蒸汽管道工程設(shè)計(jì)交流

1、1蒸汽管道工程設(shè)計(jì)交流蒸汽管道工程設(shè)計(jì)交流2目錄123蒸汽管網(wǎng)工程管網(wǎng)配套工程設(shè)計(jì)工作流程31、定義及工作參數(shù)l 定義l 工作參數(shù)一、蒸汽管網(wǎng)工程蒸汽供熱系統(tǒng)由熱源、熱力網(wǎng)和熱用戶三部分組成。熱源負(fù)責(zé)制備蒸汽，多采用熱電廠和集中鍋爐房；熱用戶多為工業(yè)生產(chǎn)用戶，也可為采暖用戶。熱網(wǎng)是連接熱源與終端熱用戶的輸配系統(tǒng)；熱網(wǎng)系統(tǒng)包括管道、閥門、補(bǔ)償裝置、計(jì)量?jī)x表、減溫減壓裝置以及管道彎頭附件等；熱網(wǎng)附屬系統(tǒng)包括管道支架、支墩、疏水裝置、排潮管、保溫、防腐等。城鎮(zhèn)供熱管道：蒸汽介質(zhì)參數(shù)要求（設(shè)計(jì)壓力1.6MPa，溫度350）。42、蒸汽應(yīng)用場(chǎng)景一、蒸汽管網(wǎng)工程 生活采暖 工業(yè)領(lǐng)域：用于加熱/加濕、動(dòng)力/

2、驅(qū)動(dòng)、降溫及清洗。l 蒸汽種類l 蒸汽應(yīng)用根據(jù)壓力和溫度對(duì)各種蒸汽的分類為：飽和蒸汽，過(guò)熱蒸汽53、敷設(shè)形式一、蒸汽管網(wǎng)工程1、地上敷設(shè)低支架：H=0.31.0m中支架：H=2.04.5m高支架：H4.5m2、地溝敷設(shè)通行半通行不同行BEADCH（H）（A）（B）（C）（D）（E）通行1.80.60.20.20.20.2半通行1.20.50.20.20.20.2不通行0.10.050.150.2l 敷設(shè)類型63、敷設(shè)形式一、蒸汽管網(wǎng)工程3、直埋敷設(shè)無(wú)補(bǔ)償有補(bǔ)償補(bǔ)償方式補(bǔ)償方式特點(diǎn)及適用條件特點(diǎn)及適用條件無(wú)補(bǔ)償冷安裝施工簡(jiǎn)單，防止軸向失穩(wěn)，介質(zhì)溫度130，安裝溫度10敞槽預(yù)熱無(wú)補(bǔ)償器費(fèi)用，允許敞

3、槽施工，有臨時(shí)熱源 覆土預(yù)熱部分溝槽可回填，需一次性補(bǔ)償器有補(bǔ)償固定墩多，維護(hù)量大。保護(hù)薄弱部件、減小推力冷安裝敞槽預(yù)熱安裝覆土預(yù)熱安裝l 敷設(shè)類型73、敷設(shè)形式一、蒸汽管網(wǎng)工程l 選擇原則城鎮(zhèn)街道上和居住區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)宜采用地下敷設(shè)，地下敷設(shè)困難時(shí)，可采用地上敷設(shè)，但應(yīng)注意美觀。廠區(qū)熱力網(wǎng)管道，宜采用地上敷設(shè)。管溝敷設(shè)首選不通行管溝敷設(shè)；穿越不允許開挖檢修的地段時(shí)，采用通行管溝敷設(shè)；通行管溝困難時(shí)，采用半通行管溝敷設(shè)。 蒸汽直埋敷設(shè)應(yīng)采用保溫良好、防水可靠、耐腐蝕的預(yù)制保溫管，設(shè)計(jì)壽命不低于25年。 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)架空敷設(shè)管道投資較小，便于后期運(yùn)行維護(hù)管理管道熱損失大，影響城市美觀，基礎(chǔ)支墩占地面積大

