热力管道论文支架设计论文

热力管道论文支架设计论文
【摘要】随着社会的进步、经济的发展，我国石油、化工、火力发电和冶金等工业均迅速发展，在实际工程中，作为管道支撑结构的管道支架使用越来越普遍。

作为使用数量多、分布范围广的特种结构，管道支架结构设计的合理性、安装的科学性均具有重要意义。

在设计中需要按照具体情况选用合适的管架型式并合理计算其预偏移量，以保证热力管道的安全使用。

一、热力管道设计中存在的问题
对热力管道设计的时候，尤其需要注意热胀冷缩的情况，为保证热力管道在平稳运行中的安全性，并且控制热力管道在热胀冷缩的情况下所产生的应力，就需要充分考虑到补偿管道由于受热所出现的伸长情况。

但是在设计的过程中经常会出现规范不明确的情况，并且还可能出现细节描述不详细的情况，这样情况的出现也给热力管道的设计人员对热力管道应力的计算以及布置造成了一定的困难。

下面具体分析热力管道设计中存在的问题：
1、固定热力管道之间的跨距问题。

在进行热力管道设计的过程中需要注意固定管道之间的跨距需要执行管道固定支架间距确定的原则，即：管道的热伸长量要在补偿器允许的补偿量的范围内；要尽量避免热力管道出现纵向弯曲的情况。

2、不同补偿器的选用。

在对某热电厂原有管道进行设计的过程中，通常选用的补偿器为 1.6兆帕的轴向型补偿器，并且按照间隔43.88米使用固定支架，同时，所使用的补偿器一般都是1.6TN300X6
型的，其轴向补偿量仅仅为 1.50cm，所以需要做一个非常长的补偿器，但是所选用的补偿器其内压推力就为140160牛顿，这个推力很大，这就造成对支架的要求有所提高。

二、分析影响热力管道支架位移的因素
1、膨胀弯的设置。

通常，为了吸收管道在受热过程中的膨胀量，热力管道在安装时会设置大量的膨胀弯（文中所提膨胀弯均指π型膨胀弯），其设置方案在管道应力计算时统一考虑。

一般情况下，在直管段以30～50m的间隔设置一个膨胀弯为宜，间隔过小则浪费材料，增加施工成本，也容易造成压力及温度的损失；间隔过大则导致支架位移量较大，容易造成支架受力较大甚至滑落。

2、固定支架的设置。

固定支架的设置是热力管道安装的重中之重，若设置不当或未设置极易导致管道支架滑落等事故的发生。

固定支架起到将管道膨胀量分段控制的作用，避免整段管道的膨胀量集中到一起，它与膨胀弯共同控制管道的热位移，两者相辅相成，缺一不可。

在管道投用前，必须严格检查固定支架的设置是否合理，安装和固定是否严格遵循要求，否则极易导致管道支架整体滑落的事故。

3、导向支架。

导向支架是控制管道位移方向的一类支架，通常在蒸汽管道进汽轮机前的一段上使用，用于控制管道向指定方向膨胀，避免机组与管道间产生过大的应力，引起机组振动过大。

4、滑动支架。

滑动支架主要用来支撑管道，并随着管道膨胀做自由运动。

支架预偏移量的控制就是针对滑动支架而言的，因为它随着管道移动，所以一旦其位移量过大，就会导致支架从管廊上滑落，
酿成事故。

5、不同材质管道的热膨胀。

管道支架的位移主要受管道热膨胀的影响，不同材质的管道，其在不同温度下的热膨胀系数均不同，因此热膨胀量也就不一样。

三、热力管道安装的基本要求
1、热力管道通常采用架空或地沟敷设，为了便于排水和放气，管道安装时应设坡度，室内0.002，室外0.003，蒸汽管道的坡度应和介质流向相同，以避免噪声。

