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城市热力管道工程规划设计要点(2)

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城市热力管道工程规划设计要点(2)

发布日期:2018-06-14 作者: 点击:

  城市热力管道工程规划设计要点16压力工况:

  (1)体系的任何一点压力≥介质汽化压力,并+30kPA-50KPA殷实压力;

  (2)体系回水压力要求:

  ≤直接衔接用户体系答应压力;

  任何一点≥50KPA;

  (3)循环泵停运,要坚持静态压力

  体系的任何一点压力≥介质汽化压力,并+30kPA-50KPA殷实压力;

  与热力网直接衔接用户体系充满水;

  ≤体系任何一点答应压力;

  (4)热力网晦气点资用压头,应满意该点用户体系所需效果压头;

  (5)热力网应该水力核算基础上制造各种运转计划的主干线水压图,杂乱地区,制造支干线水压图;

  (6)中继泵站方位及参数应根据水压图断定;

  (7)蒸汽热力网,宜按规划凝聚水量制造凝聚水管网水压图;

  供热管网的规划压力,≥各种运转工况的高作业压力+地势高差构成的静水压力+事端工况剖析和动态水力核算要求的安全余量;

城市热力管道工程规划设计要点

  17 水泵挑选:

  循环水泵扬程≥热源+供热管线+不睬用户环路压力丢失;

  循环水泵应具有作业点邻近较为陡峭的流量-扬程特性曲线;

  应削减并联循环水泵的台数;3台以下,设备用,4台或4台以上,不设备用;

  选用会集质-量调理的单热源体系,水泵选用变频泵;

  补水泵流量按事端补水,为体系循环流量的4%,补水泵扬程≥补水点管道压力加3-5m,当补水泵一起用于坚持静态压力时,其扬程应满意静态压力要求;

  18管道应力核算:

  选用应力分类法:

  内压、继续外载引起的一次应力(静力不平衡,导致屈从,验算选用弹性剖析或极限剖析,无自限性);

  热胀冷缩、热位移受束缚的二次应力(超越屈从极限,发作少数塑性变形,变形和谐得到满意,变形就不再继续发展,有自限性,安靖性剖析,安靖条件:≤2倍屈从极限)

  峰值应力(管道、附件,如三通,弯头,部分结构不接连或部分热应力发作的应力增量,不引起显著变形,但会导致疲惫裂纹或脆性破坏,选用疲惫剖析;

  作业循环低温度:底下敷设10℃,核算管道固定点时,考虑大温差,在装置温度低于作业循环低温度时,选用装置温度进行核算);

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  19管网安置:

  1)热力管道安置力求短直,主干线通过热用户密集区,并靠近热负荷大的用户;

  2)管道走向主张平行与厂区或修建区域的干道或修建物;

  3)管道主张不穿越电石库等因为汽、水走漏会引起事端的场所,也主张不穿越修建扩建地和物料堆放地。并且尽量削减与公路、铁路、沟谷、河流的穿插。穿插时分,可选用拱形管道。

  4)安置应尽量使用管道的天然弯角作为管道受热胀大的天然补偿。选用方形补偿器时分,尽可能安置在两固定墩之间中心点上,因为当地限制等原因,保证短边管道不小于全长管段的三分之一。

  5)一般热力地沟分支处都应设置查看进或人孔,直管段长100到150m间隔,无分支,也应安置查看进或人孔,一切管道上有必要设置阀门,都应装置在查看井或人孔中;

  6)主干线支管上,一般都应设置切断阀门;

  7)蒸汽管道低点、被阀门切断的各蒸汽之低点、笔直升高管段前的低点、间隔100-150m直管段等各点,都应该安置疏水阀;

  8)热水管段低点放水、高点放气;

  9)直埋和管沟敷设的管道斜度≥千分之二,进入修建物的管道坡向干管;

  2管道敷设(架空、地沟、直埋)关键:

  1)在山区的热力管道,采纳沿山坡或路途低支架安置;

  2)爬山热力管道,主张选用阶梯形安置;

  3)跨越沟谷、河流时分,主张架空沿桥或栈桥安置成拱形管道,留意:管道底部标高高于高洪水位0.5m以上;

  4)地上敷设的管道,可与其他管道敷设在同一个管架上,使用彼此牵扯力(技术性),削减管架数(经济性);

  5)在湿陷性黄土层、腐蚀性大的土层、性冻土层,应架空敷设;

  6)地下水位较高或降雨量较大地区,架空敷设;

  7)厂区管道宜架空;

  8)管道不答应开挖的路面或管道多、管径大、管道笔直高度≥1.5m等状况,选用通行地沟敷设;

  9)地上不答应开挖,且架空不合理或管道单排水平安置,地沟宽度受到限制,宜选用半通行地沟;

