有关锅炉吹管的计算公式

有关锅炉吹管的计算公式
1.吹管时蒸汽汽口的反作用力:
P=G·V/g
式中:  P-反作用力          kg
        G-蒸汽流量        t/h
V-流速              m/s
g-重力加流速9.81 m/s2
2.吹管时蒸汽流速
V=G·υ/F
式中:  G-蒸汽流量        t/h
        V-流速              m/s
υ-比容              m3/kg
F-蒸汽排出口管截面积m2
设:排汽口管子直径d为Ф720×10,G=600t/h=166.7kg/s
p=G×G×υ/(F×g)= G2·υ/(g×0.785·d2)
=G2·υ/9.81·0.785·d2
=G2·υ/7.701·d2=(166.7)2·υ/7.701·(0.7)2=7364.39·υ
V=G·υ/F=166.7·υ/0.785·d2=166.7·υ/7.701·(0.7)2
=433.38·υ
3.吹管时蒸汽流速、蒸汽排出口的反作用、排汽口出口压力、排汽口出口温度与比容之间的关系,见下表。
蒸汽流速m/s
蒸汽排出口的反作用kg
排汽口出口压力(p0) Mpa
排汽口出口温度℃
无机抗菌剂
比容υ
m3/kg
379.33
6445.98
0.3
300
0.87529
365.71
6214.44
0.3
280
0.84385
345.16
5865.30
0.3
250
0.79644
310.45
5275.48
0.3
200
0.71635
283.80
4822.57
0.4
300
0.65485
273.50
4647.59
0.4
280
0.63109
257.94
4383.21
0.4
250
0.59519
231.54
3934.49
0.4
200
0.53426
226.48
3848.48
0.5
300
0.52258
218.18
3707.45
0.5
280
0.50343
205.61
3493.88
0.5
250
0.47443
184.17
3129.57
0.5
200
0.42496
从上表可以看出排汽口如采用喷水消音时,不宜喷水量过大,使排汽温降低过多影响了吹管效果。
4.吹管时蒸汽排汽口的膨胀量
膨胀量=L×K
K-1.3mm/100℃·m
5.吹管系数的定义如下:
K=G·W/Gm·Wm= G2V/ G2m·Vm            (1)
由于吹管过程中无法迅速测定G、W、V,经公式推导可变为下列式表明:
K=G2V/ G2m·Vm≈△P/Pm              (2)
式中:G、W、V——分别为吹管时吹洗管段的蒸汽流量、流速、比容
  Gm 、Wm、 Vm——分别为MCR工况时吹洗管段的蒸汽流量、流速、比容
P、Pm ——分别为吹管时和MCR工况时吹洗管段的压降
由(2)式可知,Pm 为已知值(计算值),吹洗过程中,只需控制P达到一定值即可获K≥1。
根据研究计算资料,在MCR工况时,汽包至过热器出口蒸汽压降Pm=1.164Mpa,再热器进出口压降Pm=0.171Mpa,为此,吹管时可以控制汽包至过热器出口蒸汽压降P2=1.5~2.0 Mpa,或控制再热器进出口压降P5=0.2~0.3 Mpa,此时吹管系数分别为:
K1P2Pm2=1.08~1.45
K2=P2Pm5=0.2/0.18~0.3/0.18=1.11~1.66
根据以上要求,对吹管参数选择如下:
5.1吹管压力
根据压降累计值计算如下,设吹管压力为P,则
P=Pm1+1.5(Pm2Pm3Pm4Pm5Pm6) Pm机壳7Pm8+0.5
Pm1——吹管门开启过程中汽包压力下降值取0.8 Mpa
Pm2——MCR工况下,过热器压降,已知为1.163 Mpa
Pm3——MCR工况下,主汽管压降,已知为0.77Mpa
Pm4——MCR工况下,冷段管压降,已知为0.18Mpa
Pm5——MCR工况下,再热器压降,已知为0.171Mpa
Pm6——MCR工况下,热段管压降,已知为0.04Mpa
Pm7——吹管排汽和压损,取0.2Mpa
Pm8——吹管集料器压降,取0.3Mpa
P1=0.8+1.5(1.163+0.77+0.18+0.171+0.04)+0.2+0.3+0.5=5.285 Mpa
