岳阳高温蒸汽输送管道创造变化并带来绩效突破性地提高



商悦传媒   2019-04-13 17:23

导读: 直埋热水管道由钢制内管、保温层和保护外壳结合为一体,保温层和保护外壳组成保温结构。保温管直埋地下,直埋...

  直埋热水管道由钢制内管、保温层和保护外壳结合为一体,保温层和保护外壳组成保温结构。保温管直埋地下,直埋热水管道保温结构除具有管道保温的功能外,还具有传递力、抵抗土壤压迫的功能。保温层和外壳必须具有足够的强度以克服土壤对管壳在管道径向产生的压力和管道在土壤中横向位移时土壤对管壳的挤压,保证保温结构形状完整;DN500 埋深1. 5 m,管道承受约37. 2 kPa 的压力,如管道有径向(横向)位移,每位移 1 mm,所承受的压力有 3 ~ 4 kPa (管道四周为粉质粘土或砂质粉土,回填密实度为 90% ~ 95%,土壤横向压缩反力系数取3 × 10 ~ 4 × 10 N / m3),因此规范中要求保温层具有大于200 kPa 的抗压强度。外壳、保温层和钢管相互之间的粘结强度也是保证保温结构完整所必须的。直埋供热管道的保温层需要能传递剪切力,以克服管道轴向位移时土壤对管道外壳的摩擦力。单位长度直埋敷设预制保温管的外壳与土壤之间的摩擦力,按下式计算:

  管外壳直径,mm。外壳与保温层粘结的牢固程度以及保温层与内钢管粘结的牢固程度都应证传递轴向剪切力,其剪切强度为:

  37.2kPa。对于DN500 保温管外壳与内保温层粘结抗剪强度要大于13. 6 kPa,因此,规范中要求保温层剪切强度(含与内管和外壳粘结)大于或等于120 kPa。

  与直埋热水管道不同,直埋蒸汽管保温结构国内外基本上均是采用脱开式,即钢制内管与保护外壳之间在运行中有轴向位移。目前主要有以下几种形式:无机 - 有机复合型(其组成由内至外依次为钢制内管减阻层无机保温层有机保温层外护套管),纯无机型(钢制内管 - 无机保温

  层- 空气层外护套管),双套管复合型(钢制内管无机保温层空气层内套管有机保温层外护套管)。前者为内滑动式,即钢制内管与保温层之间通过减阻层隔开,减阻层作为滑动面;后两者为外滑动式,即保温层与外护套管之间通过空气层隔开,空气层作为滑动面。减阻层通常选用硅酸铝纤维,无机 - 有机复合型的无机保温层应选用硬质保温材料,如硅酸钙;纯无机型和双套管复合型的无机保温层宜选用半硬质纤维类保温材料,有机保温层选用聚胺酯,外护套管可为高密度聚乙烯套管、玻璃钢套管和钢套管,采用钢套管时,应做外防腐,必要时加电化学保护。

  直埋热水管道和直埋蒸汽管道的应力验算均采用应力分类法,但由于这两种管道的工作温度不同,使得这两种管道的敷设方式和保温结构都不相同,设计时应加以区别.1 在蒸汽直埋管道中,采用补偿器进行管道的热补偿,实践证明是有效和科学的。特别是我国近年设计、制造、开发热网用补偿器取得骄人的进步:大补偿量、小刚度、变推力、平衡式以及不设井室全封闭、自导向、抗扭曲直埋波纹膨胀节和单密封、双密封、柔性填料套筒式补偿器相继推出,SEBF(环氧粉末喷涂)高防腐性以及密封防水封端设计、无约束直埋技术,极大地为城镇供热直埋蒸汽保温管道的发展推广做出贡献。目前П型(方形)补偿器在直埋管道因占地大、躲障困难很少应用,球型、铰链补偿器虽然变形应力小、流体阻力也小,但因结构复杂、密封困难,出现事故难维修,在直埋管道中极少应用。

