供熱外網(wǎng)施工的相關(guān)問題(畢業(yè)論文).doc

黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 畢業(yè)題目： 供熱外網(wǎng)施工的相關(guān)問題 學(xué) 生： 歷艷強(qiáng) 指導(dǎo)教師： 鄭福珍 專 業(yè)： 供熱通風(fēng)與空調(diào)工程技術(shù)（通風(fēng)空調(diào)與制冷方向） 班 級： 空調(diào)1020班 2013年6月答辯委員會意見: 答辯委員會(教師姓名、職稱)：畢業(yè)設(shè)計成績：目 錄摘要1 緒論 12 管網(wǎng)敷設(shè)12.1 室外管道地溝敷設(shè)12.2 室外管道架空敷設(shè) 22.3 室外管道直埋敷設(shè)33 活動支座與固定支架 53.1活動支座 53.1.1 滑動支座 53.1.2 滾動支座 53.1.3 懸吊支座 53.2 固定支架 54 補(bǔ)償器的安裝問題 54.1補(bǔ)償器的種類 54.2環(huán)境對補(bǔ)償器的影響 64.3補(bǔ)償器的使用及維護(hù)問題 75 供熱管道的試壓和驗(yàn)收 76 結(jié)論8參考文獻(xiàn)供熱外網(wǎng)施工的相關(guān)問題摘 要人們在日常生活和社會生產(chǎn)中需要大量的熱能。熱能工程是將自然界的能源直接或間接的轉(zhuǎn)化成熱能，供給人們使用的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)。熱能供應(yīng)是通過供熱系統(tǒng)完成的。一個供熱系統(tǒng)包括三個組成部分：熱源、供熱管網(wǎng)以及熱用戶。根據(jù)三個主要組成部分的相互位置關(guān)系來分，供暖系統(tǒng)可分為局部供暖系統(tǒng)和集中供暖系統(tǒng)。三個主要部分在構(gòu)造上連在一起的供暖系統(tǒng)稱為局部供暖系統(tǒng)；熱源熱用戶的散熱設(shè)備分別設(shè)置，用管道將其連接，由熱源向熱用戶供應(yīng)熱量的供暖系統(tǒng)稱為集中供暖系統(tǒng)。外網(wǎng)施工是一個復(fù)雜而又縝密的工程，期間涉及很多技術(shù)問題，需要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。關(guān)鍵詞： 熱能；供熱系統(tǒng)；外網(wǎng)施工 供熱外網(wǎng)施工的相關(guān)問題1 緒論室外管道工程是一個重要的組成部分，室外供熱管道的載熱介質(zhì)主要是熱水和蒸汽，與室內(nèi)管道相比管道的轉(zhuǎn)彎少、分支少、但管徑大、管線長。因此處理好管道由于溫度的變化而引起的管道伸縮熱應(yīng)力是室外供熱管道安裝應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。室外供熱管道多采用焊接鋼管、無縫鋼管為主材，焊接和法蘭連接為接口形式。供熱管道敷設(shè)是指將供熱管道及其附件按設(shè)計條件組成整體并使之就位的工作。供熱管道的敷設(shè)形式，可分為地溝敷設(shè)、架空敷設(shè)和直埋敷設(shè)。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟆⑺牡刭|(zhì)、地形、交通情況以及維修方便等因素綜合進(jìn)行考慮，力求與總體布局協(xié)調(diào)一致。2. 管網(wǎng)敷設(shè)2.1室外管道地溝敷設(shè)地溝敷設(shè)即將管道敷設(shè)在由磚砌或鋼筋混凝土構(gòu)件構(gòu)筑的地溝內(nèi)，這種敷設(shè)方式由于管道不與土壤直接接觸，能夠有效的保護(hù)管道不受土壓的作用，防止地下水的侵蝕。地溝一般由混凝土溝底、溝壁和蓋板組成，溝內(nèi)壁一般抹一層防水沙漿，地下水位較高時外壁也進(jìn)行防水處理。按地溝的斷面尺寸大小可分為不通行地溝、半通行地溝和通行地溝三種形式，各適用與不同條件的管道安裝。