咨询热线：400-066-2698
咨询热线：400-066-2698
更新时间：2025-02-20 22:39:13 作者: 豪克能应力消除设备
在集中供热管网中，工作管通常用钢管。近年来，在二次管网中，用塑料管替代钢管作工作管正在慢慢地兴起。在供热行业，塑料管还是一种新型管材，作为工作管材料，塑料管与钢管的特性不同，管道设计方法有很大差别。
供热管道的任务：将锅炉生产的热能，通过蒸汽、热水等热媒输送到室内用热设备，以满足生产、生活的需要。
安装时管道的温度为常温，初次运行（输送热媒）时，由于温度陡然升高，管道将急剧地伸长，停止运行时，随着温度的下降管道也渐渐向回收缩。
管道热胀冷缩时，将对其两端固定点产生很大的推（拉）应力，使管道发生变形甚至支架破坏，因此，安装热力管网时应采取一定的措施（设置补偿器），消除由于气温变化而产生的推拉应力。
对于蒸汽供热管道而言，除热胀冷缩之外，还有另一特点：蒸汽在输送途中，由于散热等原因将产生凝结水。
蒸汽供热管道内的凝结水，对于系统的正常运行极为不利，它不仅使蒸汽的品质变坏，而且会阻碍蒸汽的正常流通，产生水击和噪声等。因此，安装蒸汽管道时应采取一定的措施（设置疏水和排除凝结水的装置），及时将产生的凝结水排出。
对于同时承受介质温度和压力作用的热力管道，必须从耐热性能和机械性能两个方面满足工作条件的要求。
钢材的机械性能与温度有关，但与时间无关。在一定工作时候的温度下，其屈服强度、拉伸强度及许用应力在常规使用的寿命内可以认为是恒定值。
塑料材料的机械性能与温度和时间均有关。在高温作用下，其机械强度逐步下降，产生蠕变（在不变应力作用下，材料不断产生塑性变形）、松弛（压紧力自行减少）和高温氧化（在高温下产生氧化破坏）等现象。因此塑料管道设计时，一定要考虑设计常规使用的寿命末期的机械性能。
使用条件即管道工作的时间——温度分布。塑料材料的机械性能与温度和时间有关，使用条件决定设计应力的数值。因此在确定管道壁厚之前要先确定使用条件。
根据供热系统调节曲线，将全年时间划分为若干阶段，列出每个时间段的最高介质温度，可得到管道工作的时间—温度分布。有的标准根据应用领域设定了几种典型系统给出时间—温度分布，称为使用条件级别。如果设计的管道运行规律与某一使用条件级别接近，可以直接选用对应的S值。
a．设计温度。在使用条件级别表中，设计温度定义为水输送系统的设计值。按供热行业的习惯，该温度为运行调节曲线上的运行温度，其最大值为供热行业常用的设计供水温度。
b．最高设计温度。在使用条件级别表中，最高设计温度定义为仅在极短的时间内出现的设计温度的最高值。在供暖系统中，供热行业常用的设计供水温度即是最高工作时候的温度，不存在最高设计温度；在生活热水系统中，最高设计温度能理解为使用流量变化时供水温度高于系统模块设计温度的数值。
c．故障温度。在使用条件级别表中，故障温度定义为当控制管理系统出现异常时，也许会出现的超过控制极限的最高温度。
d．XX温度的使用时间。时间单位为年或者小时，在管道50年设计常规使用的寿命内各种温度对应的总的使用时间。这一段时间包括供热时间和非供热时间，在使用条件级别表中，设计温度、最高设计温度和故障温度的使用时间相加为50年。
以上公式变换一下形式即可得到下式：式中σ为设计应力；p为设计压力。由此可知，管系列S与设计应力和设计压力的比值相近。
这就是我们常见的钢管壁厚计算公式，其中设计应力在钢管计算时称为许用应力。
