产地:河北沧州 | 品牌:河北盛邦 | 型号:DN20-DN1600 |
应用场所:小区供热,火电厂发电 |
盛邦牌预制聚氨酯直埋热水保温管厂家价格
前言
直埋式预制保温管道,特别是各式各样的保温结构型式的城镇集中供热或“热、电、冷”三联供的蒸汽管道正在国内外应用,方兴未艾。直埋管道的热补偿是最重要的关键技术之一,由于设计、制作、施工或生产操作上的多种原因,曾发生多起严重事故,造成不应有的人身伤亡和严重经济损失。根据多年研究、工程实践和文献资料,就直埋式预制高温保温管道的热补偿的设计和存在问题,做一专题分析。
2 热补偿方式
在国内外直埋式预制高温保温管道应用中,为克服因温差(使用温度和安装温度之差)造成的热力管道胀缩和位移变化,设计上多采用以下4种方式进行补偿。
(1)管道(管件)的预热(预拉伸):国外一些大公司通常在直径小于500 mm的管道中采用,但不广泛;
(2)自然补偿:设计柔性管件如弯头、L型或之型弯管进行热补偿,这是国内外采用较多的方式之一;
(3)一次性补偿:设一次性补偿器,在安装试运行后,焊死,此法国内外都有采用;
(4)设补偿器:随介质温度变化,管道胀缩、补偿器对应缩伸、吸收应力和位移进行热补偿。
补偿器近年发展极快,在直埋式管道中应用也最为广泛,型式有波纹式(内压、外压、单双向、变推力的平衡式、半平衡式及铰链式)、套筒式(加注单封、双密封、弹簧压封及无推力式)以及老式∏型(方型)等。
由于波纹补偿器设计采用最多,暴露出的问题也较充分,很需要我们研究、认识和改进。
本文仅就自然补偿和补偿器补偿2种方式进行讨论。
3 热伸长量的计算和补偿设计
为使直埋热力管道在热状态下稳定和安全操作,减小管道热胀冷缩时产生的应力,防止管道***破坏和位移变化破坏保温结构,增大热损失,必须进行热力管道热伸长量的计算及补偿设计。
3.1 热力管道热伸长量的计算
△L=α(t1-t2)L
式中 △L-管道热伸长量(m);
α-管道在相应温度范围内的线胀系数[m/(m.℃)];
L-计算管道长度(m);
t1-管道安装温度(℃);
t1-管道设计使用(介质)温度(℃)
3.2 补偿设计
(1)管道热应力、强度的设计、计算;
(2)补偿单元的设计、选择(包括自然补偿件或补偿器);
(3)保温结构的综合分析和设计;
(4)引安全运行寿命,特别是长期震动下的疲劳寿命问题。
除(1)、(2)外,(3)、(4)2点对高温蒸气预制直埋管道尤为重要,不单要考虑热损失、能耗问题,对于刚性的内外管结构,还要考虑应力和强度的影响。
4 自然补偿
所谓自然补偿,就是管道中发柔性弯曲管段0口弯头,L型、Z型弯管)吸收管道热伸长变形。
此方式优点:简单、可靠;缺点:产生横向位移,不单是在弯头处,在直线段也发生相应位移,其保温结构应做充分考虑、设计。
近年来的深入研究表明,直埋管道由于保温结构型不同,已不能完全套用架空或地沟敷设管道自然补偿力算,因实践表明若套用将出现***的偏差,已造成多处破坏、泄漏事故发生。
4.1 设计原则
(1)转角不小于70°,否则将出现应力急剧上升,易发生问题;
(2)转角大于150°,不起自然补偿作用;
(3)L型长臂不宜大于20~25 m。
(4)弯曲许用应力σ(Q235材质)不大于78.5 MPa。
4.2 弯管长度计算
(1)L型(见图1a)
l=1.1×(△LD/300)1/2
式中 l-弯管长度(m);
△L-长臂L的伸长量(mm);
D-管道外径(mm)。
(2)Z型(见图1b)
式中 l-弯管长度(m);}
E-管道材料弹性模量(MPa);
D-管道外径(mm);
〔σbw〕-管道弯曲许用应力(MPa);
k-L1/L2;
△t-设计计算的管道介质温度与安装温度差(℃)。
图1L型与Z型弯管示意
研究表明,90°弯头环向应力出现在弯头顶部,轴向应力出现在弯头顶部稍靠弯头凸面一侧,与环向应力处相差15°~20°。由于弯头处有焊口而综合应力又,是L型自然补偿的最薄弱环节、最危险的部位,因此设计时应充分注意这点。采用整管热(冷)煨,减少焊口,并适当增加管壁厚度及应力消除处理,是一条有效途径。
实验研究表明,随着弯头夹角变化在20°时出现应力峰值,随角度增加应力值迅速减小,这也正是设计时尽量避免出现小于70°的夹角弯头所在。