4、。 直埋敷設(shè)管道占地面積小，熱損失小，對(duì)周邊環(huán)境影響小。管道投資較大，不利于發(fā)現(xiàn)隱患和事故檢修。地溝敷設(shè)管道對(duì)周邊環(huán)境影響小投資最大，容易破壞管道保溫結(jié)構(gòu)，減少管道使用壽命l 不同敷設(shè)方式比較84、整體選線一、蒸汽管網(wǎng)工程l 選線原則管線走向應(yīng)結(jié)合所在地區(qū)總體規(guī)劃和控規(guī)，注意近、遠(yuǎn)期相結(jié)合，工業(yè)與民用相結(jié)合，做到合理布局，統(tǒng)籌安排，分期實(shí)施；線路走向應(yīng)結(jié)合沿線主要用汽點(diǎn)的位置，選擇合理走向，力求線路順直，節(jié)省管材和投資；線路盡可能利用和靠近現(xiàn)有公路，以方便運(yùn)輸，施工和生產(chǎn)維護(hù)管理；選擇有利地形，減少施工難點(diǎn)，盡量避開高地震烈度區(qū)、滑坡、采空塌陷區(qū)等不良工程地質(zhì)段，確保管道長(zhǎng)期可靠安全運(yùn)營(yíng)；大、

5、中型穿（跨）越的位置選擇應(yīng)服從線路整體走向；線路局部走向應(yīng)服從穿（跨）越點(diǎn)的需要；管道盡量減少與水域交叉，選擇合理的河流穿跨越點(diǎn)；管道應(yīng)盡量避繞規(guī)劃區(qū)，減少拆遷工程量。必須通過(guò)時(shí)，應(yīng)考慮所經(jīng)城鎮(zhèn)的規(guī)劃和發(fā)展；對(duì)于自然保護(hù)區(qū)和文物保護(hù)區(qū)，首先考慮避繞，當(dāng)難以避繞時(shí)應(yīng)經(jīng)過(guò)論證并征得主管部門同意；線路走向應(yīng)盡量避免通過(guò)人口稠密、人類活動(dòng)頻繁地區(qū)，在確保管道安全的同時(shí)，確保管道周邊地區(qū)的安全。95、管道布置一、蒸汽管網(wǎng)工程l 布置原則 管道應(yīng)平行于道路，并宜敷設(shè)在車行道以外，同一條管道應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)； 穿過(guò)廠區(qū)的管道應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的位置； 管道與建（構(gòu)）筑物和其他管線的最小距離應(yīng)滿足城鎮(zhèn)

6、供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范CJJ34； 管道折角和三通位置設(shè)置應(yīng)盡量靠近固定支架，波紋補(bǔ)償器器12m范圍內(nèi)禁止出現(xiàn)折角；106、管材選擇一、蒸汽管網(wǎng)工程l 管道材質(zhì)選擇規(guī)范要求：應(yīng)采用無(wú)縫鋼管、電弧焊或高頻焊焊接鋼管，鋼號(hào)滿足以下規(guī)定。鋼號(hào)鋼號(hào)適用范圍適用范圍鋼板厚度鋼板厚度Q235AP 1.6MPa ，t 150 16mmQ235BP 2.5MPa ，t 300 20mm10、20及低合金鋼熱網(wǎng)規(guī)范適用的全部參數(shù)不限設(shè)計(jì)選用：滿足規(guī)范前提下，考慮生產(chǎn)工藝及使用參數(shù)。 對(duì)于管徑DN200，一般選擇無(wú)縫鋼管，推薦采用20#; 對(duì)于管徑DN250，一般選擇雙面螺旋縫焊接鋼管，對(duì)于參數(shù)（P 2.5MPa ，t

7、 300），可選用Q235B，超過(guò)以上選擇Q345或同類型其他。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)縫鋼管執(zhí)行GB/T8163、GB/T3087; 焊接鋼管執(zhí)行GB/T3091、GB/T9711。116、管材選擇一、蒸汽管網(wǎng)工程l 管件材質(zhì)選擇彎頭、三通、變徑管均采用標(biāo)準(zhǔn)成品件，材質(zhì)一般采用20#，壁厚不小于管道壁厚，管件標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足鋼制對(duì)焊管件 類型與參數(shù)GB/T 12459、鋼制對(duì)焊管件 技術(shù)規(guī)范GB/T13401。l 連接形式管道連接應(yīng)采用焊接。管道與設(shè)備、閥門等連接也應(yīng)采用焊接，需拆卸時(shí)，采用法蘭連接。DN25mm的放氣閥，可采用螺紋連接。127、水力計(jì)算一、蒸汽管網(wǎng)工程l 管徑選擇管網(wǎng)的管徑應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的流量、

