论直埋蒸汽管道的设计
直埋热水管道和直埋蒸汽管道设计理论浅析
管道 由内压和持续外 载产生的应力属于一次应
力 ,它 是 为 了满 足 静 力 平 衡 条 件 而 产 生 的 。 当 应力 强度 达 到 甚 至 超 过屈 服 极 限 时 , 由于 材 料 进 入 屈服 或静 力平 衡条 件 得 不 到 满 足 ,管 道 将
产 生过 大 变形 甚 至破 坏 。一 次 应 力 的特 点 是 变 形 为非 自限性 的 ,对 应 力 验 算 应 采 用 弹性 分 析
管道 直 埋 敷设 近 年来 也 得 到 了长 足 的 发 展 。经
过多年的探索 ,现 已出现理想 的预制直埋式 耐 高温复合保 温管,并探索 出一 整套 科学的 、实
用 的蒸 汽 管 道 直 埋 敷 设 设 计 方法 和节 点 处 理 技 术措 施 。直 埋热 水 管 道 和直 埋 蒸汽 管 道 在设 计 、
pie n p l e;s r s ac l to i te sc u a i n;t e ma n u a i n s r c u e l h r l i s l to t t r u
1 慨
述
施工要 求上 均有很 大不 同 。本 文从 两种 管道 的应 力验算 、保 温结构 等方 面进 行分 析 和 比较 。
直埋 热水 管 道 和 直埋 蒸 汽 管 道 的应 力 验 算 均 采用 应 力 分类 法 … 1。应 力 分 类 法 的 主要 特 点 是将 管 道上 的应 力 分 为 一 次 应 力 、二 次 应 力 和 峰值 应 力 三 类 ,并 采 用 相 应 的 应 力 验 算 条 件 。
和配套 ,并已有相应 的技 术规程做指导。蒸 汽
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冶 金 矿 山 设 计 与 建 设
1 4
M ea mi ed so n 翻 ‘ tl n eLn a d O 皤由 l
论直埋蒸汽管道的设计
论直埋蒸汽管道的设计论直埋蒸汽管道的设计目前在我国,直埋蒸汽管道技术已越来越多地得到应用,尽管如此,该项技术仍不成熟,在国内还处于起步阶段,国家还没有制定专门的、统一的技术规范。
笔者近几年就直埋蒸汽管道的生产及应用在国内外作了多次调研,并先后作了天津市利顺德饭店及小白楼蒸汽管道直埋工程的设计,通过调研及工程实践,对直埋蒸汽管道技术有了逐步深入的认识。
国内一些蒸汽管道直埋的技术论文在介绍蒸汽直埋保温管道的结构时,将其结构类型划分为两大类:一类是滑动界面在工作钢管与保温材料之间的复合保温结构;另一类是滑动界面在管道滑动支座与钢外套管内壁之间的“钢管沟”结构。
笔者所做的上述两项工程均采用的是复合保温结构的预制保温管,这里结合工程实践单就这一类型的直埋蒸汽管道的工程设计谈一谈笔者的认识、体会。
1、直埋蒸汽管道设计的基本原则:1.1、直埋蒸汽管道与直埋热水管道的设计方法有着根本的区别1.1.1、因管网运行参数不同而造成的区别:直埋蒸汽管道所输送的均为高温蒸汽介质,因其温度高,所以设计方法不同于直埋热水管道。
首先,按照我国国家建设部颁布的《城市直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98的规定,直埋热力管道的直管段的当量应力变化范围应满足下式:σj=(1-V)σt-aE(t2-t1)3σ[σ]式中:σj-内压、热胀应力的当量应力变化范围(MPa);v-钢材的泊松系数;a-钢材的线膨胀系数(m/m.℃);E-钢材的弹性模量(MPa);t1-管道工作循环最高温度(℃);t2-管道工作循环最低温度(℃);σt-管道内压引起的环向应力(MPa)[σ]-钢材在计算温度下的基本许用应力(MPa)。
按照上式,若循环最低温度按停运时的10℃计算,则管道循环最高温度t1允许达到150℃,而按照我市第一热电厂所供蒸汽温度-296℃计算,显然不能满足上式。
因此,直埋蒸汽管道的设计不能象直埋热水管道那样允许有锚固段存在,直埋蒸汽管道的设计必须使整个管系的热应力释放掉,即管道必须能产生热位移。
论蒸汽管道直埋技术
论蒸汽管道直埋技术蒸汽管道直埋技术是一种将蒸汽管道直接埋入地下的施工工艺,它广泛应用于城市供热、工业生产和发电等领域。
直埋技术能够有效地保护管道、提高管道的安全性和稳定性,同时也可以减少对地面空间的占用,降低施工成本,提高能源利用效率。
本文将详细介绍蒸汽管道直埋技术的施工原理、应用优势、施工注意事项和发展趋势,以期为相关领域的工程师和技术人员提供参考。
一、蒸汽管道直埋技术的施工原理蒸汽管道直埋技术是指将蒸汽输送管道埋入地下,通过地下埋设管道的方式进行热能传递。
蒸汽管道直埋技术的施工原理主要包括以下几个方面:1. 地下埋设管道的方式:直埋技术主要采用明挖和无顶洞法施工,即在地面上开挖管沟或者在地下挖掘无顶洞,然后将管道沟或者无顶洞埋设蒸汽管道,最后再进行管道回填和路面恢复。
2. 管道材料的选择:直埋技术中所使用的管道材料一般为高温、高压、耐腐蚀的金属管道,如钢管、合金管等,以确保管道在地下环境中能够稳定运行。
3. 控制地下渗透水的技术:为了保护地下管道不受渗水侵蚀,需要通过防渗材料、排水系统等手段进行管道周围渗水的控制和排除。
二、蒸汽管道直埋技术的应用优势蒸汽管道直埋技术相比于地面架空敷设管道有着多方面的应用优势:1. 提高管道的安全性和稳定性:地下埋设的管道不易受外界环境和人为破坏,能够有效地提高管道的使用寿命和稳定性。
2. 减少对地面空间的占用:直埋技术可以有效地减少管道对地面空间的占用,降低城市美观度受到的影响。
3. 降低施工成本:地下埋设的管道无需设置管道支架等辅助设施,可以显著降低施工成本。
4. 提高能源利用效率:蒸汽管道直埋技术可以减少管道传热损失,提高管道的传热效率,从而提高能源利用效率。
三、蒸汽管道直埋技术的施工注意事项蒸汽管道直埋技术的施工需要注意以下几个方面的问题:1. 地下管道的环境适应性:管道埋设地带的地下环境包括土壤特性、地下水信息、气象环境、人文环境等,需进行分析,采用相应的管道材料和施工工艺。
论蒸汽管道直埋技术
论蒸汽管道直埋技术
蒸汽管道直埋技术是将蒸汽管道埋入地下,形成一条不断延伸的管道网络,是一种高效、节能、环保的管道敷设方式。
在这种敷设方式下,管道可以穿过建筑物、道路、铁路、河流、湖泊等地形障碍,具有占地少、造价低、维修方便等优点。
该技术的操作步骤通常是先挖出管道的坑穴,然后将管道放入坑穴中,进行固定和保
温处理。
直埋蒸汽管道具备以下特点:
1. 占地面积小
