高炉冷风管道设计计算实例分析

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1、冶金动力METAI．I．URGJCALPI)WER45高炉冷风管道设计计算实例分析李仁君(广东省韶钢设计院。广东韶关512123)【摘要】通过对一高炉冷风管道的工程设计实例，对管道设计计算的过程进行了分析，以使管道设计者对管道计算有个清晰的认识。【关键词】管道热胀冷缩；自然补偿；补偿器；固定支架推力【中图分类号】TF066．3【文献标识码】B【文章编号】1006—6764(2011)03—0645-03CalculationCaseAnalysisofCoolAirPipeDesignofBlastFurnaceLIRen-jan如，DesigningIn

2、stit~eofShaoguanIron＆SteelGroupCo．，Ltd．，Shooguan,Guangdong51212~China)【Abstract】Takingforexampleanengineeringdesigncaseofcoolairpipeofblastfur-nace，thedesigncalculationprocessofthepipewasanalyzedSOthatthepipedesigners，couldclearlyunderstandthepipedesigncalculation．【Keywords】pipe’S

3、expansionwithheatandcontractionwithcold；naturalcompensa—tion；compensator；fixedbracketthrust1引言管道设计，经常需要进行管道设计计算。管道设计计算主要有：确定管径，确定管道壁厚，保温计算、管道强度计算、管道热胀冷缩补偿及支架受力计算等。确定管径，确定管道壁厚等简单，但如何计算管道热胀冷缩补偿及支架受力，是管网设计计算的难点。如何选用自然补偿、正确选用补偿器，计算管道推力等，也是关系项目投资的问题。热补偿若设计不当，则管道运行将会出现安全问题；如果选用太保守，则增加项目

4、造价。下面以工程实例说明管道设计计算方法。2管道设计计算条件及参数一高炉冷风管~1020x6，每米计算荷重294ks／m(金属重及保温层重)，设计压力为0．22MPa(表压)，输送空气温度为t=180℃。室外计算温度一1O蹦：℃，管道平面走向见图1。活动支架采用半铰支架，田圈请进行管道热补偿设计及固定支架推力计算(左端接原有冷风管道，右端接人热风炉)。图1高炉冷风管走向平面图补偿器。转角两段试设为自然补偿。并先计算自然补3管道设计计算过程偿部分。根据《钢铁企业热力设计参考资料(热力管道)》3．1AB管段及《钢铁企业燃气设计参考资料(煤气部分)》设计计见图2

5、，标记如“56．6”，表示长度为56．6m(下算。同)。先将长度243m及131．9m管段确定设补偿Lx=104Ly=100．2Ls=144(现场情况在A器，为减少固定支架受力，选用直管内压推力平衡型点、B点可立支架)冶金动力2011年第3期METAI．I．I球G1CALP()wER总第145期L=56．6+42．6+46．4+46=191．6Lx=42．4+36．8=79．2mLr=64．5mL．=102m管材平均线性系数a=1．28xl0％m／~C．Illct=1．28~10-3cm／mAt=190℃ALx=I．28×12)(190×79．2=19．3

6、cmA~o／~V也=1．28xl0-3x190x144ALy=I．28x10x190x64．5=15．6cm=35．02cm△=24．8cm由自然补偿近似估算法，弹性指标验算法：：—Q2_：1．55~<2．08(—Ls厂(191．6—144)‘；一‘+’—一可实现自然补偿。Ca自然补偿对固定支架的弹性推力(见图2，推力tq等计算结果是偏小的，但可忽略)。nfY．-II1『’‘_二L5_叫1．·】Ll=

7、己6一J图3CD管段具体尺寸简图由自然补偿近似估算法，弹性指标验算法DA100x24．8=1．43≤2．08丽—(79．2+64—．5-102)2可实现自然

8、补偿。图2AB管段具体尺寸及化简简图自然补偿对固定支架的弹性推力由(热力部分)，热胀冷缩作用力计算：：鱼l△(钢铁企业设计参考资料《煤f3p一：：3r_，气部分》1—EJlL厂L2+Ls3E=I．87xlfcm2I=245700cm4：2x1．87x107x245700--．．．．1．20．0．．1．)，．8x(3．68+4．24)]。F．．．^64管材平均线性系数a=1．28x10cm／~C．m，管材(．5×1弹性模数E=I．87x107N／cm(Q235材质)，管子截面=586N7Fr-'．2xl'87x10x245700惯性矩I=245700am4，

9、At=190℃，——一．厂‘]T客+，18，3、1×lI、，一：一