蒸汽管道标准

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水、 暖通、 电、 空调与其他 !"#$% !&’#%()’($&) 直埋蒸汽管道保温结构形式的探讨 "胡摘 要 本文通过对直埋蒸汽管道设计、生产、施工等方面调 研， 针对其保温结构形式的几个技术要点进行了分析、 探讨。 关键词直埋蒸汽管道 保温结构形式 外滑动钢套钢形式 骏响， 必要时应适当调整保温结构各层保温材料的厚度， 以确保 保温结构安全。 保温计算中， 对土壤、 保温材料的导热系数选取不能草率， 这两个系数的选取正确与否， 往往影响保温效果和管道运行的 安全性。 跨度很大， 其大 土壤的导热系数在 $) ’ , #) ’- . *) / 之间， 小与土壤种类、 含水量大小、 化学成分、 埋设条件等多种因素有 关。 在工程设计时应坚持实测当地土壤导热系数或求助当地地 “ 质部门提供资料， 认真确定土壤导热系数值。 如果只根据 无资 料可查时取 () ’- . *) /”确定土壤导热系数不是科学的，因为 不能确切反映管道所处土壤的实际情况， 造成计算结果误差很 大。 例如南方高水位地区和西部干燥地区的土壤导热系数值相 差成倍， 那么保温结构计算结果也会差异很大， 如果草率计算， 会造成管道表面温度过高或过低， 破坏管道保护层。 所以， 应使 用当地实测土壤导热系数值来计算。 对各种保温材料的导热系数， 不能简单地以厂家提供的单 体数值为准， 而应搞清楚该数值是在何种温度、 何种条件、 哪一 级检测部门测定的， 有否导热系数方程式的条件下， 然后尽量 参照行业标准确定的导热方程式来选取、 确定导热系数。例如 微孔硅酸钙， 笔者见过几个厂家标出的导热系数都不同， 这时 《 应凭据标准 硅酸钙绝热制品 》 . 2($"++ & (++3 的相关条文 01 选取， 送样检测后确定导热系数。 #) # 保温外护层的选取 由于蒸汽管道介质温度高， 保温结构不可能做成像直埋热 “ “ 水管道那样 三位一体 ” 需要做成 脱开式 ” 即工作钢管与保 ， ， 温层或外护层脱开。 国外基本是采用钢外护层， 我国对于蒸汽管道直埋外护层 的选择以玻璃钢和钢外护层为多。早期采用玻璃钢做外护层 后， 由于对玻璃钢制造工艺机理了解不透， 采用了简陋方式， 同 时， 玻璃钢外护层标准当时还没有颁布， 造成制造的玻璃钢外 护层质量低下， 运输、 安装过程中违规操作， 导致外护层出现局 部开裂破坏， 动摇了采用玻璃钢的信心。目前最多的是仿照国 外采用钢外护层， 即钢地沟形式， “优势 ” 它的 是前二、 三年不易 发现问题， 不过从长远来看， 其防腐、 电化学、 检修等

问题还没 有较好的解决。 从地域来看， 南方地区主要矛盾是防水问题， 采用钢外护 层的居多； 沿海地区不仅有防水问题， 更关键是防止氯、 硫氧化 物的腐蚀问题，但钢套外护层防腐解决困难，因此采用按“标 准” 制造的玻璃钢外护层既能防水更能防腐； 西部地区干旱， 地 下水位低， 解决的主要矛盾是土壤热阻值等问题， 所以外护层 也不宜采用价高的钢外护层。 #) % 保温层材料 保温层材料最初从采用岩棉、 复合硅酸盐毡与聚氨酯泡沫 复合过渡到采用微孔硅酸钙瓦与聚氨酯泡沫复合。 但由于硅酸 钙瓦之间有缝隙， 当管道运行后容易产生裂缝， 导致局部热流 外泄， 从而破坏了有机保温层和保护层， 虽然对此也采取了一 些措施， 但仍未能解决热流不外泄的问题。当前， 硅酸钙、 高密 度玻璃棉管壳、 硅珠复合等一批新的保温层材料正在通过实践 检验。 结构形式的探讨 #) 4“外滑动钢套钢 ” “ （ 目前， 国内采用的 外滑动式钢套钢 ” 结构形式 钢地沟 ） 基 () 直埋蒸汽管道技术发展概况 由于节能、 环保的需求， 由于市容规划的要求， 地下直埋技 术应运而生。 高温管道的敷设由传统的架空和地沟敷设到直埋 技术的应用是个飞跃，与地沟和架空敷设相比它有许多优点： 如占地少、 不影响市容景观和城市规划、 施工快捷、 大量减少建 材用量和土建费用、社会环境效益好、工程造价低、维护费用 低、 节约能源、 使用寿命长等。 近几年来我国在直埋蒸汽管道技术的研究、 开发、 应用等 方面， 取得了长足进步。 保温结构形式和选用材料之多样化， 工 程实践规模之大， 在世界上也是少见的。国外公司采用的最大 管径为 !’$$**，而目前我国山东济南、河北石家庄、陕西西 安、 辽宁大连、 河南、 江浙等地区所采用的直埋蒸汽管道已超过 有的已达 !+$$**。 保温结构形式有内滑动、 外滑动， !’$$**， 选用的耐高保温材料有微孔硅酸钙、 玻璃棉管壳、 热压珍珠岩、 硅珠保温材料、 复合硅酸盐等。 同时另一方面也应清醒地认识到目前我国蒸汽管道直埋 敷设技术尚存在着理论、 技术、 管理等方面的诸多问题， 距这项 技术的完善还有很大的距离。由于基础理论研究滞后于开发， 设计计算不准确， 产品精制滥造， 施工马虎从事， 运行违规操作 “ “ 等， 造成部分蒸汽管道直埋不久便出现 跑、 漏、 ” 带病 冒、 伤 、 运行 ” 等一系列问题， 因此需要对以往的实践进行科学分析、 研 究和总结， 继而加强科研力度， 以促进蒸汽管道直埋技术的进 一步完善和提高。 #) 直埋蒸汽管道保温结构形式选择的几个技术要点 保