蒸汽管道直埋在地下,不需要大面积地开挖,不仅可以节省土地资源,还能避免城市
建设中的大量开挖施工带来的噪音、尘土等污染,保障城市环境质量。
2. 系统性强
蒸汽管道直埋在地下,可以将各个节点建立成一个系统,不仅使得管道布局更加合理,整个系统对应着现代化城市的布局结构,同时便于管理、控制,保证系统规划和技术更新
及时进行。
3. 安全可靠
采用蒸汽管道直埋技术,由于管道处于地下,可以有效避免因道路拓宽、改建、电线
散布等因素造成的破坏和损伤,同时避免了地震、闪电等不可预知的灾害,保证了安全可
靠的运行。
4. 环保节能
采用蒸汽管道直埋技术,由于管道埋在地下,可以减少室外的热能散失,从而减少了
能源的消耗,保证了环保节能。
在垂直穿越障碍物时,可以采用预制法或横向穿越法,对
环境影响更小。
5. 维护费用低
蒸汽管道直埋在地下,可以有效减少管道老化和腐蚀等现象,从而减少了管道的维护
和保养费用,也避免了频繁检修对城市交通和建筑物生产、生活带来的影响。
总的来说,蒸汽管道直埋技术是一种科学、高效、经济、环保的管道敷设模式,具有
明显的优越性和广泛的应用前景。
两例高温蒸汽管道直埋敷设的经验与教训(精)
两例高温蒸汽管道直埋敷设的经验与教训背景介绍高温蒸汽管道是工业生产中常用的管道,用于将高温蒸汽从锅炉输送到不同的工艺设备中。
直埋敷设是一种常见的管道敷设方式,它可以节省人工和材料成本,但需要对敷设工艺进行仔细规划和施工。
本文将分享两例高温蒸汽管道直埋敷设的经验与教训,帮助读者更好地掌握这种敷设方式的要点。
例一:高温蒸汽管道直埋敷设的成功案例工程背景某化工厂需要将高温蒸汽输送到远处的反应釜,为了避免长距离的输送损失和维护成本,他们决定采用直埋敷设的方式。
管道材料是A335 P9合金钢,管径为DN150,压力为2.5MPa,温度为350℃。
经过方案设计和施工策划,他们开始了管道敷设工作。
经验1.土方开挖要符合规范对于直埋敷设的管道,土方开挖是十分关键的一步,必须要符合规范。
首先需要确定地下的管线位置和深度,避免损害其他管线或地下设施。
其次,要按照标准开挖土坑,并将污泥及时清理干净,否则可能会影响管道的承载能力和使用寿命。
2.管道铺设要平整管道的铺设要保证平整,特别是在弯曲处,需要进行必要的调整和矫正。
如果管道是用多段拼接而成的,要求每个接头必须符合标准,防止发生泄漏问题。
此外,安装支架时一定要注意支架的位置和数量,防止管道发生偏移、变形等问题。
3.管道保温要到位管道的保温是直接关系到管道输送高温蒸汽的效率和节能效果的。
在施工过程中要严格按照标准做好保温层的选择和施工,确保管道的温度损失不超过规定的范围。
4.管道试压要认真管道直埋敷设完成后,需要进行严格的试压工作,确保管道在正常工作压力下不会发生漏气和爆裂。
试压过程中,需要对每个管道段进行逐一检查和排除问题,保证管道的质量和安全。
例二:高温蒸汽管道直埋敷设的教训工程背景某石化厂为了提高生产效率,需要新建一条高温蒸汽管道,用于输送高温蒸汽至不同的工艺设备。
管道材料为A335 P11合金钢,管径为DN200,压力为3.0MPa,温度为400℃。
由于选择的施工队伍经验较少,施工质量不符合预期,存在一些问题。
论蒸汽管道直埋技术
论蒸汽管道直埋技术一、概念蒸汽管道直埋技术是指将蒸汽管道直接埋设在地下的一种敷设方式。
通过该技术,可以将蒸汽管道埋设在地下,避免了对地表的占用,同时可以保护管道不受外界环境的影响。
这种敷设方式需要考虑地下土壤的性质、管道的材质和保护措施等因素,以确保蒸汽管道的安全运行。
二、特点1.节约空间:采用蒸汽管道直埋技术可以充分利用地下空间,避免占用地表空间,减少了对环境的影响。
2.降低敷设成本:与地表敷设相比,直埋敷设可以减少管道的支架、绝缘、保温等辅助设施,降低了敷设成本。
3.保护管道安全:地下埋设能够避免管道受到外部环境的损害,从而保护管道的安全运行。
4.美化环境:直埋敷设可以提升地表的美观度,减少了地表的设备和设施,有利于城市环境的美化。
三、施工工艺1.方案设计:在蒸汽管道直埋敷设之前,需要进行详细的方案设计,包括敷设路径、地质勘察、管道材质选择、保护措施等内容。
2.挖掘开挖:根据设计方案,进行土地开挖工作,开挖出适当的管道埋设空间。
3.管道敷设:将蒸汽管道逐段敷设在地下空间,采用焊接等方式连接管道段。
4.保护措施:对敷设完毕的管道进行保护,包括防腐处理、绝缘、保温等措施。
5.填埋封闭:敷设完毕后,对开挖的土地进行填埋封闭,恢复地表原貌。
四、优缺点1. 优点:(1)环境保护:直埋敷设能够减少对地表的占用,有利于环境保护;(2)安全性高:地下敷设保护管道不受外界环境的影响,提高了管道的安全性;(3)美化环境:相比地表敷设,直埋敷设有利于提升地表的美观度,有利于城市环境的美化。
2. 缺点:(1)施工难度大:直埋敷设的施工难度较大,需要考虑地下土壤的性质、管道的材质和保护措施等多方面因素;(2)维护困难:一旦地下管道出现故障或者需要维护,将会面临维护困难的问题;(3)长期投资:虽然直埋敷设可以降低敷设成本,但是需要长期的维护和管理,会增加后期的投资成本。
五、应用前景蒸汽管道直埋技术在城市燃气、供热等领域具有广泛的应用前景。
对预制保温直埋蒸汽管道研究与发展的看法
对预制保温直埋蒸汽管道研究与发展的看法预制保温直埋蒸汽管道是一种采用地面敷设的直埋蒸汽管道,其具有良好的保温性能,能够抵御低温环境下的热损失。
随着石油、气体和化工以及其他工业工艺在区域和全球范围内的迅速发展,以及由于温度变化造成的土壤污染和环境恶化,预制保温直埋蒸汽管道研究与发展取得了较大的进展。
首先,预制保温直埋蒸汽管道结构的优化与改进是进行预制保温直埋蒸汽管道研究的一个重要方面。
通过对九州热流料、穿孔止回阀、止回板和止回封头等部件的结构优化,提高了止回正常运行的可靠性,大大缩短了安装时间。
此外,开发出了一种新型的低流动阻力蒸汽管道,可有效降低管道内部汽蚀造成的能耗浪费,节能效果显著。
其次,预制保温直埋蒸汽管道的材料使用也是研究的重点。
一方面,材料中加入了改性剂,使管道具有优良的抗腐蚀性,能够有效的抵抗重型机械的磨损,这在生产过程中非常重要。
另一方面,使用新型的材料制作出具有较强抗波性能的蒸汽管道,可以提高在高温、低温和机械震动等苛刻条件下管道的使用寿命。
此外,还可以采用多层预制施工方式进行施工,以减少管道施工时周边土壤的冲刷,保护危害有限的地表建筑和景观,节省揭土施工和养护成本,极大的提升了施工的效率。
