火电厂热力管道二次应力优化分析

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火电厂热力管道二次应力优化分析

火电厂热力管道二次应力优化分析近年来，随着我国经济的飞速发展，火电厂建设越来越完善。

在火电厂对热力管道设计中进行分析时要考虑管道中的应力，在对二次应力分析的过程中对可能出现的问题进行总结，提出了有关热力管道设计中相应的解决措施，并对相应的措施进行了探讨和分析。

标签：火电厂，热力管道，二次应力，优化火电厂热力管道应力分析是管道布置过程中不可缺少的一个环节，其主要工作是验算管道在内压、自重和其他外载作用下所产生的一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力，判断计算管道的安全性、经济性、合理性，以及管道对设备产生的推力和力矩应在设备所能安全承受的范围内。

因此，管道应力分析不仅仅是简单计算一下管道的应力，它是一個扩展的概念。

一、热力管道应力分析（一）热力管道实际承受荷载的确定温度荷载就是热力管道在投入运行中会受到不同类型压力以及温度的影响，在具体工程建设中需要对影响最大的因素进行分析，便于工程建设中管道能够在各类施工状态下满足技术要求。

持续外载主要与管道实际承受荷载、吊架反力相关，大多呈现出集中化或是分散式的持续外载。

管道从实际安装到投入运行的这段时间内，管道内部介质会因为内部和外部温度的变化影响，通过热胀冷缩基本原理使管道发生具体形变。

目前与设备相互连接的管道，由于自身温度的变化会导致各个端点发生不同程度位移，使管道实际应用中产生较多约束力，从而使管道整体结构发生形变。

偶然荷载主要是来源于外界环境的冲击荷载，比如地震荷载、自然天气荷载等。

此类荷载没有固定规律可循，大多都是在偶尔环境下发生的，但是不会出现同时发生的情况。

（二）荷载实际工况概述火电厂热力管道在工程中的应力分析，在大多数常见情况下，热力管道应力计算需要对管道实际运行以及安装过程承受的荷载进行分析。

安装工况就是管道在外部环境、内压以及外界温度的影响下对管道受力情况的整体影响。

荷载运行工况就是在一般运行条件下，工程中热力管道在内压以及各项温度环境下的荷载工况。

大型火力发电厂热力系统小管道布置二次设计-安装

大型火力发电厂热力系统小管道布置二次设计\安装摘要：介绍火力发电厂热力系统管道的布置方式及特点，分析热力系统管道放气、放水点的设计位置，结合实际安装的具体情况，说明放气、放水管道（即小管道）安装二次设计的重要性。

并根据现场的实际情况进行设计与布置安装。

关键词：火力发电厂；热力系统；小管道；二次设计；布置安装1 火力发电厂热力系统简介1.1火力发电厂热力系统高压管道范围包括：主蒸汽系统管道安装、高压给水系统管道安装、再热系统管道安装、旁路系统管道及各系统疏水、放汽管道安装。

1.2火力发电厂中低压管道系统范围包括：凝结水系统；轴封蒸汽系统；中、低压给水系统；凝结水杂用水系统；高、低加疏水放汽系统；开式冷却水及闭式冷却水系统；抽汽系统；辅助蒸汽系统；空冷凝汽器抽真空系统；润滑油净化、贮存、排空系统；凝结水精处理系统单元；高、低位（有压及无压）放水系统等。

2热力系统管道放气、放水点设计特点及二次设计的重要性分析2.1.1、小管道安装是指管径φ89以下的、只在图纸上显示大致开孔点而无具体布置图的疏放水、放气管道，以及设备的冷却水管、密封水管、减温水管、排污水管、加药取样、控制润滑油等管道安装。

2.1.2、火力发电厂疏放水管道设计除主蒸汽、再热蒸气疏水及再热器减温水出安装布置图外，其他φ89以下管道均不出布置图。

2.1.3、火力发电厂疏放水回收利用率较高，汽水系统设置本体疏水扩容器、管道疏水扩容器、连排扩容器、定排扩容器及有压、无压放水管，全厂几乎疏水放汽都回收利用。

范围包括：2#机组所有热力主管道的放气、疏放水等小管道安装，所有设备的放空气、疏放水、冷却水、排污水等小管道安装，以及小口径取样管、加药管等小管道安装。

2.2、由于热力系统管系庞大，放气、放水点分散,按照开孔位置就地安装，将造成工艺性能差也增加了电厂运行人员的劳动强度,使系统的可操作性降低,并可能给电厂的安全运行带来事故隐患。

为满足机组达标投产要求，施工前必须对小管道进行二次设计，以达到布置合理、工艺美观、可操作性强、安全实用。

热力管道设计中的应力分析

热力管道设计中的应力分析本文对热力管道应力分析的重要性进行了简要阐述，并在此基础上，提出了热力管道应力分析的一般模式以及对管道应力分析中可能遇到的问题进行了归纳，并对解决这些问题的方法进行了相关讨论。