  10)河底敷设管道选在较深的安稳河段,1-5级航道河流,管沟覆土深度在航道底规划标高2m以下,其他河流,管沟覆土深度在1m以下;

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  2直埋敷设方法:

  无补偿:不使用补偿器、固定支架、彻底依靠管道的天然变形及土壤的束缚。有冷装置无补偿直埋(施工简略,但要避免轴向失稳)和预热装置无补偿直埋两种,第二种是在供热管网作业之前进行预热,发作一个预拉应力,预热温度限制在运转温度和低温度之间,温差发作的热应力,不超越管材的许用应力,有敞槽预热及覆土预热,覆土预热需设置一次性补偿器;

  有补偿:当管道温度高(热应力大)且难以找到热源预热时选用。有补偿分有固定点和无固定点方法,有固定点是补偿器至固定点间距不超越管道大过渡段长度;无固定点重在校核直管段长度是否超越大过渡段的两倍;

  22热伸长:

  是管道内介质温度改变,引起的管道热涨、冷缩效应,一起使管壁发作巨大应力,超越管材强度极限,会发作破坏。核算公式:△L=αL(t1-t2)x1000; (mm);

  23补偿装置分类及优

  天然弯管补偿:L型、Z型、空间立体弯;长处简略、牢靠;缺陷变形发作横向位移;L型视点区间:主张120°到90°,或<150°;

  方形补偿器:由四个90°弯头组成,长处制造便利,补偿才能大、轴向推力较小;缺陷是单向外伸臂较长,占地大,常用四种方式:

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  自在臂长一般为40倍公称直径长度;

  套筒补偿器:长处:装置简略,占地少,补偿才能大,流体阻力大,缺陷:轴向推力大,造价高,易漏水漏气;

  波纹补偿器:缺陷:强度低,补偿才能小,轴向推力大;波节以3-6个为佳;装置前先冷紧,冷紧值为热伸长量一半;

  球形补偿器:使用球形管接头的随机弯转来处理热涨冷缩。对三向位移的蒸汽和热水易适用。长处:占地小,不存在推力;缺陷存在侧向位移,易漏水漏汽;

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  24热网附件安置要求与设备

  1)热力网干线、支干线、支线的开端节点应装置关断阀门;干线还应按间隔间隔装置分段阀门,进步管网牢靠性(蒸汽管网可不设分段阀门);且关段、分段阀门皆选用双向密封阀门;

  2)≥DN500管道的阀门,主张选用电动,≥DN500的热力干线在低点、笔直升高管段前、分段阀门前主张设置阻力比较小的性除污器;

  3)直埋敷设的套筒、波纹补偿器、阀门、放水和除污器等附件,应设查看井,查看进设置要求:

  净空高≥1.8m; 人行通道≥0.6m;管道保温下外表与地上间隔≥0.6m;人孔≥2个,直径≥700mm,净空面积小于4㎡,可设1个人孔;少设置一个在人孔下方的集水坑;爬梯高于4m,要设置护栏或渠道;替换附件不能从人孔进出时,应在顶板上设置装置孔;

  4)管道活动支架应选用滑动支架,或刚性吊架,有笔直位移时,选用绷簧支架、吊架;

  25管材和附件挑选:

  1)管道管材选用Q235B,20钢,规划参数契合要求,P≤2.5MPa,T≤300℃,公称直径≥DN200,选螺旋缝电焊钢管,

  2)弯头选用铸造、热弯、冷弯制造,壁厚≥直管壁厚;

  3)三通选用锻压、拔制制造,壁厚≥直管壁厚;

  4)大小头选用限制或钢板卷制,壁厚≥直管壁厚;

  5)预制保温管及管件参阅标准,契合规则,轴向剪切应力≥0.08MPa;

  6)有报警线的管网,走漏检测体系要和规划、施工、检验同步;

  26保温验算:因为供、回水管温度场不同,彼此传热影响,需核算热丢失,保证保温外表温度<50℃;首要包含核算保温厚度、热丢失、保温层外外表温度、保温管周围土壤温度;

  27热网平面根本安置要求:

  1)契合与相关设备的净距要求;

  2)契合相关覆土深度要求;

  3)小折角契合相应要求;

  4)转角管段臂长≥弯头变形段长度;

  5)使用路由构成的天然转角补偿;

  6)小折角大于标准要求时,使用好小折角、弯管、L型之间彼此组合,留意组合时,驻点的断定精确;

  28分支点根本安置要求:

  1)管道分支点干管轴向热位移≤50mm;

  2)DN≤500的支管可从干管直接引出,在支管应设置固定墩或轴向补偿器或弯管补偿器,且要契合下列间隔要求:

