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煤气管道设计第一章煤气管道的设计1、管径的选择：管径的确定首先根据煤气流量及允许的阻力损失，选定合适的流速然后决定管径2、压力损失的计算：a. 摩擦阻损按下式计算：v2y 273 tH=X 2gD X 273 MM 水柱/M式中入一摩擦系数：钢材管采用0.03〜0.04水泥或衬砖管取0.05〜0.06.D—管道直径MV—煤气流速M/SeC0-煤气重度kg/NM3（高炉煤气为1.3焦炉煤气为0.45发生炉煤气为1.16混合煤气需按其组成另行计算）M29.81/SeCg—重力加速度t—煤气温度v 230〜35°C对高炉煤气H=0.0022 Dv2MM水柱/M对焦炉煤气H=0.00076 D,MM水柱/M对混合煤气（各种发热量）的H值列表如下：（高炉煤气按900kcae/NM3及1.3kg/NM3，焦炉煤气按4300kcae/NM3 及 0.45kg/NM3 计算的）各种发热量的混合煤气H值表表一发热量kcae/M 3温度C重度kg/NM3HMM水柱/M备注1150301.236v 20.00208 D1200• •1.226v 20.00206 D1400• •1.175v 20.00197 D1800• •1.074v 20.00180 D2000♦ ♦1.026v 20.00172 D2200♦ ♦0.977v 20.00164 D对压力较高的煤气还应计算压力校正系数v 2y 273 +110000H" 2gD X 273 X 10000 + P MM 水柱式中P —煤气工作压力MM水柱。

煤气的重度可由组成的体积百分比按下式计算：Y = 0.01 （1.977Co+1.539H S+1.261CmHn+ 1.4290 + 1.25Co +0.09H +0.717CH + 1.251N）2 2 2 2 4 2kg/NM3273当煤气温度为t°C时其重度 Y t=Y0 273 +t kg/M3混合煤气的重度可按下式计算：丫=高炉煤气的重度X体积百分比数+焦炉煤气的重度X体积百分数b. 局部阻损通常按总摩擦阻损的10〜15%计算，主要是弯头，异径管闸阀和流量孔，其详细计算如 下：一般闸阀以煤气管道的当量长度来计算：表2闸阀直径 D 500 600 700 800 900 1000 1200 1300 1400 1500当量长度 50D 61D 78D 85D 97D 100D 135D 148D 162D 176D流量孔阻损按30〜50MM水柱计算，其它弯头三通等采用下列公式：v2Y 273 +1H=§ X 二7^式中，§—局部阻损系数（见44、45、46页）C.影响阻损的几个原因：⑴煤气温度越高体积增大，阻损也相对增加.⑵含灰越多摩擦阻损越大，因之含尘量越小越好 ⑶焦炉煤气中的萘焦油等易沉积于管壁上减小管道的有效断面，因之含萘量要在0.05g/NM3左右並应在生产时定期用蒸汽 吹刷。

3、跨距计算： 用于薄壁煤气管道上的跨距按简支樑公式计算，一般的跨距可按47、48、49 页类负荷选用特殊情况下需另作计算跨距按下列原则计算： 正常操作时冷凝水负荷的选用，©900直径以下水高按100MM考虑，©100以下管子按充满水计算© 1500直径以下水高按150MM考虑 © 1600直径以上水高按200MM考虑 当排水器之排水管堵塞事故负荷时的冷凝水高为： 当管径小于或等于500时按充满水计算当管径大于500时按500计算 附加荷重的考虑：按实有的附加管道的重量加上今后予加的管道重量等于总的附加负荷予加的管 道重量是按（煤气管金属＋操作冷凝水重）的20% .因此当坡度0.005时煤气管道的跨距可按挠度lf= 600计算，荷重按操作负荷计算其管壁应力一般在1300kg/cm2以下，当发生事故时，冷凝水高l度增高道500MM，这时的管壁暂时应力部大于1800kg/cm2此时的挠度可降至250a .没有附加负荷时的跨距计算.（当f