8、溫度、流速、輸送距離、允許壓降等通過(guò)水力計(jì)算確定，最終保證末端用戶的溫度和壓力參數(shù)。137、水力計(jì)算一、蒸汽管網(wǎng)工程l 壁厚選擇根據(jù)工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行直管道的壁厚計(jì)算，并考慮供貨及采購(gòu)要求。147、水力計(jì)算一、蒸汽管網(wǎng)工程l 水力計(jì)算過(guò)程飽和蒸汽的水力計(jì)算較簡(jiǎn)單：根據(jù)蒸汽的流量，控制合適的流速，選擇合適的管徑即可；過(guò)熱蒸汽應(yīng)同時(shí)計(jì)算管道的壓降和溫降，即同時(shí)進(jìn)行水力計(jì)算和保溫計(jì)算。在滿足末端用戶的使用參數(shù)的同時(shí)，應(yīng)保證管道內(nèi)蒸汽保持過(guò)熱蒸汽狀態(tài)，無(wú)凝結(jié)水析出。水力計(jì)算原理：保溫結(jié)構(gòu)計(jì)算原理：158、管道附件設(shè)置一、蒸汽管網(wǎng)工程l 閥門設(shè)置管道干線、支干線、支線的起點(diǎn)安裝關(guān)斷閥門；工作管直徑

9、300mm的閥門應(yīng)安裝旁通閥，口徑按主管直徑十分之一選用；直徑500mm的閥門，宜采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置；閥門類型：常用有閘閥、截止閥和蝶閥；直埋蒸汽管道使用的閥門宜選用焊接連接，架空管道閥門采用法蘭連接；選用閥門的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)比管道設(shè)計(jì)壓力高一個(gè)等級(jí)；閘閥截止閥蝶閥168、管道附件設(shè)置一、蒸汽管網(wǎng)工程 蒸汽管道的低點(diǎn)和垂直升高的管段前設(shè)置啟動(dòng)疏水和經(jīng)常疏水裝置；同一坡向的管段，順坡情況下每隔400500m，逆坡時(shí)每隔200300m設(shè)置啟動(dòng)疏水和經(jīng)常疏水裝置；管網(wǎng)末端及用戶段易產(chǎn)生凝結(jié)水段應(yīng)設(shè)置經(jīng)常疏水，其他設(shè)置啟動(dòng)疏水即可；埋地管道疏水系統(tǒng)由疏水管、疏水井（疏水閥及疏水器）和冷卻井組成。l 疏水裝置

10、設(shè)置架空管埋地管178、管道附件設(shè)置一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 排潮管設(shè)置直埋蒸汽管道應(yīng)設(shè)置排潮管，一般每150200m需設(shè)置1組；一是可用來(lái)排出保溫層中的潮氣，二是可作為管道泄露的檢查管；排潮管應(yīng)設(shè)置在外護(hù)管軸向位移量較小處，宜結(jié)合內(nèi)固定支座共同設(shè)置；排潮管直徑選取宜按下表：外護(hù)管公稱直徑外護(hù)管公稱直徑排潮管公稱直徑排潮管公稱直徑排潮管外護(hù)鋼套排潮管外護(hù)鋼套管公稱直徑管公稱直徑50040150600100050150120065150188、管道附件設(shè)置一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 檢查室設(shè)置埋地管道在分支處和裝有閥門、疏水裝置處，應(yīng)設(shè)置檢查井和疏水井，以便檢查和維修。地下水位較高時(shí)，應(yīng)采用鋼筋土檢查井，

11、并應(yīng)有防水設(shè)施；管道穿越井壁處應(yīng)設(shè)柔性防水套管；疏水井采用主、副井室布置方式，疏水閥組和疏水口應(yīng)分別設(shè)置在兩個(gè)井室內(nèi)。199、管道補(bǔ)償一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 蒸汽管道補(bǔ)償補(bǔ)償分自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器補(bǔ)償兩種；自然補(bǔ)償是利用管道本身自然彎曲（柔性）來(lái)補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)。當(dāng)彎管轉(zhuǎn)角小于150時(shí)能用作自然補(bǔ)償；常用的自然補(bǔ)償有L型、Z型、型和空間立體彎等。自然補(bǔ)償安全可靠，在地形變化較大或蒸汽管道拐彎場(chǎng)合，應(yīng)盡量利用管道本身的走向，并在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置導(dǎo)向架和固定架來(lái)進(jìn)行合理設(shè)置；l 補(bǔ)償器類型蒸汽管道常用補(bǔ)償器有波紋補(bǔ)償器、旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器等；209、管道補(bǔ)償一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 軸向外壓波紋補(bǔ)償器軸向外壓波紋補(bǔ)償