本次吹管压力为6.0Mpa
5.2压降幅度
压降幅度是由吹管控制门的开启、保持、关闭的时间来控制,要求K≥1的保持时间t>90秒,因而吹管控制门A、B全开保持时间不应小于2分钟,累计吹管时间控制在4~5分钟,同时注意汽包饱和蒸汽温度42,为此取压降幅度为2.9 Mpa。
5.3蒸汽温度
为保护再热器、控制炉膛出口烟温不超过538,燃油量要控制在略高于每层油允许的最低油量,在此条件下,可以尽量提高蒸汽温度至420~430网络收集℃,但不得超过430
6.吹管临时设施的强度计算
6.1主汽、冷段间临时管的选择
选用管外径  材质:DW=426mm,#20
计算参数:P=6.2 Mpa,t=430
计算公式:SC=Sm+C
Sm=PDW/(2[δ]tη+2YP)+α
6.2计算依据:
6.2.1中国电力出版社《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054-1996
6.2.2上海人民出版社《汽轮机、锅炉、发电机金属材料手册》
因为吹管临时管使用时间较短,故基本许用应力依高温短时机械性能计算,《金属材料手册》第50页的数据
#20钢在430高温短时机械性能为:
[δ]0.2430=185Mpa 
[δ]b430=365 Mpa
按照材料基本许用应力的运算法则:
[δ]1=[δ]0.2430/1.5=123 Mpa
[δ]2=[δ]b430/3=121 Mpa
选#20钢的[δ]=121 Mpa
Sm=6.2×426/(2×121+2×0.5×6.2)+2=12.6mm
SC=Sm+C= Sm +ASm= Sm(1+A)=1.176 S长春密刺m=1.176×12.6=14.8 mm
选用φ426×18  #20无缝钢管强度足够
6.3热段排汽母管的选择
计算参数:P=1.1 Mpa, t=430
采用Q235A螺旋钢管依《管道工程安装手册》中的规定
Q235A钢[δ]=88Mpa
选用管外径 :DW=720mm
Sm=1.1×720/(2×88×0.9+2×0.5×1.1)+2=6.98
SC=Sm+C= Sm +ASm= Sm(1+A)=1.176 Sm=1.176×6.98=8.2 mm
选用φ720×10  Q235A螺旋钢管强度足够
6.4冷段临时母管堵板厚度计算
采用Q235A钢做套管堵板,该处参数较为P=2.0 Mpa,t=400,依《管道工程安装手册》中的规定Q235A钢[δ]=88Mpa,据《汽水管道设计技术规定》,按临时堵板计算,K1=0.4μ=1.05
则SC=K1DP/ [δ]t·μ
  =0.4×812× 2.0/  88×1.05
  =50.17mm
实际选用堵板厚度δ=52mm,“井”字加强。
6.5吹管用其它无缝钢管的壁厚计算:
    计算参数:P为临时管所处位置吹管时压力    t取430
许用应力:[δ]J430=121Mpa
计算公式:SC=PDW/(2[δ]tη+2YP)+C=(1+A)PDW/(2[δ]tη+2YP)
计算依据《汽水管道设计技术规定》
SC={(6.2×DW)/(2×72×1+2×0.5×6.2)}×(1+0.176)
=0.0485DW
外径
57
89
108
133
159
219
273
325
壁厚
3
4.5
5.5
6.5
8
11
15
16
6.6吹管用其它堵板的厚度计算
计算参数:P为吹管时所处位置压力    t取430
许用应力:Q235A钢[δ]t=88 Mpa水的声阻抗
计算公式:SC=K1DN P/[δ]t·μ          其中K1=0.4  μ=1.05
计算依据《汽水管道设计技术规定》
SC=0.4×DN×=0.1036 DN,堵板的厚度
管径
57
76
89
108
133
159
219
273
325
厚度
6
8
10
12
14
18
24
28
34
7.降音临时系统的安装:
7.1喷水消音装置的安装
在排汽母管上从支管后2m处装设喷水消音装置,共三组,每组间隔1m,凝泵出口接DN100电动门与A、B排汽门联锁控制喷水管路,三路喷水支管接DN25手动门各一只,消音器处接φ57减温水管道,钻眼喷水,如图示:
喷水管
排汽
2m
1
1
光盘包装盒

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