  分支到固定墩间隔L:Le≤L≤9m;

  分支到弯管间隔L:Le≤L≤20m;

  分支到轴向补偿器间隔L:12≤L≤20m;

  3)轴向补偿器与管道轴向要共同,与分支点、转角、变坡点间隔≥1.5Le,且≥12m,规划时,取两者大值;

  29热网应力验算根本规则:

  一次应力改变≤一倍钢材许用应力;

  一次应力和二次应力的当量应力改变≤3倍钢材许用应力;

  部分应力会集的一次、二次应力和峰值应力的当量应力改变≤3倍钢材许用应力;

  应力验算的核算压力取管道规划压力;

  核算装置温度应取装置时的低温度;

  核算应力改变规模,核算温差取循环高、低的温差;

  核算轴向力时,核算温差取循环高和装置温度的温差;

  30单位冲突力核算:与土壤应力、管重等有关,比较杂乱,参阅标准核算公式;

  小冲突力系数比国外要小,增大了核算时的过渡段长度,相应补偿器的补偿量会变大,对补偿器起到必定的安全余量;

  31管道的许用应力按抗拉强度、屈从极限两者的小值取值断定,其实是依照屈从极限来取,因为屈从极限小于抗拉强度;

  32壁厚核算:壁厚接受内压力,要进行核算,首要核算小壁厚、管道壁厚附加值,进了两者相加得出公称壁厚;

  33 直管段应力验算:

  直管段首要对屈从温差,当量应力改变规模的核算,进行是否屈从与是否平面安置应有锚固段进行断定;

  当直管段屈从温差大于循环高温度与装置温度温差时,管道进入屈从状况,发作塑性变形,相反,屈从温差小于晦气循环温差时,管道坚持弹性体状况;在这里屈从极限x1.3系数(屈从增强系数对热伸长量和管道轴向推力核算影响很大,并且是不安全的,规划时要考虑)

  直管段当量应力核算,首要核算锚固段应力,当小于3倍许用应力时,说明锚固段满意应力验算条件,而锚固段是管网应力高处,那么能够必定的是:过渡段必定满意要求,则平面安置时,直管段的长度能够无限长;

  上面断定若不能满意,锚固段大于3倍许用应力,则不应该在平面安置中呈现锚固段,只能悉数为过渡段,且过渡段长度还有必要限制,使用标准第二个公式核算,得出小于多少直管过渡长度;

  在验算的基础上,进行直管段的过渡段大、小长度核算、过渡段内任一截大、小轴向力的核算(过渡段的大轴向力呈现在初度运转时、也就是L≥Lmin时,超出Lmin的管段被锚固,各点的轴向力相同,均等于锚固段起点的轴向力,而大轴向力≤锚固点的轴向力,要考虑活动端阻力的状况)

  锚固段的大、小轴向力核算,在循环温差低于屈从温差时,轴向力取决与温增值,高于屈从温差的锚固段,因呈现了塑性变形,轴向力到达大值,既极限轴向力;

  34直管段部分安稳性验算:

  直管段部分安稳验算适用于>DN500的管道,≤DN500的管道,不需求验算;

  验算首要进行径厚比、径向变形量的断定,核算参照标准断定公式;

  35 弯头应力验算:

  弯矩效果下的大环向应力+0.5内压效果下的大环向应力≤3许用应力,因验算点为应力改变起伏,内压环向应力取一半,实质上是依照疲惫剖析进行的弯头的强度验算;

  36管道竖向安稳性验算:

  要求单位长度管道上的笔直散布荷载≥与管道大轴向力相关的值;

  原因:存在轴向力的管道在轴向法线方向有凸出趋势,从而使管道有曲折的倾向,所以需求验算;办法:减小管道轴向力,加大覆土深度;

  37热伸长核算:

  1)包含驻点方位断定(按小冲突力下的大过渡段核算,关于驻点处的过渡段挑选补偿器时,余量取20%)

  2)关于弹性、部分进入塑性状况的管段,进行热伸长量核算,部分进入塑性的管段,热伸长量,要减去部分塑性紧缩变形量;

  3)关于过渡段任何一点,热位移量的核算;

  4)补偿器的热伸长量的余量一般取1.1系数,当过渡段一端为驻点时,≥1.2倍热伸长量,≤1.1大过渡段核算出的热伸长;

  38固定墩的推力核算:

  首要是冲突反力、内压力、活动端阻力的矢量组成核算;

  冲突反力抵消时,力小的一侧x0.8抵消系数;

  当两边都为锚固段时分,取0.9的抵消系数;

  内压力抵消系数取1;

  固定墩可规划微量位移量,减小推力。


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关键词:城市热力管道工程规划设计要点

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