总结而言,预制保温直埋蒸汽管道的研究、开发和利用,已经取得了一定的进展,解决了传统蒸汽管道施工工作量大、效率低的问题,整个管道的抗腐蚀性能也更加的优良,真正实现了绿色技术的发展和应用。
然而,由于预制保温直埋蒸汽管道在设计时各个组件之间仍然存在着距离问题、安装方式没有得到有效的优化、以及部分施工细节设计未能达到质量标准等,仍有许多不完善之处。
今后,将继续加大研究资金投入,通过技术不断完善,以便真正突破技术瓶颈,推动预制保温直埋蒸汽管道的发展。
蒸汽管网直埋管道施工方案
蒸汽管网直埋管道施工方案
蒸汽管网直埋管道施工方案包括以下几个步骤:
1. 前期准备工作:确定工程范围和管道走向,进行地质勘察和测量,制定施工方案。
2. 管道铺设:根据方案,在地面上开挖出足够宽度和深度的沟槽,清理沟槽内的杂物和土壤,使用适当的材料进行沟底处理。
然后,在沟槽底部安装管道支架或垫砂层,并逐段将管道铺设到沟槽中。
3. 管道连接:在管道的连接处,使用合适的连接件(如法兰、螺纹连接等)将管道连接起来。
确保连接处的严密性和可靠性,必要时进行测试。
4. 管道保护:在管道铺设完成后,进行管道的保护工作。
可以采用各种方法,如灌注砂浆、防腐涂层等,保护管道免受外界环境的侵蚀。
5. 管道维护:定期进行管道维护,包括清理管道内部的杂物,检查管道的漏损情况,修复破损部位等。
在施工中要遵守相关的安全规范,如穿戴合适的安全防护设备、避免违规操作等,确保工程施工的安全性和质量。
此外,还要合理安排施工进度,协调好各个施工环节之间的配合,确保施工工期的顺利进行。
结合工程谈高温直埋蒸汽管道设计
r
度管道 的热伸长量 ,2 6 9 ℃的蒸汽管道 比
10 5 ℃的热水管道大一倍多 。 由于受补偿器 补偿能 力的限制 ,直埋蒸汽管道 固定墩的 间距 比直埋热水 管道要小得多。
【 】 o 式中:
o
一
.
化 范 围( a; MP )
直埋蒸汽管道的设计思路
综上 所 述 ,直 埋蒸 汽管 道 不能 采用 直 埋热 水管 道 的设 计方 法 , 因此我 们 对 直埋蒸汽管道设计的基本构思借鉴 了地沟 与架空 管 道的设 计 方法 ,同时 又特 别 明 确 了它与地沟或架空管道的设计方法也存 在 着 区 别。主 要的 区 别是直 埋 蒸汽 管道 的保温 结构 对管道热 膨胀 及管道补偿方式 的影 响及限制。此外 ,地 沟及架空管道两 固定点之间的最大长度是 由管 道失稳 条件 决定的 ,它与管径的大小及补偿器的补偿 能力有关 ,而直埋蒸汽管道两固定点之 间 的最大长度在受补偿器补偿能力的限制的 同时也受管道保温结构的约束。例如 ,由 于保温结构对直管段及弯头的径向位移 空 间的限制 ,使得直埋蒸汽管道不能像地沟 或架空管道那样可以利用管网的实际路 由 走 向选择不 同形式的补偿 器,直埋蒸汽管 道的补偿 器只能采用轴向型的 , 自然补偿 管 段也 只能设计得较短 。而直埋蒸汽管道 的强度验算和地沟或架空敷设 的设计方法 是 一致 的,即采 用弹性分析 的方法 ,工程 实践证 明这种设 计方法是可靠的 。
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中国科技信息 20 年 第 5 08 期
直埋蒸汽管道在设计中注意事项
直埋蒸汽管道在设计中注意事项蒸汽直埋管道在全国应用的范围越来越广,要使工程正常运行,减少投资,以最经济的的设计,选定处理方案,使工程简便化,保证质量,设计是关键。
一、补偿器、节点、端点的设计1.设计时,施工图要在选定工艺后,与制作单位结合后再设计出图,这样可以减少施工安装时很多麻烦及不必要的设计变更,造成误工及扯皮现象,因为现场施工安装时有很多难以想像的问题。
2.在满足膨胀系数及推力允许的范围内,墩距越长越好,应以钢管的定尺长度的系数+补偿器长+固定墩长为最佳。
3.补偿器。
要选择不带预拉伸固定螺丝为好,不然限制补口时间,大部分施工现场的条件都很复杂,一旦固定墩固定不好,预拉伸螺丝就不能割去,补口就无法进行,只有待固定墩连接后,才能补口,因不能及时补口回填恢复,会造成雨后水泡、扰民。
4.固定墩选用内固定加外固定辅助为最好。
其优点:可以减少土方及混凝土量,适用于城市地理条件窄、不易大面积开挖的地段。
5.蒸汽直埋最难解决的是补口、节点、端点部位处理,也是最易进水的部位,一旦处理不好,工程就会遭到整体失败,所以设计时应尽量减少其数量。
二、保温结构的选择保温结构的优劣是决定管道运行成本、用户能否满负荷用汽和供热半径大小的关键。
设计计算以最经济的保温厚度作计算依据,尽量减少投资成本,略加相应的保险系数即可,不易过以保守。
1保温结构及材料的选定多年的实践证明,选用多阻式复合保温结构为最佳,一般为:2.隔热层。
材料选用有机硬质保温材料,微孔硅酸钙瓦块。
此材料的主要优点:耐温适中,强度高,导热系数偏低,在内滑动结构中,容易形成一个通行地沟,使工作钢管能自由伸缩,外滑动结构中易与工作钢管捆为一体,能和工作管同步运动,滑动支架紧固在其外层,容易紧固,少加冷桥处理,长时间运行不易脱落。
其缺点:由于制作工艺问题,每层一般要3——6块瓦块组合成,瓦块长度按国际标准仅610mm长,这样,每1km管道要有4——7km缝隙,加之瓦块属硬对硬,不易挤严,扣瓦抹缝都是人工,工作量太大,很难全部抹严,一旦有一点缝隙,高压发泡时,聚氨酯泡沫就会顺着缝挤进去。
高温直埋蒸汽管道设计
刍议高温直埋蒸汽管道设计摘要:本文针对高温直埋蒸汽管道设计展开探讨,希望对工程施工有所贡献。
关键词:高温直埋;蒸汽管道;设计abstract: this paper discusses buried steam pipe designed for high temperature, to contribute to the construction.keywords: high temperature direct burial; steam pipes; design中图分类号:d922.66 文献标识码:a文章编号:2095-2104(2012)前言:在当前的城市规划建设中,高温蒸汽管道直埋比架空敷设或地沟埋置具有更多优点,例如施工周期较短、土建与建材费用得以大量减少、较低的造价成本、良好的保温效果、低度的热损耗、较长的使用寿命和相对低廉的维护费用等等,为社会带来多方面的效益,因而高温蒸汽管道直埋敷设作业在工程建设中得到广泛应用。
笔者结合实际,将在文中针对高温直埋蒸汽管道设计展开探讨,希望对同行有所帮助。
