蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算Word格式.docx
- 文档编号:20872287
- 上传时间:2023-01-26
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:103.18KB
蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算Word格式.docx
《蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算Word格式.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
因此在设计中一般优先考虑使用拉杆型波纹管补偿器。
3较琏型波纹管补偿器
较链型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及销轴、较链板和立板等结构件组成。
2〜3个钱链型波纹管补偿器配套使用时,能吸收一个平面横向位移并能承受管道压产生的推力。
校链型波纹管补偿器以角位移的方式吸收平面弯曲管段的热位移。
一对校链型波纹管补偿器吸收横向位移时,角位移一定,其所能吸收的横向位移与2个钱链型波纹管补偿器之间的距离成正比,在施工现场条件允许下尽量增加2个校链型波纹管补偿器之间的距离,可更有效发挥其补偿能力。
因此较链型波纹管补偿器被广泛应用于蒸汽供热管道设计中。
2典型管段中波纹管补偿器的计算
任何复杂管系,都可以通过设置固定支座的方法将其划分为若干形状,较为简单的独立补偿管段为直管段、L型管段、Z型管段等。
在设计中应根据典型管段的工作条件及热位移选择波纹管补偿器类型。
计算典型管段的热位移,以确定波纹管补偿器的波数并得出在规定疲劳寿命下补偿器的额定补偿量。
本文研究的波纹管补偿器设计计算的条件为:
①选用波纹管补偿器额定补偿量时,考虑20%的热伸长余量。
②只考虑使用波纹管补偿器后增加的位移及补偿器的弹性力,不考虑风载及其他外部荷载对管道的作用力。
2.1直管段
①不允许加方型弯管
直管段中设置外压轴向型波纹管补偿器的布置见图lo
图1直管段中外压轴向型波纹管补偿器的布置
Fig・1Arrangementofaxialbellows-typeexpansionjoint
withexternalpressureinstraightpipelinesection
选用外压轴向型波纹管补偿器必须满足以下4个条件:
a.设定2个固定支座之间管道热伸长为AL(单位为mm),补偿器的额定补偿量为也°
(单位为mm),应满足ALWO.8x.nob.应设置直线导向支座。
c.固定支座须承受管道压产生的推力,因此必须具有足够的强度。
d.使用外压轴向型波纹管补偿器的埋地管道中,所有固定支座要承受管道压产生的推力,因此应对固定支座的焊缝强度进行验算,以保证管道安全可靠。
外压轴向型波纹管补偿器轴向弹力的计算式为:
(1)
式中人“——外压轴向型波纹管补偿器轴向弹力•N
K“一一外压轴向型波纹管补偿器的轴向刚度,N/mm管道压产生的推力的计算式为:
Fth=Ap
(2)
式中Fn——管道压产生的推力,N
A一一波纹管有效面积,m2
P一一管道工作压力,Pa
固定支座1,3受力的计算式为:
Ff<
.x.i=FOx.ai+Fth+FiULab(3)
Ffix.3=Fcx.M+Fth+FluLm?
