發(fā)電廠直埋供熱管道的設(shè)計(jì)與施工論文

1、發(fā)電廠直埋供熱管道的設(shè)計(jì)與施工論文發(fā)電廠直埋供熱管道的設(shè)計(jì)與施工論文摘要：本文主要爭(zhēng)論了發(fā)電廠直埋供熱管道的設(shè)計(jì)與施工理論；第一分析管道系統(tǒng)承擔(dān)的作用 荷載 ,探討了防止直管破壞的設(shè)計(jì)方法,最終提出 7 管道的布置和敷設(shè)原就；關(guān)鍵詞發(fā)電廠；直埋供熱管道；設(shè)計(jì)；施工始終埋供熱管道的設(shè)計(jì)方法 一 直埋供熱管道的作用及應(yīng)力特點(diǎn)全部使管道產(chǎn)生內(nèi)力及應(yīng)力的因素都稱為作用 又稱荷載 ；不同 類型的作用,使管道產(chǎn)生不同性質(zhì)的應(yīng)力,進(jìn)一步可能導(dǎo)致不同方 式的破壞；溫度和壓力是熱力管道上最主要的兩種作用；對(duì)于直埋 管道,仍有軸向位移產(chǎn)生的土壤軸向摩擦力和側(cè)向位移產(chǎn)生的土壤 側(cè)向壓縮反力；另外,在管道局部結(jié)構(gòu)不連

2、續(xù)處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為峰值應(yīng)力；峰值應(yīng)力不會(huì)引起顯著的變形但循環(huán) 變化的峰值應(yīng)力,也會(huì)造成鋼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損耗,導(dǎo)致管道疲憊破 壞；管道在彎頭、三通處產(chǎn)生的應(yīng)力屬于峰值應(yīng)力；由于土壤的均 勻支撐,管道的自重沒有產(chǎn)生自重彎曲應(yīng)力,故一般忽視不計(jì)；但是對(duì)于熱網(wǎng)中常用的管道,其公稱壁厚要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該壓力所需的設(shè) 計(jì)壁厚,內(nèi)壓產(chǎn)生的實(shí)際應(yīng)力也就遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于管材的屈服應(yīng)力；相反,由于管道中熱脹變形不能完全釋放,使管道產(chǎn)生了較大的軸向壓力和壓應(yīng)力,其中軸向壓應(yīng)力可能與屈服應(yīng)力處于同一數(shù)量級(jí)上；因 此,在直埋敷設(shè)熱力管道中,內(nèi)壓的影響較小,管道產(chǎn)生爆裂的可 能性很小,而溫度的影響就較大,管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)中應(yīng)

3、主要考慮溫度 變化產(chǎn)生的循環(huán)塑性變形和疲憊破壞； 二 防止直管破壞的設(shè)計(jì)方法1 防止循環(huán)塑性破壞的設(shè)計(jì)方法管道溫度在管道工作循環(huán)最高溫度與最低溫度問變化時(shí),所產(chǎn)生 的應(yīng)力變化是循環(huán)塑性破壞的起因；無論是錨固狀態(tài)的管道,仍是 滑動(dòng)狀態(tài)的 . 管道,應(yīng)力變化都與安裝溫度無關(guān),故預(yù)應(yīng)力安裝不解 決冷安裝的循環(huán)塑性破壞的問題；當(dāng)錨固狀態(tài)的直管段滿意不產(chǎn)生 循環(huán)塑性破壞的安定性條件時(shí),錨固狀態(tài)的管道答應(yīng)存在,該直管 段可以采納無補(bǔ)償安裝方式,當(dāng)然包括了無補(bǔ)償冷安裝方式；否就,應(yīng)在該直管段設(shè)置補(bǔ)償裝置,并通過調(diào)整補(bǔ)償裝置間距,掌握管段 上的應(yīng)力變化,使之不產(chǎn)生循環(huán)塑性破壞,這時(shí),該直管段就變成 有補(bǔ)償安裝