  补偿器设计选择是热网中六大技术关键之一,也是直埋管道热网事故多发所在,是管系中最薄弱环节。设计选择必须坚持:

  补偿器中的波纹管件是在材料屈服极限的高应力状态下工作,每一次变化都不能恢复其原来的自由长度而留有残余变形,往复循环,残余变形累计到一定程度,波纹管就会发生破坏,而破坏的循环次数称之为补偿器的疲劳寿命Nc。实际应用时,取一定的安全系数n

  行标“城镇供热预制蒸汽保温管技术规程”中,要求管道寿命25年以上,实际直埋管道,由于使用负荷变化,操作频率大,昼夜用量不均,这就要求制造厂家,提供的产品[N]1000次以上。文献[4]提供膨胀节许用疲劳寿命的推荐值如表1。热力管网,投资强度大,特别是蒸汽直埋管道,一次性投资更为偏重,这就更要求我们用好资金,加强薄弱环节的力度,提高波纹补偿器的许用疲劳寿命达到化工I 级管道点应力循环次数7000次水平,才能保证管道安全。

  波纹节补偿器的位移量,也称补偿量,与疲劳寿命有关。次数多,位移量就小;反之,次数少,补偿量就大。文献[8]给出产品补偿量修正系数C N 如表2。

  X 0设计条件下的补偿量值(200次) 各供应制造厂修正系数不同,设计选用时应注意。图3给出了国标GB16749“压

  如某公司[7]样本列出温度影响系数Kt ,见表3。(此300℃为设计基准) 两者明显不同,但 P 0=P/ Kt

  (外护管)如设有补偿时,应选择碳钢Q235A 或相应材料为宜,而工作管补偿器就不能像过去有的厂家为“降低成本”夹设碳钢材料在内,此是危险的。实践证明,其寿命也确实不长。)膨胀节(补偿器)补偿量的确定

  综上所述,膨胀节的补偿量相对不是一个定数,工作温度影响压力,同时也影响位移量。这就要求我们设计时,必须通盘考虑许用疲

  流脉冲、阀门开启、封关、分支节点、弯管阻力变化,特别是管道的汽水冲击水锤,使之管道发生变频震动。

  2)输送介质高压蒸汽,线速30m/s以上,在三通、弯头、阀门处形成湍流,使之补偿器原设计的导流筒低频大幅震动而破坏,特别是大口径,大补偿量导流筒L460mm以上更易发生导流筒疲劳断裂,吹掉;

  近年来,军转民,许多国防骨干企业转民用发展,柔性填料套筒补偿器诞生就是一例[7]。早在1989年经省级技术鉴定,93年又申请授权专利,94年获辽宁省高新技术金奖的RMT型套筒补偿器实际应用多年,效果良好。它补偿量大,造价低,安全可靠(带限位环)。泄漏小,寿命长8~10年维修一次。在不停汽,不降低正常工作压力的情况下,采用压力枪注射密封填料为生产、维修带来更大方便。为提高使用寿命,内筒采用喷射工艺,增强了防腐性能,消除Cl离子晶格腐蚀和应力腐蚀。