地溝的斷面形式如圖：地溝示意圖（不通行地溝） 地溝敷設(shè)方式宜符合下列要求：（1）管道數(shù)量少且管徑小時，宜采用不通行地溝。（2）管道通過不允許經(jīng)常開挖的地段或管道數(shù)量較多，采用不通行地溝時溝寬受到限制時，宜采用半通行地溝。（3）管道通過不允許開挖的地段或管道數(shù)量較多，其中一側(cè)管道的高度大于1.5米時，可采用通行地溝。（4）地溝的溝底應(yīng)有0.003的坡度坡向集水坑，通行（半通行）地溝每隔一定距離應(yīng)設(shè)檢修人孔。（5）地溝敷設(shè)有關(guān)尺寸如表所示： 地溝敷設(shè)有關(guān)尺寸 單位：m通行地溝應(yīng)設(shè)有自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)設(shè)施，以保證檢修時地溝內(nèi)溫度不超過40攝氏度。另外，運(yùn)行時地溝內(nèi)溫度也不宜超過50攝氏度，管道應(yīng)有良好的保溫措施。地溝內(nèi)應(yīng)裝有照明設(shè)施，照明電壓不得高于36V。2.2 室外管道架空敷設(shè) 熱力管道架空敷設(shè)的一般程序是：架空支架的驗(yàn)收管道在地面預(yù)組裝、確定吊裝方案安裝支座管道安裝就位管道對口焊接水壓實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)收防腐、保溫等。 普通架空敷設(shè)適用于地下水位高、年降雨量大、地質(zhì)為濕陷性黃土或腐蝕性土壤、地下管線多，地下敷設(shè)土方量大以及地形起伏變化大等不利于管道地下敷設(shè)的場合。 管道架空敷設(shè)按照支架的高度不同，可分為低支架敷設(shè)和高支架敷設(shè)，根據(jù)地形及交通情況等選用。2.3 室外管道直埋敷設(shè) 管道直埋敷設(shè)也稱為無地溝敷設(shè)，是將管道直接埋入地下的一種管道敷設(shè)方法，此方法可以減少土方量，節(jié)約大量的工程材料和縮短建設(shè)工期，是一種最為經(jīng)濟(jì)的管道敷設(shè)方式。無溝直埋敷設(shè)方式，適用于輸送熱水、冷水、低壓蒸汽等，在熱水供熱管網(wǎng)中，無溝敷設(shè)在國內(nèi)外已得到廣泛的應(yīng)用。適用于地下水位低、土質(zhì)條件好、土壤無腐蝕的場合。 管道工程常用的溝槽、梯形槽、混合槽和聯(lián)合槽，如圖： （1） （2） （3） （4）（1） 直槽 （2）梯形槽 （3）混合槽 （4）聯(lián)合槽確定溝槽斷面形式的原則是：在保證設(shè)計要求的條件下，施工中最大限度的減少開挖土方量，并結(jié)合土的種類、地下水位的高低、施工方法、管道直徑和埋深等因素。溝底槽寬W W = B + 2b式中：B管道結(jié)構(gòu)外緣寬度，mm b施工作業(yè)寬度，管徑小于500mm時，金屬管取300mm，非金屬取400mm。溝槽深度h h = h1 + h2式中： h1 管底設(shè)計埋深，mm h2 管道基礎(chǔ)高度，mm溝槽頂寬A A = W + 2 n h式中： A溝槽頂寬，mm W溝底寬度，mm h溝深，mm n 邊坡 h1h2a b B b a 1-1-1-1-1-1 溝槽斷面尺寸設(shè)計直埋管道的速算開挖溝槽尺寸，可按下列原則確定： 管子與管子之間凈距200250mm； 管子與溝壁之間凈距200250mm； 管底與溝底之間凈距200mm； 管頂與地面之間凈距600mm直埋敷設(shè)的施工程序和方法：室外供熱管道直埋敷設(shè)的施工程序?yàn)椋憾ㄎ环啪€管溝開挖溝底處理挖工作坑對口焊接水壓實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)收焊口保溫結(jié)構(gòu)補(bǔ)做溝槽回填等。直埋供熱管道的敷設(shè)方法：（1）按設(shè)計圖紙給定的位置進(jìn)行測量，打樁，做龍門板，放線。（2）按施工方案進(jìn)行挖土，將挖出的土堆放在溝槽一邊，土堆邊應(yīng)與溝邊保持0.61.0米的距離。