塑料管的设计应力，是指在规定的使用条件下材料的允许应力，即设计常规使用的寿命（50年）末期的材料强度。
材料在某一温度连续作用下的破坏时间ti与材料的静液压应力（环应力）有关，很多材料均有相应的预测强度曲线，可以查到不一样的温度和静液压应力（环应力）下的破坏时间。式中ai分别为设计温度、最高设计温度、故障温度的使用时间占总时间的分数（总和为1）；ti为材料在各种温度连续作用下的破坏时间。
c．根据温度和σi查相应材料的预测强度曲线，得到对应温度的破坏时间ti；式中Ci为各种温度对应的使用系数，即安全系数，考虑使用条件和材料性能，数值不小于1；
e．重复步骤a～d，经过多次试算，直到tx=50年为止，此时的σ即为设计应力。
设计应力在工程设计中可用于两种计算，已知设计压力计算最小壁厚，或已知S值计算最大允许工作压力。
a．已知设计压力计算最小壁厚。将设计压力和设计应力代入式（3）或式（4）可算出最小壁厚，圆整后选取管系列S值。
室外热力管网的布置及敷设形式将管系列S值和设计应力代入式（7），可算出管道的最大允许工作压力。
室外热力管网的平面布置，应在保证热力管网安全可靠的运行前提下，尽量节约投资。其布置形式分为树植状和环状两种。
这种敷设形式是管底（保温层底皮）与地面保持0.5~1m的净距。如下图所示。
这种敷设形式适用于有行人和大车通过处，其管底与地面的净距为2.5~4m。
这种敷设形式适用于交通要道或跨越公路、铁路，其净高跨越公路时为4m，跨越铁路时为6m。如上图所示。
地下敷设分为有地沟和无地沟两种，一般会用有地沟敷设。有地沟敷设又分为通行、半通行和不通行地沟三种。
适用于厂区主要干线，管道根数多（一般超过6根）及城市主要街道下。为了检修人员能在沟内自由行走，地沟的人行道宽＞0.7m，高≥1.8m。
适用于2~3根管道且不经常维修的干线。高度能使修东西的人在沟内弯腰行走，一般净高为1.4m，通道净宽为0.6~0.7m。
适用于经常不需要维修，且管线根数在两条之内的支线。两管保温层外皮间距＞100mm，保温层外皮距沟底120mm，距沟壁和沟盖下缘＞100mm。
无地沟敷设是将普通管道直接埋在地下土层中。其热损耗大，防水也难处理。过去，除了原油输送管道的蒸汽伴热管采用此种敷设形式外，均不采用无地沟敷设。随着室外直埋保温技术的发展，无地沟敷设应用越来越广泛。
为了保证管道的正常运行，及时地排除管道内的凝结水，蒸汽供热管道应设置疏水和启动排水装置。
蒸汽管道正常运行时，由于在输送过程中沿途不断散热（热损耗），蒸汽将产生凝结水。蒸汽干管内的凝结水通过疏水器引至凝结水干管；然后沿其干管送回到锅炉房的凝结水箱。
蒸汽管道系统在初次输送蒸汽（启动）时，由于蒸汽的温度高，管道的温度低，将产生大量（且脏）的凝结水。光靠疏水器排出是不够的，必须设置单独的启动排水装置，将启动时排出的水引至集水坑，然后自流或泵送至下水道。
蒸汽管道安装好，管道内充满着空气，在管道进行水压试验和启动运行时，需将空气全部排尽；凝结水管道内也存在着空气（空气属于不凝性气体），它在管道内容易形成气塞而阻碍凝结水的流通，因此必须及时地将空气排除。
在蒸汽管道的高点设手动放空气阀（平时不用），当管道系统来进行水压试验（向管道内充水）或初次通过蒸汽运行时，利用此阀排出管道系统内的空气。