12、器，波紋受拉伸而軸向長(zhǎng)度增加來(lái)補(bǔ)償熱膨脹；使用時(shí)不允許有橫向位置，通常補(bǔ)償器靠近固定支架，另一端為導(dǎo)向支架。自然補(bǔ)償安全可靠，在地形變化較大或蒸汽管道拐彎場(chǎng)合，應(yīng)盡量利用管道本身的走向，并在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置導(dǎo)向架和固定架來(lái)進(jìn)行合理設(shè)置；波紋材質(zhì)應(yīng)選擇不銹鋼，接管材質(zhì)與直管材質(zhì)相同，設(shè)計(jì)壓力宜比管道壓力高一等級(jí)。軸向外壓波紋補(bǔ)償器219、管道補(bǔ)償一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 大拉桿波紋補(bǔ)償器拉桿型波紋補(bǔ)償器由中間管道連接的兩個(gè)波紋管及拉桿、端板等結(jié)構(gòu)件組成，吸收與其垂直平面上的橫向位移并能承受波紋管內(nèi)壓產(chǎn)生的推力；設(shè)計(jì)時(shí)可利用跨越道路時(shí)管道上翻的垂直段設(shè)置。大拉桿補(bǔ)償器229、管道補(bǔ)償一、蒸汽管網(wǎng)工程 l

13、 旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器通過(guò)同軸的兩個(gè)鋼制圓筒的同軸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)吸收熱膨脹，并通過(guò)密封填料和法蘭盤對(duì)其進(jìn)行密封；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，補(bǔ)償量大且沒(méi)有盲板力，運(yùn)行安全維護(hù)簡(jiǎn)單方便；架空和直埋管道均適用，補(bǔ)償器兩側(cè)一定距離不能設(shè)導(dǎo)向支架；對(duì)稱布置時(shí)，一般位于一個(gè)補(bǔ)償段的正中間，補(bǔ)償間距不宜過(guò)大，宜為250300m。旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器2310、支架設(shè)置一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 支架類型常用支架包括固定支架、導(dǎo)向支架、滑動(dòng)支架和彈簧支架等；固定支架用來(lái)固定管道，限制各個(gè)方向的位移；導(dǎo)向支架用來(lái)阻擋管道的橫向位移，而引導(dǎo)管道軸向移動(dòng)；滑動(dòng)支架只用來(lái)支撐管道荷載，不限制管道橫向及軸向位移；彈簧支架用來(lái)防止管道豎向膨脹量較大而脫空。l 支

14、架設(shè)置管道支架布置間距根據(jù)跨距計(jì)算確定；水平直角彎頭兩側(cè)支架間的展開長(zhǎng)度不應(yīng)大于正?？缇嗟?.73倍；。2410、支架設(shè)置一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 支架做法支架包含基礎(chǔ)、支架、支座?？蓞⒖紙D集：2511、管道應(yīng)力計(jì)算一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 應(yīng)力分析工作管道的許用應(yīng)力取值、管壁厚度計(jì)算、補(bǔ)償值計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)按照DL/T5366規(guī)定執(zhí)行；設(shè)計(jì)采用START軟件進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。該軟件采用有限元模型，考慮土壤、保溫層及防護(hù)軟墊的綜合影響建立邊界條件，并考慮重量，壓力，溫度的作用對(duì)直管、彎頭和三通進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力分析。2611、管道應(yīng)力計(jì)算一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 應(yīng)力分析管道設(shè)計(jì)中只有彎頭可作為補(bǔ)償元件，一般可選

15、取1.5D彎頭，其他如三通、變徑處均為應(yīng)力集中點(diǎn)處，一般都在固定支架（墩）處設(shè)置；直埋管道采用鋼套鋼管道時(shí)，管道彎頭處的外套管管徑應(yīng)放大，預(yù)留彎頭補(bǔ)償空間。三通、變徑處焊口應(yīng)做加強(qiáng)處理，支管的直管段不應(yīng)太長(zhǎng)，三通后應(yīng)做飛腿設(shè)計(jì)，減小三通處的應(yīng)力。通過(guò)應(yīng)力計(jì)算，得到各節(jié)點(diǎn)和支架的應(yīng)力，如果局部應(yīng)力較大，應(yīng)做優(yōu)化設(shè)計(jì)，以優(yōu)化設(shè)計(jì)后的應(yīng)力計(jì)算數(shù)據(jù)為依據(jù)，選擇圖集中合適的支架形式或單獨(dú)做支架設(shè)計(jì)。2712、管道保溫一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 保溫材料性能要求保溫材料不應(yīng)對(duì)管道及管路附件產(chǎn)生腐蝕；硬質(zhì)保溫材料密度不大于300kg/m3，軟質(zhì)及半硬質(zhì)不大于200kg/m3；接觸工作管的保溫材料，允許使用溫度應(yīng)比