  (1)蒸汽直埋管道热补偿,结合管路走向(路由)采用自然补偿方式经济、合理、可靠、安全。使用推制弯管,消弱弯头顶部最大环向应力及与凸面相差

  随着我国城镇建设的发展、城镇美化标准的逐步提高、地下埋设的管道(给水、污水、雨水、供暖、供冷、蒸汽、天然气等)及线路(动力线、照明线、通讯、宽带等)敷设的增多,城镇道路两旁埋设管道线路的位置越来越少。原来蒸汽管道均采用地上架空敷设或地下管沟敷设,现在都改为地下直埋敷设。架空敷设造价低,施工、检修都方便,但影响城镇美观。管沟敷设不但施工建设慢而且需要的线位较宽、较深,实际施工现场根本达不到施工条件要求。因此蒸汽管道钢套钢直埋保温管的应用近十年来得到了普及。上世纪九十年代采用的塑(玻璃钢)套钢直埋保温管在实际应用中出现了许多进水爆管事故,即使没有发生重大事故,实际运行中温降很大,热耗很高,尤其夏季多雨季节,地下水位高,有的管道热损到了30%。这都是因为塑套钢或玻璃钢套钢的外护层与钢管的材质不同,在固定支架、变径处等部位在设计、施工、技术、验收等方面很难处理好,钢套钢直埋保温管客服以上敷设方式上述种种缺点,因此蒸汽管道采用钢套钢直埋敷设方式成为最好的方式。钢套钢直埋保温管的保温结构可依据滑动方式的不同分为:内滑动式与外滑动式

  1、外滑动结构由于保温层与外护管之间有一层空气层,管道在运输、施工的过程中浸的水能在暖管的过程逐步中排出,因此适于雨量充沛、水位高的地区。但对于氯离子、硫离子等生物质能含量较高的土壤(尤其呢是在沿海等地区),对于外钢管的防腐保护则更需加强。

  2、外滑动结构是基于“钢地沟”的思想设计而成,可充分的利用弯头来进行自然补偿,降低了整个生产过程的成本,同时呢也减小了固定的墩推力。

  3、将管线在固定的墩处分为多个相对独立的部分,在两固定墩之间设排潮管(最好为两套),则排潮管既能排除潮湿的气体,又可当作日常运行的一个信号管,可随时随地的监测管网的运行情况。

  (1)直埋保温管在我国起步较晚,有许多条件需要完善。从实践中出现的质量问题来看,应在设计和施工中注意以下几个问题:

  (一)在设计和施工中,一定要真正理解官网直埋敷设方式分为有补偿器和无补偿器两种直埋敷设方式。有补偿器直埋方式,是通过官网自然补偿和补偿器来解决官网受热的伸缩量,从而使热应力达到最小。这种方法是我国北京煤气热力设计院提出的计算方法。这种方式充分发挥钢材塑性潜力,无需加热,施工方便。;无补偿直埋方式,是官网受热时没有任何补偿措施,而是靠管线自身的强度来吸收热应力。这种方法在安装管线时,给管线加热到一定温度,然后将管道焊接固定,当管线温度降低时,管线预先承受了一定的拉力。当管线加热工作时,随着温度的升高,管线应力为零,当加热到工作温度时,管线热应力应小于许用应力。这样管线可以不用补偿装置能正常工作。这种方式施工时需要对管线进行加热,施工比较麻烦,国内很少采用这种方式进行施工。掌握这两种方式各自的工作原理及所能应用的地方,以便在设计上合理应用,保证施工安全和可靠。

  (二)两种方式敷设深度不同,有补偿直埋敷设方式,埋设深度只考虑由于地面荷载不会破坏管道的稳定便可,从经济、施工方便等方面考虑。当采用有补偿直埋方式时,进了浅埋,一般覆土厚度大于0.6M即可。且与管径大小无关;无补偿直埋敷设方式,埋设深度要考虑管道的稳定要求,稳定性与埋设深度有关,一般要比有补偿方式的埋的深,当采用不预热的无补偿直埋敷设管道时,最小覆土深度应按《城市热网设计规范》(CJJ3490)第7.2.15条执行,覆土厚度应与管径大小成正比。

  蒸汽管道直埋敷设技术随着我国国民经济的发展,人民生活水平不断提高,人们对环境和城市景观要求也越来越高的情况下,已开始在城市热网中逐步取代传统的蒸汽管道架空敷设方式。这项新技术已在上海、武汉、南京、苏州等大中城市工程中试验应用。经过一系列的工程实践运行、已基本取得成功,并取得了许多宝贵经验。以上资料由河北友元管道有限公司编辑整理。希望对您能有所帮助。。