(4)
式中Fhx.uF.ix.3—一固定支座1、3受力,N
Ft管道单位长度计算荷载,N/mm
U——管道保护外套与土壤间的摩擦系数
Lab.Lbc――管段AB、BC的长度,mm
②允许加方型弯管
当直管段允许加方型弯管时,在设计中我们可选择方型弯管3只较链型波纹管补偿器或方型弯管2只大拉杆型波纹管补偿器。
a.采用方型弯管3只校链型波纹管补偿器直管段中采用方型弯管3只较链型波纹管补偿器的布置见图2。
图2直管段中方型弯管3只较链波纹管补偿器的布置
Fig.2Arrangementofthreehingedbellows-typeexpansion
jointsforsquarebentpipeinstraightpipelinesection
较链型波纹管补偿器G〜G工作角位移的计算式为:
式中(儿、孔2、Oca——钱链型波纹管补偿器G〜a的工作角位移,(°
)
△Lab管段AB的热伸长,mm
——管段CD的热伸长,mm
设较链型波纹管补偿器额定工作角位移为0込,单位为(。
)。
计算所得的工作角位移应小于等于0.80込。
b.采用方型弯管2只大拉杆型波纹管补偿器直管段中采用方型弯管2只大拉杆型波纹管补偿器的布置见图3。
图3直管段中方型弯管2只大拉杆型波纹管补偿器的布置
Fig・3・/Xrrangementoftwobellows-typeexpansionjointswith
bigdrag-linkforsquarebentpipeinstraightpipelinesection
设大拉杆型波纹管补偿器额定横向位移为Ss(单位为mm),应满足固定支座1、2间管道的热伸长量WO.8Sg。
2.2L型管段
①短臂长度£
10m的L型管段
a.采用拉杆型波纹管补偿器
在L型管段短臂处设置拉杆型波纹管补偿器的布置见图4。
1.2岡楚支座C1.拉杆型波纹管补偿器A、B点
图4L型管段在短臂设置拉杆型波纹管补偿器的布置
Fig・4Arrangementofbellows-typeexpansionjointwith
drag-linkinshortarmofL~typepipelinesection
设长臂AB的热伸长为△・.(单位为mm),应满足△LWO.8阳。
拉杆型波纹管补偿器轴向弹力的计算式为:
Frcb.ax—Krnb.I.Ll.(/)
式中F说宀——拉杆型波纹管补偿器轴向弹力,N
K叽L一一拉杆型波纹管补偿器的侧向刚度,N/mm
b.釆用2只较链型波纹管补偿器
在L型管段短臂处设置2只较链型波纹管补偿器的布置见图5。
较链型波纹管补偿器Cl、C2工作角位移的计算式为:
较链型波纹管补偿器Cl、C2X作角位移应小于等于0.8()
I2国定支尿Cl心2改侨空波纹轉补借器MA点
Z个铁链取波纹符补偿器中心距离(单位为mm)
图5L型管段在短臂设置2只较链型波纹
补偿器的布置
Fig.5Ari'
angementoftwohingedbellows-typeexpansion
jointsinshortarmofL-typepipelinesection
较链型波纹管补偿器Cl受径向弹力及钱链型波纹管补偿器C2受轴向弹力的计算式为:
式中Fh“g—一较链型波纹管补偿器C1的径向弹力,N
Fhinaf—一校链型波纹管补偿器C2的轴向弹力,N
Kt备皿一一较链型波纹管补偿器Cl、C2的弯曲刚度,N-iran/C)
②短臂较长的L型管段
短臂较长时必须考虑短臂的热伸长,一般采用3个较链型波纹管补偿器。
L型管段设置3个较链型波纹管补偿器的布置见图6。
ti
I2尚定支朋CIY3•饺链型液纹管补偿器M点
图6L型管段设置3个较链型波纹管补偿器的布置
Fig・6Arrangementofthreehingedbellows-typeexpansion
jointsinL-typepiperinesection
较链型波纹管补偿器Cl〜C3工作角位移的计算式分别为:
(11)
(12)
(13)
式中一一短臂CF的热伸长,nun
U.Lef—一管段CD、EF的长度,mm较链型波纹管补偿器C3工作角位移应小于等于0・80心。
固定支座1受径向、轴向力计算式为:
式中Fyg—一固定支座1受径向力,N
一一固定支座1受轴向力,N
Khin.c3一一较链型波纹管补偿器C3的弯曲刚度,N-nun/(°