标签：热力管道;应力分析;荷载1 引言随着火力发电机组容量的增大，主蒸汽管道、再热蒸汽管道、主给水管道等热力管道的设计参数不断提高，管径及壁厚也随之加大，管道应力分析也受到越来越多的重视，有些投资方对设计单位的应力计算提出明确要求。

热力管道的应力，主要是由管道承受的内压、外部荷载、偶然荷载以及热膨胀等因素引起的，管道在这些荷载作用下的应力状态十分复杂。

进行应力分析与计算，是研究管道在各种荷载作用下产生的力、力矩和应力，从而判断管道的安全性，进而满足所连接的设备对管道推力（矩）的限定，同时使管道设计尽可能经济合理。

管道应力分析是热力发电厂管道工程设计的基础，对整个工程而言，通过应力分析可以优化配管、合理布置管道支吊架，以使弹簧、补偿器等管道配件方面的投资及土建投资更加合理化。

2 管道应力分析一般而言，热力管道管系多为三维空间走向，由一条或多条主管及数条支管组成，有些管系甚至会含有一个或多个环行结构。

在进行应力分析之前需根据管道走向建立管道应力分析的三维立体图，从而确定应力分析的结构参数。

2.1管系荷载的确定管系所承受的荷载大致可以分为四类：（1）压力及温度荷载：热力管道可能在几种不同的压力和温度条件下运行，在计算时应根据实际情况确定最不利的一组压力和温度条件，以便计算管道在最危险工况下的能否满足条件。

（2）持续外载：包括管道基本载荷（管子及其附件的重量、管内介质重量、管外保温的重量等）、支吊架的反力、以及其它集中和均布的持续外载。

（3）热胀及端点附加位移：管道由安装状态过渡到运行状态，由于管内介质的温度变化，热胀冷缩使管道发生形变;与设备相连接的管道，由于设备的温度变化而出现端点附加位移，从而对管道产生约束，使管道发生形变。

浅析热力管道设计中的应力

浅析热力管道设计中的应力摘要：热力管道设计的重要基础就是做好管道应力分析，确保在管道设计中，做好管道强度以及安全性分析，同时控制好管道成本。

热力管道应力主要的来源就是在热力供输过程中，管道内部存在的压力会导致管道存在应力，而且外部荷载力也会使得管道出现应力，所以把握好热力管道应力，对保障管道质量具有重要作用。

关键词：热力管道；设计；应力分析前言：做好管道应力分析工作，可以确保在热力管道设计中，做好管道优化工作，而且设计单位对管道应力也十分重视，有效做好管道应力分析，不仅可以在热力管道设计中，确保设计达到标准，同时可以提高设备生产的安全性，减少资金成本支出。

在热力容器设计过程中，需要以相关规范与标准为基础，对和在理需要进行科学性计算，对压力容器与压力管道安全问题以及设备柔度进行全面控制，一旦在设计中存在问题，那么在实际应用中就会出现严重的危险事故，所以在热力管道设计中，必须要对管道应力进行全面分析。

1管道应力分析1.1管系荷载的确定热力管道管系所承受的荷载力大致来源于四个方面。

1）压力以及温度荷载。

在热力系统开启后，热力管道在运行的过程中，就会受到不同程度的压力以及温度影响，为此，在进行设计的过程中，则需要根据实际情况，对压力以及温度的最低影响值进行计算，确保管道能够接受最大荷载，以此保障热力供输安全。

2）持续外载。

其中主要包含了热力管道自身荷载，附属零部件荷载重力、管道内介质重力以及保温材料重力等。

3）热胀及端点附加位移。

热力系统在启动后，管道在处于运行状态时，管道内部介质温度会发生变化，会导致管道出现形变问题，在与管道之间连接时，由于设备温度发生变化，会使得其中端点出现附加位移的情况，从而会导致管道发生形变问题。

4）偶然荷载。

其中主要以自然灾害荷载为主，还包含了管道安全阀门等，该荷载属于自然荷载，会不定时的发生，一般情况下，不会对其进行综合考虑。

2.2荷载工况在热力管道设计过程中，设计人员需要结合热力管道一般运行情况，考虑设备安装以及设备运行工况问题。

关于热力管道布置与应力计算思考分析

扭曲应力计算
根据弯头的扭曲半径和材料扭曲模量，考虑管道承受的压力和温度，计算径和材料剪切模量，考虑管道承受的压力和温度，计算出弯头的剪切应力。
管道三通应力计算
主管与支管应力传递分析
01
根据三通的结构特点和应力传递原理，分析主管和支管之间的
应力传递关系。
• 管道布置：考虑到城市中心区域的实际情况，采用地下敷设的方式进行热力管道的布置。同时，为减少对城市交通的影响，选择在道路两侧的人行道下方进行布置。
• 应力计算：在管道布置过程中，需要进行严格的应力计算。考虑到管道内介质的压力、温度以及管道的自重等因素，对管道的应力进行详细计算，并采取相应的措施进行补偿和固定。
应力计算
在管道布置过程中，需要进行严格的应力计算。考虑到管道内介质的压力、温度以及管道的自重等因素，对管道的应力进行详细计算，并采取相应的措施进行补偿和固定。
管道布置
考虑到化工厂的实际需求，采用地下敷设的方式进行热力管道的布置。同时，为避免对周边环境的影响，选择在人行道下方进行布置。
思考分析
应力计算
通过应力计算，可以确定管道在不同工况下的应力分布情况，从而进行合理的应力分配与控制。
材料选择与设计
材料的选择和设计也会影响到应力的分配和控制。例如，选择具有较高屈服强度的材料可以降低管道的变形和应力。
热膨胀与应力控制
热膨胀现象
热膨胀是热力管道中普遍存在的现象。当管道温度升高时，管道将发生膨胀，从而产生热膨胀应力。
热膨胀应力控制
为了降低热膨胀应力对管道的影响，需要合理设计管道伸缩装置，并考虑支撑和固定方式的选择。
热补偿措施
为了更好地控制热膨胀应力，可以采取一些热补偿措施，如利用波形管、伸缩节等装置来吸收管道的热变形。

