工業(yè)蒸汽管道的管道布置和發(fā)展前景

俞 峰

（南京蘇夏工程設(shè)計(jì)有限公司,南京 210036）

1 蒸汽管道的布置原則

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(jiǎn)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(fù)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(bǔ)償。如果是使用方形的補(bǔ)償器，就要把方形的補(bǔ)償器布置在固定支架的中心；如果是實(shí)行地上敷設(shè)，在具體的設(shè)計(jì)中就要重視美觀性，地上敷設(shè)一般采用架空敷設(shè)，這樣可以節(jié)省總體造價(jià)。

2 蒸汽管道布置要點(diǎn)

要保證蒸汽管道能安全運(yùn)行，就必須要做好蒸汽管的設(shè)計(jì)工作。飽和的蒸汽管道在運(yùn)輸蒸汽的途中會(huì)生成冷凝水，因此輸送距離不能太長(zhǎng)，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(guò)1.6MPa。蒸汽管道的材料要使用符合國(guó)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(shí)際需求量進(jìn)行管道直徑的相應(yīng)選擇，如果管道直徑太大，會(huì)增大管道的熱損失，增加管道的工程投資，增加管道運(yùn)輸中產(chǎn)生的冷凝水；如果管道直徑太小，會(huì)使點(diǎn)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(shí)際需求量、流速、壓力作為管徑選擇的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在管廊上布局蒸汽管道時(shí)，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(yīng)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(yīng)力計(jì)算，但是直徑較大的高溫管道就要謹(jǐn)慎布置，布置時(shí)必須和應(yīng)力計(jì)算的相關(guān)要求相符合。

蒸汽管道布置在管廊中時(shí)，要設(shè)置 形狀的補(bǔ)償器吸收熱膨脹，在設(shè)置 的補(bǔ)償器時(shí)要通過(guò)管道的應(yīng)力分析進(jìn)行計(jì)算和確定。常規(guī)設(shè)置（圖1所示）時(shí)，設(shè)置在固定節(jié)點(diǎn)80和10的中間，不在中間時(shí)，和固定點(diǎn)的距離不能小于固定點(diǎn)距離的三分之一。

圖1 管廊中蒸汽管道的常規(guī)設(shè)置

形補(bǔ)償器的固定點(diǎn)推理要依據(jù)管道的應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行確定，在對(duì)蒸汽管道支架推力和應(yīng)力計(jì)算時(shí)，要把蒸汽管道看作完整管系計(jì)算應(yīng)力，而不是分成幾個(gè)管系計(jì)算應(yīng)力。另外當(dāng)管廊上存在不一樣規(guī)格的管道時(shí)，要進(jìn)行 形補(bǔ)償器的集中設(shè)置，當(dāng)溫度較高、管徑較大時(shí)要把熱補(bǔ)償?shù)墓艿涝O(shè)在外側(cè)，相反，就要設(shè)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(jìn)去，并且管道固定點(diǎn)要設(shè)在同一點(diǎn)上，這樣方便結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

圖2 形補(bǔ)償器的集中設(shè)置

（3）疏水系統(tǒng)的布置。飽和蒸汽在進(jìn)行輸送時(shí)，無(wú)論保溫厚度和保溫材質(zhì)多優(yōu)良，都會(huì)出現(xiàn)一定的熱損失產(chǎn)生冷凝水，但是冷凝水又會(huì)減少熱能和影響換熱。如果冷凝水積聚會(huì)減小管道的橫截面積，增加蒸汽流速，而且不排除冷凝水，嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致沖蝕和水錘。

在管廊布置蒸汽管道過(guò)程中，當(dāng)管道的布局總體朝下并具有一定坡度時(shí)，坡度在1/250時(shí)最適宜，在30—50m處就要設(shè)置冷凝水的排放裝置，在至高點(diǎn)重新布置時(shí)，要增加疏水器和汽水分離器。當(dāng)管道的布局總體朝上時(shí)，要逐漸增大管徑，并且每隔15m就增加疏水點(diǎn)，疏水點(diǎn)布置時(shí)要有集水槽。

圖3 疏水系統(tǒng)的設(shè)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。

3 蒸汽管道的安裝

（1）安裝管道。蒸汽管道的敷設(shè)方式有地埋敷設(shè)和架空敷設(shè)。架空敷設(shè)中，在安裝管道后保溫施工前，要做水壓試驗(yàn)的檢測(cè)。距離長(zhǎng)的蒸汽管道可以分段試壓，水壓試驗(yàn)之前，在管道的最高處設(shè)置放空閥，最低處設(shè)置疏水閥，試壓壓力設(shè)置成設(shè)計(jì)壓力的1.5倍；水壓試驗(yàn)時(shí)，要校正試壓力表，并且試壓表不能少于兩塊。在地埋敷設(shè)中，蒸汽管道安裝時(shí)要注意安裝排潮管，并且完成水壓實(shí)驗(yàn)后還要做氣密性的試驗(yàn)，在氣密性的實(shí)驗(yàn)中壓力值是0.4MPa。

（2）管道的熱補(bǔ)償。可以使用補(bǔ)償器安裝進(jìn)行管道熱補(bǔ)償，可以利用蒸汽管的自然彎折進(jìn)行管道的自然熱補(bǔ)償，通過(guò)管道的自然熱補(bǔ)償可以減少補(bǔ)償器數(shù)量，降低工程造價(jià)。

（3）疏水器的安裝。在安裝蒸汽管道時(shí)，要進(jìn)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(shè)置疏水裝置。

（4）安裝支吊架。支吊架主要有導(dǎo)向的支架、活動(dòng)的支架、固定的支架、彈簧的支架，在支吊架安裝的具體過(guò)程中，彈簧的支架主要應(yīng)用于垂直位移，如果應(yīng)用在水平位移中，就要對(duì)彈簧的支架安裝滾柱。另外，在設(shè)計(jì)和安裝中的具體過(guò)程中，都要對(duì)固定的支架中所形成的推力和應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。

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