1.高温蒸汽管道直埋的设计思路高温蒸汽管道直埋与热水管道直埋均具有明显优越性,但两者在管道保温结构和管网运行参数方面有明显差异。
与热水管道直埋设计不同,在直埋蒸汽管道设计中,其管系整体的热应力必须得到有效释放,即必须产生有效的热位移;同时,就温差数值的比较来讲,高温蒸汽管道远远高于热水管道,且随着温度的升高,其钢材线膨胀系数也随之有一定程度的增大,因此在长度相同的情况下,与130℃的热水管道相比,300℃高温蒸汽管道的热伸长量为前者的一倍还要多。
同时限于补偿器的补偿能力差异,与直埋热水管相比,直埋蒸汽管道固定墩的间距要小得多;而在保温结构方面,直埋蒸汽水管道具有较大的补偿量,工作钢管与保温材料外壳间不再是一个整体,而需要成为脱开式的管中管运动。
因而直埋热水管道的设计理念和方法对于高温蒸汽管道直埋设计并不适用。
论蒸汽管道直埋技术
论蒸汽管道直埋技术蒸汽管道直埋技术是一种将蒸汽管道埋设在地下的工程技术。
该技术经过多次实践证明,已被广泛应用于各类蒸汽输送工程中,并具有多种优点。
本文将详细介绍蒸汽管道直埋技术的相关知识。
蒸汽管道直埋技术是一种将蒸汽管道直接埋入地下的工程技术。
其主要原理是将蒸汽管道在地下以一定的深度直接铺设,以保证蒸汽管道不受外界环境干扰,降低热损失并提高安全性。
这种技术是在保证蒸汽供应的前提下,减少热损失和环保排放的好方法。
(1)节能:通过将蒸汽管道直接埋入地下,可以显著降低蒸汽流失,减少能源损耗,提高能源利用效率。
在管道运输过程中,由于管壁与空气接触面积减少,导致热损失降低,从而达到节能目的。
(2)安全:蒸汽管道直接埋入地下,不仅可以避免蒸汽泄漏引发的事故,而且能够减少路面施工所带来的交通安全隐患。
管线埋深较大,目前已有计算公式,在设计阶段就能根据规范要求进行合理的埋深安排。
(3)经济适用:在管道建设和维护成本上,蒸汽管道直埋技术相比于其他的工程技术,更具有优势。
考虑到地下管道在保护管线的同时,对于占地面积的要求较小,对于复杂的地形条件和树木生长等因素造成的地上管道工程成本高昂问题,蒸汽管道直埋技术能够节约建设、维护和占用土地的成本。
(4)环保:蒸汽管道直埋技术不仅可以减少热损失,而且还能减少对空气的污染,达到环保的标准。
与传统的工程技术相比,可以减少能源消耗和热量排放,从而减轻环境负荷,实现可持续发展。
3、蒸汽管道直埋的施工和管理(1)施工方法:蒸汽管道直埋通常采用开挖方式或无挖(非开挖)方式两种方法实现。
开挖方法可以避免因为土质不同引起的承载力不足,而无挖方式可以减少对路面、建筑物的破坏,采用不同的施工方法可以保证管道的施工质量和安全性。
(3)管道监测:为了保证蒸汽管道的安全性和稳定性,应对管道进行安全监管。
监测一般包括管道压力测试、衬里厚度测试、管道内部检查等方式,目的是及时发现管道破损、泄露等安全隐患,采取有效措施进行修复。
论蒸汽管道直埋技术
论蒸汽管道直埋技术蒸汽管道直埋技术是指将蒸汽管道埋入地下进行传输和输送的一种技术。
它不仅可以有效地节省空间,减少对地面的占用,还能降低管道的维护和运营成本。
本文将从技术原理、优势和应用前景等方面对蒸汽管道直埋技术进行论述。
蒸汽管道直埋技术主要通过将蒸汽管道埋入地下,以达到保温隔热、减少能量损失和保护管道的目的。
其技术原理可以简单描述为:在地下开挖一条适当的沟槽,然后将蒸汽管道放入并固定,最后进行填埋和恢复地面。
在埋设过程中,可以采用保温层、防腐层等材料对管道进行包裹和保护,以提高管道的耐久性和运行效率。
蒸汽管道直埋技术具有许多优势。
它可以有效地节省空间。
相比于地面敷设的管道,直埋技术能够充分利用地下空间,减少地面的占用,并使整个管道系统更为紧凑。
直埋技术可以降低管道的维护和运营成本。
埋设在地下的管道不易受到外界环境和天气等因素的影响,减少管道的磨损和损坏风险,降低了日常维护和修复的工作量和费用。
直埋技术还能够提高管道的安全性和可靠性。
蒸汽管道直埋后,可以通过地下埋设和防腐保温等措施,有效地防止管道在运输中出现泄露、爆裂等安全隐患,保障操作人员和周围环境的安全。
蒸汽管道直埋技术还能够提高管道的传输效率。
埋设在地下的管道可以减少能量的散失,降低传输过程中的热量损耗,节约能源并提高蒸汽的传输效率。
蒸汽管道直埋技术在实际应用中具有广泛的前景。
它可以被广泛应用于城市热力供应系统。
城市生活热水、采暖和工业生产中需要大量的热能,通过直埋技术将蒸汽管道连接到各个热能用户,可以有效地满足需求,并提高能源利用效率。
蒸汽管道直埋技术还可以被应用于工业用蒸汽输送领域。
工业生产过程中,蒸汽用于加热、加工和驱动等工作,直埋技术能够有效地将蒸汽输送到不同的生产线和设备中,提高系统的整体效率和可靠性。
蒸汽管道直埋技术还可以应用于地下矿井和远程能源输送等领域,为各种工业应用提供便利和支持。
蒸汽管道直埋技术是一种高效、节能、安全的管道传输和输送技术。
略论直埋蒸汽管道的技术
略论直 埋蒸 汽 管道 的技 术
冯 爱 亮
( 苏省 淮安市 江 230) 2 0 2
摘
要: 本文从保温结构 的选择 、 管道 节点的处理 、 管道焊接 、 管道材料选择等方 面, 论述了在直埋蒸汽 管道相关技术 问题. 并提 出了
图 5 稳压泵 出水管的连接方式
器等应拆 除, 冲洗工作结束后应及时复位 。
() 洗 应 分 段进 行 , 室 外 , 室 内 ; 地 下 , 2冲 先 后 先 后地 上 ; 内 室
部分 的冲 洗 应 按配 水干 管 、 水 管 、 水 支 管 的顺 序 进 行 。 配 配
() 洗 的 水 流 速 度 不 宜 小 于 3 /, 应 连 续 进 行 , 出 口 3冲 ms 并 当 处 水 的颜 色 、 明度 与 入 口处 基 本 一 致 时 , 洗 方 可 结 束 。 透 冲
公 司 自 2 0 敷 设 第 一 条外 护 钢 管 直 埋 蒸 汽 管 道 至 今 . 工 程 0 6年 在 中针 对 不 同 的地 质 情 况 及 设 计 条 件 采 用 了 多种 结 构 型 式 的 直 埋 蒸 汽 管 道 在 工 程 建 设 中 总结 了一 些 经 验 。 并
率也不一样应 根据具体情况选择合适的保温结构。地下水位 高
目前 直 埋蒸 汽 管 道根 据 其 保温 结 构 的不 同可 分 为 以下 4 : 类 () 作 钢 管 + 1工 软质 保 温 层 + 护 钢 管 + 外 防腐 层 : () 作 钢 管 + 质 绝 热 层 + 护 钢 管+ 氨 酯 保 温 层 + 绕 2工 软 外 聚 缠
玻 璃 钢 夹 克:
37 施 工 中闭式 喷头 的保 护 .