火力发电厂高温高压蒸汽管道的应力分析

火力发电厂高温高压蒸汽管道的应力分析摘要：管道振动是电厂管道运行过程中的常见现象，管内流体的流动状态突变、脉动作用以及与管道直接相连的设备振动都会对管道产生激振力，为提高火电厂高温高压汽水管道的安全性，本文将对火力发电厂高温高压蒸汽管道的应力进行分析。

关键词：火力发电厂；高温高压；蒸汽管道1前言火力发电厂蒸汽管道是一个庞大复杂的结构体系，运行数年后，由于高温引起的安装应力使管道支吊架松驰，管道结构发生变形，导致非计划性停机检修，影响电网经济和安全运行。

因此，我们要加大对火力发电厂高温高压蒸汽管道的应力分析。

2必要性在火力发电工程中，主蒸汽管道是发电厂的主要高温部件之一。

长期工作在高温高压下的主蒸汽管道钢材，在温度和应力共同作用下，其微观组织、力学性能、耐热性能和物理性能等都会缓慢地发生变化，即产生蠕变和疲劳损伤的累积及其材质的劣化，在管道容易产生应力集中的局部区域发生裂纹及其扩展，往往导致管壁开裂泄漏，造成管件失效而破坏。

3管道振动引发的动应力机组在运行过程中经常会出现管道振动现象，这是由于介质的随机扰动和不确定的间歇性脉动，使得介质在流经弯头、异径管等管件处产生激振力，特别是当激振力的激振频率与管系的固有频率接近或重合时，可引发管道的强迫振动。

强烈的管道振动不仅会导致支吊架失效，同时会产生较大的动应力。

动应力的大小与管道振动的幅值、频率有关，积极治理管道振动可有效地减小管道的动应力。

目前国外针对火电厂汽水管道振动现象的研究较为成熟，并且积累了丰富的理论和实践经验，通常从减少激振力的来源、提高管道刚度等方面来治理，并在实际工程应用中取得了比较理想的治理效果。

4动载荷产生的动应力施加在管道上的载荷按其作用性质可分为静载荷和动载荷。

静载荷主要包括管道的自重、内压以及热膨胀引起的二次应力，动载荷主要包括水击现象（汽锤、水锤）、安全阀动作等。

动载荷发生的时间虽然极短，但可产生过大的动应力，破坏力极其惊人。

热力管道设计中的应力分析

热力管道设计中的应力分析摘要：在对热力管道的工程方案设计中，进行分析时要充分考虑管线中的应力变化，在对应力分析的过程中对可能存在的问题加以总结，最后给出了有关在热力管线工程设计中相应的处理对策，并对具体的对策进行了讨论与剖析。

关键词：热力管线；应力分析；压力引言热力管线工程设计中，主要的应力范围包括管线的内部和外面以及由于压力变化所导致的膨胀等，因此在热力管线工程设计中应力是相对地较为繁琐繁杂的，而在对应力分析进行参数测算时也需要充分考虑管线所遭受的不同外界环境产生的应力的影响，及其对热力管线的正常使用所产生的限定影响。

1管道应力分析在热管设计中，一般都会有很多分支结构，有些分支结构是由很多环形结构构成的，一般都是按照三维方向来设计的，所以在热管的应力分析中，首先要考虑到热管内部的走向，然后再根据三维设计来计算。

1.1管系荷载的确定管系所承担的荷载一般可分成四种：（1）第一类的热力管线工程设计中管网本身所承担的荷载与工作温度，热力管线在工作中所承担的压力与工作温度荷载是不同的，通过热力管线的参数测算后确定最不利的一组加以处理，避免以后由于上述问题妨碍了热力管线的正常工作[1]。

（2）第二类是管系的承载力，它的内容包括：管内承受的基本载荷，管自身的自重，管中的外力和内力，以及其它的载荷。

（3）第三类是管线内的温度应力膨胀和端点位置变化，热管线在架设和运营过程中受到管道的高温变化，从而使管线内热胀冷缩变化，由于在热力管线内受到高温荷载的状态下，管线边界和设备终端会因为高温的改变而产生偏移，所以需要对热力管线端点位置变化加以控制。

