蒸汽管道中計算熱伸長量來選型波紋補償器

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發布時間：2020-04-04 瀏覽次數：106

蒸汽管道熱伸長量的計算，蒸汽管網供熱壓力一般約1.0MPa,溫度高達300℃,最大管徑已達1000mm,供熱半徑達6～7km,而一些特殊的熱用戶對壓力和溫度的需求更高。

根據最近接觸的幾次膨脹節爆管事故,久安不銹鋼波紋補償器廠家認為蒸汽管道設計中,必須充分考慮管道的熱補償問題,并采取相應措施,合理選用管道補償器與合理設置固定支架,

否則產生的作用力將通過管道傳遞到固定支架和相關聯的設備上,對設備以及管道的安全運行構成一定的威脅。充分認識管道推力產生的機理,對設計、施工及管道管理的各級人員都非常重要。

蒸汽管道熱伸長量計算方法

熱伸長管道內供熱介質及周圍環境發生變化,將引起管道的熱脹冷縮,使管壁產生巨大的應力,其伸長值為:

ΔL=αLΔt×1000式中,ΔL———管道的熱伸長量,mm;α———管材的線性膨脹系數,×10-6/℃;L———兩固定支架間的直線距離,m;Δt———工作溫度與安裝溫度之間的差值,℃。

　　在管線兩端都固定的情況下,管子不能自由伸長,傳給固定支架的力可按下式計算:

F=Eεf=αEΔtf=σf式中,E———鋼材的彈性模量,MPa;ε———管線材料的應變;f———鋼管的截面積。

　　在工作溫度為200℃時,單位長度的219mm×6mm的20#無縫鋼管,在直段兩端固定情況下,鋼材所受應力σ=(ΔL/L)E=412MPa,

由熱膨脹產生的應力已遠遠超過20#鋼在200℃時的許用應力123MPa,且已超過鋼材的屈服極限。鋼管截面積f=π(DW-S)S=4013mm2,此時對固定支架的作用力F=σf=4013×412=1.65×106N,

這樣大的作用力顯然是不允許的,任何設備或支架都無法承受。因此,必須在管道的兩固定點之間采取相應的措施進行補償。