蒸汽管網(wǎng)設(shè)計培訓(xùn)

1、蒸汽熱網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計培訓(xùn)文件蒸汽熱網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計培訓(xùn)文件上?？迫A熱力管道有限公司上?？迫A熱力管道有限公司技術(shù)部技術(shù)部二一六年二月二一六年二月 主要內(nèi)容一、管網(wǎng)系統(tǒng)二、產(chǎn)品特點三、設(shè)計重點四、主要工具五、習(xí)題一、管網(wǎng)系統(tǒng)1.1 基本系統(tǒng)組成 熱網(wǎng)系統(tǒng)是連接熱源與終端熱用戶的熱介質(zhì)輸配系統(tǒng)。 熱網(wǎng)系統(tǒng)包括直管道（工作管及外套管）、彎頭、三通、大小頭、閥門、補償器、計量儀表、減溫減壓裝置等。 熱網(wǎng)附屬系統(tǒng)包括管道支架（滑動、導(dǎo)向、固定）、支墩（滑動、導(dǎo)向、固定） 、疏水裝置、波紋隔斷、排潮管、保溫結(jié)構(gòu)、防腐、桁架、套管（頂管）、懸索橋、斜拉索橋等。一、管網(wǎng)系統(tǒng)1.2 熱網(wǎng)系統(tǒng)與項目關(guān)系 熱網(wǎng)系統(tǒng)（供熱）是熱

2、電聯(lián)廠項目重要組成部分，是當(dāng)前火力發(fā)電項目審核審批必須的構(gòu)成環(huán)節(jié)。 熱網(wǎng)系統(tǒng)（供熱）是天然氣分布式能源項目必須的重要組成部分，是分布式能源項目區(qū)域供熱、供冷介質(zhì)的輸送核心。 熱力專項規(guī)劃、熱網(wǎng)可行性研究報告、熱網(wǎng)項目建議書（技術(shù)方案） 熱負(fù)荷及水力計算 管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計 投資估算及技經(jīng)分析 結(jié)論及建議二、產(chǎn)品特點2.1 直管 對于工作管從生產(chǎn)工藝要求的角度：當(dāng)管徑DN200時，鋼管應(yīng)選擇無縫鋼管；當(dāng)管徑DN250時，鋼管一般選擇雙面埋弧焊螺旋焊縫鋼管。從材質(zhì)使用條件的角度：1）Q235A材質(zhì)適用于P1.6MPa t150；2）Q235B材質(zhì)適用于P2.5MPa t300；3）20號鋼材質(zhì)適用于P5

3、.9MPa t425；4）Q345材質(zhì)適用于P5.9MPa t450。 對于外套管當(dāng)管徑DN200時，鋼管應(yīng)選擇無縫鋼管；當(dāng)管徑DN250時，鋼管應(yīng)選擇雙面埋弧焊螺旋焊縫鋼管。二、產(chǎn)品特點 工作管設(shè)計選型：1）當(dāng)設(shè)計P2.5MPa t300的蒸汽管道時，工作管應(yīng)選擇Q235B的雙面埋弧焊螺旋焊縫鋼管，生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T9711-2011；2）當(dāng)設(shè)計2.5MPaP5.9MPa 300t425的蒸汽管道時，工作管應(yīng)選擇20號鋼的無縫鋼管；生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T8163-2008；3）當(dāng)管徑DN200時，均應(yīng)選擇20號鋼的無縫鋼管，生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T8163-2008；4）外套鋼管無縫鋼管生產(chǎn)執(zhí)行

