蒸汽管选型
蒸汽及冷凝液管道设计要求
蒸汽及冷凝液管道设计要求目录1. 蒸汽管道管径、壁厚设计 (2)1.1管径 (2)1.2管道壁厚 (4)2. 蒸汽配管设计要求 (4)3. 疏水阀设置要求 (7)4 避免水锤现象产生 (8)5 冷凝液管道配置设计要求 (9)5.1 疏水管管径 (9)5.2 蒸汽凝结水管道布置 (10)6. 参考资料 (11)1. 蒸汽管道管径、壁厚设计1.1管径1.1.1 计算法—按预定介质流速来确定管径时，采用下式以初选管径：d=18.81√V/ u式中：d——管道内径，mm；V——管内介质的体积流量，m3/h；u ——介质在管内的平均流速，m /s。
1.1.2 计算法—按每100m管长的压力降，可采用下式：d=11.4ρ0.207μ0.033V0.38P100-0.207式中：d——管道内径，mm；V——管内介质的体积流量，mm3/h；μ——介质的运动粘度，mm2/s；每100米管长允许压力降，kPa。
P100————1.1.3 作图选择管道直径—压降法图1方法：在饱和蒸汽曲线上选择蒸汽压力，并标记为点A。
从点A，画一条水平线，交于输送的蒸汽流量线，并标记为点B。
从点B，画一条垂直线，到图的最顶端（标记为点C）。
在压力损失刻度上选择压力降，画一条水平线（线DE）。
线DE和线BC的交点将显示所需要的管道口径。
没有相交在管径线上的选择临近管径较大的。
1.1.4作图选择管道直径—流速法根据压降要求，蒸汽流速一般在25~40m/s。
方法：选择蒸汽压力（A）—选择流量（B）—选择流速（C）—确定管径（D）。
图21.2管道壁厚管道壁厚选择见公司编制的相关标准。
2. 蒸汽配管设计要求2.1 蒸汽管道宜沿蒸汽流动方向向下布置，尽可能保持不小于1：100的坡度。
2.2 设计蒸汽系统时，蒸汽支管应自蒸汽主管的顶部接出，支管上的切断阀应安装在靠近主管的水平管段上。
2.3 蒸汽主管的末端应设分液包，见表1和图3；进各装置的蒸汽次主管在靠近装置前安装分液包。
蒸汽压力流速_流量管径关系
文文，wen，从玄从爻。
天地万物的信息产生出来的现象、纹路、轨迹，描绘出了阴阳二气在事物中的运行轨迹和原理。
故文即为符。
上古之时，符文一体。
古者伏羲氏之王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳(爻)之政，由是文籍生焉。
--《尚书序》依类象形，故谓之文。
其后形声相益，即谓之字。
--《说文》序》仓颉造书，形立谓之文，声具谓之字。
--《古今通论》(1) 象形。
甲骨文此字象纹理纵横交错形。
"文"是汉字的一个部首。
本义:花纹;纹理。
(2) 同本义[figure;veins]文，英语念为:text、article等，从字面意思上就可以理解为文章、文字，与古今中外的各个文学著作中出现的各种文字字形密不可分。
古有甲骨文、金文、小篆等，今有宋体、楷体等，都在这一方面突出了"文"的重要性。
古今中外，人们对于"文"都有自己不同的认知，从大的方面来讲，它可以用于表示一个民族的文化历史，从小的方面来说它可用于用于表示单独的一个"文"字，可用于表示一段话，也可用于人物的姓氏。
折叠编辑本段基本字义1．事物错综所造成的纹理或形象：灿若～锦。
2.刺画花纹：～身。
3．记录语言的符号：～字。
～盲。
以～害辞。
4．用文字记下来以及与之有关的：～凭。
～艺。
～体。
～典。
～苑。
～献（指有历史价值和参考价值的图书资料）。
～采（a．文辞、文艺方面的才华；b．错杂艳丽的色彩）。
5．人类劳动成果的总结：～化。
～物。