（4）第四类情况就是热管线设计中要避免产生偶然性负荷，当然还有由于气候因素，地质条件等各种因素的共同影响而对管线所形成的冲击力，但是这种负荷的产生一般都是偶然性的，而且概率也不会很大，所以一般情况下以上的这些问题都不会因为同时存在而对热力管线产生危害。

1.2荷载工况在计算热力管道的参数时，既要考虑到设备的安装和工作状况，又要在管道的安装中首先要考虑到在常温下进行。

发电厂供热系统管损分析及优化策略

发电厂供热系统管损分析及优化策略摘要:火力发电厂供热系统过热降低，蒸汽凝结，管道质量损失增加;蒸汽携带冷凝水，质量流量计测量不多，这些都是导致管道损坏的因素。

根据供热用户分布情况，合理规划管网，减小供热半径，缩短供热管道长度，是减少供热管道损耗的首要条件。

对于已建成管网，蒸汽流量是决定蒸汽过热的主要因素。

因此，积极扩大供热用户，增加蒸汽流量是减少管道损坏的重要措施。

对于蒸汽量大的终端用户，对于供热线路较长的，可采用阶梯蒸汽比，也可根据具体协议协商给予一定的经济补偿。

如果管网系统运行时间大于设计流量，可对现有管网进行改造，避免大规模冷凝损失。

本文主要分析了火电厂供热系统的管道损耗分析及优化策略。

关键词：供热系统;供热管损;选型能耗现状;经济效益引言蒸汽温度高于相应压力下饱和温度的值称为过热。

蒸汽过热过低，且蒸汽在管道内部流动过程中冷凝。

常规电厂的热质量不会被回收，蒸汽冷凝会导致热管内工作流体质量的损失。

蒸汽过热的降低也对蒸汽流量的测量精度有很大影响。

联合生产供热作为一种低能，仍有较大的供暖系统，减少了消费空间，首先要重点发展。

供热管网质量损失是评价供热机组热经济性的重要指标，蒸汽过热分析对减少关损、规划管网、制定合理的营销策略具有重要意义。

1 供热计量原理当前在热中常用的蒸发容量通常是导线应变流量计和差速器。

质量电流值是一种非线性涡流，它将流动插入到腐蚀的姿态中。

当流体的雷诺数达到一定值时，流体会释放涡流两侧下降的脊椎，并通过测量和计算涡流释放频率的数量来确定涡流的流量数据。

差压流量计是通过安装流量元件(例如孔板、喷嘴等。

)在管道中，测量的介质产生局部收缩，提高流动速度，降低静压。

这会导致电流流动元件前后的静态压力测量。

通过研究差压大小与流体流量之间的函数关系，可以测量这种偏差。

2 影响供热管损的因素根据质量保证法，由热电操作驱动的蒸汽，只要沿途没有泄漏，即可以测量排放的蒸汽，并与热量用户进行结算。

火电厂管系应力分析及管道支吊架优化

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火电厂管系应力分析
应力是没有自限性的，即当管道内的塑性区达到极限状态，使其变成几何尺寸可变的机构时，即使外荷载不再增加，管道仍将产生不可限制的塑性流动，直到破坏。为了保证管系安全，管道的许用应力范围都留有适当的裕量，以防止管道因发生过度的塑性变形，而导致管道失效或破坏。二次应力：管道由于热胀冷缩变形受到约束，而产生的应力（热胀应力），它本身不直接与外力相平衡。二次应力是有自限性的，在反复多次的交变应力作用下，使管
寸误差所产生的安装残余应力，管端位移引起管系变形的位移载荷，它ｆｌｆ￣ｌ；会使管道发生变形。此外，还有由于压力脉动而产生的管道振动引起的载荷，以及液击产生的冲击波引起的载荷等也是管系设计中需要考虑的载荷。不同类型的载荷会对管道产生不同程度的破坏，因此需要对载荷进行分类。在汽水管道应力分析中，一般将应力划分为
一
பைடு நூலகம்
管道支吊架是管道系统中的一个重要组成部分，它对管道起着承受荷载、限制位移和控制振动等作用。合理布置和选择支吊架以及对出现问题的支吊架进行调整对管道和设备的安全运行起到了至关重要的作用。
次应力和二次应力。
一
次应力：由于管道承受内压、自身重力及其他持续外载作用所产生的应力。它随外荷载的增加而增加。一次
中国技信息２０１４年第１９，２０期合刊・ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＯｃｔ．２０１４

关于热力管道布置与应力计算思考分析

关于热力管道布置与应力计算思考分析摘要：热力管道布置的任务是根据系统图和规程规范布置管道，并保证管道系统具有足够的稳定性和柔性，防止由于热膨胀、管道自重、地震、风载和水锤或管道自身支吊架受限而发生下列情况：应力过大或金属疲劳而引起管道破坏；管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行；管道振动过大；管系运行一段时间后整体下沉等。

