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1、文章编号:1001-5523(2003)04-0041-04蒸汽管道的设计与安装刘军(江苏省淮安市节能技术服务中心,江苏淮安223002))摘要:从蒸汽管道设计、安装过程出发,重点分析了蒸汽管道设计、安装中的基本技术问题,并阐述了如何避免管道运行中的水击现象。关键词:蒸汽;管道;设计;安装+中图分类号:TK114文献标识码:C1前言降低,而且也是节约能源的重要手段。根据《暖通规范》要求,城市蒸汽管道一般采用近年来,我国大气污染日趋严重,人们要求保护无缝钢管、钢板卷焊管。采用钢管是因钢管连接方环境,净化天空的呼声日益增高,而造成此种现
2、象的便、能承受较大的内压和动荷载。主要原因是城市燃煤锅炉所排放的粉尘和有害气体3.1蒸汽管道最大流量的确定所致。所以,国家现在正在逐步取缔城市燃煤小锅蒸汽热力网热介质的最大允许流速,按《暖通规炉,大力倡导发展集中供热。目前,城市集中供热热范》一般在40m/s～80m/s取值。在设计时,可根据管源主要有热电厂、集中锅炉房等,这些热源要在工业道管径确定其相应的最大介质流量。生产和日常生活中得到应用,必须通过管道进行输2πd送。因此供热管道的设计、设置、安装正确与否将直G=3600××ρ×v4接影响整个供热管网的安全运行。式中G———管道
3、的流量,kg/h;2蒸汽管道布置原则d———管径,m;3ρ———蒸汽密度,kg/m;蒸汽管道布置应在城市建设规划的指导下,考v———蒸汽流速,m/s。虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及3.2管道壁厚的确定构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因由于管道内流体压力作用所产生的应力会作用素。蒸汽管道敷设方式一般采用地上敷设(架空)和于管壁,所以输送蒸汽的管道必须具有一定的壁厚,地下敷设(地沟),采用地上敷设方式时,在设计中一否则,将会给以后管网正常运行带来隐患。在工程定要注意美观,与周围建筑物要协调一致,一般工业设计中
4、可通过计算确定管道的壁厚,也可根据经验厂区多采用地上架空方式敷设,此种方式造价相对取值。下式是确定蒸汽管道理论壁厚的计算公式。较低。Pd·D0δt=3蒸汽管道设计2[]·Ф+Pd式中δt———管道理论计算壁厚,m;蒸汽管道设计得是否合理,将直接关系到供热Pd———管道的计算压力,MPa;管网运行的可靠性、经济性、安全性和方便性。因D0———钢管外径,m;此,要确保管网正常运行必须做好蒸汽管道设计工[]———钢材在计算温度下的基本许用作。蒸汽大都通过一次能源加热水而产生,所以减应力,MPa;少热损失,不仅有利于热利用率的提高,生产成本
5、的Ф———基本许用应力修正系数(无缝钢收稿日期:2003-04-21管Ф=1)。能源研究与利用2003年第4期·41·3.3管道支架允许跨距温厚度”。显而易见,保温层越厚,则管路散热损失蒸汽管道支承在活动支架上,管道断面承受由越小,节约了燃料;但由于厚度加大,保温结构费用内压和持续外载产生的应力。管道在工作状态时,增加,增加了投资费用。“经济保温厚度”是考虑管由内压和持续外载产生的应力不得大于钢材的计算道保温结构的基建投资和管道散热损失的年运行费温度下的基本许用应力。因此,在工程设计时应考用之和最小为依据计算得出。虑管道支架的最大允
6、许跨距,以确保管道的安全运3.4.1单层保温经济厚度计算方法行。同时,在确保安全运行前提下,应尽可能扩大活以单位长度管道为计算基准。根据稳态传热方动支架的间距,以节约蒸汽管线的投资费用。程,通过单层保温层传递的热量等于保温层外表面3.3.1按强度条件计算跨距散失的热量,故:连续敷设,均布荷载的水平直管道的支架跨距t1-t2q=(a)为:11d21+ln+πd0a12πλd1πd2a21tLmax=2.24w·Ф·[]mq式中Lmax———管道支架最大允许跨距,m;q———管道单位长度计算荷载,N/m;3w———管道断抗弯矩,cm;Ф
7、———管道横向焊缝系数(0.6～0.8);t[]———钢管许用应力,MPa。图1单层保温结构3.3.2按刚度条件计算跨距若管内流体为饱和蒸汽,管内流体到管壁的放连续敷设,均布荷载的水平直管道的支架跨距热系数a1的数值很大,分母中第一项可忽略。为:3式中q———单位长度管道热损失,W/m;100Lmax=0.19qEt·J·i0mt1、t2———管内流体温度、周围介质温式中Lmax———管道支架最大允许跨距,m;度,℃;q———管道单位长度计算荷载,N/m;d0、d1、d2———管内径、管外径、保温层的Et———钢材弹性模数,MPa;
8、外径,m;4aJ———管道断面惯性矩,cm;1、a2———管内流体到管壁的放热系数、i0———管道放水坡度(i≥0.002)。保温层外表面到周围介质的放热系数;在工程设计时,按强度和刚度两个条件,取两者λ———保温材料平均导热系数,W