为了排出冷凝水管道应有一定的坡度其数值与挠度有关：l当f达到1300时，坡度要、0.003lf ……800 时， 、0.004lf ……600 时， 、0.0055、推力计算：管道由于温度变化而引起的伸缩为：△ 1=入（七-t ） 0.012 mm/M1 1 2 1式中：入一膨胀系数，钢取0.000012匕一管壁最高温度（考虑通蒸汽时及夏天受太阳照射时的最高温度）一般 1采用60°Ct2—按各地冬季最低平均温度采用（如一20C）例如最高温度为60C最低温度为一20C时厶i=0.000012X80 = 0.96MM/M这些伸缩由膨胀器承受，由于膨胀器的刚度而产生的弹性回击力，就对固定支架发生推力S —般所 用膨胀器是鼓型的，因之内部煤气压力也对固定支架发生推力，内部煤气压力所产生的力有两个，即盲 板力H和鼓形段上的力P,有关之 数值见53 54至55页采用时，煤气计算压力是以在加压机 后为0.2kg/cm2.加压机之前为0.1kg/cm2计算的lS值的计算：s=膨胀器的级数XSS0—是膨胀器一级伸缩1cm之力a. 中间固定支架（见图）当管径相等11-12时P1=P2，H1=H2F=S+P+H F=S+H+P2 2 2 2 1 1 1 1F=F-F若两边管径相同，则理论上F应等于0,但考虑到不均衡的情况，推力可取i/S或1 2 4 1 1/4S2 （取大数）42b. 90C弯头固定支架（见图）F=S+P+H1111F=S+P+H2222 推力取上述.，卩才c. 一般角度弯头固定支架（见图）F=S+P+H F=S+P+H1 1 1 1 2 2 2 2轴向推力为 F厂样COSa横向推力为 F2.Sinad. 三通处固定支架（见图）轴向推力为1/ S或i/ S （假定管径相等） 4 1 42横向推力为F=S +P +H33336. 自由膨胀的计算：煤气管道在设计中尽可能利用自由膨胀，自由膨胀的计算方法较正确的是利用弹性中心的公式计 算。

但由于弹性中心法计算时比较复杂，为简化计算现利用悬梁计算公式加以修正经过了多次的核算基 本上符合弹性中心计算的结果，因此今后在计算自然补偿的推力时，拟采用修改后的公式，并在实践中 进行考验a 当 I〉i12a=90C 时,F=2 EJVl 1l23kg2EJVl 2lF]= 13kg"C”点弯头处的应力Ac=1.5Vl Ed 2 (0.5/ )22(1+k)2 cmb.当 I〉I12a >900 时2EJVl1 -(l cos d )3 F — 2 1F1 照上式类推.“c”点处的管壁应力1.5Vl EdcAb=叫以上式中：l/k +1、 ,k + 3( )+ ( )cotasma1kg/cm2K— l2 之比一定要等于2或小于2的情况下 才能适用于计算方法d —管直径cm.7.扭力计算： 当煤气管道上敷设其它管道如焦炉煤气管，氧气管，蒸汽管及复水管等，如果上述管道敷设的a.位置，在煤气管道一侧，则其对管道本身产生扭转力矩，因此必须考虑管道上因敷设其它管道而引起管 道强度问题的验算b.如果煤气管道上所敷设的其它管道是对称的，则应以外加负荷较大的一边作为计算外加负荷，对管道本身的扭力c. 管道上敷设的其它管道对管道的本身，所产生的扭力为纯剪应力，必须小于制成管道的钢材所 规定的许可剪力。

d. 由下列公式可求管道因受附加扭转力矩时，管道产生的最大剪应力S°T=ScZ0式中：T —外加负荷对煤气管道中心的扭转力矩. Kg-cm2Sc —最大剪应力 kg/cm2Zo—极截面模数（按下式求） cm3n（D 4 一D 4）1 2—16 D1D1 煤气管道外径 D2 煤气管道内径cm3cmcm第二章煤气管道的布置及要求1、线路布置. （参见22. 23. 24. 25页）.a.线路。