淺析電廠熱力系統(tǒng)小口徑管道二次設(shè)計(jì)與施工

　　【摘 要】火電建設(shè)工程施工中，φ76以下的小口徑管道由于受現(xiàn)場制約因素較多，設(shè)計(jì)院及廠家一般不出布置圖。為達(dá)到克服質(zhì)量通病，提高工藝水平，創(chuàng)出工藝亮點(diǎn)的目的，小口徑管道施工需從圖紙會審、二次設(shè)計(jì)、技術(shù)交底、施工檢查、效果評價(jià)等方面實(shí)行全過程的控制。

　　【關(guān)鍵詞】小口徑管,二次設(shè)計(jì),膨脹補(bǔ)償,集中布置

　　1 前言

　　火電建設(shè)施工中，汽水小管道遍布廠房的各個(gè)角落，其工藝的好壞直接影響到對整體工程的評價(jià)。管道布置中熱脹冷縮的補(bǔ)償設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到管道在熱狀態(tài)下的穩(wěn)定和安全，進(jìn)而影響到機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。所以小管道安裝須高度重視，認(rèn)真進(jìn)行二次設(shè)計(jì)并精心施工。

　　2 小口徑管道安裝質(zhì)量控制目標(biāo)

　　管道布置合理，方便保溫及其它工序施工;安裝效果橫平豎直，坡度、坡向正確，補(bǔ)償良好;支吊架設(shè)計(jì)型式合理、間距合適;穿墻或樓板處應(yīng)精細(xì)處理;確保安全生產(chǎn)，操作方便、檢修方便。

　　3 小口徑管道布置二次設(shè)計(jì)

　　3.1 系統(tǒng)圖審查

　　審查系統(tǒng)圖，了解設(shè)計(jì)意圖，列出沒有具體布置圖的管道，并根據(jù)系統(tǒng)流程圖標(biāo)出具體走向;根據(jù)系統(tǒng)流程圖統(tǒng)計(jì)管道規(guī)格、材質(zhì)及閥門的數(shù)量。

　　3.2 進(jìn)行二次設(shè)計(jì)前應(yīng)具備的條件

　　應(yīng)在條件具備時(shí)對小管道布置進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。所謂條件是指在某些復(fù)雜的場合下，場地狹小而各專業(yè)設(shè)備又多且還難以定位，需等這些情況落實(shí)后才能進(jìn)行設(shè)計(jì)。但無論如何，必須先設(shè)計(jì)，經(jīng)批準(zhǔn)后才能施工。設(shè)計(jì)人應(yīng)充分了解管道的技術(shù)參數(shù)和作用，并到現(xiàn)場實(shí)地察看，了解周圍其它管道的布局，科學(xué)籌劃、周密考慮，征求多方意見后確定合理走向，畫出布置草圖。

　　3.3 二次設(shè)計(jì)的要求

　　3.3.1 管道與墻、梁、柱及設(shè)備之間的凈空距離，，應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　不保溫的管道，管子外壁與墻之間的凈空距離不小于200mm;保溫的管道，保溫表面與墻之間的凈空距離不小于150mm;管道與梁、柱、設(shè)備之間的局部距離，可按管道與墻之間的凈空距離減少50mm;要考慮閥門保溫厚度所占空間，具體可咨詢保溫油漆清冊并核查閥門實(shí)際尺寸。

　　3.3.2 布置在地面(或樓面、平臺)上的管道與地面之間的凈空距離，應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　不保溫的管道，管子外壁與地面的凈空距離不小于350mm。;保溫的管道，保溫表面與地面的凈空距離不小于300mm;管子靠地面?zhèn)葲]有焊接要求時(shí)，上述凈空距離可適當(dāng)減小。

　　3.3.3 對于平行布置的管道，兩根管道之間的凈空距離應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　不保溫的管道，兩管外壁之間的凈空距離不小于200mm。保溫的管道，兩管保溫表面之間的凈空距離不小于150mm。

　　3.4 小口徑管道熱補(bǔ)償設(shè)計(jì)要求

　　3.4.1 管道熱伸長

　　當(dāng)管道內(nèi)供熱介質(zhì)及周圍環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，將引起管道的熱脹冷縮，使管壁內(nèi)產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，如果此應(yīng)力超過了管材的強(qiáng)度極限，就會使管道造成破壞。