通常在凝结水干管的始端（高点）设自动放空气阀。若采用不带排气阀的疏水器时，在疏水器的前方也应装设放空气阀，以便在系统运行过程中能及时地排除凝结水管道内的空气。
热水热力管网包括供水和回水两种管道。在供水和回水管道上均应设置放水和排气装置。
在供、回水管道上设置排空气装置的目的有二：一是防止系统在运行过程中由于空气的聚集而形成气塞，阻碍热水的流通并产生噪声；二是管道水压试验前在向管道内充水时，需用此装置排出管道内的空气。如下图所示。
排气装置包含排气阀（一般为DN15~DN25）及其前后的短管，其位置通常设在供、回水干管的高点和分段阀之间管段的高点。
在供、回水管道上设置放水阀的目的一是管道水压试验后，为防止冬季冻坏管道，利用此装置将试压用水全部排尽；二是系统停运检修时，需用此装置将检修段内的水排放净。
放水装置包含放水阀及其前后的短管，放水阀及其短管的直径为供、回水管径的1/10并不小于DN20。其位置通常设置在供、回水干管的低点和分段阀之间管段的低点。
室外地沟内热力管网的安装范围，工程上一般是指锅炉房外墙至用户外墙或热力入口处。工程建设价格上是以建筑外第一个阀门井或建筑物外墙皮1.5m处为分界点。
通常室外蒸汽供热管道应采用普通无缝钢管，凝结水和供、回热水管道一般都会采用螺纹钢管（螺旋缝电焊钢管、螺旋钢管）。管道拐弯采用煨制或冲压弯头，变径采用冲压大小头。阀门一般会用法兰式截止阀、单向阀。管道采用焊接及法兰连接。
与疏水器、排气阀、放水阀相连接的小直径管子，一般可采用黑铁管，成品管件、丝扣或焊接连接。排气阀、放水阀为丝扣式截止阀。
支架由支撑结构和托持结构两部分所组成。支撑结构通常为悬臂式或横梁式（角钢或槽钢）。托持结构称为支座（座），支架分为：活动支架、导向支架和固定支架三种。
固定支架：用于承受管道由于气温变化所产生的推、拉应力，并不得发生任何方向位移的地方。
安装在方形补偿器两侧的第一个支架及其水平臂的中点、管道 拐弯处（弯头）两侧的第一个支架。
固定支架安装在两补偿器之间、热源出口（靠近外墙）、用户入口（靠近外墙）等处。
除锈方法有手工法、机械法、酸洗法和喷砂法等。其中喷砂法除锈效率高、质量好；但要设除尘装置，否则，在喷砂过程中将产生大量灰尘，对环境造成污染，有害人体健康。
通常涂刷底、面漆各两遍；底漆为樟（红）丹防锈漆或铁红防锈漆，面漆为调和漆。
地沟内热力管网支架（座）的安装分两次进行：第一次在筑沟壁时，将支撑结构（角钢或槽钢）预埋好；第二次在铺设管道时安装托持结构（托座）。
管子的名称、规格、材质应契合设计要求；不得有裂纹、重皮、严重锈蚀等缺陷。
通常在铺管之前，将管子外表面喷涂防锈底漆两遍。为了不影响焊口质量，每节管的两端各留出约50mm不涂漆。
将组对焊接好的管段，以机械或人工由管沟边放入沟内的支架上，把管段连接成整条管道。然后将管道就为并调整间距、坡度及坡向。
安装活动、导向支座时，应考虑管道热伸后支架中心线与支座中心线不致有较大的偏差。因此，补偿器两侧的活动支架和直管段上的导向支座应偏心安装。其偏心方向以方形补偿器的中心点为基准，即补偿器左侧的支座向其支架中心线的左侧偏离；补偿器右侧的支架向其支架中心线的右侧偏离，偏心距离为该支架与固定支架之间管段热伸长量的1/2（通常取值50mm）如图所示。
补偿器也称为伸缩器，其作用为吸收管道因热涨而伸长的长度；补偿因冷缩而回缩的长度。
补偿器分为自然和人工补偿器两种。自然补偿器是热力管网中的自然拐弯，分为Z形和L形；人工补偿器有方形和套筒式补偿器两种。热力管网一般会用方形补偿器。