4、標(biāo)準(zhǔn)為GB/T8163-2008，螺旋鋼管生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為SY/T5037-2000。二、產(chǎn)品特點 直管選擇注意事項：1）當(dāng)設(shè)計管徑DN600，設(shè)計溫度300時，管道不宜選擇20號鋼的無縫鋼管，應(yīng)選擇20號鋼或Q345的雙面埋弧焊螺旋焊縫鋼管；2）城鎮(zhèn)供熱行業(yè)相關(guān)規(guī)范適用條件均為： GB2 蒸汽介質(zhì)：P1.6MPa t350； 熱水介質(zhì)：P2.5MPa t200； 當(dāng)設(shè)計參數(shù)超過此范圍時，設(shè)計必須遵循相應(yīng)符合要求規(guī)范，如： 工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范 GB 50316-2000(2008版)； 壓力管道 工業(yè)管道規(guī)范GB/T 20801-2006. GC23)外套鋼管宜選擇雙面埋弧螺旋焊縫鋼管。4)雙

5、面埋弧螺旋焊縫鋼管生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T9711-2011與SY/T5037-2000最大的區(qū)別在于螺旋焊縫的無損檢測，即GB/T9711-2011要求所有焊縫100%X射線檢測，SY/T5037-2000要求焊縫按比例抽檢。二、產(chǎn)品特點壁厚選擇：二、產(chǎn)品特點2.2 彎頭 蒸汽管網(wǎng)設(shè)計常用的彎頭為無縫熱壓彎頭(等徑)，生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為鋼制對焊無縫管件GB/T12459-2005； 無縫彎頭規(guī)格由DN15DN800； 蒸汽管網(wǎng)設(shè)計常用大口徑彎頭為直縫彎頭，生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為鋼板制對焊管件GB/T13401-2005； 直縫彎頭的規(guī)格由DN150DN1200 等徑彎頭分為90、45的長半徑彎頭和短半徑彎頭

6、，其標(biāo)示方式分別為 90E(L)、45E(L)、90E(S)、45E(S)； 例如：90E(L)-600-ScH40二、產(chǎn)品特點 彎頭還包括長半徑異徑彎頭、長半徑180彎頭和短半徑180彎頭，詳見GB/T12459及GB/T13401； 彎頭壁厚的選擇：1）彎頭壁厚通常要求比所連接的直管道壁厚厚至少1mm；2）彎頭壁厚要求必須正偏差；3）無縫彎頭還可以用ScH STD 和XS壁厚等級進(jìn)行表示，其中： ScH =(P/)1000，即設(shè)計壓力與設(shè)計溫度下材料基本需用應(yīng)力的比值乘以1000，經(jīng)圓整后的數(shù)值，帶S的表號為不銹鋼管； STD為標(biāo)準(zhǔn)壁厚等級系列； XS、XXS為加厚壁厚系列等級，詳見GB/

7、T12459-2005附錄B 表B.1。二、產(chǎn)品特點 高溫?zé)崴芫W(wǎng)采用的大曲率半徑彎頭通常采用熱煨彎彎管，材質(zhì)通常為20號鋼，生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為油氣輸送用鋼制感應(yīng)加熱彎管SY/T5257-2012。 熱水管網(wǎng)彎頭曲率半徑通常為R=3D R=4D R=6D等。 設(shè)計選型： 當(dāng)管徑DN800時，蒸汽管到彎頭選用20號鋼無縫彎頭，生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T12459-2005； 當(dāng)管徑DN900時，蒸汽管道彎頭選用20號鋼直縫彎頭，生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T13401-2005； 二、產(chǎn)品特點2.3 三通、大小頭 三通包括異徑三通和等徑三通，其中GB/T12459-2005生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)最大口徑可以做到DN800，分

8、支管徑一般為主管徑的一半再小一號的規(guī)格，例如主管徑為DN800，三通分支管最小只能做到DN350；GB/T13401-2005生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)最大口徑可以做到DN1200，三通分支管最小做到DN550(DN600)。 大小頭即異徑管，包括同心異徑管和偏心異徑管，輸送介質(zhì)為蒸汽時宜選用底平偏心異徑管；輸送介質(zhì)為水時，宜選用頂平偏心異徑管。 從實際生產(chǎn)角度考慮，對于直埋保溫管，異徑管均應(yīng)選擇同心異徑管，合理設(shè)置疏水管和放氣管。 大小頭的設(shè)計選型參考GB/T12459及GB/T13401。二、產(chǎn)品特點2.4 閥門 蒸汽管網(wǎng)常用的閥門有閘閥、截止閥和蝶閥。 閘閥：流體阻力小、啟閉省力、可雙向流動、全開時密封面