直埋蒸汽管道热补偿设计分析
直埋蒸汽管道热补偿设计分析摘要:直埋蒸汽管道因具有施工进度快、保温性能好、工程造价低、节约建筑材料等优点而得到了越来越广泛的应用。
本文依据《城镇直埋供热蒸汽管道技术规程》,并结合工程实例对直埋蒸汽管道的设计进行分析。
关键词:直埋管道;热补偿;固定架;推力一、直埋蒸汽管道技术发展概况蒸汽管道由于输送的介质温度高,管道热位移大,不能采用热水管道的保温材料和保温结构形式进行直埋。
在热水管道直埋技术发展的基础上,国内厂商研发出了适合高温蒸汽管道直埋敷设的保温材料和保温结构形式,并已大量应用到实际工程中。
二、直埋蒸汽管道热补偿设计2.1 直埋蒸汽管道热补偿器直埋蒸汽管道的热补偿形式和架空管道的热补偿形式基本相同。
直埋管道的走向和布置首先应考虑管道本身的自然补偿,当自然补偿不能满足要求时,再用补偿器补偿。
由于受到保温结构的限制,管网直段一般采用直埋式轴向型补偿器。
补偿器和工作管一样,采用外套管全封闭形式。
通常轴向型波纹补偿器都布置在固定架旁边以防止轴向失稳。
当弯头处采取自然补偿的方式时,要求弯头及其两侧一定长度的管道有足够的轴向位移及径向位移空间。
2.2 直埋管系的补偿分段原则用固定支架把管系分成若干管段,每个管段的伸缩由这个管段内的补偿器来吸收,称为分段补偿。
(1)较长直管段分段原则由于管道埋在土中,它的伸缩受到泥土的阻力,阻力的大小与分段的长短有关。
分段越长受到的阻力越大。
在某个长度下,阻力在管截面上产生的应力达到材料的许用应力时,这个长度称为最大安装长度。
一般的分段原则是:每段相对泥土可伸缩的管段长度≤最大安装长度最大安装长度参考表:(2)对于有分支和拐弯的关管道分段原则对于直埋管道,分支管、弯管有整体横向位移时,必然受到很大的泥土阻力,当其超过材料承受能力会造成破坏。
所以一般在分支管和拐弯处设置固定支架,不让其移动。
如果不能固定,需采取相应的缓冲措施,保护三通和弯头。
三、工程实例计算现以我院承担设计的某直埋蒸汽管道为例进行分析、计算。
供热直埋蒸汽管道施工方案
供热直埋蒸汽管道施工方案(一)管道布置与敷设1、管道布置(1)直埋蒸汽管道的布置应符合国家现行标准《城市热力网设计规范》CJJ34的有关规定。
(2)直埋蒸汽管道与其他设施的水平或垂直最小净距。
当不能满足表中的净距或其他设施有特殊要求时,应采取有效保护措施。
(3)直埋蒸汽管道与其他地下管线交叉时,直埋蒸汽管道的管路附件距交叉部位的水平净距宜大于3m。
(4)直埋蒸汽管道的最小覆盖深度应符合表3.1.4的规定。
当不符合要求时,应采取相应的技术措施对管道进行保护。
2、敷设方式(1)直埋蒸汽管道宜敷设在各类地下管道的最上部。
(2)直埋蒸汽管道的工作管,必须采用有补偿的敷设方式。
(3)直埋蒸汽管道敷设的坡度不宜小于0.2%。
(4)两个固定支座之间的直埋蒸汽管道,不宜有折角。
(5)管道由地下转至地上时,外护管必须一同引出地面,其外护管距地面的高度不宜小于0.5m,并应设防水帽和采取隔热措施。
(6)直埋蒸汽管道与地沟敷设的管道连接时,应采取防止地沟向直埋蒸汽管道保温层渗水的措施。
(7)当地基软硬不一致时,应对地基作过渡处理。
(8)在地下水位较高的地区,必须作浮力计算。
当不能保证直埋蒸汽管道稳定时,应增加埋设深度或采取相应的技术措施。
(9)直埋蒸汽管道穿越河底时,管道应敷设在河床的硬质土层上或作地基处理。
覆土深度应根据浮力、水流冲刷情况和管道稳定条件确定。
3、管路附件及设施(1)阀门的选择及安装应符合下列规定:①直埋蒸汽管道使用的阀门宜选用焊接连接,且无盘根的截止阀或闸阀,若选用蝶阀时,应选用偏心硬质密封蝶阀;②所选阀门公称压力应比管道设计压力高一个等级;③阀门必须进行保温,其外表面温度不得大于60℃,并应做好防水和防腐处理。
④井室内阀门与管道连接处的管道保温端部应采取防水密封措施。
(2)直埋蒸汽管道必须设置排潮管。
(3)排潮管应设置于外护管位移较小处。
其出口可引入专用井室内,井室内应有可靠的排水措施。
(4)排潮管如引出地面,开口应下弯,且弯顶距地面高度不宜小于0.25mm,并应采取防倒灌措施。
直埋蒸汽管道设计相关问题探讨
直埋蒸汽管道设计相关问题探讨摘要:目前直埋蒸汽管道在我国城镇集中供热管网中已得到大量应用。
设计及施工技术日渐成熟,各地在工程实践中积累了丰富的经验。
本文首先分析了直埋蒸汽管道的发展已布置情况,并就“钢套钢”蒸汽管道附件设计进行了重点阐述。
关键词:直埋蒸汽管道;钢套钢;设计abstract: at present, directly buried steam pipeline in our country urban concentration has been widely applied in heating network. design and construction technology maturity, all around has accumulated rich experience in engineering practice. this paper firstly analyzes the development of directly buried steam pipeline is arranged, and elaborated on the “steel “steam pipeline accessories design.key words: directly buried steam pipeline steel; design; 中图分类号:tu2一、直埋蒸汽管道技术发展迅速原因分析目前,我国直埋蒸汽管道市场需求愈来愈大,而且有迅猛发展之势。