方形补偿器的优点是管道系统运行时，这种补偿器安全可靠，且平时不需要维修，缺点是占地面积较大。
制作方形补偿器时尽量用一根管子煨制而成，若使用2~3根管子煨制时，其接口（焊口）应设在垂直臂的中点。管子的材质应优于或相同于相应管道的管材材质；管子的壁厚，宜厚于相应管道的管材壁厚。
一般情况下，热力管网自始至终并非所有管段都要安设方形补偿器。实际工程中，有的管段要安设方形补偿器；有的管段可不必安装方形补偿器。
当供热管道中有自然拐弯（即有Z形、L形自然补偿器）时，其弯头前、后的直管段又较短，可不设方形补偿器。
当供热管道中无自然拐弯时，应设方形补偿器；或者有自然拐弯，但其弯头前、后的直管段较长，也应在直管段上装设方形补偿器。
方形补偿器应设在两固定支架之间直管段的中点，安装时水平放置，其坡度、坡向与相应管道相同。
为了减小热态下（运行时）补偿器的弯曲应力，提高其补偿能力，安装方形补偿器时应进行预拉伸或预撑（即：不加热进行冷拉或冷撑）。拉伸的方法一般会用拉管器、手动葫芦，也能够使用千斤顶进行预撑。
通常采用水压试验；其试验压力标准为：强度试验压力值为工作所承受的压力的1.5倍，严密性试验压力值等于工作所承受的压力。
在被试压管道的高点设放气阀，低点设放水阀；始、终端设堵板及压力表；接好水泵。
试压时，先关闭低点放水阀。打开高点放气阀，向被试压管道内充水至满，排尽空气后关闭放气阀，然后以手压泵缓慢升压至强度试验压力，观测10分钟，若无压力下降或压降在0.05MPa以内时，降至工作压力，做全面检修，以不渗、漏为合格。
供热管道进行保温的目的是为减少热媒在输送过程中的热损失，使热媒维持一定的参数（压力、温度），以满足生产、生活和采暖的要求。
珍珠岩是火山喷出的玻璃质熔岩，透明，呈圆形似珍珠故得名。将其粉碎，在高温下焙烧，呈圆形粉末状，很轻，一般以水泥粘合成瓦状。
蛭石，云母的风化物。将蛭石在高温下焙烧，呈一层层的小块状，褐色，很轻，将其以水泥粘合成瓦状。
供热管道的保温与结构如图所示。由内向外是防腐层、保温层、保护层和色漆（或冷底子油）。
通常防腐层为底漆（樟丹或铁红防锈漆）两遍，不涂刷面漆。保温层有选定的保温材料组成。保护层分为石棉水泥、沥青玻璃丝布两种。明装的热力管道，为了表示管内输送介质的性质，一般是在保护层外涂上色漆。地沟内的热力管道为避免湿气侵入保温层，不涂色漆而涂刷冷底子油。
管道在铺设之前已涂刷底漆两遍。此次应将接口（焊口）、弯头和方形补偿器等处涂刷底漆两遍。铺管时若管身漆面有损伤处，也应予以补刷。
预制瓦砌筑法，是用选定的保温材料先预制成瓦状。环绕管子一周保温瓦的块数，根据管径大小不同分为2~8块，瓦的厚度按设计规定，一般设计厚度有50、75、100mm；每块瓦的长度约为500mm。施工时将预制瓦砌筑在管道的外表面，纵、横接缝应错开，缝内填石棉灰泥，每块瓦的两端以直径1~2mm的铁丝捆扎。当管径DN≥150mm时，保温层外包一层铁丝网。
在管道的弯头处应留伸缩缝，缝内填石棉绳。在阀门、法兰等处可采用涂抹法施工。
一般为石棉水泥保护层，其质量配比为：525号水泥53%，膨胀珍珠岩粉25%，四级石棉9%，碳酸钙13%，加水调和。
冷底子油是将沥青熔化，待冷却到100℃以下时，加入适量的汽油（沥青与汽油的质量比为1.2:2.5）拌和均匀。刷漆时，动作要快，要求均匀美观。返回搜狐，查看更加多