浅谈热力管道固定架设置

浅谈热力管道固定架设置

摘要：在管道设计过程中，固定支架起到了支撑管道和限制管道移动的作用。但是在很多时候，大家都对固定支架的设置有一定的误区，本文就对一些常见的情况做简单的说明。

关键词：管道支撑固定支架热应力

在工艺配管设计中，管道的支撑点的选取是一项很有讲究的工作。支撑点最大的作用就是支撑和固定管道，限制管道位移以起到保护管道和设备的作用。支架的分类形式很多，通常可以根据管道是否可以移动分为2大类：滑动支架和固定支架。因为滑动支架主要的作用就是支撑管道，所以在设置的时候考虑的因素就较少，相应的难度就降低了不少。

管道受热膨胀或者受冷收缩会使管道产生形变，让管线积累一定的热应力。我们设置固定支架的作用就是限制热应力，保证管道与设备管口之间、管道相互连接部分的安全。固定支架设置的难度主要有以下两点：1.管道柔性的处理；2.管道应力的处理。很多设计人员在设置固定支架的时候很随意，不对其进行严格的分析，习惯性的按一些经验做法设计，往往会造成一些问题，如：管道压力损失过大；局部管道膨胀量过大滑落管架,蒸汽管道在通汽时剧烈抖动等。

一般来说，热力管道的固定架是根据现场实际情况进行设置，主要考虑几个方面的问题：1.对于复杂管道可用固定点将其划分成几个形状简单的管段，如：L形管段、U形管段、Z形管段等一边进行分析计算；2.确定管道固定点位置时，使其有利于两固定点间管段的自然补偿；3.选用Ⅱ形补偿器时，宜将其设置在两固定点的中部；4.固定点宜靠近需要限制分支管位移的地方；5.固定点应设置在需要承受管道振动、冲击载荷或需要限制管道多方向位移的地方；6.作用于管道中固定点的载荷，应考虑其两侧各滑动支架的摩擦反力；7.进出装置的工艺管道和非常温的公共工程管道，宜在装置分界处设固定点⑴。管道固定点之间的间距没有严格的规定，但是考虑到固定支架受力情况和管道膨胀偏移量，设计人员会根据管道内不同的介质、不同的工况、管道采用的补偿方式来人为的做一些限制。一般情况下，装置内管道的固定点之间的间距为60m-100m之间。

下面我们来看一组实例：

例1：

对于此情况的管道，我们有2种做支架的方式：如图2和图3。图2：

图3：

以上2种方式各有利弊，在总管线较短且AB段和CD段较长的时候，采用图2的方式比较合理。但在现实情况下，通常BC段也比较长，且3段加起来将近100m左右，此时就需要对这2种固定方式作出一定的选择。对图2和图3两种方式进行对比：图2的优点是结构简单，固定架少。缺点是由于两个固定支架之间距离较远，当管道介质温度较高时，管道的形变量增大，特别是管道弯头处会出现比较严重的大角度偏心。在有条件的情况下，笔者认为图3的做法在长管系比较合适。

在实际管道铺设时，通常需要有一定的坡度（一般为0.5%左右）。在管线比较长的时候，需要每隔一段距离利用管道的上升来保证净空的要求，此时管道固定架设置的高度就决定了管道爬升的高度。以管道两固定支架之间的形状为L 型为例，如果爬升距离较小，管道在上升段的刚性就比较大，管道向膨胀方向实际偏移量比计算得到的偏移量要大的多，可能会造成管道的滑落；如果爬升距离较大，会出现要么管道的净空不能保证（一般来说管道离地净空要求≥4.0m），要么管道固定支架偏高，导致土建设计时偏心过大。根据实际经验，将上下两段管道高度差值保证在10-15倍管径左右。

在实际工程设计中，固定支架的设置直接关系到整个管系的稳定，甚至对后面工段会有一定的不良影响。较合理的设置固定支架，可以最大程度的减少对后续工段的影响。