蒸汽管网设计培训

二、产品特点
壁厚选择：
二、产品特点
2.2 弯头
蒸汽管网设计常用的弯头为无缝热压弯头(等径)，生产执行标准为 《钢制对焊无缝管件》GB/T12459-2005； 无缝弯头规格由DN15~DN800； 蒸汽管网设计常用大口径弯头为直缝弯头，生产执行标准为 《钢板制对焊管件》GB/T13401-2005； 直缝弯头的规格由DN150~DN1200 等径弯头分为90°、45°的长半径弯头和短半径弯头，其标示方式分 别为 90E(L)、45E(L)、90E(S)、45E(S)； 例如：90E(L)-600-ScH40
二、产品特点
2.3 三通、大小头
三通包括异径三通和等径三通，其中GB/T12459-2005生产标准最大口 径可以做到DN800，分支管径一般为主管径的一半再小一号的规格，例如主 管径为DN800，三通分支管最小只能做到DN350；GB/T13401-2005生产标准 最大口径可以做到DN1200，三通分支管最小做到DN550(DN600)。 大小头即异径管，包括同心异径管和偏心异径管，输送介质为蒸汽时 宜选用底平偏心异径管；输送介质为水时，宜选用顶平偏心异径管。 从实际生产角度考虑，对于直埋保温管，异径管均应选择同心异径管 ，合理设置疏水管和放气管。 大小头的设计选型参考GB/T12459及GB/T13401。
二、产品特点
轴向波纹补偿器： 1）轴向内压波纹补偿器
轴向内压波纹补偿器，波纹受挤压而轴向长度减小来补偿热膨胀，优 点是结构相对简单，造价较低，缺点是容易失稳，轴向刚度大，补偿 量相对较小。
二、产品特点
2）轴向外压波纹补偿器
轴向外压波纹补偿器，波纹受拉伸而轴向长度增加来补偿热膨胀，缺 点是结构相对复杂，波纹直径较大，造价较高，优点是稳定性好，轴 向刚度相对较小，补偿量相对较大。 波纹补偿器有一个共同的缺点就是有盲板力的存在。
5）外观，白色偏暗，厚度40mm~60mm；
6）应用形式，通常作为高温设备管道的内层保温材料，用以降低界 面温度。
二、产品特点
2.6 保温材料
2、超细玻璃棉：
1）导热系数，Tm=25℃时λ=0.032W/m· K，Tm=70℃时λ=0.38W/m· K； 2）常用密度，ρ=38~50kg/m3，通常采用48kg/m3；
二、产品特点
波纹补偿器设计选型： 当选用波纹补偿器是，应选择轴向外压波纹补偿器，波纹材质应选 择304L不锈钢，接管材质应与直管道材质相同，设计压力宜比管道设计 压力高一个压力等级。 设计选型时，需要注明管径、补偿量、波纹材质和设计压力。
二、产品特点
4）旋转补偿器： 旋转补偿器是一种新型的管道补偿器，其通过同轴的两个钢制圆筒 的同轴转动来吸收热膨胀，并通过密封填料和法兰盘来对其进行密封， 结构简单，补偿量大，并且没有盲板力，运行安全维护简单方便，实际 应用的效果非常好。 旋转角度，短臂长度，布置形式是旋转补偿器设计的三个重点。
二、产品特点
2.6 保温材料
3、纳米绝热保温毡（二氧化硅气凝胶）：
1）导热系数，Tm=25℃时λ≤0.018W/m·K，Tm=350℃时λ=0.03W/m· K ；
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2）常用密度，ρ=200±2kg/m3；
3）吸水率，憎水型较好，吸水率＜0.01%； 4）使用温度，最高耐温约650℃，推荐使用温度≤400℃； 5）外观，白色，厚度3mm、6mm、10mm； 6）应用形式，多蒸汽直埋保温管道的内层保温材料，或者对空间要 求极高的管道保温结构设计。
二、产品特点
2.6 保温材料
4、硬质聚氨酯泡沫
1）导热系数，Tm=25℃时λ≤0.0275W/m·K，Tm=70℃时λ=0.034W/m· K ；
2）常用密度，ρ=60±2kg/m3、抗压强度P≥0.3MPa；
3）闭孔率，憎水型较好，闭孔率≥88%； 4）使用温度，最高耐温120℃，推荐使用温度≤110℃； 5）外观，淡黄色，发泡成型，厚度不宜小于20mm； 6）应用形式，高温热水管网和空调水管网的保温和架空成品蒸汽保 温管的外层保温材料。
计量间内管道设备布置时，应根据计量表等设备的要求合理布置， 尽可能根据用户现场实际情况减小计量间的尺寸。
二、产品特点
2.6 保温材料
1、硅酸铝针刺毯：
