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滄州盛邦管道集團(tuán)有限公司

主營產(chǎn)品: 鋼套鋼保溫管,鋼套鋼直埋保溫管,聚氨酯保溫管,預(yù)制直埋保溫管

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河北滄州鹽山正港工業(yè)區(qū)正港路南
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外滑動鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)的選擇與計算

2019-2-17  閱讀(243)

外滑動鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)的選擇與計算

保溫結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣是決定管道運(yùn)行成本、用戶能否滿負(fù)荷用汽和供熱半徑大小的關(guān)鍵。設(shè)計計算以的保溫厚度作計算依據(jù),盡量減少投資成本,略加相應(yīng)的保險系數(shù)即可,不易過以保守。

1 外滑動鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)及材料的選定

多年的實(shí)踐證明,選用多阻式復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)為JIAO佳,一般為:

1.1 隔熱層。材料選用有機(jī)硬質(zhì)保溫材料,微孔硅酸鈣瓦塊。

微孔硅酸鈣保溫瓦性能指標(biāo)

項 目

國家標(biāo)準(zhǔn)值

備 注

密度 kg/m3

抗壓強(qiáng)度 Mpa

抗折強(qiáng)度 Mpa

導(dǎo)線系數(shù) W/M.K

線收縮率 %

憎水率 %

≤220

≥0.30

>0.3

≤0.062

≤2.0

99%

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB/T10699-98

導(dǎo)熱系數(shù)方程式:

=0.0311+0.0000639×Tln(本方程式適用溫度范圍為273k-623k),623k(350℃的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0709W/w.k)

此材料的主要優(yōu)點(diǎn):耐溫適中,強(qiáng)度高,導(dǎo)熱系數(shù)偏低,在內(nèi)滑動結(jié)構(gòu)中,容易形成一個通行地溝,使工作鋼管能自由伸縮,外滑動結(jié)構(gòu)中易與工作鋼管捆為一體,能和工作管同步運(yùn)動,滑動支架緊固在其外層,容易緊固,少加冷橋處理,長時間運(yùn)行不易脫落。

其缺點(diǎn):由于制作工藝問題,每層一般要3——6塊瓦塊組合成,瓦塊長度按標(biāo)準(zhǔn)僅610mm長,這樣,每1km管道要有4——7km縫隙,加之瓦塊屬硬對硬,不易擠嚴(yán),扣瓦抹縫都是人工,工作量太大,很難全部抹嚴(yán),一旦有一點(diǎn)縫隙,高壓發(fā)泡時,聚氨酯泡漠就會順著縫擠進(jìn)去。實(shí)例,我們解剖過一根管,發(fā)泡料多的可把一層厚60mm的縫擠透。一旦運(yùn)行,高溫蒸汽就可順著其縫向外泄露,破壞保溫層,使保溫層逐步炭化,隨著運(yùn)行時間后會蔓延破壞整個保溫層。

實(shí)例,信陽平橋電廠一期工程,主干線F426就是其工藝,剛運(yùn)行時還可以,運(yùn)行還不到一年,就冒汽,人行道的樹已全部蒸死,保溫層已全部失去保溫效果,熱損太大。所以在內(nèi)滑動結(jié)構(gòu)中,微孔硅酸鈣瓦塊不一采取雙層扣瓦,它只能起隔熱減熱作用。在微孔硅酸鈣瓦塊外應(yīng)加一層半硬質(zhì)密閉隔熱層。

1.2 半硬質(zhì)密閉隔熱層

其材料選用半硬脂保溫管殼,容重不能低于65kg。經(jīng)實(shí)踐證明,巖棉吸水易結(jié)板,不可取。離心玻璃棉管為,既有強(qiáng)度,導(dǎo)熱系數(shù)又低。

項 目

標(biāo)準(zhǔn)值

產(chǎn)品實(shí)測值

備 注

容重 kg/m3

導(dǎo)熱系數(shù) W/M.K

ZUI高使用溫度 ℃

≥70

≤0.043

350

70

0.041

350

標(biāo)準(zhǔn)依據(jù):

GB/T13350-92

其優(yōu)點(diǎn):1.它可*把隔熱層微空硅酸鈣瓦塊的縫擠死,使熱氣不會歪斜;2.由于離心玻璃棉會談率是100%,即使吸水后也不半截,烘干后各種性能指標(biāo)不邊,體積不會因其因素變形;3.它又是一個很暢通的排潮通道,進(jìn)水后可在短時間排出去,不會因水排不出去造成爆管,使管道很快處于正常狀態(tài)。(一般吸水后,一周內(nèi)排完)。4.由于離心玻璃棉是柔性材料,運(yùn)行中管子的熱漲位移可隨之拉伸,不至于把保溫層拉壞。