这种局面的出现,主要由以下原因促成:1.1我国推广“集中供热”、“热电联产”、“三联供”等节能、环保政策的需要;1.2现代文明城镇建设的加速和对节能、环保的高要求;1.3国家为了提高人民生活质量水平,供热范围由严寒的“三北”地区(即华北、东北、西北)向广阔的冬寒夏热的“过渡地区”扩展的需求。
二、蒸汽管道的布置和补偿2.1蒸汽管道的布置。
浅谈蒸汽管道直埋技术
浅谈蒸汽管道直埋技术作者:段祥斌来源:《科技与创新》2014年第07期摘要:随着经济的飞速发展,我国蒸汽管道直埋技术水平在不断的提高,在城市热网中逐步取代了传统的架空敷设方式。
介绍了蒸汽管道直埋技术的发展概况,对三种不同的保温结构形式进行了比较,分析了蒸汽直埋管道的热补偿,有助于在生产实践中进一步完善蒸汽管道直埋技术。
关键词:蒸汽管道;架空敷设;直埋技术;热补偿中图分类号:TU995.2 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)07-0038-021 蒸汽管道直埋技术发展概况早在20世纪30年代,国外已经开始对供热管道直埋技术进行研究,并将其应用于生产、生活中。
早期由于受技术和材料的限制,该技术仅适用于地下水位低、土质干燥、无腐蚀等地区。
后来,随着高分子有机合成材料技术的发展,北欧等地区的发达国家采用聚氨酯塑料发泡作为保温材料,并以高密度聚乙烯管作为外护壳,研制出预制直埋保温管,使供热管道直埋技术有了重大的突破。
20世纪80年代初,我国在一些城市的热网工程中首次采用了从北欧国家引进的直埋保温管,对供热管道进行直埋敷设。
经过30多年的发展,我国目前在改建、扩建和新建等热水管网工程中大多采用直埋敷设方式,经济效益明显得到了提升。
蒸汽管道由于输送介质温度较高、管道热位移大、热应变受力情况复杂,普通供热管道直埋技术已经无法满足蒸汽直埋管道的结构要求。
从20世纪90年代初,我国就开始研制适合高温蒸汽管道直埋敷设的保温材料和保温结构形式,并将其运用到施工中。
由于缺乏理论依据和实践经验,且蒸汽管道直埋技术较为复杂,再加上我国该项技术起步晚、发展慢,保温结构形式在实践中有许多问题有待改进和完善。
2 保温结构形式目前蒸汽管道直埋敷设的保温结构形式一般可归纳为三种,即内滑动外固定、内滑动内固定和外滑动内固定。
2.1 内滑动外固定所谓“内滑动”就是工作钢管与保温结构是分离的,工作钢管受蒸汽高温影响,产生热膨胀并发生位移,而保温结构层与外套管成为一体,不产生运动。
浅议蒸汽管道直埋敷设中的几个要点
浅议蒸汽管道直埋敷设中的几个要点根据目前高温蒸汽直埋管道在城市集中供热的应用情况,文中阐述分析了高温蒸汽直埋管道的结构形式、保温结构、排潮管的作用及疏水器的安装要点。
标签:高温蒸汽直埋管道保温结构外保护结构经过多年的发展,热水管道直埋敷设技术在我国已得到广泛的应用,其经济性、安全性已被实践证明直埋敷设技术已趋于成熟。
但近年来,因我国大气污染日趋严重,人们要求保护环境、净化空气的呼声日益高涨,而造成此种现象的主要原因是城市中小燃煤锅炉排放的粉尘及有害气体所致。
目前,我国正逐步取缔城市中的燃煤中小锅炉,大力提倡发展集中供热。
随着我国国民经济的发展,人民生活水平的不断提高,人们对环境及城市景观要求越来越高的情况下,已逐步在城市热网中取代传统的蒸汽管道架空敷设方式而采用高温蒸汽管道直埋敷设方式。
蒸汽管道直埋同热水管道直埋原理相同,与地沟敷设和架空敷设这两种方式相比具有多方面的社会与经济优势。
如:占地少、市容美观性增强;施工方便快捷、节约工期、减少建材用量和土建费用;社会环境效益好、工程造价低、保温效果好、热损耗低,节约能源、使用寿命长、维护费用低等特点。
但蒸汽管道直埋技术比热水管道直埋敷设技术难度较大,有待于进一步完善。
1 高温蒸汽直埋管道的结构形式高温蒸汽管道的直埋敷设技术,目前国家尚无出台相应规范。
近年来,经过我国广大工程技术人员在工程施工过程中不断摸索和实践,从直埋蒸汽管道的基础理论和基本构造研究,在实践中开发出来了不同结构、性能各异的直埋管道产品,如:塑套钢、钢套钢、钢塑复合;内固定、外固定、内外固定;内滑动、外滑动、导管滑动等;而目前比较成熟的技术可归纳为以下三种形式:1.1 内滑动外固定。
即工作钢管与保温结构脱开,工作钢管受热膨胀时,钢管运动,发生位移而保温结构层与外套管成一整体结构,不发生运动。
1.2 内滑动内固定。
即固定端处将工作钢管固定在外套管上,不用钢筋混凝土结构固定。
1.3 外滑动内固定。
集中供热管网中直埋蒸汽管道的设计
集中供热管网中直埋蒸汽管道的设计发布时间:2021-04-15T09:41:15.707Z 来源:《基层建设》2020年第32期作者:刘培[导读] 摘要:在城市化进程不断深入的背景下,市政道路、供暖以及供电等基础设施不断完善,提升了民众生产生活的方便度,特别是在生活质量不断提升的背景下,市政供暖的覆盖率逐渐提升。
南京苏夏设计集团股份有限公司江苏南京 210000 摘要:在城市化进程不断深入的背景下,市政道路、供暖以及供电等基础设施不断完善,提升了民众生产生活的方便度,特别是在生活质量不断提升的背景下,市政供暖的覆盖率逐渐提升。
对此,本文将对集中供热管网中直埋蒸汽管道的设计进行探析,旨在通过明晰集中供热管网中直埋蒸汽管道设计的原则与基本点,促进集中供热管网中直埋蒸汽管道设计质量的提升。
关键词:集中供热;供热管网;直埋蒸汽管道;管道设计一、集中供热管网中直埋蒸汽管道设计的原则在传统的蒸汽管道敷设中,架空与地沟的方式使用率更高,但是,在整体环境要求不断提升的背景下,传统蒸汽管道敷设的局限性逐渐显露而出,直埋蒸汽管道以其施工快、损耗少以及市容影响小等优势快速进入人们视野。
