蒸汽管道設計

摘　要：在蒸汽管道系統(tǒng)的設計和施工過程中,應注意把好管材的檢驗關、試驗關,重視蒸汽管道閥門 和管件的選型,保證管道防腐、保溫合格,蒸汽管道設計應有坡度,接口焊接應符合標準,安裝 轉彎部分應采用熱煨彎頭,合理設置管道的支、吊、托架等,以杜絕蒸汽管道工程的通病。

關鍵詞：蒸汽管道;設計;施工蒸汽管道系統(tǒng)使用效果的優(yōu)劣取決于設計、施工及運行管理。目前，由于蒸汽管道系統(tǒng)從設計到施工通病較多，因而直接影響到工程質量的提高及運行后的使用管理和使用效果。下面就蒸汽管道設計安裝應注意的問題及解決辦法進行探討。

1管材、管件及保溫材料的選擇

1.1管材的選擇

首先從設計上，按照《管道工程安裝手冊》中對鋼管的一般規(guī)定：鋼管、鋼管件必須具有制造廠的合格證書；按照《小型熱電站實用設計手冊》管道選用規(guī)定：溫度高于200℃，公稱壓力不超過16MPa的介質，采用無縫鋼管。然而隨著市場經(jīng)濟的建立和發(fā)展，打破了計劃經(jīng)濟體制的單一模式，同時也給安裝市場帶來了混亂，個別廠家為謀取利潤經(jīng)銷生產(chǎn)偽劣產(chǎn)品，如無縫管有黑線，厚度達不到要求等現(xiàn)象。濟南鋼鐵集團總公司(簡稱濟鋼)干熄焦工程D426×13蒸汽管就發(fā)現(xiàn)過此問題，造成管道受力不利。因此，必須把好管材的檢驗關和試驗關。

1.2 蒸汽管道閥門的選型

設計過程中，蒸汽管道閥門的選型必須高度重視。有不少這樣的實例：新安裝的閥門關不嚴, 使大量蒸汽泄漏，所以在選擇閥門時，不能單純考慮其價格，更應從其性能參數(shù)、外觀造型、防腐、材質上作綜合分析，以保證質量，減少維修損失。

1.3蒸汽管道管件的選擇

補償器的選擇直接影響工程的質量。首先，蒸汽管路上不宜采用套筒補償器，此補償器需不斷更換填料，維護量太大。第二，不宜采用軸向型波紋補償器。軸向型波紋補償器安裝在蒸汽管路上，雖然外形美觀，維護量小，但內壓產(chǎn)生的推力太大，造成土建(固定支架)工程造價增高，只是在管徑較粗，建設空間狹窄的情況下才采用此類補償器。第三，在大多數(shù)情況下宜采用方型補償器，此類補償器有以下優(yōu)點：補償量大、推力小，無維護。

1.4管道的防腐保溫

管道防腐必須徹底除銹，使管道露出金屬光澤方可刷漆。刷漆表面應干燥，禁止一面刷漆一面除銹，油漆必須符合管道的環(huán)境，防止因管道表面溫度高造成新刷漆脫落。管道防腐合格后才能進行管道保溫，按山東省采暖通風設計規(guī)范《采暖設備安裝圖集》外部架空蒸汽管道采用巖棉保溫。而濟鋼干熄焦工程D426×13蒸汽管道的實際運行證明，巖棉保溫性能不理想，已不適應節(jié)能降耗的要求。關于保溫材料的選擇應遵循下列原則:(1)材料的導熱系數(shù)低；(2)具有較高的耐熱性，不致由于溫度急劇變化而喪失其原來的特性；(3)材料密度小并具有一定的孔隙率；(4)具有一定的機械強度。

從第1點分析，根據(jù)導熱系數(shù)方程：

巖棉:λ=0.037+0.00016tp

硅酸鋁纖維:λ=0.046+0.00012tp

式中λ——保溫材料導熱系數(shù),W/（m.K）;

tp ——保溫層表面溫度,℃。

對濟鋼干熄焦D426蒸汽管道，巖棉 λ 為0.057 W/（m.K）,硅酸液纖維 λ 為0.056 W/（m.K）。

就耐熱性而言，巖棉保溫適用介質溫度小于400℃；硅酸鋁纖維保溫適用介質溫度小于

1000℃。

就材料容重而言，根據(jù)γ=G/V

式中G——保溫材料重量,kg;

V——材料在自然狀態(tài)下的體積,m3。

硅酸鋁γ 為180 kg/ m3,

巖棉γ為200 kg/m3。

上述分析表明，硅酸鋁纖維屬于導熱系數(shù)小、容重小、耐高溫性能強,并具備一定機械強度的保溫材料。濟鋼干熄焦D426蒸汽管道近4年的運行已證明：巖棉保溫材料機械強度、耐溫一般，現(xiàn)已局部脫落，造成熱能損失。假如選用硅酸鋁纖維保溫，效果更好。

2　管道的坡度、接口、支架、彎管的質量控制

(1)蒸汽管道設計應有坡度，以便排除冷凝水。有許多施工人員對坡度極不重視，認為過熱蒸汽在輸送過程中不易產(chǎn)生冷凝水，安裝中出現(xiàn)無坡度或干管反坡，若運行中一旦停蒸汽，冷凝水局部滯留，再一送汽,產(chǎn)生水擊，將導致管道疲勞，減少壽命。

(2)蒸汽管道接口采用焊接，要求焊縫尺寸符合標準，無焊瘤、咬肉、裂紋、孤坑、夾渣、氣孔等現(xiàn)象。焊接部分必須先按標準要求打坡口，避免焊縫纏繞.但目前施工單位的焊工多數(shù)無證上崗，造成工程質量低劣。所以要求施工單位必須把住質量關、確保管道接口質量。

(3)管道的支、吊、托架在熱力系統(tǒng)中起著非常重要的作用。管道的支架有固定支架和活動支架，尤其是較大規(guī)格的熱力管道，其推力較大，固定支架十分關鍵，不能與活動支架混淆，否則補償器不起作用，后果嚴重。濟鋼干熄焦工程D426蒸汽管道運行時就因施工過程漏設固定支架，管道盲板力集中于固定支架附近的管道拐彎處，造成拐彎處管道斷裂。管道托架即管托制作，必須接合管道保溫厚度設計其管托高度，避免高度過小造成管道移動時保溫材料的破壞。施工時，確?；顒又Ъ芄芡信c支架頂保持平、滑，減少磨擦。

(4)蒸汽管道安裝轉彎部分應采用熱煨彎頭。按《動力設施國家標準圖集》的要求，焊接彎頭、沖壓彎頭均適用于不大于40MPa的蒸汽管道上，但多年的實際經(jīng)驗證明：由于蒸汽管道的熱脹冷縮，沖壓彎頭、焊接彎頭的焊口部位受應力較大，變化頻繁，時間一長，焊口部位出現(xiàn)裂縫漏水現(xiàn)象，濟鋼的蒸汽管道的沖壓彎頭一般1年一換。采用熱煨彎頭必須設計合理的彎曲半徑，不小于35D(D為管道的公稱直徑)，如彎曲部位彎扁，橢圓率超差，內壁出現(xiàn)折皺現(xiàn)象，保證不了工程質量。

3 結束語

蒸汽管道設計是否合理、施工質量的優(yōu)劣，直接影響工程質量的提高，體現(xiàn)在運行效果和使用壽命上。所以必須本著“用戶至上”的根本原則，設計要從現(xiàn)場實際出發(fā)，施工要嚴格按規(guī)范要求，徹底杜絕蒸汽管道工程的通病。