行業資訊

當前位置:首頁-行業資訊

蒸汽管道直埋敷設設計的探討(轉載)

發布時間:2020/08/31

楊平修  高  遠
摘要: 探討蒸汽管道直埋敷設和補償、固定墩設置防滑移及傾覆、系統的排汽和疏水
關鍵詞:蒸汽管道  直埋敷設  固定墩  防滑移和傾覆  排氣和疏水

0.引言
蒸汽直埋管道敷設已被廣泛的應用于城市熱力網設計,下面筆者就設計、協助熱力公司進行現場熱力系統調試中,對蒸汽管道直埋敷設遇到的問題進行探討。
在蒸汽直埋管道工程設計過程中,應根據熱負荷的大小和發展情況,按照蒸汽的壓力、溫度和地形、土壤結構等因素進行設計計算、選擇管材及保溫結構,設置補償器和控制閥門以及排汽閥、疏水閥,布置直埋管道固定支墩。
1.蒸汽管道直埋敷設和補償
(1)蒸汽管道的直埋敷設
蒸汽管道直埋敷設主要為城市熱力管網的熱源管道,目前常用的預制直埋保溫管高運行溫度為140℃,蒸汽壓力小于0.3MPa。壓力大于0.3MPa的蒸汽直埋保溫管道,其保溫應根據介質溫度采用五層高溫復式保溫結構形式,由工作鋼管向外分為硅酸鋁減阻層、硅酸鈣瓦高溫隔熱層、鋁箔反射層、聚氨脂保溫層及高密度聚乙烯保護層。其技術指標須符合《高密度聚乙烯外護管聚氨脂泡沫塑料預制直埋保溫管》CJ/T114的要求。蒸汽管道采用直埋敷設與傳統的地溝敷設相比具有占地少、不需砌地溝、不需做防水工程、施工周期短等優點,在保證施工質量的前提下,直埋敷設在地下的蒸汽管道維護工作量小,直埋敷設的蒸汽管道使用壽命可達40~50年,而地溝敷設的蒸汽管道使用壽命僅20年。由于復合保溫埋地蒸汽管各保溫材料與管道緊密結合,沒有縫隙,保護層也是嚴密的,加上土壤也起保溫作用,減少熱損失,節能效果好,很適合城市熱力建設的需要。
(2)直埋蒸汽管道的補償
埋地蒸汽管道分有補償敷設和無補償敷設兩種,無補償埋地管道適用距離較短,平面、立面管道轉角較多,且可通過轉角管段達到自然補償。有補償敷設的蒸汽埋地管道常用的補償器有直埋外壓式波紋補償器和直埋全密封防腐波紋補償器。在設計中應注意,在主直干管上宜選擇直埋外壓式波紋補償器,應成對布置,且應法蘭連接。選擇補償器補償能力不應小于過渡段熱伸長量或分支三通位移的1.1倍,當過渡段一端為駐點時,應乘以1.2系數,但不應大于按過渡段大長度計算出的伸長量的1.1倍。為避免由于供氣壓力波動頻繁,形成補償器伸縮頻繁而引起波紋管疲勞損壞,影響供汽,選擇補償器滿足管網軸向補償量X0時,其疲勞損壞次數不得小于1500次。壓力波動不太頻繁的支線,伸縮選擇滿足管網軸向伸長量X0時,其疲勞損壞次數不得小于1000次,補償器宜選用直埋全密封防腐波紋補償器,采用管式焊接連接。
2.固定墩設置  防滑移及抗傾覆
(1)固定墩設置的原則
固定墩設置須滿足以下條件:管道在兩固定墩間的熱伸長值,不得超過兩固定墩間補償器的允許補償值。管道的垂直荷重和各向推力和力矩,不得超過固定墩結構強度計算的允許值。固定墩的設置,應能防止管道產生振動。
    直埋敷設管道支墩間距表
公稱直徑
(mm)    大允許軸向力
(KN)    大間距
(m)    單位管長摩擦力
(KN/m)
50    15    35    1.8
65    15    35    2.1
80    20    45    2.4
100    25    55    3.1
125    40    70    3.6
150    70    80    4.0