设计原则作为集中供热管网中直埋蒸汽管道设计基本导向,设计人员在采用设计直埋蒸汽管道的过程中,应当把握以下几点原则:一是热力释放,相较于直埋热水管道而言,直埋蒸汽管道介质压力更大、温度更高,使得直埋热水管道与直埋蒸汽管道设计存在一定差异,设计人员在设计直埋蒸汽管道的过程中,应当避免出现锚固段的情况,若直埋蒸汽管道出现锚固段,则会使该管道钢材许用应力难以承受管道轴向应力,进而出现管道破坏的情况,对此,在设计直埋蒸汽管道的过程中,设计人员应当着重考量管道热应力的释放,为管道安全运行提供基础保障;二是地下环境,设计人员在设计直埋蒸汽管道的过程中,还应当对地下环境的数据进行收集,并结合介质情况选择适当的防腐材料与保温材料,以降低直埋管道被侵蚀的可能性,此外,设计人员还应当考虑地下水与地表水的影响力,结合实际情况对直埋蒸汽管道进行防水、保温以及密封处理,以达到降低直埋蒸汽管道侵蚀损耗的可能性。
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论直埋蒸汽管道的设计黄鸾何方渝[天津市热电设计院] 2003-07-07目前在我国,直埋蒸汽管道技术已越来越多地得到应用,尽管如此,该项技术仍不成熟,在国内还处于起步阶段,国家还没有制定专门的、统一的技术规范。
笔者近几年就直埋蒸汽管道的生产及应用在国内外作了多次调研,并先后作了天津市利顺德饭店及小白楼蒸汽管道直埋工程的设计,通过调研及工程实践,对直埋蒸汽管道技术有了逐步深入的认识。
国内一些蒸汽管道直埋的技术论文在介绍蒸汽直埋保温管道的结构时,将其结构类型划分为两大类:一类是滑动界面在工作钢管与保温材料之间的复合保温结构;另一类是滑动界面在管道滑动支座与钢外套管内壁之间的“钢管沟”结构。
笔者所做的上述两项工程均采用的是复合保温结构的预制保温管,这里结合工程实践单就这一类型的直埋蒸汽管道的工程设计谈一谈笔者的认识、体会。
1、直埋蒸汽管道设计的基本原则:1.1、直埋蒸汽管道与直埋热水管道的设计方法有着根本的区别1.1.1、因管网运行参数不同而造成的区别:直埋蒸汽管道所输送的均为高温蒸汽介质,因其温度高,所以设计方法不同于直埋热水管道。
首先,按照我国国家建设部颁布的《城市直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98的规定,直埋热力管道的直管段的当量应力变化范围应满足下式:σj=(1-V)σt-aE(t2-t1)3σ[σ]式中:σj - 内压、热胀应力的当量应力变化范围(MPa);v - 钢材的泊松系数;a -钢材的线膨胀系数(m/m.℃);E - 钢材的弹性模量(MPa);t1 - 管道工作循环最高温度(℃);t2 - 管道工作循环最低温度(℃);σt - 管道内压引起的环向应力(MPa)[σ] - 钢材在计算温度下的基本许用应力(MPa)。
按照上式,若循环最低温度按停运时的10℃计算,则管道循环最高温度t1允许达到150℃,而按照我市第一热电厂所供蒸汽温度-296℃计算,显然不能满足上式。
因此,直埋蒸汽管道的设计不能象直埋热水管道那样允许有锚固段存在,直埋蒸汽管道的设计必须使整个管系的热应力释放掉,即管道必须能产生热位移。
此外,由于高温蒸汽管道的计算温差远远大于热水管道的计算温差,并且钢材的线膨胀系数也随温度升高而有所增大,因此相同长度管道的热伸长量,296℃的蒸汽管道比150℃的热水管道大一倍多。
由于受补偿器补偿能力的限制,直埋蒸汽管道固定墩的间距比直埋热水管道要小得多。
1.1.2 因管道保温结构不同而形成的区别:众所周知,直埋热水管道使用的是“三位一体”的预制保温管,即聚氨脂保温层紧密地粘结在工作钢管的外表面。
但由于聚氨脂的耐热温度最高为140℃,因此直埋蒸汽管道只能做成包裹式的复合保温结构,即必须使用耐高温的保温材料,这种包裹式的结构使得工作钢管与保温层必然是脱开的,仅此一点区别就决定了直埋蒸汽管道不能按照直埋热水管道的设计方法进行设计。
1.2、直埋蒸汽管道的设计思路:综上所述直埋蒸汽管道不能采用直埋热水管道的设计方法,因此我们对直埋蒸汽管道设计的基本构思借鉴了地沟与架空管道的设计方法,同时又特别明确了它与地沟或架空管道的设计方法也存在着区别。
主要的区别是直埋蒸汽管道的保温结构对管道热膨胀及管道补偿方式的影响及限制。
此外,地沟及架空管道两固定点之间的最大长度是由管道失稳条件决定的,它与管径的大小及补偿器的补偿能力有关,而直埋蒸汽管道两固定点之间的最大长度在受补偿器补偿能力的限制的同时也受管道保温结构的约束。
例如,由于保温结构对直管段及弯头的径向位移空间的限制,使得直埋蒸汽管道不能象地沟或架空管道那样可以利用管网的实际路由走向选择不同形式的补偿器,直埋蒸汽管道的补偿器只能采用轴向型的,自然补偿管段也只能设计得较短。
而直埋蒸汽管道的强度验算和地沟或架空敷设的设计方法是一致的,即采用弹性分析的方法,工程实践证明这种设计方法是可靠的。
2、合理地选择预制复合保温管道是直埋蒸汽管道工程设计的关键:当我们做一项工程设计时,首先要根据工程的实际情况合理选择复合保温管,确认它的保温结构、材料及其性能能满足设计参数及工程特性的要求,并根据管网的布置状况向生产厂家明确提出管系及特殊管件的具体要求。
直埋蒸汽管道对管道的保温材料及保温结构的基本要求是,保温材料本身的性能优良,具有较强的憎水性,并且在特殊环境(如高温)下其自身特性变化不大;保温管道的整体结构要具有足够的机械强度;外保护套要有可靠的防腐能力和承内压、外载能力。
此外,直埋蒸汽管道还应满足以下要求:2.1、管道在保温层内能够充分地滑动管道在工作时因温度的变化会出现热胀冷缩,在直管段上产生轴向位移,在弯头及其附近会有轴向位移和径向位称同时产生。
为了保证管系热应力的充分释放同时减小管道对固定墩的推力,要求管道与保温层之间的滑动摩擦系数要低。
现生产厂家多采用在管道与保温层之间设减阻层的方法,效果好的可将摩擦系数减小到0.3以下。
