前言本設計目的是為一區vod-40t鋼包精練爐提供蒸汽動力。設計引數是由動力一車間和西安向陽噴射技術****提供的。
主要引數：蒸汽管道始端溫度 250℃，壓力 1.0mp；蒸汽管道終端溫度 240℃，壓力 0.7mp（設定）；
vod使用者端溫度 180℃，壓力 0.5mp；
耗量主幫浦 11.5t/h 輔幫浦 9.0t/h
一、蒸汽管道的布置
本管道依據一區總體平面布置圖所描述的地形進行的設計，在布置管道時本設計較周詳地考慮到了多方面的內容：
1、蒸汽管道布置時力求短、直，主幹線通過使用者密集區，並靠近負荷大的主要使用者；
2、蒸汽管線布置時儘量減少了與公路、鐵路的交叉。
3、在布置蒸汽管線時盡量利用了自然彎角作為自然補償。並在自然補償達不到要求時使用方型補償器。
4、在蒸汽管道相對位置最低處設定了輸水閥。
5、蒸汽管道通過廠房內部時盡量使用廠房柱作為支架布置固定、滑動支座。
6、管道與其它建、構築物之間的間距滿足規範要求。
二、蒸汽管道的水力計算
已知：蒸汽管道的管徑為dg200，長度為505m。
蒸汽管道的始端壓力為1.0mp，溫度為250℃查《動力管道設計手冊》第一冊熱力管道（以下簡稱《管道設計》）1—3得蒸汽在該狀態下的密度ρ1為4.21kg/m3。
假設：蒸汽管道的終端壓力為0.7mp，溫度為240℃查《管道設計》表1—3得蒸汽在該狀態下的密度ρ2為2.98kg/m3。
（一）管道壓力損失：
1、管道的區域性阻力當量長度表（一）
2、壓力損失
2—1 式中δp—介質沿管道內流動的總阻力之和，pa；
wp—介質的平均計算流速，m/s； 查《管道設計》表5-2取wp=40m/s ；
g—重力加速度，一般取9.8m/s2；
υp—介質的平均比容，m3/kg；
λ—摩擦係數，查《動力管道手冊》（以下簡稱《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力係數λ=0.0196 ；
d—管道直徑，已知d=200mm ；
l—管道直徑段總長度，已知l=505m ；
σξ—區域性阻力係數的總和，由表（一）得σξ=36；
h1、h2—管道起點和終點的標高，m；
1/vp=ρp—平均密度，kg/m3；
1.15—安全係數。
在蒸汽管道中，靜壓頭(h2-h1)10/vp很小，可以忽略不計所以式2—1變為
2—2 在上式中： 5·wp2/gυp=5·wp2ρp /g表示速度頭（動壓頭）
λ103l/d為每根管子摩擦阻力係數。
把上述數值代入2—2中得
δp=1.15×5×402×3.595 (0.0196×103×505/200+36)/9.8
=0.316 mp
計算出的壓力降為0.447mp，所以蒸汽管道的終端壓力
p2=p1-δp=1.0-0.316=0.684 mp。
相對誤差為：（0.7-0.684）/0.7=2.3% 。所以假設壓力合理
（二）管道的溫度降：
1、蒸汽在管道中輸送時，由於對周圍環境的散熱損失，過熱蒸汽溫降按下式計算：
δt=q·10-3/（g·cp）℃
式中q—所計算蒸汽管段對周圍環境的散熱損失（千卡/時）；
g—管段計算蒸汽流量（噸/時）；
cp—在管段平均蒸汽引數時，過熱蒸汽的定壓比熱 （千卡/千克·℃）。
總散熱損失：ｑ＝1.2·q·ｌ＝1.2·148.5·505=89991 千卡／小時
蒸汽流量：ｇ＝11.5+9.0=20.5 噸／小時
定壓比熱：cp查《管道設計》圖５－５得cp＝0.515 千卡/千克·℃。
δt=89.991/（20.5·0.515）=8.524 ℃
2、蒸汽管道的出口溫度為t2=t1-δt=250-8.524=241.48 ℃ 。
3、相對誤差：8.524/250=3.4% 。
蒸汽管道終端的出口引數為：壓力 0.684mp 溫度 241.48℃ ，其計算結果和假設相一致。
三、管道伸長量和補償計算
（以管段3-4為例）
（一）伸長量：
公式： δl=а·l(t2-t1) ㎝
式中l—計算管長，m，3-4管段的長度為46.57m；
а—管道的線膨脹係數，㎝/（m·℃），查表5-1得α=12.25㎝/（m·℃）；
t2—管內介質溫度，℃，已知t2=220；
t1—管道安裝溫度，℃，已知t1=20。
δl=12·46.57(245-20)=12.57㎝
所以，管段3—4的熱膨脹量為125.7mm小於補償器的補償量150mm，及本段管道在受熱時不會因線性膨脹而損壞。
（二）補償器選型及校核計算：
採用的補償方式為人工補償，選取的補償器為矩型補償器，其型號為：150-2型，其補償能力為150mm，所以3-4管段的伸長125.7mm<150mm補償器能滿足要求。
其它管段的伸長及補償情況見下表：
表（二）
由上表可以看出整個vod管道能在等於或低於設計引數的工況下正常執行。
四、管道的保溫防腐設計
為了節約能源，提高經濟效益，減少散熱損失，滿足工藝要求，改善工作環境，防止燙傷，一般裝置、管道，管件、閥門等（以下對管道、管件、閥門等統稱為管道）必須保溫。
（一）保溫材料的選擇：
由於超細玻璃棉的纖維細而柔，呈白色棉狀物，其單纖維直徑4微公尺，對人的**無刺癢感。超細玻璃棉優點很多，其容重小，導熱係數底，燃點高、不腐蝕是良好的保溫、吸聲材料。同時有良好的吸附過濾效能，用途十分廣泛。
因此在本次設計中保溫我材料的是選擇超細玻璃棉。保護層採用玻璃布。
（二）保溫層厚度的確定：
根據國標保溫層厚度表（動力設施標準圖集r410-2）超細玻璃棉製品保溫層的厚度為70mm。
（三）保溫層單位散熱量計算：
公式： 千卡/公尺·時
q—管道單位長度熱損失（千卡/公尺·時）；
t—介質溫度（℃）；
t0—周圍環境溫度（℃）；
λ—保溫材料在平均溫度下的導熱係數（千卡/公尺·時·℃）查《管道與裝置保溫》表2-45得λ=0.028+0.0002tp（ tp—保溫層平均溫度查《管道與裝置保溫》表3—8得tp=145℃）λ=0.
057 千卡/公尺·時·℃；
—保溫結構外表面向周圍空氣的放熱係數（千卡/公尺2時）
千卡/公尺2時
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