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滄州盛邦管道集團有限公司
主營產(chǎn)品： 鋼套鋼保溫管，鋼套鋼直埋保溫管，聚氨酯保溫管，預(yù)制直埋保溫管 |
公司信息
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管設(shè)計
2020-1-9 閱讀(1107)
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管設(shè)計
河南永銀化工熱電廠向河南永銀化工 20萬 t/a 聚氯乙烯一期工程提供工業(yè)蒸汽, 用于其生產(chǎn)工藝 的需要。供熱管線長約 5 km, 供熱管道采用鋼套鋼 直埋敷設(shè)方式, 外護管管頂埋深為 1.2~ 30 m。熱 力管網(wǎng)布置原則: 力求短直, 沿道路直埋敷設(shè), 方便 施工。蒸汽設(shè)計參數(shù)見表 1。。
2 管材、管件及保溫結(jié)構(gòu) ( 1)管材。熱力管網(wǎng)工作壓力 127 M Pa, 介質(zhì) 溫度為 250 , 管道采用螺旋縫電焊鋼管, 材質(zhì)為 Q235-B鋼。管網(wǎng)設(shè)備及附件采用耐壓值為 25 M Pa、耐溫 350 的產(chǎn)品, 以確保管道長期安全穩(wěn)定 運行。 ( 2)保溫管。熱力管道采用鋼套鋼直埋復(fù)合保 溫管, 工作方式為內(nèi)滑動。內(nèi)保溫層采用耐煮沸硅 酸鎂, 外保溫層采用耐高溫改性聚氨酯泡沫, 保溫結(jié) 構(gòu)的保護層采用直縫電焊鋼管。保溫管由專業(yè)廠家 在工廠內(nèi)預(yù)制, 現(xiàn)場只進行接口施工。 ( 3)保溫結(jié)構(gòu)。保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算以較經(jīng)濟 的保溫厚度作為計算依據(jù), 略加相應(yīng)的安全系數(shù)即 可, 不宜過于保守, 盡量減少投資成本。根據(jù)多年的 實踐經(jīng)驗, 選用多阻式復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)為較佳, 并依據(jù) C JJ104 2005城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程給 出的多層保溫結(jié)構(gòu)計算公式, 經(jīng)反復(fù)試算后達到保 溫結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。鋼套鋼保溫結(jié)構(gòu)材質(zhì)及規(guī)格見表 2, 保溫結(jié)構(gòu)如圖 1所示。
3 管道穩(wěn)定性 由于供熱蒸汽壓力大, 溫度高, 在工程設(shè)計中除 按照 C JJ104 2005城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī) 程對工作管道進行強度計算及應(yīng)力驗算外, 基于 外護管管徑較大, 還應(yīng)考慮管道有整體失穩(wěn)、局部失 穩(wěn)和橢圓化變形的情況。為滿足管道穩(wěn)定性, 供熱 管網(wǎng)采用了固定支墩和有補償直埋敷設(shè)等相結(jié)合的 方式。 
3.1 固定支墩 以處于舞陽城區(qū)的某工程為例, 固定支墩采用 工作管內(nèi)固定加外固定輔助的設(shè)計方式。由于外固 定支墩受力較大, 為保證穩(wěn)定性, 在其兩側(cè) 1 m 內(nèi)回 填灰土, 分層夯實, 具體做法參照 JG J79 91建筑 地基處理技術(shù)規(guī)范規(guī)定。
( 1)考慮到外護管管徑大, 鋼管相對來說為薄 壁殼體, 必須對管道的局部失穩(wěn)進行校核計算。由 于管道內(nèi)的較大軸向應(yīng)力在固定支墩處, 因此, 固定 支墩處的應(yīng)力也必須同時滿足校核計算要求。
( 2)適當(dāng)增加外護管鋼管壁厚, 提高管道的剛 度, 以增強抗失穩(wěn)能力, 確保不出現(xiàn)截面橢圓化變形 和局部失穩(wěn)。
( 3)采取增加覆土深度及避免在管線附近平行 開溝等措施, 增大外界的抗縱向失穩(wěn)反力和保持外 界抗水平失穩(wěn)能力, 防止管道出現(xiàn)整體失穩(wěn)。當(dāng)?shù)?溝底部土層的承載力 80 kPa時, 地溝底部應(yīng)加墊 C15素混凝土層, 避免管道埋地由于不均勻沉降產(chǎn) 生折角。
