设计要点和数据的优化方案

1.管道布置

空气管道可以铺设在地面以上或以下，但应尽可能设于地上。

铺设在地面以下的管道尽可能放在地沟内，当管径及其长度不大时可考虑埋入泥土中，但管道表面应涂以沥青或其他防锈漆。埋入泥土中的管道不承受地面负荷时，埋入深度（管壁距地表面）可小于300mm，当承受负荷时应酌情增大埋入深度。

使用预热器的炉子应考虑设置旁通管道，并在空气分配管末端的最高点装设带有阀门的放散管，被放散的管内气体直接排入车间。放散管出口标高不低于3m，其直径按表8-5采用。

当车间炉子数量很多、分布距离很远时，则不宜采用全车间集中供风的方案，一般当总供风量大于15000～25000m³/h时，应考虑全车间分组供风的方案。

热制度不同的炉子，或供风压力悬殊的炉子，不适于集中供风。

以煤气为燃料的炉子，在炉前空气管道上应设置防爆片。为确保可能发生的煤气空气混合物在管道内被引燃爆炸而限制其生成压力在100～450kPa范围内时，单位管道容积的泄压面积相应要不小于0.06～0.01m²/m³。

单位管道容积的泄压面积称泄压面积比a（m²/m³），用式（8-7）表示。

a=A/V_g （8-7）

式中 A——在规定爆炸压力下应有的泄压面积（m²）；

V_g——管道容积（m³）。

爆炸压力与泄压面积比的关系值见表8-10。

表8-10 爆炸压力与泄压面积比的关系值

防爆片应垂直安装并尽可能置于空气管道端头的堵板（盲板）处。管道容积大时，可分散布置几个防爆片，防爆片的直径应与管道公称通径相一致，面对防爆片的外侧要加保护网，且在一定距离内不设置有安全要求的设施。防爆片在安装之前要作十字划痕，十字交点要通过圆心，划痕深度为厚度的20%～30%。

防爆片厚度按式（8-8）计算。

式中 δ——防爆片厚度（mm）；

p——设计中确定的爆炸压力（Pa）；

D——防爆片直径（mm），如D值大于管道公称通径，则取两个或两个以上防爆片；(www.xing528.com)

σ——工作温度下防爆片爆炸强度（Pa），σ=εσ₀；

σ₀——常温下爆炸强度（Pa），见表8-11；

ε——温度系数（表8-11）。

表8-11 一些材料的爆炸强度和温度系数

例题 炉前空气管道公称通径D=450mm，管道容积V_g=3.5m³，空气温度200℃，防爆片温度约100℃，爆炸压力确定为p=180kPa，选用纯铝作防爆片，求防爆片直径D和厚度δ。

解　由表8-10，爆炸压力为180kPa时，泄压面积比为0.04，得泄压面积A=3.5×0.04m²=0.14m²，防爆片直径，取D=450mm。

查表8-11，铝板爆炸强度σ₀=0.8×10⁸Pa，温度系数ε=0.9，工作温度下的爆炸强度σ=εσ₀=（0.9×0.8×10⁸）Pa=0.72×10⁸Pa。

选用铝板厚度δ=0.5mm，划痕深度0.18mm。

2.计算流速

空气管道的计算流速按表8-1有关数据选用。等直径的总管并列分出若干分流支管，而支管上无任何节流装置（如扩散式、大气式烧嘴，二次风管，流量孔板等）时，分流管内的空气流速应为总管内流速的2～3倍。

3.阀门选用

炉前空气管道，包括风机出口用以调节流量及启闭空气流路时，一般采用蝶阀。单纯用作启闭流路时，可采用插板阀。蝶阀的外漏密封性较好，内漏密封性较差；插板阀的内、外漏密封性均较差。

4.管道支架间距

空气管道的支架间距按表8-6、表8-7选用。在总管或分流管上安装阀门时，阀门位置应尽量靠近支架，并注意阀门开启手柄的方向位置不受任何阻碍以保证阀门能正常操作。

5.阻力计算

管道阻力的计算公式见式（8-3）、式（8-4），但需将式中煤气密度ρ_m换为空气密度ρ_k=1.293kg/m³及煤气温度t换为空气温度。

常温（25℃）下的空气管道局部阻力及摩擦阻力查图8-9。该图的编制条件为：空气温度25℃，摩擦阻力系数λ=0.024。