1）导热系数，Tm=70℃时λ=0.056W/m· K，Tm=500℃时λ=0.056W/m· K ；
2）常用密度，ρ=100~130kg/m3；
3）渣球含量，粒径≤0.21mm，含量≤15%； 4）使用温度，最高耐温约1200℃，推荐使用温度700~800℃；
二、产品特点
蝶阀：结构简单、节省材料、节省安装空间、开关迅速省力、流体阻 力小，可用于切断和节流，但密封性相对较差，安装有方向和方位要 求等缺点。
二、产品特点
蒸汽管网设计通常选择焊接连接且无盘根的截止阀或者闸阀，其中口 径大于等于DN50的选用闸阀，口径小于DN50的选用截止阀，若选用蝶 阀，应选用偏心硬质密封蝶阀。 球阀密封性能好，体积较小，可做到较大口径，但使用温度不宜超过 150℃，故常用于高温热水管网的关断阀。
二、产品特点
2.4 阀门
蒸汽管网常用的阀门有闸阀、截止阀和蝶阀。 闸阀：流体阻力小、启闭省力、可双向流动、全开时密封面不易 冲刷损失、密封性好等优点。 但有阀杆高度较高、阀体 体大且较重、占用空间大 等缺点。
二、产品特点
截止阀：开启高度小、制造简易、维修方便、耐用等优点，但有阀体 长度交闸阀长、流体阻力大、长期运行密封可靠性不强等缺点。
二、产品特点
工作管设计选型： 1）当设计P≤2.5MPa t≤300℃的蒸汽管道时，工作管应选择Q235B的双面 埋弧焊螺旋焊缝钢管，生产执行标准GB/T9711-2011； 2）当设计2.5MPa＜P≤5.9MPa 300℃＜t≤425℃的蒸汽管道时，工作管应 选择20号钢的无缝钢管；生产执行标准GB/T8163-2008； 3）当管径≤DN200时，均应选择20号钢的无缝钢管，生产执行标准 GB/T8163-2008； 4）外套钢管无缝钢管生产执行标准为GB/T8163-2008，螺旋钢管生产执行 标准为SY/T5037-2000。
二、产品特点
2.1 直管
对于工作管 从生产工艺要求的角度：当管径≤DN200时，钢管应选择无缝钢管； 当管径≥DN250时，钢管一般选择双面埋弧焊螺旋焊缝钢管。 从材质使用条件的角度：1）Q235A材质适用于P≤1.6MPa t≤150℃； 2）Q235B材质适用于P≤2.5MPa t≤300℃；3）20号钢材质适用于 P≤5.9MPa t≤425℃；4）Q345材质适用于P≤5.9MPa t≤450℃。 对于外套管 当管径≤DN200时，钢管应选择无缝钢管； 当管径≥DN250时，钢管应选择双面埋弧焊螺旋焊缝钢管。
一、管网系统
1.2 热网系统与项目关系
热网系统（供热）是热电联厂项目重要组成部分，是当前火力发电项 目审核审批必须的构成环节。 热网系统（供热）是天然气分布式能源项目必须的重要组成部分，是 分布式能源项目区域供热、供冷介质的输送核心。
热力专项规划、热网可行性研究报告、热网项目建议书（技术方案） ◆热负荷及水力计算 ◆管网系统设计 ◆投资估算及技经分析 ◆结论及建议
二、产品特点
弯头还包括长半径异径弯头、长半径180°弯头和短半径180°弯头， 详见GB/T12459及GB/T13401； 弯头壁厚的选择： 1）弯头壁厚通常要求比所连接的直管道壁厚厚至少1mm； 2）弯头壁厚要求必须正偏差； 3）无缝弯头还可以用ScH STD 和XS壁厚等级进行表示，其中： ScH =(P/[σ])×1000，即设计压力与设计温度下材料基本需用应力 的比值乘以1000，经圆整后的数值，带S的表号为不锈钢管； STD为标准壁厚等级系列； XS、XXS为加厚壁厚系列等级，详见GB/T12459-2005附录B 表B.1。
二、产品特点
5）减温减压装置即减压阀门和喷水减温泵及管路阀门系统，是当 送达用户的介质温度和压力均超过用户接受的要求时进行设置的，一般 靠近热源的低温低压用户需要设置。
6）计量仪表（计量间）的布置根据用户的要求和实际情况进行， 计量仪表的选型有自控专业进行选型，计量间的管道设备布置应由热动 专业负责完成。
二、产品特点