温结构形式是高温蒸汽直埋管道的核心技术， 除了考虑 通常蒸汽管道的设计要求外， 还必须具备符合直埋的一系列条 件， 如具有足够的机械强度、 可靠的抗地下水浸入能力、 外壳和 金属部件的防腐能力等。 #) ( 关于保温结构计算 蒸汽管道直埋敷设的热介质是向周围土壤按一维稳态传 热， 土壤可视为保温结构的一部分。以目前国内常用的内滑动 式复合结构蒸汽保温管为例， 计算过程中首先应划定三个界面 温度（见图 。 ( ） 无机保温 材料与有机 保温材料接 触处可视为 第一界面， 外 保护层与土 壤接触处视 为第二界面， 地表与空气 接触面视为第三界面。计算时应先控制三个界面温度， 第一界 面温度控制在有机材料耐温能力以下； 第二界面温度应控制保 护层的防腐、 防水及机械性能不遭受大幅度衰减或破坏； 第三 界面温度则控制不会因界面温度升高而使得管道周围土壤热 阻值升高， 从而造成第一、 二界面温度升高破坏保温结构。 所以 在保温结构计算过程中， 应校核当地极高、 极低环境温度的影 安徽建筑 #$$% & ’ !" ! 万方数据 水、 暖通、 电、 空调与其他 !"#$% “ 本上是仿照国外直埋蒸汽管道形式， 但是在 为我所用 ” 应 时， 当注意下列几个问题： "’ (’ ) 外套钢管的防腐问题 国外对外套钢管防腐极为重视， 要求严格， 他们对钢套管 内外侧防腐都有措施。欧洲如德国， 钢套管外侧是采用涂刷防 腐材料后再缠 *+,-. 内侧面则采取抽成真空（设真空泵房保 持） ，衰减腐蚀条件的措施；美国则是在钢套的管外侧面喷涂 "# / $#00 厚聚氨酯绝缘层后再喷涂 "00 左右的玻璃纤维树 （ 树脂 玻璃钢 ） 内侧面是采用抽真空或喷涂刷陶瓷防腐材料。 ， 国内目前钢套管外侧面只采用涂刷富锌、环氧煤沥青防腐涂 料， 钢套管内侧面防腐一般就不考虑了， 而钢套管内侧面由于 处于高湿热条件下， 又有空气， 会加速钢套管内侧面的腐蚀速 度。因此， 目前国内对钢套管的防腐措施， 特别是在高水位地 区， 能否保证钢套管达到标准界定的蒸汽管道寿命大于 "# 年， 尚需我们拿出有力的科学依据。应当注意： 埋入地下的蒸汽管 道三年五载不出问题， 并不等于 "# 年都不出问题！ "’ (’ " 钢套管椭圆化变形带来的麻烦和解决方法 根据材料力学理论，常规壁厚的钢管当直径超过 !##00， 会因椭圆效应产生椭圆变形， 使得力学计算复杂化。当介质温 一般 +23 (##00 的工作管， 钢套管直径就有可 度超过 $##1 ， 能超过 !##00， 钢套管椭圆变形就会产生。埋地钢套管椭圆化 包 变形主要与两个因素有关： 钢套管上面作用的垂直荷载， ! 括随埋深增