9、不易沖刷損失、密封性好等優(yōu)點。但有閥桿高度較高、閥體體大且較重、占用空間大等缺點。二、產(chǎn)品特點截止閥：開啟高度小、制造簡易、維修方便、耐用等優(yōu)點，但有閥體長度交閘閥長、流體阻力大、長期運行密封可靠性不強等缺點。二、產(chǎn)品特點蝶閥：結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省材料、節(jié)省安裝空間、開關(guān)迅速省力、流體阻力小，可用于切斷和節(jié)流，但密封性相對較差，安裝有方向和方位要求等缺點。二、產(chǎn)品特點蒸汽管網(wǎng)設(shè)計通常選擇焊接連接且無盤根的截止閥或者閘閥，其中口徑大于等于DN50的選用閘閥，口徑小于DN50的選用截止閥，若選用蝶閥，應(yīng)選用偏心硬質(zhì)密封蝶閥。球閥密封性能好，體積較小，可做到較大口徑，但使用溫度不宜超過150，故常用于高溫

10、熱水管網(wǎng)的關(guān)斷閥。二、產(chǎn)品特點2.5 補償器蒸汽熱網(wǎng)常用的補償器有波紋補償器、旋轉(zhuǎn)補償器、大拉桿補償器等。蒸汽直埋管網(wǎng)常用的波紋補償器為軸向型波紋補償器，軸向型波紋補償器又分為軸向內(nèi)壓波紋補償器和軸向外壓波紋補償器。蒸汽架空管網(wǎng)可能用到的波紋補償器為橫向大拉桿波紋補償器。旋轉(zhuǎn)補償器是目前蒸汽管網(wǎng)上應(yīng)用最多最廣泛的一種補償器，應(yīng)用于架空管網(wǎng)較為普遍，在直埋管網(wǎng)中的應(yīng)用逐漸增多。球形補償器在空間條件相對緊張?zhí)帒?yīng)用。軸向波紋補償器：1）軸向內(nèi)壓波紋補償器二、產(chǎn)品特點軸向內(nèi)壓波紋補償器，波紋受擠壓而軸向長度減小來補償熱膨脹，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)相對簡單，造價較低，缺點是容易失穩(wěn)，軸向剛度大，補償量相對較小。2）

11、軸向外壓波紋補償器二、產(chǎn)品特點軸向外壓波紋補償器，波紋受拉伸而軸向長度增加來補償熱膨脹，缺點是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，波紋直徑較大，造價較高，優(yōu)點是穩(wěn)定性好，軸向剛度相對較小，補償量相對較大。波紋補償器有一個共同的缺點就是有盲板力的存在。波紋補償器設(shè)計選型： 當(dāng)選用波紋補償器是，應(yīng)選擇軸向外壓波紋補償器，波紋材質(zhì)應(yīng)選擇304L不銹鋼，接管材質(zhì)應(yīng)與直管道材質(zhì)相同，設(shè)計壓力宜比管道設(shè)計壓力高一個壓力等級。 設(shè)計選型時，需要注明管徑、補償量、波紋材質(zhì)和設(shè)計壓力。二、產(chǎn)品特點4）旋轉(zhuǎn)補償器： 旋轉(zhuǎn)補償器是一種新型的管道補償器，其通過同軸的兩個鋼制圓筒的同軸轉(zhuǎn)動來吸收熱膨脹，并通過密封填料和法蘭盤來對其進(jìn)行密封，