直管选择注意事项： 1）当设计管径≥DN600，设计温度＞300℃时，管道不宜选择20号钢的无缝 钢管，应选择20号钢或Q345的双面埋弧焊螺旋焊缝钢管； 2）城镇供热行业相关规范适用条件均为： GB2 蒸汽介质：P≤1.6MPa t≤350℃； 热水介质：P≤2.5MPa t≤200℃； 当设计参数超过此范围时，设计必须遵循相应符合要求规范，如： 《工业金属管道设计规范》 GB 50316-2000(2008版)； 《压力管道 工业管道规范》GB/T 20801-2006. GC2 3)外套钢管宜选择双面埋弧螺旋焊缝钢管。 4)双面埋弧螺旋焊缝钢管生产执行标准GB/T9711-2011与SY/T5037-2000最 大的区别在于螺旋焊缝的无损检测，即GB/T9711-2011要求所有焊缝 100%X射线检测，SY/T5037-2000要求焊缝按比例抽检。
主要内容
一、管网系统
二、产品特点 三、设计重点 四、主要工具
五、习题
一、管网系统
1.1 基本系统组成
热网系统是连接热源与终端热用户的热介质输配系统。 热网系统包括直管道（工作管及外套管）、弯头、三通、大小头、阀 门、补偿器、计量仪表、减温减压装置等。 热网附属系统包括管道支架（滑动、导向、固定）、支墩（滑动、导 向、固定） 、疏水装置、波纹隔断、排潮管、保温结构、防腐、桁架、套 管（顶管）、悬索桥、斜拉索桥等。
3）纤维直径，d≤5μm，（通常要求≯5.5μm）；
4）使用温度，最高耐温约420℃，推荐使用温度≤350℃； 5）外观，淡黄色，厚度30mm~50mm。
6）应用形式，用于各种形式的热网管道的保温层。
注意：国内超细玻璃棉质量最好最稳定、规模最大的厂家为美国欧文斯科宁品牌，当前热 网玻璃棉名称为“热网专用高温玻璃棉”，价格约为400~500元/m3。
二、产品特点
高温热水管网采用的大曲率半径弯头通常采用热煨弯弯管，材质通常 为20号钢，生产执行标准为《油气输送用钢制感应加热弯管》SY/T52572012。 热水管网弯头曲率半径通常为R=3D R=4D R=6D等。 设计选型： 当管径≤DN800时，蒸汽管到弯头选用20号钢无缝弯头，生产执行 标准为GB/T12459-2005； 当管径≥DN900时，蒸汽管道弯头选用20号钢直缝弯头，生产执行 标准为GB/T13401-2005；
二、产品特点
2.5 补偿器
蒸汽热网常用的补偿器有波纹补偿器、旋转补偿器、大拉杆补偿器等。 蒸汽直埋管网常用的波纹补偿器为轴向型波纹补偿器，轴向型波纹补 偿器又分为轴向内压波纹补偿器和轴向外压波纹补偿器。 蒸汽架空管网可能用到的波纹补偿器为横向大拉杆波纹补偿器。
旋转补偿器是目前蒸汽管网上应用最多最广泛的一种补偿器，应用于 架空管网较为普遍，在直埋管网中的应用逐渐增多。 球形补偿器在空间条件相对紧张处应用。
注意：根据《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》 CJJ104-2013的规定，双层保温结构设计 时，外层保温材料的设计使用温度应为最高使用温度的0.8倍。
二、产品特点
2.6 保温材料
5、微孔硅酸钙瓦块
1）导热系数，Tm=70℃时λ≤0.06W/m·K； 2）常用密度，ρ=200±10kg/m3；
3）抗压强度，≥0.4MPa；
4）使用温度，最高耐温650℃，推荐使用温度≤550℃； 5）外观，硅酸钙材料浇筑而成，厚度与口径大小有关； 6）应用于要求采用硬质保温材料的保温管和成品架空保温管道设计
三、设计重点
3.1 设计输入
进行蒸汽管网设计，必须具有足够的资料才能开展相应的设计，具 体需要有的资料如下：
1、热负荷资料，即热用户需要的介质参数，如温度、压力、流量等，是 热网设计的前提基础资料，客户直接指定管径的需要核算是否满足温度 压力要求，至少核算100%设计流量和50%设计流量的工况； 2、工程勘察资料，要开展设计工作必须要获得项目所在区域的地形图、 地下管线现状物探图和地质勘察资料,如果是配套道路同步实施的热网项 目； 3、政府文件，如规划路由或规划红线，作为管道定位的主要依据； 4、客户要求，如计量方式、集控方式或特定材料的选用等； 5、了解现场，设计人员应当对管道路由应全程实地踏勘，充分了解。
蒸汽热网系统设计培训文件上海科华热力管道有限公司技术部二一六年二月上海科华热力管道有限公司技术部二一六年二月主要内容一管网系统二产品特点三设计重点四主要工具五习题一管网系统11基本系统组成热网系统是连接热源与终端热用户的热介质输配系统
蒸汽热网系统设计培训文件
上海科华热力管道有限公司 技术部 二〇一六年二月