工業蒸汽管道的管道布置和發展前景

俞 峰

（南京蘇夏工程設計有限公司,南京 210036）

1 蒸汽管道的布置原則

在蒸汽管道的布置中，遵循的總體原則是技術可靠、成本合理、施工簡便，因此在蒸汽管道的具體布置中要求管道短和直；管道的主干線貫穿用戶集中的地方，并且最大限度地靠近大熱負荷用戶；管道的走向要和建筑物、道路相平行。

在蒸汽管道的具體布置中，要最大程度地利用自然彎曲作為熱膨脹的自然補償。如果是使用方形的補償器，就要把方形的補償器布置在固定支架的中心；如果是實行地上敷設，在具體的設計中就要重視美觀性，地上敷設一般采用架空敷設，這樣可以節省總體造價。

2 蒸汽管道布置要點

要保證蒸汽管道能安全運行，就必須要做好蒸汽管的設計工作。飽和的蒸汽管道在運輸蒸汽的途中會生成冷凝水，因此輸送距離不能太長，主要用于廠區的供熱系統，依照生產要求的壓力和溫度，蒸汽壓力不能超過1.6MPa。蒸汽管道的材料要使用符合國家規定的鋼材，如果要使用新鋼種，就需要相關部門的鑒定。

（1）蒸汽管道的管徑選擇。在布置蒸汽管道之前，要依照蒸汽的實際需求量進行管道直徑的相應選擇，如果管道直徑太大，會增大管道的熱損失，增加管道的工程投資，增加管道運輸中產生的冷凝水；如果管道直徑太小，會使點壓力下降，蒸汽量不夠，流速較高，造成沖蝕和水錘，因此要依照蒸汽的實際需求量、流速、壓力作為管徑選擇的相關標準。在管廊上布局蒸汽管道時，總體朝上并逐漸增大管徑，避免增加管道冷凝水的膜厚度。

（2）管道布置中的應力要求。公稱管道直徑DN小于150mm，并且溫度不高于230度的蒸汽管道，可以不用應力計算，但是直徑較大的高溫管道就要謹慎布置，布置時必須和應力計算的相關要求相符合。

蒸汽管道布置在管廊中時，要設置 形狀的補償器吸收熱膨脹，在設置 的補償器時要通過管道的應力分析進行計算和確定。常規設置（圖1所示）時，設置在固定節點80和10的中間，不在中間時，和固定點的距離不能小于固定點距離的三分之一。

圖1 管廊中蒸汽管道的常規設置

形補償器的固定點推理要依據管道的應力結果進行確定，在對蒸汽管道支架推力和應力計算時，要把蒸汽管道看作完整管系計算應力，而不是分成幾個管系計算應力。另外當管廊上存在不一樣規格的管道時，要進行 形補償器的集中設置，當溫度較高、管徑較大時要把熱補償的管道設在外側，相反，就要設在內側（圖2所示）。管道間的距離要把高溫所形成的橫向移位考慮進去，并且管道固定點要設在同一點上，這樣方便結構的設計。

圖2 形補償器的集中設置

（3）疏水系統的布置。飽和蒸汽在進行輸送時，無論保溫厚度和保溫材質多優良，都會出現一定的熱損失產生冷凝水，但是冷凝水又會減少熱能和影響換熱。如果冷凝水積聚會減小管道的橫截面積，增加蒸汽流速，而且不排除冷凝水，嚴重者還會導致沖蝕和水錘。

在管廊布置蒸汽管道過程中，當管道的布局總體朝下并具有一定坡度時，坡度在1/250時最適宜，在30—50m處就要設置冷凝水的排放裝置，在至高點重新布置時，要增加疏水器和汽水分離器。當管道的布局總體朝上時，要逐漸增大管徑，并且每隔15m就增加疏水點，疏水點布置時要有集水槽。

圖3 疏水系統的設置

在疏水系統中，集水槽十分重要，增加集水槽不僅能排除冷凝水，還能排除小液滴，聚集空氣，提高蒸汽管道的輸送質量。

3 蒸汽管道的安裝

（1）安裝管道。蒸汽管道的敷設方式有地埋敷設和架空敷設。架空敷設中，在安裝管道后保溫施工前，要做水壓試驗的檢測。距離長的蒸汽管道可以分段試壓，水壓試驗之前，在管道的最高處設置放空閥，最低處設置疏水閥，試壓壓力設置成設計壓力的1.5倍；水壓試驗時，要校正試壓力表，并且試壓表不能少于兩塊。在地埋敷設中，蒸汽管道安裝時要注意安裝排潮管，并且完成水壓實驗后還要做氣密性的試驗，在氣密性的實驗中壓力值是0.4MPa。

（2）管道的熱補償。可以使用補償器安裝進行管道熱補償，可以利用蒸汽管的自然彎折進行管道的自然熱補償，通過管道的自然熱補償可以減少補償器數量，降低工程造價。

（3）疏水器的安裝。在安裝蒸汽管道時，要進行疏水器的安裝，疏水器的具體安裝位置一般集中在管道最低處、垂直升高的管道最低處、閥門切斷的管道最低處。在逆坡隔200—300m處，順坡隔400—500m處就要設置疏水裝置。

（4）安裝支吊架。支吊架主要有導向的支架、活動的支架、固定的支架、彈簧的支架，在支吊架安裝的具體過程中，彈簧的支架主要應用于垂直位移，如果應用在水平位移中，就要對彈簧的支架安裝滾柱。另外，在設計和安裝中的具體過程中，都要對固定的支架中所形成的推力和應力進行詳細計算。

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