（3）溝底找平夯實(shí)或按設(shè)計要求做基底處理。（4）檢查溝槽尺寸，用龍門板上的線核對溝槽斷面和溝底坡度。（5）在溝上清掃管腔后排管，并進(jìn)行焊接，使每段長度在2535米之間，按管段的長度在溝內(nèi)挖好工作坑，以備在溝內(nèi)進(jìn)行焊接。（6）將焊好的管段放入溝槽內(nèi)。（7）用撬杠在溝內(nèi)調(diào)整管道位置，使管道端頭在準(zhǔn)備好的焊接工作坑處，進(jìn)行對口、點(diǎn)焊，在按規(guī)范進(jìn)行焊接。（8）當(dāng)直埋管道的彎點(diǎn)、閥門、補(bǔ)償器處有檢查井時，按井內(nèi)管道的位置要求進(jìn)行支座、支架和管道安裝。（9）待管道安裝完畢后，按設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)，合格后進(jìn)行隱蔽工程檢查并辦理手續(xù)，同時應(yīng)將管內(nèi)的水放空。（10）對所有焊口進(jìn)行防腐處理，并補(bǔ)做保溫。（11）回填土?xí)r要在保溫管道的四周填細(xì)砂或素土用人工分層夯實(shí)。直埋敷設(shè)中，埋地管道的保溫結(jié)構(gòu)直接與土壤接觸，承受土壓力，同時也受到地下水的影響。因此，對直埋管道的保溫結(jié)構(gòu)，除了要求具有良好的保溫性能外，還應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、防水和防腐蝕的性能。目前直埋敷設(shè)管道的保溫材料以聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料應(yīng)用最多，效果也不錯。 直埋保溫管是由管道、防腐層、保溫層和保護(hù)層組成，既可現(xiàn)場制作，也可購買工廠加工好的成品保溫管。 保溫管材一般選用無縫鋼管，大口徑可用螺旋焊鋼管，管道規(guī)格為DN25DN800。聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料是由多元異氰酸酯在催化劑的作用下，發(fā)泡成型而形成的高分子多孔材料。由于在發(fā)泡過程中形成的微孔中有90以上是封閉性的小孔，因此聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料具有極小的導(dǎo)熱系數(shù)，幾乎不吸水，絕緣性能好、質(zhì)輕、耐腐蝕、耐熱和粘劑性能好等優(yōu)點(diǎn)，是較理想的保溫材料。 預(yù)制保溫管技術(shù)規(guī)格 單位：mm3.活動支座及固定支架管道安裝工程中，支座是不可缺少的構(gòu)件，它對管道起著承重、導(dǎo)向及固定作用，直埋管道與夠，溝埋管道支座的做法可能會有所不同。管道工程支座按其作用可分為固定支座、活動支座及彈簧支、吊架。3.1活動支座 活動支座是直接承受管道的質(zhì)量，并使管道在溫度作用下能自由伸縮移動?；顒又ё谢瑒又ё?，滾動支座及懸吊支座，用的最多的是滑動支座。3.1.1滑動支座 滑動支座有低位的及高位的兩種。低位的支座焊在管道下面，可在混凝土底座上前后滑動。在支座周圍的管道不能保溫，以使支座能自由滑動。高位的支座較高，保溫層把支座包起來，其支座下部可在底座上滑動。 低位滑動支座用在通行地溝，高位滑動支座常用在不可通行地溝及半通行地溝。3.1.2滾動支座 管道支座架在底座的圓軸上，因其滾動可以減少承重底座的軸向推力。這種支座常用在架空敷設(shè)的塔架上。3.1.3懸吊支座 在架空敷設(shè)管道中或懸臂托架上常用懸吊支座。在靠近補(bǔ)償器的幾個吊架上要采用彈簧支座。 安裝管道支座時，應(yīng)正確找正管道中心線及標(biāo)高，使管子的質(zhì)量均勻的分配在各個支座上，避免集中在某幾個支座上，以免焊縫受力不均而裂紋。同時，根據(jù)均勻載荷多跨深的彎曲應(yīng)力圖知，管道的焊縫不應(yīng)在應(yīng)力最集中的支座上，如圖，而應(yīng)在L5跨距的各個點(diǎn)上。