因主蒸汽管道、主给水管道设计在热力管道布置与应力计算分析中比起其它汽水管道来更具有代表性，因此本文主要以这两种管道的设计来进行论述，以供参考。

关键词：管道布置；支吊架设置；应力计算；受力分析1管道布置热力管道的布置除应满足相应的规程规范的要求外，还应尽量考虑管道的自然补偿能力。

其主要原则是：调整管道的走向，以增强整个管道的柔性；利用弹簧支吊架放松约束；改变接口设备布置等。

对于复杂管道可用固定点将其划分成几个形状较为简单的管段，如L形、π形、Z形等管段。

确定管道固定点位置时，应使两固定点之间的管段能够自然补偿或者通过补偿器补偿。

1.1管道的荷载管道荷载包括：重力荷载，包括管道自重、保温重、介质重、积雪重等；压力荷载，包括内压力和外压力；位移荷载，包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移等。

1.2管道端点的附加位移在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热胀冷缩外，还应考虑管道端点的附加位移；设备热胀冷缩时对连接管道施加的附加位移；不和主管一起分析的支管，应将分支点处主管的位移作为支管端点的附加位移。

1.3管道支吊架间距对于水平连续敷设并承受均布载荷（指管道自重、介质重、隔热材料重、积雪重之和）的管道，分别根据刚度条件和强度条件计算其最大允许间距，取两者之间的最小值作为支吊架允许最大间距。

对于90°弯管的两端支吊架展开最大间距取支吊架允许间距的0.7倍。

管道支吊架间距的确定，实际上就是管系承重支吊架的位置和数量的确定。

1.4管道支吊架的型式管道支吊架的作用是：承受管道的重量荷载；阻止管道发生非预期方向的位移；控制管道的振动、摆动或冲击。

某300MW机组主蒸汽管道二次应力超标分析与治理

某300MW机组主蒸汽管道二次应力超标分析与治理万瑜;李烨;邓广发【摘要】火力发电站300MW燃煤机组主蒸汽管道因水压试验临时吊架未拆除,导致管道热位移受阻,管道二次应力超过材料许用应力,具有极大的安全风险.根据相关国家标准,采用整体应力分析软件CAESARⅡ对该管道进行了静载荷分析,调整了管系的部分支吊装置,管系最大二次应力下降到许用应力的53.2％,提高了管道的安全裕度.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】3页(P98-100)【关键词】主蒸汽管道;静载荷分析;支吊架;CAESAR Ⅱ;二次应力【作者】万瑜;李烨;邓广发【作者单位】江苏方天电力技术有限公司,江苏南京211102;江苏方天电力技术有限公司,江苏南京211102;江苏方天电力技术有限公司,江苏南京211102【正文语种】中文【中图分类】TK223.1+1主蒸汽管道是火力发电站重要的炉外管道，用于将锅炉燃烧生产的过热蒸汽输送至汽轮机发电。

某火电厂4号燃煤机组装机容量300 MW，其主蒸汽管道设计温度546 ℃，压力17.6 MPa，迄今已运行10 000 h。

为确保管道的安全运行，对主蒸汽管道进行了应力分析和支吊架热、冷态状态检查，并据此调整了部分支吊装置，实现了管系应力的合理分配。

对主蒸汽管道进行了支吊架热、冷态检验及资料审查。

该型锅炉主蒸汽管道用于连接高过出口集箱至主汽门，管系共采用3种规格的管子，高过出口集箱至炉顶大小头为D457×45 mm的10CrMo910管，大小头至汽机三通为ID387×41 mmA335P91管，汽机侧支管为ID273×29 mm的A335P91管。

全管段共有12个弯头和26只支吊架，其中包括恒力吊架9只、弹簧吊架10只、导向支架1只、限位支架1只、刚性吊架1只、阻尼装置4只（如图1所示）。

对支吊架进行现场检查，发现炉顶弯头处的14、15号恒力吊架及25号阻尼器的热位移量均远小于标定值（见表1），24号弹簧吊架未安装，检查结果如表2所示。

应力分析在管道设计过程中的优化及指导

应力分析在管道设计过程中的优化及指导摘要：电力建设是我国整体经济建设中非常重要的组成部分，一直以来发挥着非常重要的作用，随着超超临界技术的发展，设计过程中往往存在着极端的温度及压力变化，用于输送这些介质的管道通常为压力管道。

压力管道由于通常传输这类极端温度及压力的介质，其安全与否对机组运行的安全性尤为重要。

关键词：应力分析；管道设计过程；优化及指导引言我国整体经济建设的快速发展离不开各行业的支持，其中工业建设的贡献尤为突出。

管道应力分析是指通过科学计算对管道进行力学分析，以确保管道能够满足与其相连的设备的安全应用需求。

设计人员在管道设计过程中需要全面考虑管道应力状态，进而保证其能够满足安全运行需求，绝不能主观臆断，同时还应当注重设计的高效化与合理性。

1管道应力分析方法与范围管道应力分析前，需要编制相应的分析规定，明确分析重点。

了解把握管道应力分析轴测图和相关数据，应用CAESARII应力分析软件进行分析，构建模型，之后再分析其合理性，最终得出结果，科学调整管道模型，以保证应力校核评定过程顺利。

