但管道系系统比较较复杂，应应尽量避避免

30、。1 两种煤气气混合的的计算： 低热热值煤气气在混合合煤气中中的体积积百分数数： 低热热值煤气气在混合合煤气中中的热量量百分数数： 混合合煤气发发热量：2.三种种煤气混混合的计计算： 计算算时先把把两种煤煤气混合合到一定定发热量量，然后后再和第第三种煤煤气混合合。体积积百分数数和热量量百分数数的计算算方法同同上述。 三种种煤气混混合后的的发热量量： 混合合煤气百百分比 表中：G：表表高炉煤煤气 F：表表发生炉炉煤气 J：表表焦炉煤煤气混合煤气气发热量量kca/NMM2IIIIIIIV发热量（kkca/NMM3发热量（kkca/NMM3发热量（kkca/NMM3发热量（kkca/NMM3850和

31、和40000850和和42000900和和40000900和和42000体积比热量比体积比热量比体积比热量比体积比热量比GJGJGJGJGJGJGJGJ1000095.224.8811995.554.581.1118.9996.993.187.1112.9997387.4412.661100092871.2220.8892.447.671.5528.5593.556.576.4423.6694676.8823.22120008911633789.5510.5563.4436.6690.339.767.6632.4491968.1131.991250087.2212.8859.4440.6688.1111.9960.0040.0088.7711.3363.9936.1189.551