12、結(jié)構(gòu)簡單，補償量大，并且沒有盲板力，運行安全維護(hù)簡單方便，實際應(yīng)用的效果非常好。 旋轉(zhuǎn)角度，短臂長度，布置形式是旋轉(zhuǎn)補償器設(shè)計的三個重點。二、產(chǎn)品特點 5）減溫減壓裝置即減壓閥門和噴水減溫泵及管路閥門系統(tǒng)，是當(dāng)送達(dá)用戶的介質(zhì)溫度和壓力均超過用戶接受的要求時進(jìn)行設(shè)置的，一般靠近熱源的低溫低壓用戶需要設(shè)置。 6）計量儀表（計量間）的布置根據(jù)用戶的要求和實際情況進(jìn)行，計量儀表的選型有自控專業(yè)進(jìn)行選型，計量間的管道設(shè)備布置應(yīng)由熱動專業(yè)負(fù)責(zé)完成。 計量間內(nèi)管道設(shè)備布置時，應(yīng)根據(jù)計量表等設(shè)備的要求合理布置，盡可能根據(jù)用戶現(xiàn)場實際情況減小計量間的尺寸。二、產(chǎn)品特點2.6 保溫材料 1、硅酸鋁針刺毯： 1）導(dǎo)

13、熱系數(shù)，Tm=70時=0.056W/mK，Tm=500時=0.056W/mK； 2）常用密度，=100130kg/m3； 3）渣球含量，粒徑0.21mm，含量15%； 4）使用溫度，最高耐溫約1200，推薦使用溫度700800； 5）外觀，白色偏暗，厚度40mm60mm； 6）應(yīng)用形式，通常作為高溫設(shè)備管道的內(nèi)層保溫材料，用以降低界面溫度。二、產(chǎn)品特點2.6 保溫材料 2、超細(xì)玻璃棉： 1）導(dǎo)熱系數(shù)，Tm=25時=0.032W/mK，Tm=70時=0.38W/mK； 2）常用密度，=3850kg/m3，通常采用48kg/m3； 3）纖維直徑，d5m，（通常要求5.5m）； 4）使用溫度，最高耐

14、溫約420，推薦使用溫度350； 5）外觀，淡黃色，厚度30mm50mm。 6）應(yīng)用形式，用于各種形式的熱網(wǎng)管道的保溫層。注意：國內(nèi)超細(xì)玻璃棉質(zhì)量最好最穩(wěn)定、規(guī)模最大的廠家為美國歐文斯科寧品牌，當(dāng)前熱網(wǎng)玻璃棉名稱為“熱網(wǎng)專用高溫玻璃棉”，價格約為400500元/m3。二、產(chǎn)品特點2.6 保溫材料 3、納米絕熱保溫氈（二氧化硅氣凝膠）： 1）導(dǎo)熱系數(shù)，Tm=25時0.018W/mK，Tm=350時=0.03W/mK； 2）常用密度，=2002kg/m3； 3）吸水率，憎水型較好，吸水率0.01%； 4）使用溫度，最高耐溫約650，推薦使用溫度400； 5）外觀，白色，厚度3mm、6mm、10mm

15、； 6）應(yīng)用形式，多蒸汽直埋保溫管道的內(nèi)層保溫材料，或者對空間要求極高的管道保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計。二、產(chǎn)品特點2.6 保溫材料 4、硬質(zhì)聚氨酯泡沫 1）導(dǎo)熱系數(shù)，Tm=25時0.0275W/mK，Tm=70時=0.034W/mK； 2）常用密度，=602kg/m3、抗壓強度P0.3MPa； 3）閉孔率，憎水型較好，閉孔率88%； 4）使用溫度，最高耐溫120，推薦使用溫度110； 5）外觀，淡黃色，發(fā)泡成型，厚度不宜小于20mm； 6）應(yīng)用形式，高溫?zé)崴芫W(wǎng)和空調(diào)水管網(wǎng)的保溫和架空成品蒸汽保溫管的外層保溫材料。注意：根據(jù)城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程 CJJ104-2013的規(guī)定，雙層保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計時，外