6．自然界的某些现象：天～。
水～。
7．旧时指礼节仪式：虚～。
繁～缛节（过多的礼节仪式）。
8．文华辞采，与“质”、“情”相对：～质彬彬。
9．温和：～火。
～静。
～雅。
10．指非军事的：～职。
～治武功（指礼乐教化和军事功绩）。
11．指以古汉语为基础的书面语：552～言。
～白间杂。
12．专指社会科学：～科。
13．掩饰：～过饰非。
14．量词，指旧时小铜钱：一～不名。
15．姓。
(蒸汽)管道管径计算公式与管径温度压力流量对照选型表
2、流量=流速×（管道内径×管道内径×π÷4），管道内径=sqrt(353.68X流量、流速)，sqrt：开平方。
3、流体在一定时间内通过某一横断面的容积或重量称为流量。用容积表示流量单位是L每s或（`m^3`每h），用重量表示流量单位是kg每s或t每h。
76534
五、饱和蒸汽管道流量选型表：
饱和蒸汽管道流量选型表（流速30米/秒）（流量：公斤/小时）
压力BAR
管道口径（mm）
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
300
0.35
14
31
55
85
123
219
342
492
875
1367
1969
3500
5468
7874
0.5
15
33
70455
101455
26
183
411
731
1142
1645
2924
4568
6578
11695
18273
26313
46778
73091
105251
27
189
426
757
1183
1704
3029
4733
6815
12116
18923
27262
48465
75727
109047
28
196
441
蒸汽管道选型标准
蒸汽管道选型标准
蒸汽管道选型标准通常包括以下几个方面：
1. 工作压力和温度：根据工作条件确定蒸汽管道的最大工作压力和温度。
根据具体的工业或建筑应用，一般常见的标准工作压力为1.6MPa、
2.5MPa、4.0MPa等，标准工作温度为150℃、200℃、250℃等。
2. 材料选择：根据蒸汽的工作条件、管道的用途和环境因素选择适合的材料。
常用的管道材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
其中，碳钢常用于低压蒸汽管道，不锈钢和合金钢常用于高压蒸汽管道。
3. 管道尺寸：根据需要传输的蒸汽量、压力损失和流速选择合适的管道尺寸。
一般根据流量、流速和阻力损失来计算合理的管径，确保蒸汽能够快速、稳定地传输。
4. 连接方式：常见的连接方式有焊接、螺纹连接、法兰连接等。
根据管道的工作条件和要求选择适合的连接方式，确保连接牢固、密封可靠。
5. 相关标准：根据国家、行业和地方的相关标准和规范进行选型。
例如，国家标准《焊接钢管技术条件》（GB/T 3092-2017）可用于碳钢蒸汽管道的选型；《压力容器技术条件》（GB
150-2011）可用于蒸汽管道附件的选型。
此外，蒸汽管道选型还需要考虑安全性、经济性和可维护性等方面的因素，以满足使用要求并确保管道运行的安全可靠。
中压蒸汽管道压降及管径选择
V 0 管内介质的体积流量， m 3 /h 介质在工作条件下的密 度， kg/m 3
u 介质在管内的平均流速 ， m/s
按每100m计算管长的压力降控制值来选择管径 管内介质质量流量 密度 介质的动力粘度 100m计算管长的压力降控制值 10000 15.62 0.00002774 9 管内介质体积流量 密度 介质的动力粘度 21 0 1 1 1
管道内径 0.1519705 管道内径 #DIV/0!
