蒸汽管網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路

張靜弦

摘要：關(guān)于蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)，不單單要考慮工藝質(zhì)量與實(shí)際效果，還要在設(shè)計(jì)階段有明確的思路，包括設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求等，設(shè)計(jì)工作開展階段詳細(xì)探究影響因素，有相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案與措施，人力、物力、財(cái)力等合理分配，可影響能源利用率。同時(shí)，也依據(jù)蒸汽管道安裝標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)工作為后續(xù)安裝與使用奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：蒸汽管網(wǎng);管網(wǎng)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)思路

一、優(yōu)化設(shè)計(jì)理念

從蒸汽管網(wǎng)應(yīng)用角度分析，主要是用于將蒸汽從熱源點(diǎn)輸送至熱用戶處，需滿足熱用戶的使用需求，要開展熱用戶用氣量調(diào)研工作，為蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)依據(jù)，梳理設(shè)計(jì)思路，優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，保證蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)良好效果。對(duì)此，在設(shè)計(jì)階段工作人員依據(jù)蒸汽管網(wǎng)的應(yīng)用性質(zhì)展開探究，并考慮蒸汽管網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用中的安全性、可靠性等，時(shí)刻注重蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)理念與模式，要求每位工作人員提高重視的同時(shí)，還能從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度探究，保證設(shè)計(jì)階段的各項(xiàng)工作對(duì)后續(xù)發(fā)展帶來積極影響，自身具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與能力，在設(shè)計(jì)階段打破思想禁錮，大膽創(chuàng)新、不斷嘗試，在建設(shè)與發(fā)展過程中優(yōu)化設(shè)計(jì)理念。

此外，關(guān)于新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，還能重點(diǎn)探究蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)階段的核心內(nèi)容，關(guān)于BIM技術(shù)應(yīng)用，已經(jīng)在蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)中有重要地位與作用，設(shè)計(jì)人員可把具體的信息數(shù)據(jù)輸入到BIM系統(tǒng)中，因BIM系統(tǒng)較大功能性，可視化特點(diǎn)呈現(xiàn)出蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)圖紙的三維立體效果，設(shè)計(jì)人員依據(jù)實(shí)際情況對(duì)各項(xiàng)影響因素與工作內(nèi)容綜合性探究，占地不合理、設(shè)計(jì)不到位等內(nèi)容及時(shí)處理，并經(jīng)過多次調(diào)整與BIM技術(shù)應(yīng)用，確定最終的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，還保證蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)方案全面性、合理性，有具體的信息數(shù)據(jù)與檔案說明。

二、管道敷設(shè)設(shè)計(jì)

管道敷設(shè)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)分析管道交叉、碰撞，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中具有相應(yīng)的敷設(shè)路線，依然是以勘察工作中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)為主，保證管道敷設(shè)設(shè)計(jì)方案的合理性與科學(xué)性。同時(shí)，還需注重CAESAR Ⅱ應(yīng)力計(jì)算，影響支架與管道設(shè)計(jì)的安全性，以經(jīng)濟(jì)合理為計(jì)算前提，采用美國(guó)管道應(yīng)力計(jì)算軟件（CAESARⅡ）進(jìn)行計(jì)算，依據(jù)計(jì)算結(jié)果及時(shí)調(diào)整管道敷設(shè)設(shè)計(jì)方案，從而保證管道應(yīng)力在允許范圍內(nèi)。

三、管道壁厚確定

管道壁厚確定，是以相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為重要依據(jù)，基于理論要求下，關(guān)于壁厚計(jì)算不論管子外徑還是內(nèi)徑，均在計(jì)算中取最大值。同時(shí)，還能保證計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性，壁厚計(jì)算工作開展有具體約束條件。

例如：處于壓降、溫降等條件下，需對(duì)管道壁厚進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，可滿足實(shí)際應(yīng)用要求，合理控制投資成本。此外，分析壁厚最大負(fù)偏差因素，保證管網(wǎng)長(zhǎng)期應(yīng)用的安全性與穩(wěn)定性。

四、直埋管道

因地埋管道安裝質(zhì)量對(duì)整體效果有一定影響，需在設(shè)計(jì)階段引起設(shè)計(jì)人員重視，考慮蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)與安裝關(guān)系，提前掌握各項(xiàng)影響因素、解決各種問題，在設(shè)計(jì)階段明確目標(biāo)，依據(jù)國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)工作。從直埋管道敷設(shè)方面分析，主要包括三種：地下管溝敷設(shè)、地埋管敷設(shè)、城市綜合管溝。

（一）地下管溝敷設(shè)

管溝敷設(shè)方式，主要特點(diǎn)是可滿足環(huán)保規(guī)劃要求，但其防腐性、保溫性等較差，在應(yīng)用在會(huì)大量損失熱量，增加管網(wǎng)維護(hù)量與運(yùn)行成本，較長(zhǎng)的施工周期長(zhǎng)，影響交通正常運(yùn)行。

（二）地埋管敷設(shè)

地埋管敷設(shè)：施工周期短、熱損失小、維護(hù)工作量小、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)良好，有利于城市規(guī)劃。在近年來發(fā)展中，地埋管敷設(shè)成為國(guó)、內(nèi)外普遍采用的敷設(shè)方式之一。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面比較，在跨越道路、企業(yè)大門、城區(qū)、人口密集等區(qū)域均采用地下直埋敷設(shè)，既不影響市容、城市交通，又能增加美觀性。

（三）城市綜合管溝

城市綜合管溝：以城市建設(shè)發(fā)展為設(shè)計(jì)方向，適宜擴(kuò)建地下管線，不影響交通＼不破壞城市道路。但要求較高，設(shè)計(jì)專業(yè)性要強(qiáng)，要具超前意識(shí)、前瞻性，如果考慮不當(dāng)，其效果不佳。因此，目前我國(guó)蒸汽管道中很少采用此方式。