1.3 在離心玻璃棉外層。加上一層鋁箔反射層,作用有二:1.可使熱量反射減小熱阻;2.又使聚氨脂保溫層的一層屏障,蒸汽熱蒸后不使氣息水、保溫層一旦西水,它會永遠(yuǎn)排不出,即使排除一般,由于聚氨脂泡墨寶問曾保溫效果好,外層的一般就很難烘干,會失去JIAO佳的保溫效果,使表面溫度加大,熱損加大。

1.4 保溫層。采用當(dāng)今的保溫材料,聚氨脂泡墨塑料。

(3)聚氨脂泡沫塑料:

項目

標(biāo)準(zhǔn)

備注(依據(jù)標(biāo)準(zhǔn))

壓縮強(qiáng)度

密度 >55kg/m3

體積吸水率

閉孔率

導(dǎo)熱系數(shù)

耐溫

>0.3Mpa

GB8813-88

<4%

>88%

0.03 W/M.K

150℃

GB/0342-96

GB8810-88

GB10297-98

SY/T0415-96

此保溫參不一太后,不要超過35mm,由于其保溫效果好,后了熱組大,導(dǎo)致層間截面溫度增高,破壞保溫層、防水層。

1.5 保溫結(jié)構(gòu)的層間溫度計算,要設(shè)定的保溫后,不一過后,防止熱祖師見曾截面問。

舉例:Dn300。運(yùn)行溫度300。C,工作壓力1.2Mpa,埋聲觀眾1.5m,土壤溫度16。c,土壤導(dǎo)熱系數(shù)1.5W/m.k(砂紙黏土),接頂表面溫度不超過50。C,熱損千米溫降10。C以下。經(jīng)計算減阻曾厚5mm,微空硅酸鈣瓦塊后50mm,聚安置泡沫塑料后30mm,防水層鋼卷厚3mm,玻璃鋼防腐防水層厚4mm。其計算是如下:

 

1.6 有了JIAO佳的經(jīng)濟(jì)保溫厚度,那么重要的也是蒸汽直埋保溫管成敗的關(guān)鍵一環(huán)--防水層;設(shè)計時一定要在外防水層上下大功夫,把有些不必要環(huán)節(jié)的經(jīng)費(fèi)省到防水層上,因為“水”是直埋工程的天敵,實(shí)踐證明:用鋼外護(hù)內(nèi)滑動結(jié)構(gòu),由于受剛套的標(biāo)定尺寸、厚度、直徑的限制,只能就大不就小,保溫厚度自然加大,不經(jīng)濟(jì),關(guān)鍵是防腐問題不好解決,上述DN300的保溫厚度計算,如果按標(biāo)準(zhǔn)鋼管就得用DN700*8鋼管,就此一項就加大了投資。由于埋地鋼管的防腐問題難以解決,需加強(qiáng)防腐,此項費(fèi)用也相當(dāng)高,加大了建設(shè)方的投資。信陽二期工程設(shè)計是鋼外護(hù),加強(qiáng)防腐(三布五油環(huán)氧煤瀝青漆)。外鋼套管徑大,保溫層加厚,加強(qiáng)防腐、噴砂除銹幾項,每公里就加大投資35萬元左右。安陽縣電廠DN350的設(shè)計,每km就加大投資80萬元左右。其原因:設(shè)計提供的參數(shù)不合理,埋深2m,土壤溫度(實(shí)際提供地表溫度)20°C,土壤導(dǎo)熱系數(shù)1.2W/m.k(沙質(zhì)粘土),表面溫度50°C,這樣,保溫厚度單邊加大了130mm。因此對各地的土壤溫度及導(dǎo)熱系數(shù)一定要參照建設(shè)部有關(guān)資料提供的數(shù)據(jù)為計算依據(jù),現(xiàn)場實(shí)測為。

防腐要采用強(qiáng)度高的防腐層,三布五油,一般用環(huán)氧煤瀝青漆或瀝青漆,用手糊易下淌、上部會出現(xiàn)氣孔,保溫管運(yùn)至現(xiàn)場安裝完畢,占30%以上的防腐層都要重新修補(bǔ),即費(fèi)工又費(fèi)錢,一旦發(fā)現(xiàn)不了,后患無窮。

實(shí)踐證明:選用多阻式鋼-塑(纖維增強(qiáng)塑料玻璃鋼)復(fù)合結(jié)構(gòu)為,剛套用3-4mm毫米直縫卷管,外用3-5mm厚機(jī)械纏繞玻璃鋼。

項 目

單 位

指 標(biāo)

備 注

密度

含膠量

拉伸強(qiáng)度

彎曲強(qiáng)度

滲水率

ZUI高使用溫度

Kg/m3

Mpa

Mpa

浸入90.15Mpa水中

°C

1600-1800

45-55

≥100

≥50

無滲漏

100

GB1458-78

GB1459-78

GB1461-78

GB1460-78

其優(yōu)點(diǎn):一可借鑒鋼外護(hù)強(qiáng)度高、密封好、不進(jìn)水的特性,二可借鑒玻璃鋼整體性好、防腐防水性能好、粘合力強(qiáng)的特性。