　　3.4.2 管道熱伸長的補(bǔ)償

　　為了保證管道在熱狀態(tài)下的穩(wěn)定和安全，減少管道熱脹冷縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，管道上每隔一定的距離應(yīng)當(dāng)裝設(shè)固定支架及補(bǔ)償裝置。對于小口徑管道常用的補(bǔ)償裝置有：自然補(bǔ)償和方形伸縮器。

　　3.4.2.1 自然補(bǔ)償

　　利用管道敷設(shè)上的自然彎曲管段(L型或Z型)來吸收管道的熱伸長變形，稱為自然補(bǔ)償。

　　管道布置時(shí)，就盡量利用管路原有彎曲的自然補(bǔ)償，當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時(shí)，才考慮裝設(shè)其它類型的伸縮器。

　　當(dāng)彎管轉(zhuǎn)角小于150°時(shí)，能用作自然補(bǔ)償，大于150°時(shí)不能用作自然補(bǔ)償。

　　自然補(bǔ)償器短臂長度的計(jì)算：

　　L形補(bǔ)償器如圖(1)所示，其短臂長度按下式計(jì)算

　　方形補(bǔ)償器由四個(gè)900彎頭組成，按上圖所示尺寸標(biāo)注中b與a的比值大小可分為四種類型：b=2a、b=a、b=0.5a、b=0。

　　方形補(bǔ)償器的自由臂(導(dǎo)向支架至伸縮器外伸臂的距離)，一般為40倍公稱直徑的長度。

　　方形補(bǔ)償器安裝時(shí)一般必須預(yù)拉伸，預(yù)拉伸值當(dāng)介質(zhì)溫度為250℃時(shí)，為計(jì)算熱伸長量的50%;設(shè)計(jì)溫度在430℃及以上時(shí)，不宜小于計(jì)算熱伸長量的70%。

　　根據(jù)管段總膨脹量ΔL和方形補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力計(jì)算所需要的補(bǔ)償器數(shù)量。

　　根據(jù)方形補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力和公式 (mm)計(jì)算出每個(gè)補(bǔ)償器需要補(bǔ)償?shù)墓芏伍L度L，依據(jù)L值確定管道固定支架位置，其間則按照支架設(shè)計(jì)要求布置滑動(dòng)支架。

　　3.5 小口徑管道支吊架設(shè)計(jì)要求

　　支吊架的間距不能過大，一般在設(shè)計(jì)院圖紙的技術(shù)要求中對不同管徑、不同運(yùn)行參數(shù)的小口徑管道的支吊架最大間距都有說明，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布置;小口徑管道支吊架材料的選用參見《火力發(fā)電廠汽水管道支吊架設(shè)計(jì)手冊》[3]中“螺紋吊桿允許荷載”、“根部材料表”、“常用型鋼特性數(shù)據(jù)表”等章節(jié)的內(nèi)容(一般設(shè)計(jì)院圖紙材料清單中也會開列小口徑管道支吊架材料，可與支吊架設(shè)計(jì)手冊相互對照)。

　　3.6 小口徑管道坡度、坡向設(shè)計(jì)要求

　　水平管道的安裝坡度，應(yīng)根據(jù)疏放水的要求，并考慮管道冷、熱態(tài)位移對坡度的影響，此時(shí)，管道的位移可按設(shè)計(jì)壓力下的飽和溫度計(jì)算。

　　各類管道的最小疏放水坡度，應(yīng)不小于下列數(shù)值：◇蒸汽管道：溫度小于430℃時(shí)， i= 0.002;溫度大于和等于430℃時(shí)，i=0.004;◇水管道：i=0.002;◇疏水、排污管道：i=0.003;◇單元機(jī)組前置泵前的低壓給水管道：i=0.15;◇各類母管：i=0.001～0.002。

　　3.7 閥門的布置設(shè)計(jì)要求

　　(1)閥門應(yīng)布置在便于操作、維護(hù)和檢修的地方。

　　(2)水平布置的閥門，無特殊要求閥桿不得朝下。

　　(3)布置在垂直管段上直接操作的閥門，操作手輪中心距地面(或樓面、平臺)的高度，宜為1300mm。

　　(4)平臺外側(cè)直接操作的閥門，操作手輪中心(對于呈水平布置的手輪)或手輪平面(對于呈垂直布置的手輪)離開平臺的距離，不宜大于300mm(見下圖)。

　　(5)任何直接操作的閥門手輪邊緣，其周圍至少應(yīng)保持有150mm的凈空距離。

　　(6)同系統(tǒng)的閥門能集中的就集中布置，但不要刻意把不適宜集中的硬集中在一起(達(dá)標(biāo)有要求)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定，DL/T5054―1996.