結(jié)合經(jīng)驗(yàn)淺議蒸汽管道設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)體會(huì)

1、    結(jié)合經(jīng)驗(yàn)淺議蒸汽管道設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)體會(huì)    陳棟摘要：蒸汽管道蒸汽管道是熱力管道的一種，主要用于采暖、通風(fēng)、空調(diào)用汽、工業(yè)用氣的熱力管道。本文從工藝系統(tǒng)和管道布置角度出發(fā)，闡述了蒸汽管道管徑的合理原則、管道布置和應(yīng)力的結(jié)合、蒸汽疏水系統(tǒng)的設(shè)置、蒸汽冷凝液的回收以及蒸汽管道布置避免水錘現(xiàn)象的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可供參考。關(guān)鍵詞：蒸汽管道；管道布置；設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、蒸汽管道管徑的選擇在對(duì)蒸汽輸送管道配管布置前，工藝系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)蒸汽需求量正確選擇管道直徑。如果管徑過大，投資增多，熱損失加大，形成的冷凝水也相應(yīng)增加；如果管徑過小，蒸汽使用點(diǎn)壓力會(huì)下降，沒有足夠的蒸汽量且

2、流速過高，容易產(chǎn)生水錘和沖蝕。因此，要根據(jù)實(shí)際需要的流量、壓力、流速來選擇合適的管徑。如果管廊上的蒸汽管道布局總體向上，應(yīng)逐步增大管徑，按照不超過15 m/s的流速來計(jì)算管徑。因?yàn)樵谶@種情況下，冷凝水必須向下與蒸汽反向流動(dòng)，降低蒸汽流速可防止管道底部的冷凝水膜厚度增加而被流動(dòng)的蒸汽攜帶起來。二、蒸汽管道的布置對(duì)于公稱管徑dn蒸汽管道布置在管廊時(shí)，一般通過設(shè)置“”形補(bǔ)償器吸收管道的熱膨脹。管廊上蒸汽管道的“”形補(bǔ)償器設(shè)置的位置應(yīng)通過管道應(yīng)力分析計(jì)算確定。常規(guī)設(shè)置如圖l所示，“”彤補(bǔ)償器宜設(shè)置在兩固定點(diǎn)節(jié)點(diǎn)10和80的中部，不在中部時(shí)，其與固定點(diǎn)的間距不應(yīng)小于兩固定點(diǎn)間距的三分之一；“”形補(bǔ)償器兩

3、側(cè)應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向架如節(jié)點(diǎn)20和70，導(dǎo)向架與“”形補(bǔ)償器的距離應(yīng)根據(jù)管道應(yīng)力確定，宜為(32 -40)dn?！啊毙窝a(bǔ)償器的伸出段靠近彎頭處如節(jié)點(diǎn)40和50應(yīng)設(shè)置承重架，防止彎頭處一次應(yīng)力超限?！啊毙窝a(bǔ)償器固定點(diǎn)的推力應(yīng)根據(jù)管道應(yīng)力計(jì)算結(jié)果確定。計(jì)算管廊上蒸汽管道的應(yīng)力和支架的推力時(shí)，蒸汽管道應(yīng)作為完整的管系進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，而不是通過固定點(diǎn)分成幾個(gè)管系進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。另外，當(dāng)管廊上同時(shí)存在不同規(guī)格的蒸汽管道時(shí)，應(yīng)集中設(shè)置“”形補(bǔ)償器，管徑較大、溫度較高需要較大熱補(bǔ)償?shù)墓艿酪嗽O(shè)置在外側(cè)，反之設(shè)置在內(nèi)側(cè)，如圖2所示。各管道間距應(yīng)考慮高溫引起的橫向位移，且各管道的固定點(diǎn)盡量設(shè)置在同一點(diǎn)，便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。蒸汽管道

4、布置在裝置內(nèi)時(shí)，特別是與動(dòng)設(shè)備管嘴相連時(shí)，應(yīng)通過應(yīng)力分析校核管道柔性和設(shè)備管嘴載荷。工藝裝置內(nèi)蒸汽管道上嚴(yán)禁使用波紋管膨脹節(jié)來吸收管道的熱膨脹，因?yàn)椴y管膨脹節(jié)價(jià)格昂貴，并且容易破壞。與動(dòng)設(shè)備相連的蒸汽管道配管，通常為滿足配管空間限制和應(yīng)力要求，管道和應(yīng)力要反復(fù)修改很多次，才能達(dá)到一致。所以，通常管道布置應(yīng)參考經(jīng)典模式設(shè)計(jì)，這樣可提高設(shè)計(jì)工作效率。離心式壓縮機(jī)和透平機(jī)管道布置中，支架多采用彈簧支架，用于支撐閥門和管道，管嘴同軸線處加限位架。三、疏水系統(tǒng)的設(shè)置飽和蒸汽通過管道輸送時(shí)，不管保溫材質(zhì)多好，保溫厚度多厚，管道總有一定的散熱損失，使蒸汽沿著主管長度方向產(chǎn)生冷凝。蒸汽中的冷凝水不僅使熱能減