200    115    80    5.3
250    165    85    7.1
300    250    95    8.2
400    290    85    10.9
500    455    85    12.8
600    685    60    15.0
(2)固定墩防滑移及抗傾覆
固定墩結構設計應以管道熱脹冷縮受約束產生的作用力,內壓產生的不平衡力,活動端位移產生的作用力計算管道對固定墩的推力作為固定墩立板設計的主要依據。固定墩底板設計應以管道對固定墩形成推力后不傾覆、不滑移為原則。固定墩設置后須進行抗滑移和抗傾覆的穩定性驗算:
抗滑移驗算    Ks=(KEp+f1+f2+f3)/(Ea+T) ≥1.3
抗傾覆驗算    K0v={KEpX2+(G+G1)d/2}/{EaX1+T(H-h2)}≥1.5
σmax≤1.2f
EP=1/2ρgbh(h1+H)tg2(45°+φ/2)
EP=1/2ρgbh(h1+H)tg2(45°-φ/2)
式中   EP—背動土壓力(N);
Ea—主動土壓力(N),當固定墩前后為粘性土時Ea可略去;
f1、f2、f3—固定墩底面、側面及頂面與土壤產生的摩擦力(N);
T—供熱管道對固定墩作用力(N);
Ks—抗滑移系數;
K0v—抗傾覆系數;
K—固定墩后背土壓力折減系數,取0.4~0.7;
f—地基承載力設計值(Pa);
G—固定墩自重(N);
G1—固定墩上部覆土重(N);
σmax—固定墩底面對土壤的大壓應力(Pa);
b、d、h—固定墩的幾何尺寸(寬、厚、高)(m);
h1、h2、H—固定墩頂面、管孔心和底面至地面的距離(m);
X1—主動土壓力Ea作用點至固定墩底面距離(m);
X2—被動土壓力EP作用點至固定墩底面距離(m);
φ—回填土內摩擦角,對砂土取30℃。
為降低工程造價,增加固定墩的穩定性,筆者認為盡可能將固定墩設置于分支管閥門井或補償器檢查井內,以閥門井壁經計算后作為固定墩的立板,或在補償器井內增設固定墩立板。在設計過程中,應根據地形地貌、沿途熱用戶的多少綜合考慮,根據實際情況確定具體方案。
3. 直埋蒸汽管道系統的排汽和疏水
(1)排汽
排氣對直埋蒸汽管道系統及下游換熱設備穩定運行非常重要。一般蒸汽系統起動時,系統中總會存在空氣。系統中存在的空氣在管道輸送蒸汽的過程中被蒸汽(蒸汽為軟化水制備)加熱會釋放出二氧化碳,二氧化碳會隨著蒸汽一起進入系統。這些氣體會對系統造成危害,空氣中的氧也會加速系統中管道閥門和設備的腐蝕,蒸汽與這些氣體混合后會降低溫度,在換熱器表面形成絕熱層,大大降低傳熱效率。當不凝氣體不斷在設備中積聚時,會形成“氣阻”,破壞設備正常工作,造成能源的浪費。
(2)疏水
疏水是蒸汽系統穩定運行的關鍵。如果凝結水不能從蒸汽管線中及時排除,凝結水會隨蒸汽一起流動,在閥門、三通、彎頭、盲板等任何改變氣流方向的管件處,發生水擊,產生沖擊力和噪聲,使管件損壞。如果在換熱設備中積存凝結水,當蒸汽與這些低溫凝結水接觸時,蒸汽迅速凝結,體積突然縮小,產生沖擊波,而且還會降低傳熱效率,影響系統正常運行。
目前較常用的疏水閥有倒置桶型、浮球型、熱動力型、熱靜力型等幾種。從節能環保和實際使用效果角度考慮,應優先選用倒置桶型、浮球型疏水閥,各種疏水閥的特點如下:
① 熱動力型價格較低、結構簡單、體積小,但使用壽命短、易漏汽,使用效果不佳,造成能源大量的浪費,并且污染環境。