在此基础上，编制计算书，将计算结果提交给配管专业。

一般而言，与荷载敏感的转动设备或者与应力敏感的设备相连的管线、管道应当进行重点应力分析，其中与荷载敏感的转动设备相连的管线主要包括下述几种：(1)连接泵进出口的管线。

(2)连接往复泵、压缩机的管线。

(3)公称直径大于等于DN100的转动设备管道。

与应力敏感的设备相连的管道包括下述几种：(1)连接加热器的管道。

(2)连接主辅机设备的管道等。

2管道优化设计1.管道走向的优化，在进行管道的设计时，需要考虑诸方面因素，如管道尺寸的大小、位置的分配、走向优化、以及支架的位置及其形式。

对于一些极端工况下的管道如四大管道、LNG管道等，受制于配管经验，有时会考虑的不够周到合理，导致管道的应力超出许用应力范围。

对于这类问题，通过借助CAESARII对相关管道进行应力计算，即可对应力超标部分的管道进行调整和优化。

浅析电厂热力系统小口径管道二次设计与施工

浅析电厂热力系统小口径管道二次设计与施工【摘要】火电建设工程施工中，φ76以下的小口径管道由于受现场制约因素较多，设计院及厂家一般不出布置图。

为达到克服质量通病，提高工艺水平，创出工艺亮点的目的，小口径管道施工需从图纸会审、二次设计、技术交底、施工检查、效果评价等方面实行全过程的控制。

【关键词】小口径管；二次设计；膨胀补偿；集中布置1 前言火电建设施工中，汽水小管道遍布厂房的各个角落，其工艺的好坏直接影响到对整体工程的评价。

管道布置中热胀冷缩的补偿设计，直接关系到管道在热状态下的稳定和安全，进而影响到机组的安全经济运行。

所以小管道安装须高度重视，认真进行二次设计并精心施工。

2 小口径管道安装质量控制目标管道布置合理，方便保温及其它工序施工；安装效果横平竖直，坡度、坡向正确，补偿良好；支吊架设计型式合理、间距合适；穿墙或楼板处应精细处理；确保安全生产，操作方便、检修方便。

3 小口径管道布置二次设计3.1 系统图审查审查系统图，了解设计意图，列出没有具体布置图的管道，并根据系统流程图标出具体走向；根据系统流程图统计管道规格、材质及阀门的数量。

3.2 进行二次设计前应具备的条件应在条件具备时对小管道布置进行二次设计。

所谓条件是指在某些复杂的场合下，场地狭小而各专业设备又多且还难以定位，需等这些情况落实后才能进行设计。

但无论如何，必须先设计，经批准后才能施工。

设计人应充分了解管道的技术参数和作用，并到现场实地察看，了解周围其它管道的布局，科学筹划、周密考虑，征求多方意见后确定合理走向，画出布置草图。

3.3 二次设计的要求3.3.1 管道与墙、梁、柱及设备之间的净空距离，应符合下列规定：不保温的管道，管子外壁与墙之间的净空距离不小于200mm；保温的管道，保温表面与墙之间的净空距离不小于150mm；管道与梁、柱、设备之间的局部距离，可按管道与墙之间的净空距离减少50mm；要考虑阀门保温厚度所占空间，具体可咨询保温油漆清册并核查阀门实际尺寸。

管道应力分析条件和目的

管道应力分析条件和目的管道应力分析条件和目的一．应力分析的目的：a)使管道应力在规范的许用范围内；b)是设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准；c)计算出作用在管道支吊架上的载荷；d)解决管道动力学问题；e)辅助压力管道布置设计的优化。

二．一次应力及二次应力：a)一次应力：由于外加荷载，如压力或重力等的作用产生的应力，其特点是：满足与外加荷载的平衡关系，随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道讲产生塑性变形而破坏。