16、層保溫材料的設(shè)計使用溫度應(yīng)為最高使用溫度的0.8倍。二、產(chǎn)品特點2.6 保溫材料 5、微孔硅酸鈣瓦塊 1）導(dǎo)熱系數(shù)，Tm=70時0.06W/mK； 2）常用密度，=20010kg/m3； 3）抗壓強度，0.4MPa； 4）使用溫度，最高耐溫650，推薦使用溫度550； 5）外觀，硅酸鈣材料澆筑而成，厚度與口徑大小有關(guān)； 6）應(yīng)用于要求采用硬質(zhì)保溫材料的保溫管和成品架空保溫管道設(shè)計二、產(chǎn)品特點3.1 設(shè)計輸入 進(jìn)行蒸汽管網(wǎng)設(shè)計，必須具有足夠的資料才能開展相應(yīng)的設(shè)計，具體需要有的資料如下：1、熱負(fù)荷資料，即熱用戶需要的介質(zhì)參數(shù)，如溫度、壓力、流量等，是熱網(wǎng)設(shè)計的前提基礎(chǔ)資料，客戶直接指定管徑的需要

17、核算是否滿足溫度壓力要求，至少核算100%設(shè)計流量和50%設(shè)計流量的工況；2、工程勘察資料，要開展設(shè)計工作必須要獲得項目所在區(qū)域的地形圖、地下管線現(xiàn)狀物探圖和地質(zhì)勘察資料,如果是配套道路同步實施的熱網(wǎng)項目；3、政府文件，如規(guī)劃路由或規(guī)劃紅線，作為管道定位的主要依據(jù)；4、客戶要求，如計量方式、集控方式或特定材料的選用等；5、了解現(xiàn)場，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對管道路由應(yīng)全程實地踏勘，充分了解。三、設(shè)計重點3.2 管道布置1、管道應(yīng)平行于道路（中心線）直線布置，在同一段道路之間應(yīng)道只占一個斷面，盡量不要與道路中心線有夾角；2、道路有一定弧度時，管道應(yīng)道按照布置特點盡量均勻布置折角，保持大體與道路中心線平行；3

18、、折角應(yīng)盡量靠近固定支架，波紋補償器12米范圍內(nèi)禁止出現(xiàn)折角；4、三通應(yīng)盡量布置在固定支架附近，當(dāng)三通與固定支架之間不標(biāo)示距離時即視為三通緊靠固定支架；5、管道布置應(yīng)盡量結(jié)合走向設(shè)置自然補償管段和旋轉(zhuǎn)補償器；6、管道布置（尤其是直埋蒸汽管道）應(yīng)設(shè)置必要的坡度和低點疏水；7、道自然補償處的直埋管外套管必須考慮預(yù)留足夠的膨脹而擴(kuò)大的區(qū)域 。三、設(shè)計重點3.3 支架布置1、管道支架布置間距應(yīng)根據(jù)跨距計算確定；2、波紋補償器兩側(cè)導(dǎo)向支架布置的間距應(yīng)符合補償?shù)陌惭b要求；3、旋轉(zhuǎn)補償器兩側(cè)第4個支架以內(nèi)不應(yīng)布置導(dǎo)向支架，其余應(yīng)每隔3、4個跨距設(shè)置一個導(dǎo)向支架；4、水平直角管道彎頭兩側(cè)的支架之間的展開長度不