按预定介质流速确定管径 管内介质质量流量 平均流速 10000 10 管内介质体积流量 平均流速 0 0
按每100m计算管 密度 15.32 管道内径 0.152798181 管道内径 0
d 18.81W 0.5 u -0.5 -0.5 d 18 . 81V 00.5 u 0.5 d 管道的内径， m W 管内介质的质量流量， kg/h
0.207 d 18.16W 0.38 0.207 0.033 Pf100 0.207 d 18.16V00.38 0.173 0.033 Pf100
5
介质的动力粘度， Pa s Pf100 100m计算管长的压力降控制 Nhomakorabea，kPa
直埋蒸汽管(钢套钢直埋蒸汽保温管、管件)采购技术规范doc
直埋蒸汽管（钢套钢直埋蒸汽保温管、管件）采购技术规范一、原材料选用（一）工作钢管用于输送蒸汽的工作钢管采用无缝钢管，要求如下：1、所提供的无缝钢管必须是材质优良，加工技术先进，成熟可靠的产品。
无缝钢管执行《低中压锅炉用无缝钢管》（GB/T3087-2022）标准。
2、具体要求详规范1：无缝钢管采购技术规范（二）外护钢管用于直埋蒸汽管的外护钢管要求如下：1、外护钢管：采用双面埋弧焊螺旋缝钢管，加工生产执行《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015标准，材质Q235B。
2、包装要求：从距钢管一端450mm～750mm之间的一点开始在外表面做模版漆印标志。
3、外护钢管防腐层长期耐温不低于70℃，抗冲击强度不小于5J/mm。
4、提供双面埋弧焊螺旋缝钢管钢板板材的钢厂原始材质证明文件（包括原厂采购发票复印件）；板宽1050-1250mm；钢管壁厚符合《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015公差标准；螺旋焊缝质量必须采用在线连续超声波自动探伤仪检查，检查率100%，评级标准Ⅱ以上，并提供检验报告证明；并按招标方要求随机进行射线探伤检测，评级标准Ⅱ以上。
投标方按照《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015相关规定取样和检验、验收，并提供检验报告。
5、外护钢管外观无凹坑、鼓包及裂纹等缺陷。
6、机械性能直埋蒸汽管总体抗压强度不低于0.08MPa。
在0.08MPa荷载下，直埋蒸汽管的结构不被破坏，工作管相对于外护管能轴向移动、无卡涩现象。
直埋蒸汽管空载时的移动推力与加0.08MPa荷载时的移动推力之比不小于0.8。
（三）直埋蒸汽管保护直埋蒸汽管的外护钢管与工作管间保温腔端面采用4mm钢板满焊封堵；工作管两端面管口加装保护管帽封堵，封堵必须严密。
招标方拒收封堵不严密的产品。
（四）保温材料保温层保温结构要求：保温内层采用憎水型硅酸铝纤维毡（或者纳米气凝胶）、外层采用高温玻璃棉棉毡，外防潮层采用气囊隔热层（带防潮功能）。
纯蒸汽系统设计选型-给排水
1、纯蒸汽系统概述
纯蒸汽参考法规
中国药品生产质量管理规范（2010 版）（ 正文及附录）； 美国 cGMP，21CFR210&211； 欧盟 GMP 及附录； GAMP 5 GEP，GDP，EHS 等规范 参考 ISPE 制药工程指南及附录等规范、指 南；
1、纯蒸汽系统概述
纯蒸汽质量标准
1、纯蒸汽系统概述
2、材料选型及设计要点
疏水阀设计安装位置
➢ 每个末端和分支管路 ➢ 直管段每隔30-50m ➢ 垂直上行管的底部 ➢ 热膨胀弯处 ➢ 减压阀和切断阀上游 ➢ 每个使用点或取样点 ➢ 其他产生冷凝水不能排掉的地方
2、材料选型及设计要点
压力表选择
主要考虑工艺要求：量程，精度，介质温度，安装环境（酸碱，高温），表盘尺寸，等
3、练习题和答案解析
2、材料选型及设计要点
纯蒸汽质量要求
✓ 过热度根据 HTM 2010 第 3 部分的规定,过热度不超过 25°C;