b)二次应力：管道变形收到约束而产生的应力，它不直接与外力平衡，二次应力的特点是具有自限性，当管道局部屈服和产生小量变形时应力就能降下来。

二次应力过大时，将使管道产生疲劳破坏。

在管道中，二次应力一般由热胀冷缩和端点位移引起。

三．弹性变形和塑性变形a)弹性变形：构件或物体在外力作用下产生变形，当外力除去后能完全恢复其原有形状，不遗留外力作用过的任何痕迹，这种变形称为弹性变形。

b)塑性变形：构件或物体在外力作用下产生变形，当外力除去后，构件或物体的形状不能复原，即遗留了外力作用下的残余变形，这种变形称为塑性变形。

四．蠕变和应力松弛：a)蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。

它与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限时也能出现。

b)应力松弛：金属在高温和应力作用下，如维持总变形量不变，则随着时间的延长，弹性变形逐渐转变为塑性变形，从而逐渐使应力减小的现象。

常见于高温汽轮机汽缸和阀门的法兰紧固螺栓上。

五．管道应力分析的主要内容：（静力分析和动力分析）a)静力分析i.压力荷载和持续荷载作用下的管道一次应力计算-----防止塑性变形破坏。

ii.管道热胀冷缩以及端点附加位移荷载作用下的管道二次应力计算-----防止疲劳破坏。

iii.管道对机械、设备作用力的计算------防止作用力太大，保证机械、设备正常运行。

浅谈火力发电小管道二次设计

浅谈火力发电小管道二次设计摘要：大型火电厂热力系统施工过程中，许多系统管道由于现场限制，管径<89mm的设计院不设计，只给出材料表规格、数量、材质等。

所以小口径管道的施工普遍未认真对待，缺乏整体规划，不仅工艺质量差，而且由于管道未预留膨胀间隙，造成管道变形、焊口出现裂纹，给机组安全稳定运行带来很多隐患。

随着电力行业的快速发展，大容量，大型火电机组不断涌现，安装二次设计的重要性。

并根据现场的实际情况进行设计与布置安装。

小口径管道布局是电厂建设管道合理、美观的重要指标。

关键词：火力发电厂；小管道；二次设计；布置安装1设计准备相关文件仅供参考，符合设计条件，业主提供使用文件。

由设备供应商提供的图纸和安装手册。

管道三维图、区域布置图、系统流程图、系统绝缘清单等。

由设计院提供，以及业主提供的相关程序和规范。

承包商制定的使用文件、相关标准和规范、相关管理程序，写一个计划。

各管道设计工程师配置一台配备PDMS三维设计软件的计算机、准备两个工程打印机和一台复印机。

2 二次设计方案设计原理符合运行性能要求、经济和美学原则，不计算小口径管道的载荷和热位移。

通过参考流程图和区域布置图，进行布局设计。

小口径管道的布置应按照管道的功能和系统布置，阀门集中布置便于操作和维护。

水平管道的疏水坡度应符合电力行业标准，介质为水的管道坡度通常为1:100，其他介质坡度通常为1:80。

2.1 支撑型式的选择长距离垂直管道采用固定支架（紧固式）。

对于每个垂直管道，最好使用固定的支架，然而，选定的位置不能影响主线的热位移。

固定支架位置的选择不影响扩张原理。

所有温度低于60°C的管道均可采用固定的吊架和支架。

所有带垫圈的U形螺栓都应该是紧固架。

除上述条件外，其他管线应采用滑动支吊架。

支架和吊架之间的间距应按下列尺寸选择。

直钢管，靠近弯头（钢管）。

支架和吊架必须安装在重型设备附近，如阀门、疏水阀等，可根据设备重量安装在一侧或两侧。

管道应力分析和处理

管道应力分析和处理摘要：从管道应力产生的原理和处理方法出发，明确的阐述了应力处理的原则。

分步叙述了管道的补偿、管道柔性分析方法的选择、图解简化计算、判断式、计算机分析中的一些技巧和方法。

关键词：应力补偿管道上的应力一般分为一次应力、二次应力和偶然应力。

一次应力是指由管道所受外力荷载。

它满足与外加荷载的平衡关系，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道将产生塑性变形而破坏。

二次应力是由于管道变形受约束所产生的正应力和剪应力。

偶然应力类似于垮塌性荷载，不持续发生，偶尔会作用。

一次应力和偶然应力在确定的管道和管道环境中是不会变化的，这里主要谈谈管道的二次应力。

由定义可知，二次应力是由于管道变形受阻而产生的，它不直接与外力相平衡，而是由管道各部分变形来适应的。

在热胀推力的作用下，管道局部屈服而产生少量塑性变形时，就会使推力不再增加，塑性变形不再发展，即有自限性。

只有塑性变形在多次交变的情况下，才会引起管道的疲劳破坏。

当热力管道启动时，热力由内壁向外壁传递，内外壁管道有温差，管道温度不均匀，而产生温度应力，一般计算中不考虑。

不同材料的管道和管件焊接时，由于膨胀系数和弹性模量不同，当温度升高时，相连处存在热应力,此应力也属二次应力。

在管道中，二次应力一般由热胀、冷缩和端点位移引起。

一、管道的补偿在诸多因素中，温度的变化对管道应力的影响最大，而温度升高，又会降低管道的许用应力，只有当管道在工作状态下的应力小于许用应力，管道才是安全的。

那么我们怎样才能解决管道由于各种环境变化而形变带来的二次应力呢？简单的说就是“膨胀多少，补偿多少”。

管道在热胀或冷紧时不受阻，或在安全应力内受阻是我们补偿的最终目的。

首先我们来明确几个重要参数：右图是一“L”型管道，A、B分别为管道的两个固定点，L1+L2=L是管道的长度，U是两个固定点间的距离，Δ是管道的膨胀量。

这里需要对Δ详细说明一下，它是管道的线性膨胀量和管道位移的矢量加和。

(热能工程专业论文)直埋敷设供热管道应力分析与受力计算

哈尔滨Ｊ下程大学硕士学位论文
口＝１．２ｘ１０～ｍ／ｍ－℃，供水温度疋＝１３０℃，回水温度瓦＝８０℃，管道安装温度瓦＝５℃，管内介质工作压力Ｐ＝１．６ＭＰａ．外径见＝７２０ｍｍ，内径见＝７００ｍｍ。

