玻璃廠熱力管網布置

朱一凡

(中國建材國際工程有限公司，上海 200333)

在我國經濟飛速發展的情況下，工人的精神需求也越來越受到注重?，F在的玻璃廠，不僅看重效益，亦看重員工的健康與安全。合理的管網布置，既能減少安全隱患，亦可以藏管道于廠區，使得整個玻璃廠更加美觀，使工人心情愉悅。

1 設計前考量

在玻璃廠內，公用工程不僅僅有熱力專業，給排水、電氣等專業亦需要空間布置其管道、電纜。所以，協調是布置好管網的第一步?？紤]到管道線路所在地區的氣象、水文地質、地形地貌等之后，向總圖專業提出走向，待其進行匯總后，確定走向，即可進行下一步。

2 管架的敷設方式

管道的敷設方式需要因地制宜。一般采取的方式有兩種：架空敷設或者埋地敷設。廠區若多馬路、多石方，以及標高差較大，宜采用架空敷設。若用氣點距產氣的車間很遠，且管道數量較少，宜采用埋地敷設。

2.1 架空敷設的一般原則

1)架空敷設時要先定下管架的寬度。管架的寬度由管道的直徑及管道之間的凈距決定。不同介質的管道，對于凈距的要求也不同。

無毒、無爆炸危險的介質，要求較低，例如壓縮空氣、氮氣、蒸汽。壓縮空氣與蒸汽無論是在壓延線還是浮法線中，都有廣泛應用；氮氣適用于浮法線，給銑槽做保護氣及吹掃氣。這三種介質的管道，水平與交叉凈距都只需≥0.1 m[1]，便于安裝即可。

有爆炸危險的介質，例如氫氣、氧氣、天然氣。這三種介質互相之間的水平凈距需≥0.5 m，交叉凈距都需≥0.25 m，與熱力管道之間的水平與交叉凈距都需≥0.25 m[2,3]。有毒介質，例如氨氣、液氨。這兩種介質因缺少相關規定，為了安全考慮，也參考氫氣的間距要求。

綜合考慮，若一層管架當中，含有有毒、有爆炸危險的介質的管道，可將此管道布置于管架最邊側，從而減小管架的寬度。

2)支架的數量。架空可以分兩種，一種是沿獨立管架敷設，一種是沿墻敷設。合理地走向能大幅減少土建及材料的成本。

在廠區或者建筑區的干道上，宜設支架，管道沿支架敷設。不同管徑、輸送介質的管道，其跨距也不同，常規管徑的跨距詳見表1。

表1 廠區架空管道允許最大跨距表

普通支架相連，可做成桁架，兩種形式各有優劣。支架造價少，且層數可靈活考慮，但是受到管道的跨距限制，若管道直徑偏小，支架的個數會明顯增多，且不方便跨馬路布置。桁架是利用鋼梁將兩個支架相連，便于在梁上按管道的跨距要求設橫檔來做支撐，不受管道跨距的影響。這樣，可使支架數量減少，管架看起來整潔美觀。但是由于鋼材的增加，成本會略有提高。若施工單位未在橫檔上設支撐，桁架也會失去作用，需要現場人員多加注意。

倘若用地比較緊張，沒有辦法在地面上立支架，便會考慮沿墻敷設?？衫闷Ю取④囬g立柱等設支撐。為了美觀，管道布置在車間內部。這樣做能節省空間，但是有幾點需要注意：一是在其他專業的廠房內敷設管道，需要提前溝通，防止互相碰撞。二是若管道內的介質是氫氣、氧氣、天然氣等有爆炸危險的氣體，不能沿非用氣車間外墻敷設。

3)架空敷設時要考慮高度。首先，是管道與地面的距離，應滿足人、車的通行要求。架空管道的管底至人行道路的垂直距離一般不小于2.5 m。管道穿越馬路時，考慮到車的通行，管底至廠區馬路路面的垂直距離一般不小于5.0 m。沿墻的管道，需滿足不擋門、不擋窗。其次，若敷設管道數量過多，考慮做雙層設置三層方案，支撐間的凈距不宜設置過高，既不美觀且增加結構設計推力的難度。

4)確定管道的順序。安裝程序可按照下列層次參考：(1)氧氣管道宜布置在其他管道外側，并宜布置在燃油管道上面。(2)氫氣管道宜布置在其他管道外側并在上層。(3)燃油管道、蒸汽管道宜布置在管架最下面。

2.2 燃氣管道埋地敷設的一般原則

在玻璃廠中，埋地是熱力管道比較少有的走管方式，一般適用于去往居住區的天然氣管道。玻璃廠內的燃氣管道設計壓力一般為0.4～1.6 MPa之間，屬于次高壓燃氣管道。

埋地時，不得從建筑物和大型構筑物的下面穿越，不包括架空的建筑物和大型構筑物(例如立交橋等)。

埋地燃氣管道穿路時，根據道路用處不同，要求的深度也不一樣。玻璃廠內一般有車行道及非車行道(含人行道)。埋設在車行道下時，覆土厚度(路面至管頂)不得小于0.9 m；埋設在非車行道下時，覆土厚度不得小于0.6 m。對于穿馬路的管道，還應設套管。套管內徑應比燃氣管道的外徑大100 mm以上，兩端密封。套管的端頭距離道路的邊緣不應小于1 m，重要的套管端頭宜安裝檢漏管。

2.3 管道熱補償

在熱力管網布置中，還需要注意的一點就是輸送高溫介質的管道，在生產過程中，會有熱脹冷縮的現象。為使管道能夠在熱狀態下安全和穩定，減少發生熱脹冷縮時所產生的應力，管道受熱時的熱伸長量應該要考慮設補償。進行補償設計時，應先計算熱伸長量，即

ΔL=Lα(t1-t2)

式中，ΔL為管道熱伸長量，cm；L為計算管長，m；α為管道的線膨脹系數，cm/(m·℃)；t2為管道內介質溫度，℃；t1為管道內設計安裝溫度，℃，可取用20 ℃[4]。

管道布置時，可通過利用管道本身的自然彎曲(柔性)來補償管道的熱伸長，這種方式叫自然補償。注意，管道的彎曲轉角要小于150°，且管道的臂長也不宜超過25 m。

常見的自然補償有三類：L型直角彎、Z型折角彎和空間立體彎。在玻璃廠中，常用的是L型補償，而利用支架的高差，也可以比較容易的做出Z型補償。

在無法利用自然彎曲進行補償的時候，可增設補償器。常用的補償器形式是方型補償器。它是由四個90°的彎頭組成。方型補償器的兩端需設置導向支架，導向支架到補償器外伸臂的距離稱之為自由臂，一般為40倍公稱直徑的長度。

補償器在安裝的時候，必須先進行預拉伸，拉伸量由介質的溫度決定：小于250 ℃時，為熱伸長量的一半；250～400 ℃時，為熱伸長量的70%。

2.4 管道除銹及防腐

管道安裝完畢，應做防腐處理，要求見表2。架空管道防腐施工及驗收參照《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規范》SH/T3022—2011。

表2 管道除銹等級和涂漆要求

2.5 保溫措施

設計管網時，部分管道需要采取保溫措施，設計應符合減少散熱損失、節約能源、滿足工藝、保持生產能力、提高經濟效益、改善工作環境、防止燙傷等基本原則。

3 結 論

熱力管道在玻璃廠廠區內的敷設在符合規范的前提下，并無太大限制，但是如何合理地去敷設，降低成本的情況下還能美觀，就是一門學問。只要充分考慮以上的內容，合理設置支架的高差，管網就不再雜亂，而會變成一道美觀的風景線。