预制直埋钢管设计
些蒸汽管道直埋的技术论文在介绍蒸汽直埋保温管道的结构时,将其结构类型划分为 两大 类:一类是滑动界面在工作钢管与保温材料之间的复合保温结构;另一类是滑动界面在管道 滑动支座与钢外套管内壁之间的“钢管沟”结构。笔者所做的上述两项工程均采用的是复合 保温结构的预制保温管,这里结合工程实践单就这一类型的直埋蒸汽管道的工程设计谈一谈 笔者的认识、体会。
1、 直埋蒸汽管道设计的基本原则:
1.1、 直埋蒸汽管道与直埋热水管道的设计方法有着根本的区别
1.1.1、 因管网运行参数不同而造成的区别:
直埋蒸汽管道所输送的均为高温蒸汽介质,因其温度高,所以设计方法不同于直埋热水管道 。
首先,按照我国国家建设部颁布的《城市直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98的规定, 直埋热力管道的直管段的当量应力变化范围应满足下式:
σj=(1-V)σt-aE(t2-t1)3σ[σ]
式中:
σj - 内压、热胀应力的当量应力变化范围(MPa);
v - 钢材的泊松系数;
a -钢材的线膨胀系数(m/m.℃);
E - 钢材的弹性模量(MPa);
t1 - 管道工作循环温度(℃);
t2 - 管道工作循环***温度(℃);
σt - 管道内压引起的环向应力(MPa)
[σ] - 钢材在计算温度下的基本许用应力(MPa)。
预制直埋钢管设计
按照上式,若循环***温度按停运时的10℃计算,则管道循环温度t1允许达到150℃, 而按照我市***热电厂所供蒸汽温度-296℃计算,显然不能满足上式。
因此,直埋蒸汽管道的设计不能象直埋热水管道那样允许有锚固段存在,直埋蒸汽管道的设 计必须使整个管系的热应力释放掉,即管道必须能产生热位移。
此外,由于高温蒸汽管道的计算温差远远大于热水管道的计算温差,并且钢材的线膨胀系数 也随 温度升高而有所增大,因此相同长度管道的热伸长量,296℃的蒸汽管道比150℃的热水管道 大一倍多。由于受补偿器补偿能力的限制,直埋蒸汽管道固定墩的间距比直埋热水管道要小 得多。1.1.2 因管道保温结构不同而形成的区别:
众所周知,直埋热水管道使用的是“三位一体”的预制保温管,即聚氨脂保温层紧密地粘结 在工作钢管的外表面。但由于聚氨脂的耐热温度为140℃,因此直埋蒸汽管道只能做成 包裹式的 复合保温结构,即必须使用耐高温的保温材料,这种包裹式的结构使得工作钢管与保 温层必然是脱开的,***一点区别就决定了直埋蒸汽管道不能按照直埋热水管道的设计方法 进行设计。