１．管道内压应力
分析管道内压力产生的应力时，假设管道的内压作用在管道内没有压力损失，即管道内的内压力作用是定值。

数值分析时的模型可以简化为平面圆环的应力分析问题。

又因为管道是轴对称的，为了方便分析不同管径的内压应力可以取管道的１／４作为几何模型（见图２．６），单元模型采用结构实体单元ｐｌａｎｅ４２，网格为Ｑｕａｄ４ｎｏｄｅ。

图２－６管道的几何模型图
ＡＮＳＹＳ分析命令流如下：
，ＰＲＥＰ７
ＥＴ，ｌ，ＰＩ，ＡＮＥ４２
ｈｄｍＭＰ，１．０
ＭＰＤＡＴＡ，ＥＸ，ｌ，，２ｅ１１
ＭＰＤＡＴＡ，ＰＲＸＹ，ｌ一０３
ＣＹＬ４，０，０，０．３５，０，０．３６，９０
图２－７内压应力等效变形图
图２－８内压应力等效应力图
应力分析结果：见图２．７内压应力等效变形图，图２．８内压应力等效应
图２－９径向应力分布图
图２－１１周向应力分布图。

基于CAESARⅡ的二次应力超标管道应力分析与优化

机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
基于CAESAR域的二次应力超标管道应力分析与优化
何明1，李有佳2 （1.哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046；2.中国船舶重工集团公司第七〇三研究所，哈尔滨 150078）
摘要：管道承受自身的热胀冷缩，以及来自于相连设备的附加位移作用，当管系比较刚硬时，管口应力会较大，甚至会超
exceed the standard. Therefore, the piping should be designed to be flexible enough. Taking a pipeline as an example, the
empirical formula is used to judge whether the flexibility is sufficient. The CAESARII software is used to carry out
CAESAR域是目前研究管道应力的常用软件，它是以材料力学、结构力学以及有限元法为理论基础，可对管道进行静力分析和动力分析，计算一次应力、二次应力和峰值应力，得到设备管口受力、约束点受力、弹簧选型、约束点位移、管道自振频率等[1-2]。该软件操作简单，实用性强，广泛应用在化工领域和电力领域。管道应力分析的步骤为：按介质流向逐个单元地建立管道模型，输入完整的单元基本参数（包含管子的外径、壁厚、长度、材料性能数据；介质的压力、温度、密度；保温层的厚度、密度；水压试验压力），输入合理的管件特征参数（包含阀门、法兰、弯头、异径管、三通、膨胀节），正确加载边界条件（包含附加位移、外部荷载、各类支吊架约束等），检查计算模型，按照载荷类型编辑合理的计算工况组合（包含持续荷载工况、工作状态荷载工况、热胀荷载工况、偶然荷载工况、弹簧工况及其他最不利条件组合的工况），根据荷载类型进

火电厂热力管道二次应力优化分析

火电厂热力管道二次应力优化分析摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的火电厂的发展也越来越迅速。

火力发电厂汽水管道应力分析是管道布置过程中不可缺少的一个环节，其主要工作是验算管道在内压、自重和其他外载作用下所产生的一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力；判断计算管道的安全性、经济性、合理性，以及管道对设备产生的推力和力矩应在设备所能安全承受的范围内。

因此，管道应力分析不仅仅是简单计算一下管道的应力，它是一个扩展的概念。

一般来讲，管道应力分析可以划分为静态应力分析和动态应力分析两部分。

在火电厂汽水管道设计过程中，一般针对四大管道等主要管系要求考虑动态荷载对管道的影响，其余部分管道只考虑静态荷载影响。

同时，动态分析需要叠加静态分析的结果作为动态分析的最终结果，因此管道静态分析是基础，本文的讨论围绕静态分析展开。

管道静态应力分析中，首先要清楚需要计算的工况，明确分析中可能出现的荷载，只有工况设置合理，所分析的结果才对工程应用有指导意义。

工况设置正确后，所得到的静态应力分析结论一般包含以下三方面内容：应力安全、推力和力矩安全、支吊架选型合理。

应力安全是指一次应力和二次应力都不应超过对应工况的许用应力，这是应力计算的基本要求，只有应力达标的情况下才有可能进行推力、力矩及支吊架选型的进一步分析、调试。

关键词：火电厂；热力管道；二次应力优化分析引言集中供热是国家相关部门积极推广的市政建设项目之一，可以减少污染改善城市环境，提高人们生活质量。

实现集中供热就离不开热源和热力管道，所以本文主要阐述热力管道的敷设以及安装。

1管道元件的概念和构成连接管道系统的各种零部件的总称即为管道元件，管道元件主要用以分离、输送、控制、混合、计量或制止流体流动等。

管道元件主要由管道支撑件和管道组成件2部分构成。

1.1管道组成件的构成用于连接或组装成管道的管道元件被称为管道组成件。

常用管道组成件有：管件（弯管、弯头、三通、活接头、异径管、堵头等）、管子、密封件、法兰、紧固件、膨胀节、阀门、挠性接头、过滤器、疏水器、节流装置等组成。