3.2 管道的熱補償
雖然工程管路系統(tǒng)設(shè)計受到的各方面制約相當(dāng) 復(fù)雜, 但任何復(fù)雜的管系都可以通過固定支墩的設(shè) 置, 將其分成若干形狀相對簡單的單獨管段, 如直線 型、L型、Z型、U 型管段等。根據(jù)這些相對簡單的 單獨管段來確定管系的變形補償, 再選擇補償器。 由于補償器的種類很多, 正確的選型非常重要。管 系設(shè)計開始時, 在管系走向支撐體系 (包括固定支 墩、導(dǎo)向管架等 )設(shè)計的同時, 就要綜合考慮補償器 的選型和配置, 這樣才能保證設(shè)計管系的安全、合 理、可靠和經(jīng)濟。 仍以舞陽城區(qū)某工程為例, 管道敷設(shè)時充分考 慮利用地形和道路的變化。蒸汽管道以 L 型、Z型 布置時, 做自然補償; 在自然補償無法滿足要求的長 直管段上, 采用波紋管補償器補償管道的熱位移。 補償器由于在地下直埋管道中工作, 不同于地上的 特點, 設(shè)計選型時還要考慮以下幾個因素: 1.補償器 宜選用軸向型外壓式補償器, 出廠前預(yù)冷緊, 以減小 固定支墩受力。.該補償器具有吸收軸向位移、補償 量大、保溫性能好、使用壽命長等特點。2.補償器的 材質(zhì)應(yīng)選用抗氯離子腐蝕材料 SUS316L 不銹鋼。 3. 補償器盡量在固定支墩兩側(cè)對稱設(shè)置, 以平衡固 定支墩的軸向力。4..補償器的疲勞壽命次數(shù)不應(yīng)小 于設(shè)計壓力和溫度下的 3 000次。5. 補償器端口連 接接口宜選用焊接方式。
4 管路附件
4.1 排潮管 排潮管設(shè)置很重要, 一般設(shè)置于每一管段的固 定支墩附近 (即管道熱位移較小處 ), 出口引入檢查 井內(nèi)。排潮管作用: 在管道暖管時排出保溫層中 的潮氣, 使保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)達到設(shè)計值; 檢查 判斷故障, 起到管道損壞報警顯示作用。為了較準 確反映管道保溫層的工況, 排潮管安裝時應(yīng)環(huán)繞工 作管道 1圈, 并在其上開一些小孔。
4.2 疏水裝置 由于蒸汽管網(wǎng)初期運行熱負荷不穩(wěn)定, 生產(chǎn)用 汽企業(yè)甚至經(jīng)常有間隙運行工況, 管道內(nèi)積聚大量 凝結(jié)水, 如不及時排出容易發(fā)生 汽水沖擊 現(xiàn)象, 嚴重時會對管網(wǎng)造成破壞。因此, 設(shè)計合理的疏水 裝置是管網(wǎng)安全運行的重要保障。
( 1)盡量沿管網(wǎng)汽流方向, 并根據(jù)管網(wǎng)的地形 高程將管系做成有坡度的設(shè)計, 即順流疏水。
( 2)疏水閥門連接接口宜選用焊接的方式, 其 抗水擊能力強, 可減少凝結(jié)水泄漏。
( 3)為避免疏水管根部焊口剪應(yīng)力對管道的破 壞, 疏水裝置應(yīng)盡量設(shè)在固定支墩附近。
5 結(jié)語 大管徑高溫直埋蒸汽管道敷設(shè), 設(shè)計是關(guān)鍵。
( 1)蒸汽管道直埋的補口、節(jié)點、端點等部位是 易進水的地方, 施工安裝時一旦處理不好, 工程質(zhì) 量就會受到影響, 所以設(shè)計時應(yīng)盡量減少其數(shù)量。
( 2)為減少對其他管道或管線的熱影響, 直埋 蒸汽管道盡量布置在這些管道或管線的上部。
( 3)對于空間小、不易大土方開挖的地段, 固定 支墩選用內(nèi)固定加外固定輔助為較好, 其優(yōu)點是可 以減少土建工程量。設(shè)計時, 施工圖要在選定工藝 后, 與管道生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合后再設(shè)計出圖, 這樣可以減 少施工安裝時一些問題以及不必要的設(shè)計變更, 以 免造成工程誤工現(xiàn)象。
( 4)沿線各固定支墩及管槽定位應(yīng)整體放線, 統(tǒng)一開挖, 以統(tǒng)籌調(diào)整施工中碰到的各種障礙物。 直埋管道開挖的深度及寬度、管道基底的夯實處理、 管道標高及回填土等均應(yīng)嚴格按照 C JJ28城鎮(zhèn)供 熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范 的規(guī)定執(zhí)行。