✓ 干燥度是检测蒸汽中携带液相水的总量。例如,一个干燥度为 95%的蒸汽,其释放的潜热量约为饱和蒸汽的 95%。换言之, 除了引起载体过湿现象之外,当蒸汽干燥度小于 1 时,其潜热 也明显小于饱和蒸汽。干燥度可以通过检测加以确定,所得的 数值多为近似值。根据 HTM 2010 第 3 部分的规定,干燥值 不低于 0.9 (对金属载体进行灭菌时,不低于 0.95)。
纯蒸汽质量要求
在 HTM2010 和 欧洲标准EN285 中专门对灭菌用蒸汽的 质量要求、测试方法等进行了规定。
✓ 不凝气体(如空气、氮气)可以在纯蒸汽发生器出口夹 带在蒸汽中,将原本纯净的蒸汽变成了蒸汽和气体的 混合物。根据 HTM 2010 第 3 部分的规定,每 100 毫升饱和蒸汽中不凝气体体积不超过 3.5 毫升
21 600MW超临界机组四大管道选材
代末， 德国 也从Ｆ １ ２ 转向使用Ｔ ９ １ ， Ｐ ９ １ 钢。
（ ４ ） Ｐ ９ ２ 、Ｐ １ ２ ２ 、Ｅ ９ １ １ 钢
９ ０年代初日 本在大量推广 Ｐ ９ １ 钢的基础上发现当使用温度超过 ６ ０ ０
℃时， Ｐ ９ １ 钢不能长期安全运行的要求。 另外调峰任务重的机组， 管材的
２ ４ ． ２ Ｍ Ｐ ａ ／ ５ ３ ８ ０ Ｃ ／ ５ ３ ８ ℃ 、２ ４ ． ２ Ｍ Ｐ ａ ／ ５ ３ ８ ℃／ ５ ６ ６ ℃和 ２ ４ ． ２ Ｍ Ｐ ａ ／ ５ ６ ６ ℃／ ５ ６ ６ ０ Ｃ
（ 汽机侧进汽参数）三个发展阶段。目 前国外 ６ ０ ０ Ｍ Ｗ等级常规超临界机 组的设计、制造、运行技术已经非常成熟，可以说与 ６ ０ ０ ９ Ｗ亚临界机组 的可用率不分上下。我国随着近几年经济的飞速发展，国内大功率高参
当时，当蒸汽温度超过 ５ ８ ０ ＇ Ｃ ， 则采用 Ｔ Ｐ ３ ０ ４ ， Ｔ Ｐ ３ ４ ７ 等奥氏体耐热
不锈钢。奥氏体不锈钢高温蠕变强度较大，允许使用的温度较高，但是
其与马氏体合金钢相比较，导热率低、热膨胀系数大，容易造成高温蒸 汽管道较高的热应力水平。
３ ． ２ ． ２ 铁素体／ 马氏体钢
不锈钢 。但是，由于该钢种是二元结构，冲击韧性差，后来未得到广泛 使用。 （ ２ ） Ｆ １ ２ 钢
６ ０ 年代末， 德国研究开发了１ ２ Ｃ ｒ 钢， Ｆ １ ２ （ Ｘ ２ ０ Ｃ ｒ Ｍ ｏ Ｖ ｌ ２ ｌ ） 钢至 １ ９ ７ ９
年正式纳入 Ｄ 工 Ｎ ｌ ７ １ ７ ５ 标准中 （ 化学成分见表 ３ － １ ） ，使用温度可达 ６ ３ ０ ＾ － ６ ５ ０ ０ Ｃ。 但其含碳量高，焊接性差。同一系列的钢种还有瑞典的Ｈ Ｔ ９ 和日 本的Ｈ Ｃ Ｍ １ ２ ｏ （ ３ ） Ｐ ９ １ 钢 １ ９ ７ ４年，美国能源部委托橡树岭国家实验室研究用于液体金属快中
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(D)
公式10.2.7
按公式10.2.7可得出：
相对粗糙度 ks =
0.15m 相对粗糙度 = 0.0003
(D)
0.000045 m
现在摩擦系数可从Moody表查出，然后根据D Arcy公式计算出压头损失。 根据欧洲Moody表（见图10.2.4） 其中: kS /D = 0.000 3 Re = 93585: 摩擦系数 (f) = 0.005
�����
�����
摩擦系数 f
�����
������ ����� ������ ������ ������ ������ ������� ������� ������� ������� �����
�����
���
�
� � �
���
�
� � �
���
�
� � �
�� �
�
� � �
���
雷诺数 Re
摩擦系数 (f) = 0.02
���� �� ��� ��� ������������
���� ���� ����
����
���� ����� ���� ����� �����
����
摩擦系数 f
����
hf = f L u² 2gD
公式10.2.2
Байду номын сангаас