当弯头处采取自然补偿的方式时,要求弯头及其两侧一定长度的管道要有足够的轴向位移及径向位移的空间。
2.2、要保证管道保温结构本身和周围土壤的温度场的要求由于直埋蒸汽管道的介质温度高,如不有效地控制保温结构各环节的温度,就会造成保温管道的保温层、外防护层的破坏,严重时可导致管网全线破坏。
例如复合预制保温管的低温保温层一般都采用聚氨脂,其最高适用温度是140℃,如果该界面温度超过140℃并长期运行,就会造成聚氨脂碳化、强度减弱、保温失效。
此外,管道外表面温度升高时,对其混凝土固定墩、管道周围的电缆、上、下水管等都会造成影响甚至破坏。
因此设计直埋蒸汽管道时,一定要对管道的整体及局部的温度控制(向保温管生产厂)提出明确要求。
2.3、要具有排潮装置保温管在工厂生产、运输及安装过程中不可避免地含有或吸收一些潮气甚至少量水分,这些潮气或水分在管道运行时经管内蒸汽加热就会形成蒸汽,如不及时迅速地排除出去,就会使保温层间的温度、压力升高,甚至破坏保温结构。
2.4 要有可靠的外防护层目前,国内使用的复合预制保温管的外保护套有三种材料,即聚乙烯、玻璃钢、钢。
玻璃钢材料现在国家还没有制定统一的技术标准,质量不易保证;采用聚乙烯外套则管件与管道的 (外套)接口不好处理,如固定节与管道、补偿器与管道的接口处,这些接口如处理不好,运行过程中地下水就会渗入管道保温层并形成蒸汽,严重时会导致管网全线报废;钢外套虽然严密但工程造价高,并且外防腐如果处理不好就不能保证管网的使用寿命,同时由于钢外套本身温度应力的作用,管道的固定墩比聚乙烯外套的预制保温管大很多。
综上所述,我们在进行设计时,要根据工程的具体情况进行分析比较,确定使用哪种外防护套,并根据外防护套的材料提出对管件结构的要求。
3、直埋蒸汽管道工程的设计:在上述设计基本原则的构思指导下,管系的整体设计过程是在管网水力计算、强度验算后,根据管网的路由走向,结合工程的实际状况和特定的外界条件,合理地设置管道的热补偿及所有管件。
3.1、将管网合理地划分成若干个封闭的保温管段因为复合预制保温管道的结构是管道与保温层之间是有位移空隙的,管网在运行时一但某一点发生蒸汽管道泄漏或外防护层破损外漏,则热媒蒸汽或地下水受热汽化就会通过管道与保温层之间的这一“通道”遍布整个管网,严重时会使整个管网遭受损失。
将管网分成若干个封闭的保温管段,就能够缩小事故的影响段,便于查找事故点。
因此我们在工程设计中,根据现场的具体条件,将每一对固定墩之间及主干线与支线之间都设计成封闭的保温管段。
3.2、管网热补偿的设计:如前所述,由于受管道保温结构的限制,管网直管段的补偿器只能采用直埋式轴向型的。
按照通常做法,轴向型波纹补偿器都布置在固定支架旁以防止其轴向失稳,但笔者认为,这种布置方法对波纹补偿器的每个波节吸收位移的工作受力传递不均,发挥的补偿能力不充分。
我们认为解决补偿器轴向失稳问题除与其布置位置有关外,更主要的是取决于补偿器自身的性能和质量。
因此,我们在设计时,一定要选择自导向性能好、抗失稳能力强的补偿器;而对于补偿器的布置则要根据工程的实际情况灵活运用,根据管系的分段长度及具体条件可布置在两固定墩中央或之间的任意位置,这样既能躲避复杂的地下障碍的影响,又能满足管段的补偿要求。
但要注意,补偿器不要布置在弯头或折点旁。
实践证明这种设计方法是可靠的。
补偿器的保温结构一定要满足强度及温度控制要求,同时,补偿器的保温结构应不影响补偿器的自身性能及正常工作。
3.3、合理布置管网的疏水点由于蒸汽管网运行负荷不稳定,甚至经常会有零负荷状态,在这一时间段内管网的凝结水很多,如不及时排出就会发生水击,严重时会对管网造成破坏。
因此,合理设置疏水点是管网安全运行的保证。
我们在设计时对疏水点的布置考虑了以下几点:(a)沿管网汽源方向并根据管网的路由高程将管网做成有坡度设计,顺流疏水。
(b)在地下障碍多,管道敷设呈纵向起伏的管段,采用多低点疏水;当逆流疏水时,尽量加大管道坡度。
(c)我们目前使用的疏水节的结构是在管道底部设集水罐,由集水罐引出疏水管。
由于管道运行时存在反复热位移,会对疏水管根部的焊口产生剪切力造成破坏,为了避免这种情况发生,我们设计时将疏水节设在固定节旁,或要求保温管生产厂家将疏水节和固定节做为一体。
为了管网运行维护安全,操作方便,我们在设计中,完全采用了背压疏水的方式,不管管道埋深多少,疏水井均设在地下0.5至0.8米深的位置,每个疏水点均设自动疏水器和启动疏放水旁路阀,并在设计说明中对启动运行的疏放水操作提出明确要求。
实际运行证明这种疏水方式是安全可靠的。
3.4 合理地设计管道的埋深直埋蒸汽管道的埋深是决定管道外表面温度的条件之一,因为土壤的导热系数不仅与土壤的种类、化学成分、含水量有关,还与土壤的埋设深度有关,实验证明,随着埋深的增加,土壤的导热系数降低,因此,管道埋得过深会使管道的外表面温度升高。
我们在设计时,在保证管道不被地上荷载破坏,即满足强度要求的前提下,应尽量浅埋,笔者认为,在地下条件允许的地方,管道的埋深以0.8~1.0米为宜。
3.5、固定墩的设计及钢外套管的应力计算:直埋蒸汽管道与直埋热水管道的固定节的受力结构基本相同,即在管道上焊接固定环板。
但直埋蒸汽管道的固定节存在的问题是环板温度很高,并且由于热桥的作用,环板两侧管道的外表面温度也很高,因此,即使是聚乙烯外套的预制复合保温管,其固定节处的外保护套也不能直接使用聚乙烯,国内目前多采用的做法是在固定节处采用钢外套,并增加固定节的长度以保证管道和固定节的接口部分的外表面温度不超过设计要求,这就使管网出现了钢塑接口问题,这一问题目前仍没有令人十分满意的处理方法。
对于钢外套的预制复合保温管,固定节处的钢外套的防腐应考虑到耐高温问题。
直埋蒸汽管道固定墩的土建设计要采用耐热混凝土。