加而加大的土壤荷载和随埋深增大而减小的车辆 等活荷载； 在相同的垂直荷载作用下， 钢管 "钢管的截面参数， 半径越大， 椭圆化变形越大； 管壁越厚， 椭圆化变形越小。 钢套管椭圆化变形， 如超过一定限值， 会造成局部失稳破 坏， 即使没有达到失稳破坏程度， 如果预留缝隙与计算变形不 符，滑动支架变形、卡腿、断腿必定会发生，造成管道系统破 坏。 为了控制因椭圆化变形而造成的管道破坏， 在进行外滑动 钢套结构形式设计、 生产时， 应按有关规范， 认真计算， 将椭圆 化变形率控制在 $4 以内，同时，滑动支架与钢管内壁间隙应 与之相适应。 是 "’ (’ $ 国外对保温材料如何能长期包缚在工作钢管上， 有着严格技术措施的， 他们采用特殊的防腐蚀钢材带包缚保温 材料， 间距也有具体要求。如果简单地用细铅丝或塑料带包缚 保温材料， 在高湿热条件下， 经过一段时间铅丝锈断， 塑料带老 化， 造成保温材料脱落， 导致保温结构破坏。 "’ (’ ( 内工作钢管保温层外表面与钢套管内壁的间距尺 寸并不随意， 而是将这个空间作为辐射传热的保温层， 空间不 能产生流动气流。国外采取抽真空的方式以防止产生气流； 国 内由于条件所限， 采用抽真空措施， 暂时还难以实现。 但预留的 以防止空气对流产生， 提 空气层厚度不能随意， 一般0"#00， 高隔热效果。 通过以上几点只是想说明在引进国外技术时，应该真正 “吃透 ” 再 为我所用 ” “ 后， “ 。同时， 目前对 钢套钢 ” 结构形式， 尚 不应简单肯定， 需进一步深入研究、 实验， 拿出经济、 技术符合 我国国情， 又不会造成遗患于后的钢套钢结构形式的方案来。 $’ 结束语 通过以上对直埋蒸汽管道保温结构形式中几个主要技术 的思考与探讨， 说明直埋蒸汽管道技术比较复杂， 有诸多问题 尚未解决， 需要深入地研究和实践。因此， 生产、 科技和院校应 协同合作， 继续加强科研力度， 共同促进直埋蒸汽管道技术的 进一步完善和发展。 作者单位： 合肥高新区建设发展局 关键词 :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 阀门 城镇供水 !&’#%()’($&) 使用探讨 阀门在保障城镇供水管网安全运行和水 资源配置方面起着非常重要的作用。阀门在 正常状态下要保证开启到位， 一旦需要， 应能 做到关闭迅速， 切流可靠。因此， 阀门能否真 正地起到有效控制管线水流的功用，将直接 影响到城市供水的连续性和安全性。 )’ 我国阀门的现状 由于我国机械制造业的发展不平衡，在 金属材料、 铸造工艺、 加工精度及结构设计等 方面均与发达国家

有一定的差距。体现在阀 门制造上， 如密封性差、 阀体阀芯强度不够等 等。近十几年来， 随着我国经济建设的蓬勃发 展和改革开放的不断深入，阀门制造业也展 现出欣欣向荣的生机。不仅在产品品种、 型号 规格和生产规模上有了较大进步。而且在阀 门的密封性能、强度要求、调节功能、操作性 能和流通性能上也比以往有了明显改进。比 如球墨铸铁、 树脂砂铸造工艺、 奥氏体不锈钢 阀芯、硬密封阀座、防腐喷涂涂料的应用，以 及国外先进的密封结构设计技术及制造工艺 的引进，使得我国阀门部分产品的技术指标 已经接近和达到国际先进水平，在实际运用 上， 能够取代进口产品。 "’ 常用阀门应用 在城镇供水行业中广泛使用的是中低压 阀门、特别低压大口径阀门 （公称压力 ,20 。常用的有闸阀和蝶阀。 )’ 56,7） "’ ) 闸阀 闸阀的使用历史相对来说比较悠久，特 城 镇 供 水 中 "常 蒋 用 勇 阀 门 使 用 探 讨 别是在口径 +2$##00 以下的闸阀在各类阀门中仍占主导地 位。 闸阀按其阀板形状可分为平行闸阀和楔形闸阀， 楔形闸阀 在国际上使用比较普遍，其特征是阀板前后压差使阀板强制 压在出口侧的阀座上， 密封性较好， 且阀门全开时， 由于阀板 不留在流路上， 压力损失小。普通闸阀的缺点主要表现在： 一 是操作力矩大， 操作时易使阀体、 阀杆损坏， 特别是大口径闸 阀；二是闸阀的外形尺寸和重量也较大，如 +2) ###00 口径 的闸阀约 $ "##00 高， 需要 ( 个人操作， 所以闸阀一般适用于 +2&##00 以下的小口径范围内；三是闸阀从全开到中间开 度， 阀门的流阻较小， 接近全闭时， 流阻急剧增加； 若阀门开度 极小时， 开口处的流速极快， 会使闸板下侧产生气蚀， 并伴有 激烈的振动的噪声， 长时间节流运转， 往往会使阀体和闸板的 金属发生气蚀； 闸阀工况处在中间开度时， 由于阀板靠两侧导 !! ! 安徽建筑 "##$ % & 万方数据