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碳钢无缝化弯头的布置方向如何处理及应用

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最后更新: 2017-04-19 15:35
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公司基本资料信息






详细说明

各工况下分离器出口浓淡侧风速分布情况,可见不管碳钢无缝化弯头的布置方向如何,浓侧的风速均大于淡侧,这与试验结果是吻合的。其中以工况3即弯头分离与挡块分离同向,弯头角度为45°时浓侧风速最高,超过了工况4弯头角度为90°的工况。据分析尽管90°弯头的离心作用超过45°弯头,弯头出口风速的最大值位置也更靠近弯头外壁,但由于浓淡分离器挡块对面弯曲板的存在,偏向淡侧的后弯曲板使部分高速气流转向淡侧所致。工况5对应现场实际情况,与工况3相比,工况5由于弯头出口与浓淡分离器入口有0.82D的距离,浓淡侧的风速偏差有所降低,而浓淡侧风速均衡对于保护淡侧喷口安全非常重要。现场试验工况5浓淡侧速度偏差为5。lm/s,数值模拟结果为6m/s。数值计算时颗粒粒径按R-R分布,平均粒径取为SO}m,煤粉均匀性指数n取为1.1.在拉格朗日坐标系中跟踪了各颗粒的运动轨迹。作为示例,出了各工况下带有不同结构前置弯头的浓淡分离器内的50m颗粒运动轨迹。可见对于弯头分离与挡块分离方向相反的工况1,2,采用按来流均匀条件设计能获得良好分离效果的浓淡分离器失效,大量煤粉进入隔板附近的淡侧。而对于碳钢无缝弯头分离与挡块分离方向相同的工况3,4,煤粉浓淡分离效果良好,两种分离效果的叠加使煤粉浓度最高点出现在浓侧远离隔板位置,而且该处煤粉浓度很高。出了不同工况下分离器出口浓度分布,该结果通过对17600条颗粒轨迹统计获得,弯头对浓淡分离器分离效果的重要影响。
由于无缝化碳钢弯头和分离器分离方向相反而导致浓淡分离效果差的问题,可采用升高挡块高度的方法提高分离效果。试验获得的在来流均匀条件下该浓淡分离器分离效果随挡块高度的变化曲线。图7则示出了挡块相对高度h=HlL由工况1的0.3增加到0.38后50m颗粒的运动轨迹,可见升高挡块高度后,弯头造成的分离器浓淡比下降问题已完全消除。
弯头在直埋供热管道得到了普遍的应用
随着集中供热规模的不断扩大,大口径、高压力的直埋供热管道得到了普遍的应用,管径尺寸已经达到DN1400.但是国内没有针对大口径直埋管道明确的受力计算方法标准,尤其弯头,沿用DN500以下规程的设计理论,将其简化为一个点,仍采用弹性抗弯铰解析法进行应力计算,工程中大量设置固定墩和补偿器来保护弯头。本文通过对大口径直埋供热弯头的力学研究,在复杂的力的作用下,对位移、应力的精确计算,可以达到减少固定墩和补偿器的使用数量,减小工程造价,加快施工速度,增强管网的可靠性之目的。本文针对大口径直埋供热弯头,做了以下几个方面的工作:
1、无缝化弯头对大口径直埋供热管道进行全面的受力分析:考虑管道以及介质本身的重量、地下水位的浮力、管顶覆土重力、地面交通载荷以及堆积载荷的作用,对大口径直埋供热管道的垂直荷载进行了理论分析,选择出更接近实际的管道受力计算公式。
2、简要介绍了碳钢弯头加工工艺,加工过程中弯头存在的缺陷:如壁厚不均、截面椭圆化。这些必然影响到弯头应力大小和应力分布情况,为有限元建立模型提供了理论依据。
3、进一步分析了国内DN500以下直埋技术规程关于弯头的应力计算方法,通过大量计算和对计算结果的分析表明,管网设计压力、埋深、循环工作温差、碳钢无缝弯头的曲率半径和转角大小对直埋供热水平、竖向转角管段弯头的承载能力有不同程度的影响,其中循环工作温差、弯头的曲率半径禾转角管段的折角的影响最为明显。对国外规范关于弯头的施工处理,以及疲劳寿命验算,进行了简单的介绍,这些作为有限元数值计算的理论依据。为有限元模型载荷施加、参数的选择,提供了理论依据。
4、利用有限元软件,对理想无缝弯头、不等壁厚弯头、椭圆化弯头等,在内压荷载、位移荷载(温度荷载)等作用下进行了数值模拟。从模拟结果中,得出了各种影响因素对弯头最大当量应力的定量影响关系。利用曲线拟合方法,拟合出理想弯头的最大当量应力和内压荷载、位移荷载的关系式。以此为依据,通过弯头不等壁厚和椭圆化情况的修正,就能通过简单计算得到实际弯头的精确地数值计算结果。
5、最后通过工程实例,证明简化公式的合理性。现有DN500以下直埋技术规程继续应用于大口径直埋供热弯头的疲劳强度验算,过于保守,不能充分发挥出弯头的潜力。
河北喜利得管道设备有限公司(http://www.hbxilide.com)精心设计、精益制造、碳钢无缝化弯头无缝国标法兰无缝大小头国标碳钢封头无缝三通、,赢得了国内外用户的认可和良好的社会信誉。
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