俞 峰
(南京蘇夏工程設計有限公司,南京 210036)
在蒸汽管道的布置中,遵循的總體原則是技術(shù)可靠、成本合理、施工簡便,因此在蒸汽管道的具體布置中要求管道短和直;管道的主干線貫穿用戶集中的地方,并且最大限度地靠近大熱負荷用戶;管道的走向要和建筑物、道路相平行。
在蒸汽管道的具體布置中,要最大程度地利用自然彎曲作為熱膨脹的自然補償。如果是使用方形的補償器,就要把方形的補償器布置在固定支架的中心;如果是實行地上敷設,在具體的設計中就要重視美觀性,地上敷設一般采用架空敷設,這樣可以節(jié)省總體造價。
要保證蒸汽管道能安全運行,就必須要做好蒸汽管的設計工作。飽和的蒸汽管道在運輸蒸汽的途中會生成冷凝水,因此輸送距離不能太長,主要用于廠區(qū)的供熱系統(tǒng),依照生產(chǎn)要求的壓力和溫度,蒸汽壓力不能超過1.6MPa。蒸汽管道的材料要使用符合國家規(guī)定的鋼材,如果要使用新鋼種,就需要相關(guān)部門的鑒定。
(1)蒸汽管道的管徑選擇。在布置蒸汽管道之前,要依照蒸汽的實際需求量進行管道直徑的相應選擇,如果管道直徑太大,會增大管道的熱損失,增加管道的工程投資,增加管道運輸中產(chǎn)生的冷凝水;如果管道直徑太小,會使點壓力下降,蒸汽量不夠,流速較高,造成沖蝕和水錘,因此要依照蒸汽的實際需求量、流速、壓力作為管徑選擇的相關(guān)標準。在管廊上布局蒸汽管道時,總體朝上并逐漸增大管徑,避免增加管道冷凝水的膜厚度。
(2)管道布置中的應力要求。公稱管道直徑DN小于150mm,并且溫度不高于230度的蒸汽管道,可以不用應力計算,但是直徑較大的高溫管道就要謹慎布置,布置時必須和應力計算的相關(guān)要求相符合。
蒸汽管道布置在管廊中時,要設置 形狀的補償器吸收熱膨脹,在設置 的補償器時要通過管道的應力分析進行計算和確定。常規(guī)設置(圖1所示)時,設置在固定節(jié)點80和10的中間,不在中間時,和固定點的距離不能小于固定點距離的三分之一。
圖1 管廊中蒸汽管道的常規(guī)設置
形補償器的固定點推理要依據(jù)管道的應力結(jié)果進行確定,在對蒸汽管道支架推力和應力計算時,要把蒸汽管道看作完整管系計算應力,而不是分成幾個管系計算應力。另外當管廊上存在不一樣規(guī)格的管道時,要進行 形補償器的集中設置,當溫度較高、管徑較大時要把熱補償?shù)墓艿涝O在外側(cè),相反,就要設在內(nèi)側(cè)(圖2所示)。管道間的距離要把高溫所形成的橫向移位考慮進去,并且管道固定點要設在同一點上,這樣方便結(jié)構(gòu)的設計。
圖2 形補償器的集中設置
(3)疏水系統(tǒng)的布置。飽和蒸汽在進行輸送時,無論保溫厚度和保溫材質(zhì)多優(yōu)良,都會出現(xiàn)一定的熱損失產(chǎn)生冷凝水,但是冷凝水又會減少熱能和影響換熱。如果冷凝水積聚會減小管道的橫截面積,增加蒸汽流速,而且不排除冷凝水,嚴重者還會導致沖蝕和水錘。
在管廊布置蒸汽管道過程中,當管道的布局總體朝下并具有一定坡度時,坡度在1/250時最適宜,在30—50m處就要設置冷凝水的排放裝置,在至高點重新布置時,要增加疏水器和汽水分離器。當管道的布局總體朝上時,要逐漸增大管徑,并且每隔15m就增加疏水點,疏水點布置時要有集水槽。
圖3 疏水系統(tǒng)的設置
在疏水系統(tǒng)中,集水槽十分重要,增加集水槽不僅能排除冷凝水,還能排除小液滴,聚集空氣,提高蒸汽管道的輸送質(zhì)量。
(1)安裝管道。蒸汽管道的敷設方式有地埋敷設和架空敷設。架空敷設中,在安裝管道后保溫施工前,要做水壓試驗的檢測。距離長的蒸汽管道可以分段試壓,水壓試驗之前,在管道的最高處設置放空閥,最低處設置疏水閥,試壓壓力設置成設計壓力的1.5倍;水壓試驗時,要校正試壓力表,并且試壓表不能少于兩塊。在地埋敷設中,蒸汽管道安裝時要注意安裝排潮管,并且完成水壓實驗后還要做氣密性的試驗,在氣密性的實驗中壓力值是0.4MPa。
(2)管道的熱補償。可以使用補償器安裝進行管道熱補償,可以利用蒸汽管的自然彎折進行管道的自然熱補償,通過管道的自然熱補償可以減少補償器數(shù)量,降低工程造價。
(3)疏水器的安裝。在安裝蒸汽管道時,要進行疏水器的安裝,疏水器的具體安裝位置一般集中在管道最低處、垂直升高的管道最低處、閥門切斷的管道最低處。在逆坡隔200—300m處,順坡隔400—500m處就要設置疏水裝置。
(4)安裝支吊架。支吊架主要有導向的支架、活動的支架、固定的支架、彈簧的支架,在支吊架安裝的具體過程中,彈簧的支架主要應用于垂直位移,如果應用在水平位移中,就要對彈簧的支架安裝滾柱。另外,在設計和安裝中的具體過程中,都要對固定的支架中所形成的推力和應力進行詳細計算。
[1]喻梅.蒸汽管道設計要點分析[J].上?;?2011(09):20-22.
[2]王鐘,陳煉非.主蒸汽和再熱蒸汽管道壓降計算及布置優(yōu)化[J].吉林電力,2002(03):10-12.
[3]黃青青.蒸汽管道的設計與施工[A].《建筑科技與管理》組委會.2014年12月建筑科技與管理學術(shù)交流會論文集[C].《建筑科技與管理》組委會,2014:2.
[4]孫豪杰.火力發(fā)電廠主蒸汽管道和再熱管道設計優(yōu)化[J].新疆電力技術(shù),2010(02):88-89.