3.2 固定支座 為了分配補(bǔ)償器之間管道的伸縮量，并保證補(bǔ)償器均勻工作，在補(bǔ)償器兩端管道上，安裝有固定支座，把管道固定在地溝承重結(jié)構(gòu)上。 在可通行地溝中，常用型鋼支架把管道固定住。 不可通行地溝及直埋管道常用混凝土結(jié)構(gòu)或剛結(jié)構(gòu)的固定支座。 固定支座承受著很大的軸向作用力，活動支座摩擦反力、補(bǔ)償器反力及管道內(nèi)部壓力的反力。因此，固定支座結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)設(shè)計計算確定，其計算方法參見有關(guān)書籍和手冊。在安裝補(bǔ)償器時，應(yīng)先對補(bǔ)償器進(jìn)行預(yù)拉伸（或頂緊）后在把管道焊接在固定支座上。熱力管道的補(bǔ)償器熱力管道因其工作的特性，使管子處于隨時有損壞或危險狀態(tài)之下，因此必須在管路上充分利用自然補(bǔ)償或設(shè)計補(bǔ)償來使管子有伸縮的余地。補(bǔ)償器的作用是補(bǔ)償管道因溫度變化而引起的伸縮量，保護(hù)管道使其能安全正常的運(yùn)行。4.補(bǔ)償器的安裝問題4.1補(bǔ)償器的種類 管道工程中，常用的補(bǔ)償器有自然補(bǔ)償器和人工補(bǔ)償器兩種。管道的補(bǔ)償器形式常用的有方形補(bǔ)償器、波紋管補(bǔ)償器、填料套筒式補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器。 放行補(bǔ)償器 波紋管補(bǔ)償器 管道補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ菍⑿枰M(jìn)行補(bǔ)償?shù)闹惫艿婪殖扇舾删哂幸欢ㄩL度的管段，每段管道的兩端均設(shè)置固定支座，中間可設(shè)有活動支座，在管段中間設(shè)有方形補(bǔ)償器，或靠近固定支座的地方，設(shè)有套筒或波紋補(bǔ)償器。使該管道的熱變形得以伸縮，以保證管網(wǎng)的安全運(yùn)行。 為了提高補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力，方形補(bǔ)償器在安裝時要進(jìn)行預(yù)拉伸。即將補(bǔ)償器先向管道熱膨脹相反的方向拉開一定長度后再與管道進(jìn)行連接，此時管道補(bǔ)償器是處于拉應(yīng)力作用下，待系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，補(bǔ)償器就處于壓應(yīng)力作用下，但其壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于不進(jìn)行預(yù)拉伸狀態(tài)時的壓應(yīng)力，所以能增加補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力和提高使用的安全性、可靠性。 預(yù)拉伸可在冷態(tài)下進(jìn)行，可采用拉伸器拉緊或用千斤頂頂伸的方法，預(yù)拉伸的熱變形量應(yīng)為其補(bǔ)償量的一半，如圖所示： 方形補(bǔ)償器預(yù)拉伸（L/4）安裝時計算熱變形量L值可按下式計算 L = a l (t2 - t1)式中 a-鋼管的線膨脹系數(shù) (0.012mmm); l-管道計算長度，m； t1-安裝時環(huán)境溫度，（一般取-5）； t2-管道工作介質(zhì)溫度，。4.2環(huán)境對波紋補(bǔ)償器的影響熱力管網(wǎng)有時雖然原始設(shè)計很好，但由于進(jìn)行施工后經(jīng)常遇到障礙，現(xiàn)場實(shí)際情況與設(shè)計往往出入很大，不得不做大量的實(shí)際設(shè)計變更，對自然補(bǔ)償管道只要處理適當(dāng)不會產(chǎn)生很大影響，但對軸向補(bǔ)償器管路影響非常大，不少施工單位對此沒有充分認(rèn)識，某些固定支架在管道改變走向后，原來不承受壓力推力改為承受壓力推力或者產(chǎn)生較大彎距，支架受力結(jié)構(gòu)形式發(fā)生重大變化，處置不當(dāng)很容易推壞固定支架，導(dǎo)致事故發(fā)生。