實(shí)例:單純鋼外護(hù),一旦有一點(diǎn)點(diǎn)小孔沒焊好,運(yùn)行時就會烘吸式進(jìn)水,無法檢出其位置,不易修復(fù),信陽一期個別地方就是光看到冒氣多次挖開就是找不到漏點(diǎn)。

純玻璃鋼外護(hù),安裝時一旦進(jìn)水,排潮時由于保溫層聚氨酯泡沫被熱烘吸水,使介面溫度上升,玻璃鋼長期在*溫度中,導(dǎo)致軟化、老化,后被破壞進(jìn)水,實(shí)例:信陽一期由于安裝時大量進(jìn)水,運(yùn)行中長時間排潮后導(dǎo)致部分玻璃鋼外護(hù)破壞,結(jié)果不得不權(quán)宜之計加上剛套。

即墨熱電廠供熱工程,由于業(yè)主施工時沒按設(shè)計要求安裝疏水裝置,設(shè)計為13個疏水裝置,但只安了三個,在二次起動運(yùn)行時,造成連續(xù)2次水沖擊(水錘),結(jié)果把主管與支線鋼管焊接縫震裂,使周邊近四百多米的玻璃鋼外護(hù),也相繼造成不同程度的破壞,進(jìn)水、冒氣,后來在其段加上鋼套,但由于焊接、防腐問題難解決,一下雨就冒氣。

綜上所述,防水是直埋管道工程重要的一環(huán),應(yīng)加大投資費(fèi)用,結(jié)構(gòu)一定要合理。

二、外滑動鋼套鋼保溫管固定支墩、補(bǔ)償器、補(bǔ)口、節(jié)點(diǎn)、端點(diǎn)的處理設(shè)計

2.1 蒸汽直埋難解決的是補(bǔ)口、節(jié)點(diǎn)、端點(diǎn)部位處理,也是易進(jìn)水的部位,一旦處理不好,工程就會遭到整體失敗,所以設(shè)計時應(yīng)盡量減少其數(shù)量。

2.1.1 在滿足膨脹系數(shù)及推力允許的范圍內(nèi),墩距越長越好,應(yīng)以鋼管的定尺長度的系數(shù)+補(bǔ)償器長+固定墩長為JIAO佳。

設(shè)定墩距在48mm或53mm,那么,按定尺每根管長12米,4*12m=48m,補(bǔ)償器設(shè)定1.2m,固定墩2m,就是,48+1.2+2=51.2,那么48m、53m的設(shè)計就可按51.2m設(shè)計補(bǔ)償量,不會有問題,這樣補(bǔ)口量是4+1+1=6個口。

如:按48m設(shè)計,每段就得有一根管截去3.1m,如果按53m,每個墩距要加上一個近2m的短節(jié),還多一個補(bǔ)口,保溫管一截,就會破壞其結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性,既費(fèi)工又費(fèi)料,又增加漏點(diǎn),使投資加大,造成浪費(fèi),設(shè)計時要弄清投資方(業(yè)主)選定的鋼管尺寸、補(bǔ)償量再定墩距。

2.1.2 補(bǔ)償器。要選擇不帶預(yù)拉伸固定螺絲為好,不然限制補(bǔ)口時間,大部分施工現(xiàn)場的條件都很復(fù)雜,一旦固定墩固定不好,預(yù)拉伸螺絲就不能割去,補(bǔ)口就無法進(jìn)行,只有待固定墩連接后,才能補(bǔ)口,因不能及時補(bǔ)口回填恢復(fù),會造成雨后水泡、擾民。

如信陽一期,由于安裝與土建配合問題。造成全線1.3km全部連通,可固定支墩沒做好一個,全線36個口無法補(bǔ),由于水位高,地表水源多,使其在水中浸泡長達(dá)75天,進(jìn)水嚴(yán)重。后來拖到冬季下大雪才一次性突擊破口,結(jié)果,由于氣溫條件,玻璃鋼無法施工,為了不能讓其更長時間在水中浸泡后,強(qiáng)行施工,雖然采取了措施但還是由于玻璃鋼不固化造成進(jìn)水、返工。

2.1.3 固定墩選用內(nèi)固定加外固定輔助為。其優(yōu)點(diǎn):可以減少土方及混凝土量,適用于城市地理條件窄、不易大面積開挖的地段。

2.2 設(shè)計時,施工圖要在選定工藝后,與制作單位結(jié)合后再設(shè)計出圖,這樣可以減少施工安裝時很多麻煩及不必要的設(shè)計變更,造成誤工及扯皮現(xiàn)象,因為現(xiàn)場施工安裝時有很多難以想像的問題。

綜上所述,蒸汽直埋敷設(shè),設(shè)計是關(guān)鍵。以上粗淺的見解,會有很多不當(dāng)之處,望請各位專家及讀者多提寶貴意見及批評指正。



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