)固定支座2受径向、轴向力计算式为:
式中Fg叭2—一固定支座2受径向力,N
Fgz—一固定支座2受轴向力,N
2.3Z型管段
1中间臂较短的Z型管段
中间臂较短的Z型管段设置拉杆型波纹管补偿器的布置见图7。
I)
\2同定文用CI•人拉杆吧波纹符补偿器E点
图7中间臂较短的Z型管段设置拉杆型
波纹管补偿器的布置
Fig.7Ai'
rangementofbellows-typeexpansionjointwith
drag-linkinmiddleshortarmofZ-typepipelinesection
一般情况下,中间臂较短的z型管段采用复式大拉杆波纹管补偿器的补偿效果最佳,它能吸收任一平面的横向位移,平面、立体管段都可使用。
管段总热伸长计算式为:
△Lsurr2△Lab+△Lcii(18)
式中AL迥一一管段总热伸长,mm
应满足△U„W0・8S込。
固定支座1受轴向力计算式为:
Fgwc・1=△L.MjKrd>
L(19)
固定支座2受轴向力计算式为:
Ffix.ax.2-Z\Lc(>
Krob.L(20)
2中间臂较长的Z型管段
a.平面Z型管段
一般采用2只较链型波纹管补偿器进行热补偿,应尽量增加2个较链型波纹管补偿器中心距离以提高补偿能力。
平面Z型管段设置较链型波纹管补偿器的布置见图8。
1、2個定艾燧Cl<
2•铁谥型液纹竹补偿務—〃•心
图8平面Z型管段设置较链型波纹管补偿器的布置
Fig・8Arrangementofhingedbellows-typeexpansionjoints
inplaneZ-typepipelinesection
管段总热伸长计算式为式(18),钱链型波纹管补偿器Cl、C2的工作角位移的计算式为:
较链型波纹管补偿器Cl.C2的工作角位移应小于等于0.80固定支座1、2受轴向力计算式为:
(22)
(23)
b.立体Z型管段
立体Z型管段设置2只万向较链型波纹管补偿器布置见图9。
I2固足艾座C1工2刀向镀链住波役箭补偿貼i
图9立体Z型管段设置2只万向钱链型
Fig・9Arrangementoftwohingedbellows-typeexpansion
jointsinverticalZ~typepipelinesection
立体合成热位移计算式为:
式中AUi——立体合成位移,mm
万向较链型波纹管补偿器Cl、C2的工作角位移计算式为:
二urcsm
^u.C2
=arcsm
(25)
(26)
式中九.“、—万向校链型波纹管补偿器Cl、C2的工作角位移,(°
)万向较链型波纹管补偿器Cl、C2的工作角位移应小于等于0.80com。
固定支座1、2受轴向力的计算式为式(22)、(23)。
3波纹管补偿器的选用
任何管段的热补偿往往有很多方案,波纹管补偿器的正确选用则是关键。
设计者应综合考虑管道走向、支架设置、波纹管补偿器类型等,以取得既安全可靠又经济合理的方案。
波纹管补偿器选用一般程序如下:
1变复杂管系为简单管段,通过设置固定支座将管系分解为形状简单、独立、典型的管段。
2根据波纹管补偿器的应用形式选择波纹管补偿器类型。
3计算典型管段热伸长量,按产品的额定补偿量,确定波纹管补偿器的波数、长度。
4根据管道输送的供热介质、管径、设计压力、设计温度、疲劳寿命、材质,最终确定波纹管补偿器规格。
参考文献:
[1]吕国良,王淮,邵荣,等.供热管网补偿方式的选择[J].煤气与热力,2001,21
(1):
58—60.
[2]卫东,建波.波纹管补偿器和鼓形补偿器的比较[J].煤气与热力,2001,21(4):
:
353、358.
[3]俊红,飞.球形补偿器在过热蒸汽管道上的应用分析[J].煤气与热力,199&
18
(1):
61—64.
[4]邓曾禄.平衡型套简补偿器的原理及应用[J].煤气与热力,2004,24(3):
145—147.
[5]王强.轴向型波纹补偿器在架空热力管网的应用[J].煤气与热力,1996,16(3):
70—72・
[6]常小满.热力管网中典型管段与波纹补偿器的配置[J].煤气与热力,1998,18
(2):
60—62・
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 蒸汽 供热 管道 波纹管 补偿 设计 计算