5、少，且影響換熱效果。冷凝水積聚在管道內(nèi)，管道有效橫截面積減小，蒸汽流速增加，甚至?xí)^推薦上限。更重要的是，冷凝水如果不被排除，將積聚管道內(nèi)，導(dǎo)致沖蝕、水錘現(xiàn)象等問題發(fā)生。所以在蒸汽管道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取管道坡度和疏水設(shè)置除去蒸汽中的冷凝水。蒸汽管道布置在管廊時(shí)，如果管道布局總體向下，要有一定的坡度，坡度以1/250為宜；在3050 m之間加一個(gè)冷凝水排放點(diǎn)；重新布置至高點(diǎn)時(shí)，最好增加汽水分離器或疏水器。如果管道布局總體向上，除逐步增大管徑，且每15 m增加一個(gè)疏水點(diǎn)。布置疏水點(diǎn)時(shí)，一定要有集水槽，否則疏水點(diǎn)就不起作用。常規(guī)疏水系統(tǒng)設(shè)置根據(jù)主管尺寸設(shè)置稍有不同，具體見圖3，其中疏水系統(tǒng)中放凈閥應(yīng)布

6、置在便于操作處，疏水閥前需設(shè)置前后切斷閥和檢查閥。對(duì)于過熱蒸汽，局部管道熱損失不會(huì)導(dǎo)致其降至飽和而產(chǎn)生冷凝液，所以一般來說，不需要設(shè)置疏水。但蒸汽管道在開車或暖管階段會(huì)產(chǎn)生大量凝液，所以對(duì)于過熱蒸汽管道的低點(diǎn)，應(yīng)設(shè)排液設(shè)施。對(duì)于蒸汽伴熱管道，每根管道在冷凝液返回端必須配套疏水設(shè)置。典型的蒸汽伴熱系統(tǒng)見圖4。蒸汽伴熱系統(tǒng)的組成為：蒸汽總管、蒸汽引入管、蒸汽分配站、蒸汽伴管，冷凝水收集站、冷凝水引出管、冷凝水總管。管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：蒸汽引入管從蒸汽主管頂部引出，并在靠近引出處設(shè)切斷閥；為防止蒸汽竄入凝結(jié)水管網(wǎng)而致使系統(tǒng)背壓升高，干擾凝結(jié)水系統(tǒng)正常運(yùn)行，疏水閥組不宜設(shè)置旁路閥；伴管蒸汽應(yīng)從高點(diǎn)引入，

7、沿被伴熱管道由高向低敷設(shè)，凝結(jié)水應(yīng)從低點(diǎn)排出，應(yīng)盡量減少u形彎，以防止產(chǎn)生氣阻和液阻。管徑設(shè)置見表2。四、蒸汽凝液的回收管廊上蒸汽凝液管道一般與蒸汽管道同層布置。當(dāng)凝液管道上設(shè)“”形補(bǔ)償器時(shí)，為防止水錘，可以設(shè)計(jì)成水平方向的“”形補(bǔ)償器，或設(shè)計(jì)成立管為傾斜段的“”形補(bǔ)償器。疏水閥的出口壓力決定于疏水閥后的系統(tǒng)壓力，因此，高低壓蒸汽系統(tǒng)的疏水閥可合用一個(gè)凝結(jié)水系統(tǒng)，不會(huì)互相干擾；但當(dāng)疏水閥設(shè)置旁通管時(shí)，必須將不同壓力的蒸汽疏水閥出來的凝液分別接至各自的凝液回收總管。為保證凝結(jié)水暢通，公稱直徑等于或大于50 mm的支管應(yīng)順介質(zhì)流向450，斜接在凝液回收總管頂部；公稱直徑小于50 mm的支管可900

8、直接在凝液回收總管頂部。凝液回收系統(tǒng)用的疏水閥宜選用法蘭連接，疏水閥入口管道不應(yīng)有袋形。當(dāng)凝液回收總管高于疏水閥時(shí)，除熱動(dòng)力式疏水閥外，宜在疏水閥后設(shè)置止回閥。止回閥宜設(shè)置在靠近凝液主管的水平管道上，否則在停機(jī)階段冷凝水將有可能倒流至蒸汽管道中。五、避免水錘現(xiàn)象水錘是高速流動(dòng)的冷凝水丸碰撞管道安裝件、閥門或設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)。上述疏水系統(tǒng)的設(shè)置就是為了避免水錘現(xiàn)象發(fā)生，除此之外，為避免水錘現(xiàn)象發(fā)生，還要在管道布置中注意以下細(xì)節(jié)：(1)分支管道的連接應(yīng)該從主管道的上方取蒸汽；(2)管道要盡量減少縮口、變徑、彎道和支管；(3)合理設(shè)置管道支撐，以防管道局部下沉；(4)管道同心變徑應(yīng)使用偏心變徑，底邊保持平直；(5)過濾器的濾網(wǎng)應(yīng)當(dāng)水平安裝。六、結(jié)束語綜上所述，蒸汽管