浅析电厂热力系统小口径管道二次设计与施工

 浅析电厂热力系统小口径管道二次设计与施工

　　【摘 要】火电建设工程施工中，φ76以下的小口径管道由于受现场制约因素较多，设计院及厂家一般不出布置图。为达到克服质量通病，提高工艺水平，创出工艺亮点的目的，小口径管道施工需从图纸会审、二次设计、技术交底、施工检查、效果评价等方面实行全过程的控制。

　　【关键词】小口径管,二次设计,膨胀补偿,集中布置

　　1 前言

　　火电建设施工中，汽水小管道遍布厂房的各个角落，其工艺的好坏直接影响到对整体工程的评价。管道布置中热胀冷缩的补偿设计，直接关系到管道在热状态下的稳定和安全，进而影响到机组的安全经济运行。所以小管道安装须高度重视，认真进行二次设计并精心施工。

　　2 小口径管道安装质量控制目标

　　管道布置合理，方便保温及其它工序施工;安装效果横平竖直，坡度、坡向正确，补偿良好;支吊架设计型式合理、间距合适;穿墙或楼板处应精细处理;确保安全生产，操作方便、检修方便。

　　3 小口径管道布置二次设计

　　3.1 系统图审查

　　审查系统图，了解设计意图，列出没有具体布置图的管道，并根据系统流程图标出具体走向;根据系统流程图统计管道规格、材质及阀门的数量。

　　3.2 进行二次设计前应具备的条件

　　应在条件具备时对小管道布置进行二次设计。所谓条件是指在某些复杂的场合下，场地狭小而各专业设备又多且还难以定位，需等这些情况落实后才能进行设计。但无论如何，必须先设计，经批准后才能施工。设计人应充分了解管道的技术参数和作用，并到现场实地察看，了解周围其它管道的布局，科学筹划、周密考虑，征求多方意见后确定合理走向，画出布置草图。

　　3.3 二次设计的要求

　　3.3.1 管道与墙、梁、柱及设备之间的净空距离，，应符合下列规定：

　　不保温的管道，管子外壁与墙之间的净空距离不小于200mm;保温的管道，保温表面与墙之间的净空距离不小于150mm;管道与梁、柱、设备之间的局部距离，可按管道与墙之间的净空距离减少50mm;要考虑阀门保温厚度所占空间，具体可咨询保温油漆清册并核查阀门实际尺寸。

　　3.3.2 布置在地面(或楼面、平台)上的管道与地面之间的净空距离，应符合下列规定：

　　不保温的管道，管子外壁与地面的净空距离不小于350mm。;保温的管道，保温表面与地面的净空距离不小于300mm;管子靠地面侧没有焊接要求时，上述净空距离可适当减小。

　　3.3.3 对于平行布置的管道，两根管道之间的净空距离应符合下列规定：

　　不保温的管道，两管外壁之间的净空距离不小于200mm。保温的管道，两管保温表面之间的净空距离不小于150mm。

　　3.4 小口径管道热补偿设计要求

　　3.4.1 管道热伸长

　　当管道内供热介质及周围环境温度发生变化时，将引起管道的热胀冷缩，使管壁内产生巨大的应力，如果此应力超过了管材的强度极限，就会使管道造成破坏。

　　3.4.2 管道热伸长的补偿

　　为了保证管道在热状态下的稳定和安全，减少管道热胀冷缩时产生的应力，管道上每隔一定的距离应当装设固定支架及补偿装置。对于小口径管道常用的补偿装置有：自然补偿和方形伸缩器。

　　3.4.2.1 自然补偿

　　利用管道敷设上的自然弯曲管段(L型或Z型)来吸收管道的热伸长变形，称为自然补偿。

　　管道布置时，就尽量利用管路原有弯曲的自然补偿，当自然补偿不能满足要求时，才考虑装设其它类型的伸缩器。

　　当弯管转角小于150°时，能用作自然补偿，大于150°时不能用作自然补偿。

　　自然补偿器短臂长度的计算：

　　L形补偿器如图(1)所示，其短臂长度按下式计算

　　方形补偿器由四个900弯头组成，按上图所示尺寸标注中b与a的比值大小可分为四种类型：b=2a、b=a、b=0.5a、b=0。

　　方形补偿器的自由臂(导向支架至伸缩器外伸臂的距离)，一般为40倍公称直径的长度。

　　方形补偿器安装时一般必须预拉伸，预拉伸值当介质温度为250℃时，为计算热伸长量的50%;设计温度在430℃及以上时，不宜小于计算热伸长量的70%。

　　根据管段总膨胀量ΔL和方形补偿器的补偿能力计算所需要的补偿器数量。

　　根据方形补偿器的补偿能力和公式 (mm)计算出每个补偿器需要补偿的管段长度L，依据L值确定管道固定支架位置，其间则按照支架设计要求布置滑动支架。

　　3.5 小口径管道支吊架设计要求

　　支吊架的间距不能过大，一般在设计院图纸的技术要求中对不同管径、不同运行参数的小口径管道的支吊架最大间距都有说明，应严格按设计要求进行布置;小口径管道支吊架材料的选用参见《火力发电厂汽水管道支吊架设计手册》[3]中“螺纹吊杆允许荷载”、“根部材料表”、“常用型钢特性数据表”等章节的内容(一般设计院图纸材料清单中也会开列小口径管道支吊架材料，可与支吊架设计手册相互对照)。

　　3.6 小口径管道坡度、坡向设计要求

　　水平管道的安装坡度，应根据疏放水的要求，并考虑管道冷、热态位移对坡度的影响，此时，管道的位移可按设计压力下的饱和温度计算。

　　各类管道的最小疏放水坡度，应不小于下列数值：◇蒸汽管道：温度小于430℃时， i= 0.002;温度大于和等于430℃时，i=0.004;◇水管道：i=0.002;◇疏水、排污管道：i=0.003;◇单元机组前置泵前的低压给水管道：i=0.15;◇各类母管：i=0.001～0.002。

　　3.7 阀门的布置设计要求

　　(1)阀门应布置在便于操作、维护和检修的地方。

　　(2)水平布置的阀门，无特殊要求阀杆不得朝下。

　　(3)布置在垂直管段上直接操作的阀门，操作手轮中心距地面(或楼面、平台)的高度，宜为1300mm。

　　(4)平台外侧直接操作的阀门，操作手轮中心(对于呈水平布置的手轮)或手轮平面(对于呈垂直布置的手轮)离开平台的距离，不宜大于300mm(见下图)。

　　(5)任何直接操作的阀门手轮边缘，其周围至少应保持有150mm的净空距离。

　　(6)同系统的阀门能集中的就集中布置，但不要刻意把不适宜集中的硬集中在一起(达标有要求)。

　　参考文献：

　　[1]火力发电厂汽水管道设计技术规定，DL/T5054―1996.