每段管道最低点应设放水装置，最高点应设排气装置。

与管道共设的蒸汽管道，常年或季节性连续供热的可不设坡度。

但应装疏水装置，疏水器应装在管道的最低点，冷凝水容易集结的地方，流量孔板的前面。

2、补偿器竖直安装时，如管道输送的是热水，应在补偿器的最高点安装放气阀，最低点装放水阀，如果输送的是蒸汽，应在最低点装疏水器或防水阀。

3、两个补偿器之间（一般20--40m）以及每一个补偿器的两侧，应设置固定支架，两个固定支架之间应设导向支架。

补偿器第一个支架应为活动支架，不设置导向支架和固定支架。

4、管道的底部应用点焊的形式装上高滑动托架，托架高度稍大于保温层的厚度。

安装托架两侧的导向支架时要使滑槽与托架之间有3--5mm的间隙。

5、安装导向支架和活动支架的托架时，应考虑支架中心与托架中心一致，不能使活动支架热胀后偏移，靠近补偿器两侧的几个支架
安装时应装偏心，其偏心的长度应是该点距固定点的管道热伸量的一半。

偏心的方向都应以补偿器的中心为基准。

6、弹簧支架一般应装在有垂直膨胀伸缩而无横向膨胀伸缩之处，安装时必须保证弹簧能自由伸缩，弹簧吊架一般安装在垂直膨胀的横向、纵向均有伸缩处，吊架安装时，应偏向膨胀方向相反的一边。

四、热力管道支架设计与安装的要点
1、固定支架的设置。

固定支架设计的最基本原则是：两个膨胀弯之间有且仅有一个固定支架。

一般来说，固定支架的位置设置在两个膨胀弯的中间，其安装必须保证与管道紧密连接，不得发生相对运动。

2、滑动支架的位移方向。

膨胀弯、固定支架均确定以后，需要判断各个膨胀弯之间的管道支架的位移方向。

3、热力管道支架间距与安装方式
3.1滑动导向支架。

滑动导向支架用于只允许有轴向位移的场合，其对水平摩擦力无严格限制。

热力管道滑动导向支架安装时，管托中心应向管道膨胀方向相反的方向偏移1/2位移量<与管架中心距>；支架采用焊接制作，其中：管托与管道间满焊<注意：管托与管架间不许点焊>级指示；支架在管道中安装时应严禁在距离支架50mm以内的管道上设置焊口；管架制作安装完后，涂二道防锈底漆，二道面漆。

3.2滑动支架。

滑动支架属活动支架中的一种，用于承受管道垂直荷载并允许有水平位移，其对水平摩擦力无严格限制。

各材料规格、要求可按照上述滑动导向支架中的规定；其安装参考图与滑动导向支
架相同，仅没有其中的导向角钢C。

3.3固定支架。

固定支架用于管道不允许有任何位移的的场合；采用焊接制作，管托与管架、管托与管道间均满焊；管架制作安装完后，涂二道防锈底漆，二道面漆；
3.4波纹膨胀器
3.4.1波纹膨胀器的选用：波纹膨胀器的强度较弱，补偿能力小，轴向推力大。

一般在管径较大，压力较低的场合采用；波纹膨胀器只发生轴向变形，所受应力两头大、中间小，中部随时有向侧面变形的倾向。

每个波的补偿量一般只有5—20mm左右，故膨胀器的波一般为4个左右，最多不超过6个。

波纹膨胀器管口的周长允许偏差：当DN>1000mm时，为±6mm；
当DN≤1000mm时，为±4mm；
波顶直径偏差为±5mm；
3.4.2波纹膨胀器的安装：波纹膨胀器在安装时应进行预拉<热膨胀时>或预压<冷收缩时>，其值为管道补偿量的一半。

波纹膨胀器的预拉，应分2-3次进行，作用力应逐渐增加，尽量保证波节的园周面受力均匀。

结束语
随着社会的进步、经济的发展，我国石油、化工、火力发电和冶金等工业均迅速发展，在实际工程中，作为管道支撑结构的管道支架使用越来越普遍。

作为使用数量多、分布范围广的特种结构，管道支架结构设计的合理性、安装的科学性均具有重要意义。

在设计中需要
按照具体情况选用合适的管架型式并合理计算其预偏移量，以保证热力管道的安全使用。

参考文献：
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