② 熱靜力型需要凝結水有一定的過冷度,排放凝結水有延遲時間。
③倒置桶型具有耐磨損、耐腐蝕、耐水擊、不漏汽、可在背壓下工作、可清洗系統、有處理污物的能力、可連續排放空氣和二氧化碳、工作可靠等特點,是節能、耐用的疏水閥,宜優先選用。
④ 浮球型疏水閥具有耐磨損、耐腐蝕、不漏汽、可在背壓下工作、對凝結水反應快、可連續排放凝結水、空氣和二氧化碳排放能力強、工作可靠、壽命長等特點。在蒸汽壓力波動大、凝結水排量大、高背壓的系統中宜優先選用這種疏水閥,如可在汽水換熱器凝結水管使用這種疏水閥。
在設計直埋蒸汽管道系統時,應在系統的各低點、主管末端、補償器或彎頭前(見圖1、圖2)、閥門前等處適當設置疏水裝置,及時排除系統中的凝結水,防止水擊的發生。在長距離輸送且沒有自然排放點的管線上應每隔一定的距離設置一套疏水裝置,順坡每隔400~500m,逆坡每隔200~300m設啟動疏水和經常疏水裝置。在系統垂直升高的管段前設啟動疏水和經常疏水裝置(見圖3)。對于管道垂直升高超過2米或從主管分支接出下翻穿越公路的直埋蒸汽管道,設計要考慮啟動疏水裝置和經常疏水裝置的操作及維修時工作人員。在協助某熱力公司進行熱力管網調試時,此處未設支線閥門,且啟動疏水裝置設于支線豎井底部,疏水排水管亦未接至附近排水設施,給系統調試及運行管理帶來了一定的困難,且每天馬路兩旁豎井汽龍沖天。筆者認為此處應設分支閥門,且閥門井要與啟動疏水豎井(穿越公路兩端)分開設置,啟動疏水排水應排入附近排水設施,或將啟動裝置操作井與疏水排水井分開設置,以阻止疏水豎井的蒸汽不進入支線閥門井,疏水裝置操作井(頂管穿越馬路兩端豎井)和過路后升高井也不會出現汽龍沖天現象。  
4.關于設計規范的選用
城市熱力管網一般是以供熱介質小于150℃,公稱直徑小于或等于DN500的鋼制內管、保溫層、保護外殼結合為一體的預制保溫直埋熱水管道,其設計依據為《城鎮直埋供熱管道工程技術規程》CJJ/T81-98。用于指導蒸汽管道直埋敷設工程設計規范國內尚未出版,各個設計院根據《城市熱力網設計規范》CJJ/T34-2002和《城鎮直埋供熱管道工程技術規范》CJJ/T81-98進行蒸汽管道直埋敷設設計是不合理的,且不符合實際的,對于上述規范、規程只能借鑒。
5.結束語
本文所探討的問題是筆者對設計、調試、運行管理實踐的總結,也是為進一步規范埋地蒸汽管道設計奠定基礎,僅代表筆者個人的觀點,是否正確、是否合理,需要設計人員在進行直埋蒸汽管道設計時進行驗證,同行業專業人士指正,以便開展進一步探討。


午夜时刻免费实验区观看_国内少妇自拍区视频免费_高清无码中文字幕无线

        <pre id="djrvb"></pre><p id="djrvb"></p>
        <dl id="djrvb"><progress id="djrvb"><rp id="djrvb"></rp></progress></dl>

          <b id="djrvb"><i id="djrvb"><delect id="djrvb"></delect></i></b>

            <pre id="djrvb"></pre>
              <noframes id="djrvb"><del id="djrvb"></del>

              <noframes id="djrvb">