16、蒸汽溫度高100以上；硬質(zhì)保溫材料含水率重量比不得大于7.5%，硬質(zhì)保溫材料抗壓強(qiáng)度不得小于0.4MPa，抗折強(qiáng)度不應(yīng)小于0.2MPa；保溫結(jié)構(gòu)可采用單一絕熱材料層或復(fù)合層，也可設(shè)置輻射隔熱層和空氣層或抽真空；同種保溫材料應(yīng)分層敷設(shè)，單層厚度不得大于100mm，且各層厚度宜相等。2812、管道保溫一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 常用保溫材料1、超細(xì)玻璃棉2、納米絕熱保溫氈（二氧化硅氣凝膠）2912、管道保溫一、蒸汽管網(wǎng)工程 l 常用保溫材料3、微孔硅酸鈣瓦塊4、硅酸鋁針刺毯3013、施工及驗(yàn)收一、蒸汽管網(wǎng)工程 焊接檢驗(yàn)：工作管焊縫采用100%射線檢測(cè)，級(jí)合格，外護(hù)管焊縫采用100%超聲波探傷，級(jí)合格；試

17、壓：壓力試驗(yàn)應(yīng)按強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)的順序進(jìn)行，試驗(yàn)介質(zhì)宜采用清潔水，強(qiáng)度試驗(yàn)取1.5倍設(shè)計(jì)壓力，且不得小于0.6MPa，嚴(yán)密性試驗(yàn)取1.25倍設(shè)計(jì)壓力，且不得小于0.6MPa；吹洗：試運(yùn)行前進(jìn)行，介質(zhì)采用蒸汽。吹洗要求壓力試驗(yàn)要求311、熱力站工程二、管網(wǎng)配套工程 是為滿足工業(yè)用戶設(shè)置的熱力站，作用是來(lái)自一級(jí)管網(wǎng)的蒸汽，經(jīng)過(guò)計(jì)量、減溫減壓和再分配，分別送入各個(gè)工業(yè)用戶。l 工業(yè)熱力站工業(yè)熱力站系統(tǒng)圖321、熱力站工程二、管網(wǎng)配套工程 l 計(jì)量渦街流量計(jì)電磁流量計(jì)超聲波流量計(jì)331、熱力站工程二、管網(wǎng)配套工程 l 減溫減壓“高壓輸送、低壓使用”熱量總值不變，使蒸汽更加干燥，提高蒸汽品質(zhì)。341

18、、熱力站工程二、管網(wǎng)配套工程 專門為公建及居民供暖而設(shè)置的較大型的換熱站。作用是將熱電廠來(lái)的蒸汽通過(guò)熱交換器，轉(zhuǎn)換成高溫?zé)崴?，然后通過(guò)熱水管網(wǎng)供給用戶。l 區(qū)域換熱站區(qū)域換熱站系統(tǒng)圖352、工程投資二、管網(wǎng)配套工程 361、可研階段三、與設(shè)計(jì)單位對(duì)接流程 l 可研階段熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)主要包括可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段三個(gè)階段。熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)主要包括可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段三個(gè)階段。設(shè)計(jì)單位工作：設(shè)計(jì)單位工作： 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘和資料收集；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘和資料收集； 管道現(xiàn)場(chǎng)選線確定管道走向及敷設(shè)方式；管道現(xiàn)場(chǎng)選線確定管道走向及敷設(shè)方式； 根據(jù)負(fù)荷及用氣參數(shù)確定管道管徑等參數(shù)；根據(jù)負(fù)荷及用氣參數(shù)確定管道管徑等參數(shù)； 可研報(bào)告評(píng)審及修改?？裳袌?bào)告評(píng)審及修改。建設(shè)單位工作：建設(shè)單位工作： 配合設(shè)計(jì)單位進(jìn)行資料收集（包含熱源及用汽企業(yè)的負(fù)荷及參數(shù)）；配合設(shè)計(jì)單位進(jìn)行資料收集（包含熱源及用汽企業(yè)的負(fù)荷及參數(shù)）； 涉及用地需取得國(guó)土部門用地許可，管線走向需取得規(guī)劃部門意見，穿越河流、涉及用地需取得國(guó)土部門用地許可，管線走向需取得規(guī)劃部門意見，穿越河流、鐵路的位置方式需征得主管部門同意。鐵路的位置方式需征得主管部門同意。372、初設(shè)階段三、與設(shè)計(jì)單位對(duì)接流程 l 初步設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)單位工作：設(shè)計(jì)單位工作： 對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)論證，提出熱力管道敷設(shè)的具體方位，確定管