19、應(yīng)大于正?？缇嗟?.73倍；5、滑動支架應(yīng)選擇聚四氟乙烯或者不銹鋼板作為滑動材料，此時摩擦系數(shù)可以取0.1，鋼板與鋼板之間的摩擦系數(shù)去0.3；6、滾軸式支架取的摩擦系數(shù)為0.1，實際會小于0.1；7、直埋管道工作管有橫向位移處應(yīng)設(shè)置平面滑動支架；三、設(shè)計重點3.4 補償段設(shè)置1、軸向波紋補償器應(yīng)根據(jù)設(shè)計溫度進(jìn)行合理布置，一般情況，管徑DN150，一個補償段間距宜為38.5米；DN200管徑DN500，一個補償段長度宜為51米；DN600管徑，一個補償段以為63米，補償器靠近一側(cè)固定支架；2、旋轉(zhuǎn)補償器對稱布置時，一般位于一個補償段的正中間，一般情況，蒸汽管道旋轉(zhuǎn)補償器的一個補償段宜為250米至

20、300米，補償間距不宜過大，其他多種旋轉(zhuǎn)補償器安裝方法詳見旋轉(zhuǎn)補償器安裝情況說明。三、設(shè)計重點3.5 其他布置1、埋地管道每隔150米至200米需設(shè)置一組波紋隔斷來隔斷保溫空腔，并設(shè)置一組排潮管道，排潮管應(yīng)當(dāng)一高一低，并與另組的排潮管設(shè)置在一起，高低設(shè)置，如采用隔段式固定支架可不另設(shè)波紋隔斷。2、排潮管地下部分應(yīng)采用保溫防腐措施；3、地點和垂直上翻的彎頭前端應(yīng)設(shè)置疏水裝置，管網(wǎng)末端及用戶端易產(chǎn)生凝結(jié)水段應(yīng)設(shè)置經(jīng)常疏水，其他設(shè)置啟動疏水即可；4、埋地管道疏水系統(tǒng)應(yīng)由疏水管、疏水井（疏水閥及疏水器）和冷卻井組成；5、架空支架必須根據(jù)熱膨脹的方向考慮與偏裝量并對；6、每一張平面布置圖中均應(yīng)有指北針或

21、者風(fēng)向標(biāo)。三、設(shè)計重點3.6 設(shè)計計算1、管徑的確定，應(yīng)根據(jù)熱源及用戶的流量、溫度、壓力要求進(jìn)行水力計算，同時確定管道保溫結(jié)構(gòu)的厚度數(shù)據(jù)；2、跨距的確定，根據(jù)公式計算設(shè)計條件同時滿足強度和剛度條件要求的管道支架的間距，確定架空及直埋管道直管段兩支架的間距。3、支架受力計算，對于架空敷設(shè)的蒸汽管道，應(yīng)對滑動支架、導(dǎo)向支架和固定支架分別進(jìn)行三個方向的受力計算，并應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計提資的必須資料；直埋管道如有波紋補償器必須對主固定墩進(jìn)行受力計算，著重考慮波紋補償器的盲板力；支架垂直力計算時應(yīng)考慮其中一個支架支撐失效而將其荷載加至其兩側(cè)的支架的情況；4、補償計算，補償器的補償量和自然補

22、償（L型、Z型及空間型）的核算，關(guān)鍵、特殊部位必須應(yīng)用專業(yè)軟件建模進(jìn)行應(yīng)力驗算。三、設(shè)計重點4.1 手冊類 1、城市供熱規(guī)劃技術(shù)要求、城市供熱規(guī)劃內(nèi)容深度； 2、市政公用工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定；2004年 3、動力管道設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社2006年版； 4、旋轉(zhuǎn)補償器安裝說明書； 5、各產(chǎn)品廠家的產(chǎn)品選型手冊等；四、常用工具4.2 規(guī)范類 1、設(shè)計規(guī)范、規(guī)程類 1）城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范 CJJ34-2010; 2）城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范CJJ105-2005; 3）城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程 CJJ104-2005； 4）城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程 CJJ/T81-2013; 5）工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范 GB50316-2000（2008版）； 6）壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 GB20801-2006； 7）工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范GB50264-2013。四、常用工具4.2 規(guī)范類 2、施工及驗收規(guī)范類 1）城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范 CJJ28-2004; 2）工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范GB50235-2010; 3）工業(yè)金屬管道工程施