造成不同的原因是摩擦系数的类型。必须确保在适当的D Arcy公式中选择了合适的摩擦系数。如果 错误的公式与错误的摩擦系数相匹配，将会导致400%的误差，因此一定要采用正确公式和摩擦系数的 组合。许多参考文献并没有说明定义了何种摩擦系数，有时必须根据数量级进行判断。 公式10.2.2主要被那些使用英制单位的人员采用，尽管有时也会采用公制单位，现在仍然用于美国和太 平洋周边国家。公式10.2.1主要被使用国际单位制的人员所采用，更多普及在欧洲的一些国家。对于 同样的雷诺数和相对粗糙度，“英制摩擦系数”是“国际单位制摩擦系数”的四倍。 摩擦系数可从Moody表查出，湍流的摩擦系数也可根据从Colebrook - White公式发展而来的公式 10.2.3计算出。
管道直径 (D)
流速 (u)
长度(L)
点1
图10.2.3 管道的摩擦阻力
点2
伯努利定理阐述了流体中总能量的变化与能量消耗的关系，用压头损失hf（m）或比能损失hf（J/kg） 来表示。但这无法预测在特定情况下压力的损失，因此用处不是很大。 此处我们引进了流体机械能损失中最重要的一点，即总的机械能损失是由于稳定流体在均匀管道内流 动时管壁上摩擦造成的。 管道内流动流体的总能量损失取决于： L = 管道长度 (m)； D = 管道口径 (m)； u = 流体的平均流速 (m/s)； μ = 流体的动力黏性系数 (kg/(m·s)=Pa s)； ρ = 流体密度 (kg/m3)； ks = 管壁的粗糙度* (m)。 *因为能量损失与管壁侧的剪切应力有关，管壁的特性具有很大的影响。相对较光滑的管壁与粗糙 的管壁对流体的相互作用是完全不同的。 将这些变量代入D Arcy-Weisbach公式（通常指D Arcy公式），得到公式10.2.1。公式中还有一个无 量纲参数，为摩擦系数，它和管道绝对粗糙度、流体的密度、速度和粘度以及管道口径有关。 描述与流体密度、速度和黏度以及管道口径有关的参数叫做雷诺数，以雷诺（1842－1912）命名， 他在1883年首先给出了计算流体中能量损失的科学方法。 D Arcy公式 (公式10.2.1):
10.2.4
蒸汽和冷凝水系统手册
第10章 蒸汽分配
Velocity ( m s ) =
Velocity ( m s ) = 流速 ((m/s) Velocity m s )= = Velocity
Volume flowrate ( m³ s ) Cross sectional area ( m² )
图10.2.1 红色标记带，重级，小于4m的管道
图10.2.2 蓝色标记带，中级，长度4~7m之间的管道
管道材质
蒸汽系统的管道通常采用符合ANSI B 16.9 A106标准的碳钢管。冷凝水管道也可使用相同材质的管 道，尽管在有些行业也会使用铜管。 对于高温的过热蒸汽主管，为了增强管道在高温下的应力和柔性强度，会包含某些合金成分，如铬和 钼。 一般，每段管道的长度为6m。
Re =
式中： Re = ρ = u = D = μ = 雷诺数； 水的密度 水的流速 管道口径 水的动力黏度 (15℃)
ρµ uD Re = ρ u D µ Re = µ
ρ uD
公式10.2.6
= 1 000 kg/m3； = 0.71 m/s； = 0.15 m； = 1.138 x 10-3 kg/m s (见蒸汽表)。
蒸汽和冷凝水系统手册
10.2.5
(D)
第10章 蒸汽分配 ����� ����� ����� ����� ����� �����
�����
0.15m = 0.0003
管道和管道选型 章节10.2
Relative roughness
���� ����� ����� ����� ����� �����
表10.2.1 管道标准和实际内径的比较
在英国，如果不是法兰连接而是螺纹连接的管道按照BS 1387标准（钢管和其它用于BS21管螺纹标 准的管材）。通常以“蓝色带”和“红色带”作为参考，这也是管道等级确认标志。不同的颜色代表了特 定的管道等级。 红色带，表示重级，常用于蒸汽管道。 蓝色带，表示中级，通常用于空气分配管道，有时也用于低压蒸气系统。 颜色标记带大约50mm宽，在管道上的位置也可表明管道的长度。短于4m的管道只有一个在管道末端 的颜色带标记，4~7m长的管道在两端附近都有—颜色标记。