由于施工單位專業(yè)化程度普遍較低，主要靠設(shè)計單位對施工的熱網(wǎng)布置整體性進(jìn)行控制，在管線變更較大情況下，應(yīng)特別注意管道的受力形式是否符合補(bǔ)償器布置基本原則，通過合理分段，保證管線呈直線，控制拐點(diǎn)產(chǎn)生，減少作用于固定支架與導(dǎo)向支架的彎矩及側(cè)向推力，進(jìn)而保證管系安全合理。這對于設(shè)計人員最為重要，除了不斷積累經(jīng)驗(yàn)外，一定要形成明確設(shè)計思路，才能提高設(shè)計補(bǔ)償器管系的水平。4.3補(bǔ)償器使用及維護(hù)問題影響波紋管補(bǔ)償器壽命的因素有很多，一是破壞失穩(wěn)，二是腐蝕。在城市熱網(wǎng)中使用的補(bǔ)償器，理論計算壽命大約600010000次，其安全系數(shù)為15倍，實(shí)際許用壽命應(yīng)大于400次，一個連續(xù)運(yùn)行的熱網(wǎng)，如果每年起動約20次左右，其許用正常壽命應(yīng)該在20年以上。實(shí)際應(yīng)用中卻不是這樣，用不了三五年即被換掉，十幾年前安裝的補(bǔ)償器幾乎沒有，在設(shè)計中有一條名言“腐蝕始于圖紙”，要求我們在管路設(shè)計時，不僅固定支架的位置要合理，導(dǎo)向支架距離要適當(dāng)，導(dǎo)向支架要有防止補(bǔ)償器失穩(wěn)的措施，另外設(shè)計布置也應(yīng)考慮預(yù)防腐蝕問題，這方面往往被忽略。通過實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)，布置在檢查井或者地溝內(nèi)的補(bǔ)償器腐蝕較快，特別是熱水管網(wǎng)檢查井內(nèi)供水管上的補(bǔ)償器最為嚴(yán)重，而回水管的基本無腐蝕，經(jīng)分析主要原因是供回水補(bǔ)償器及管段形成原電池效應(yīng)，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。這類問題發(fā)生均可以通過設(shè)計優(yōu)化的方法予以解決，在布置補(bǔ)償器時尤其注意最好不并列布置，有條件的應(yīng)加大補(bǔ)償器間距，敷設(shè)時最好采用全埋方式不設(shè)檢查井，做好標(biāo)記，如必須設(shè)在檢查井內(nèi)，必須做好防水保溫，防止污水雨水進(jìn)入，減少腐蝕條件，阻斷形成原電池效應(yīng)回路。5. 供熱管道的試壓和驗(yàn)收 熱力管道安裝完后，必須進(jìn)行其強(qiáng)度與嚴(yán)密性的試驗(yàn)。強(qiáng)度試驗(yàn)是以工作壓力來檢查管道，熱力管道一般采用水壓試驗(yàn)，燃?xì)夤艿绖t采用氣壓試驗(yàn)。熱力管道的嚴(yán)密性試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)的目的是為了檢驗(yàn)管道和接口安裝的質(zhì)量，主要從強(qiáng)度和嚴(yán)密性兩方面檢查。 水壓試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍，但不得小于0.6MPa。 檢驗(yàn)方法：管材為鋼管、鑄鐵管時，試驗(yàn)壓力下10分鐘內(nèi)壓力下降不應(yīng)大于0.05MPa，然后降至工作壓力進(jìn)行檢查，壓力應(yīng)保持不變，不滲不漏；管材為塑料管時，試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓1小時，壓力降不大于0.05MPa，然后降至工作壓力進(jìn)行檢查，壓力應(yīng)保持不變，不滲不漏。 當(dāng)室外溫度在0以下進(jìn)行試壓時，應(yīng)先把水加熱到4050，然后灌入管道內(nèi)試壓，且其管段最長不宜超過200米，試壓后應(yīng)立刻將水排出，并檢查有無存水地方，以免把管子凍裂。 對于架空敷設(shè)熱力管道的試壓，其手壓泵及壓力表如在地面上，則