例如：某項(xiàng)目蒸汽管網(wǎng)敷設(shè)方式的選擇，是結(jié)合規(guī)劃要求、周邊環(huán)境、地理位置、地質(zhì)條件等綜合分析，采用了直埋和管墩（架）相結(jié)合敷設(shè)方式。蒸汽管道在過小路或企業(yè)大門時(shí)，采用高架或桁架方式;過國(guó)道等重要道路時(shí)，采用頂管施工方案;敷設(shè)熱網(wǎng)管道主要沿已建道路路邊敷設(shè)。

五、管道防腐

不同的防腐方案會(huì)對(duì)整體質(zhì)量有不同程度的影響，開展管道防腐工作以有關(guān)防腐規(guī)范為要求，對(duì)埋地蒸汽管道外護(hù)管外防腐涂層選用引起重視。第一，應(yīng)用技術(shù)要成熟、可靠，可影響管道防腐效果;第二，化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，保證其與管道粘結(jié)，耐陰極剝離、植物根莖穿透、微生物腐蝕等，與陰極保護(hù)聯(lián)合使用;第三，質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理，符合防腐技術(shù)要求的同時(shí)節(jié)省投資;第四，可機(jī)械化連續(xù)性生產(chǎn)，發(fā)揮工程項(xiàng)目實(shí)際需要;第五，防腐層耐高溫，至少60℃以上?；诖藯l件下，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中工作人員引起重視，也考慮到管道自身耐腐蝕性，為后續(xù)維護(hù)工作減少工作量。

六、保溫結(jié)構(gòu)

保溫結(jié)構(gòu)依據(jù)《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，大部分工程項(xiàng)目會(huì)采用多層結(jié)構(gòu)。其中，關(guān)于保溫保護(hù)外殼處理，掌握保溫結(jié)構(gòu)質(zhì)量對(duì)整體效果的影響性，還需在標(biāo)準(zhǔn)要求下，能對(duì)保護(hù)層材料合理選擇，最重要的選擇條件就是材料強(qiáng)度要高，因其使用環(huán)境、溫度等因素影響，需在使用中保證不軟化、不脆裂，具體較強(qiáng)的抗老化性能，有助于延長(zhǎng)管道使用壽命。

例如：某項(xiàng)目中選擇的管道保護(hù)層是環(huán)保型、節(jié)能型保護(hù)層，詳細(xì)探究應(yīng)用材料特性，能從設(shè)計(jì)角度探究，要保證材料質(zhì)量、性能、經(jīng)濟(jì)性等，最常用的是彩鋼板。但是有優(yōu)勢(shì)的同時(shí)卻極易丟失，與鎂鋼材料相比較防腐性較差。而對(duì)鎂鋼材料應(yīng)用，鎂鋼材料抗壓強(qiáng)度、保溫效果等較好，而且還不易被盜，與彩鋼板材料防腐性對(duì)比，抗腐蝕性較強(qiáng)?？梢罁?jù)工程項(xiàng)目實(shí)際要求，合理選擇施工材料，既可保證整體良好效果，又能延長(zhǎng)材料使用年限。

七、管道補(bǔ)償器的選用

（一）波紋管補(bǔ)償器

波紋管補(bǔ)償器：包括吸收軸向位移內(nèi)壓軸向型、外壓軸向型;吸收橫向（側(cè)向）位移大拉桿橫向型、復(fù)式拉桿型;吸收角位移萬向型、鉸鏈型。在蒸汽管網(wǎng)中應(yīng)用，主要是因其自身的優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu)緊湊占地少、無泄漏、補(bǔ)償量較大。

（二）球形補(bǔ)償器

球形補(bǔ)償器：利用角位移，呈兩個(gè)組成一組形式，吸收量一般為0～15°，最大可達(dá)23°，補(bǔ)償量較大。當(dāng)前，球形補(bǔ)償器泄露問題已經(jīng)在廠家生產(chǎn)環(huán)節(jié)中被合理解決，整體安全性顯著提高，普遍應(yīng)用在蒸汽管網(wǎng)中。

（三）方形補(bǔ)償器

方形補(bǔ)償器：只需用四個(gè)彎頭、直管段進(jìn)行焊接，就可組成方形補(bǔ)償器，最大的特點(diǎn)是加工較簡(jiǎn)單、安裝較方便，只需確定臂長(zhǎng)、臂寬，就可計(jì)算補(bǔ)償量，在蒸汽管網(wǎng)中也普遍應(yīng)用。

（四）無推力旋轉(zhuǎn)筒補(bǔ)償器

無推力旋轉(zhuǎn)筒補(bǔ)償器：壓力范圍1.0～4.0MPa，溫度為-60℃～420℃，如果超過此范圍還需另行設(shè)計(jì)。無推力旋轉(zhuǎn)筒補(bǔ)償器屬于雙重密封結(jié)構(gòu)，一為環(huán)面密封，密封面厚度不小于4cm;二為端面密封，端面密封面不小于2.5cm，端面密封材料為耐磨高強(qiáng)度不銹鋼復(fù)合密封件，抗壓強(qiáng)度≥50MPa。

結(jié)語：

為保證蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)合理性，需建設(shè)單位在設(shè)計(jì)階段引起重視，提供全面、真實(shí)、有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從明確蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)目的、梳理蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)思路，詳細(xì)分析與探究蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，具備完善設(shè)計(jì)方案，還可分析蒸汽管網(wǎng)工藝要求，在設(shè)計(jì)階段對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用，能保證設(shè)計(jì)方法可靠性、完善設(shè)計(jì)方案，提升整體技術(shù)水平。

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