第10章 蒸汽分配
管道和管道选型
章节10.2
10.2
管道和管道选型
蒸汽和冷凝水系统手册
10.2.1
第10章 蒸汽分配
管道和管道选型
章节10.2
管道和管道选型
标准和管道壁厚
目前世界上有很多的管道标准，但全球接受的标准来源于美国石油研究所(API)，管道按表示管壁厚度 系列的号码来分类。 这些表示管壁厚度系列的号码与管道的压力等级有关。这些管标号根据管道的压力等级分为11个系列， 从最低的5至10、20、30、40、60、80、100、120、140和160。对公称口径小于150mm(6in)的管道，管 标号40(有时也称为”标准重量”)是管道重量最轻的管标号，常用于蒸汽系统。 不管管标号大小，一旦管道口径确定，它们的外径都相同（不含制造公差）。随着管标号的增加，管 道壁厚也随之增大，而实际的内径减小。例如： 管标号40公称口径100mm管道的外径为114.30mm，管道壁厚是6.02mm，因此内径102.26mm。 管标号80公称口径100mm管道的外径为114.30mm，管道壁厚是8.56mm，因此内径97.18mm。 只有40和80管标号覆盖了从15mm（1/2in）到600mm的所有公称口径，也是蒸汽系统中最常用的管 道管标号。 本章节考虑的是BS 1600标准中管标号为40的管道。 BS 1600标准给出了表示管壁厚度系列的管标号表，其中公称口径和壁厚的单位是毫米。表10.2.1比较 了不同管标号下不同公称口径管道的实际内径。 在欧洲大陆，管道是按照DIN标准制造的，DIN 2448标准见表10.2.1。 管道公称通径 (mm) 15 20 25 32 40 50 管标号 40 154.1 内径 (mm) 146.4 管标号 80 13.8 18.9 24.3 32.5 38.1 49.2 59.0 73.7 97.2 15.8 21.0 26.6 35.1 40.9 52.5 65 62.7 80 77.9 100 102.3 150
管道和管道选型
章节10.2
45 m³ h x 4 流速 = Velocity 45 m³ h x 4 3 600 Velocity = Velocity = 0.71 ms sh x π x 0.15² 3 600 s h x π x 0.15²
本质上，摩擦系数取决于流体的雷诺数(Re)和管道内壁的相对粗糙度(k s/d)，前者可从公式10.2.6得 出，后者从公式10.2.7得出。 雷诺数(Re) 流速 = 0.71 m s Velocity Velocity = 0.71 m s
10.2.2
蒸汽和冷凝水系统手册
第10章 蒸汽分配
管道和管道选型
章节10.2
管道选型
任何流体输送系统的目的都是在正确的压力下把流体输送至使用点。因此随之而来的一个重要的因素 就是经过输送系统的压力降。 液体 第4章流量计中讨论了伯努利定理（Daniel Bernoulli 1700-1782）。在此基础上，D Arcy（D Arcy Thompson 1860-1948）指出流体要产生流动，在点1的能量必须比点2的能量多（见图10.2.3）。能量之 差用来克服管道和流动流体之间的摩擦阻力。 hf h1 h2
10.2.6
蒸汽和冷凝水系统手册
相对粗糙度Ks/D
����� ������
第10章 蒸汽分配
管道和管道选型
章节10.2
按USA / AUS Moody表（图10.2.5） 其中： kS /D = 0.000 3
��� ���� ���� ���� ����
� �� � � � � �
Re = 93 585
hf = 4 f L u² 2gD
式中： hf = 由于摩擦阻力引起的压头损失（m）； f L u = 摩擦系数（无量纲）； = 长度（m）； = 流速（m/s）；
公式10.2.1
蒸汽和冷凝水系统手册
10.2.3
第10章 蒸汽分配
管道和管道选型
章节10.2
g
= 重力常数 (9.81 m/s2)；