4、方式；2 防止整體失穩(wěn)破壞的方法在進(jìn)行直埋供熱管道設(shè)計(jì)時(shí),除考慮循環(huán)塑性破壞外,仍要考慮 穩(wěn)固性問題；管道溫度從安裝溫度上升到管道工作循環(huán)最高溫度時(shí),所產(chǎn)生的升溫軸向壓力是整體失穩(wěn)破壞的起因；在冷安裝條件下,錨固的直管段滿意穩(wěn)固性條件時(shí),該直管段可采納無補(bǔ)償冷安裝方 式；一般地講,供水溫度不高于 130、管徑不大于 DN500的熱網(wǎng),采納無補(bǔ)償冷安裝方式都能保證不顯現(xiàn)循環(huán)塑性破壞；當(dāng)埋深在 1 米以下時(shí),仍能保證不顯現(xiàn)整體失穩(wěn)；由于一般的熱網(wǎng)都可滿意上 述條件,故從直管段強(qiáng)度的角度,采納無補(bǔ)償冷安裝方式是沒有問題的；但是,從愛護(hù)三通、彎頭、折角、大小頭和閥門等薄弱部件 以及減小固定墩推力的角度

5、,有時(shí)在局部管段仍要采納設(shè)置補(bǔ)償裝 置的有補(bǔ)償安裝方式；至于預(yù)應(yīng)力安裝方式,由于只能解決穩(wěn)固性的問題,而通過增加覆土深度或設(shè)置補(bǔ)償裝置解決穩(wěn)固性問題,通 常會(huì)更經(jīng)濟(jì)一些,故預(yù)應(yīng)力安裝方式的使用變得越來越少；二直埋供熱管道的施工方法 一 直埋供熱管道的安裝方式直埋管道中的應(yīng)力是熱脹變形不能完全釋放而產(chǎn)生的；因此；通 過挑選不同的安裝方式,可以轉(zhuǎn)變熱脹變形的大小和變形的釋放程 度,進(jìn)而轉(zhuǎn)變管道的應(yīng)力水平；熱脹變形的大小與零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng) 的溫度有關(guān),零應(yīng)力狀態(tài)溫度的提高,可降低熱脹變形的大??；根 據(jù)此溫度是否等于安裝時(shí)的環(huán)境溫度,管道可分為兩種；冷安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度等于安裝時(shí)的環(huán)境溫度；預(yù)應(yīng)

6、力安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度等于預(yù)熱溫度；依據(jù)熱脹變形能否釋放,管道又 可分為兩種；無補(bǔ)償安裝：兩固定墩之間或遠(yuǎn)離補(bǔ)償裝置而處于錨 固狀態(tài)的管道 錨固段 ,其熱脹變形不能被補(bǔ)償裝置所吸取；有補(bǔ)償安裝：補(bǔ)償裝置鄰近處于滑動(dòng)狀態(tài)的管道 能被補(bǔ)償裝置所吸取；1 無補(bǔ)償冷安裝 滑動(dòng)段 ,其熱脹變形管道回填時(shí),既不進(jìn)行預(yù)應(yīng)力,也不進(jìn)行補(bǔ)償,溫度變化時(shí)管段 處于不動(dòng)的錨固狀態(tài)；無補(bǔ)償冷安裝是最簡(jiǎn)潔和最經(jīng)濟(jì)的安裝方式,但運(yùn)行工況下管道承擔(dān)較高應(yīng)力；在滿意強(qiáng)度條件時(shí),管段應(yīng)優(yōu)先 采納這種安裝方式；2 有補(bǔ)償安裝當(dāng)管段中設(shè)置補(bǔ)償裝置 彎管補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器 時(shí),補(bǔ)償裝 置鄰近處于滑動(dòng)狀態(tài)的管段屬于有補(bǔ)償安裝；

7、由于設(shè)置彎管補(bǔ)償器 或波紋管補(bǔ)償器,必定增加了補(bǔ)償裝置的投資,對(duì)于波紋管補(bǔ)償器,仍增加了管網(wǎng)的事故點(diǎn)；因此,應(yīng)防止在整個(gè)管網(wǎng)中都采納有補(bǔ)償 安裝方式,但在管網(wǎng)設(shè)計(jì)中,局部管段采納這種安裝方式仍是比較 安全經(jīng)濟(jì)的；3 預(yù)應(yīng)力安裝預(yù)應(yīng)力安裝方式,實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)變管道的安裝溫度,使之等于預(yù)熱 溫度,當(dāng)管道溫度等于預(yù)熱溫度時(shí),管道應(yīng)力為零；而當(dāng)管道溫度 復(fù)原至環(huán)境溫度時(shí),使管道產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力成效；可以通過預(yù)熱的方式 和采納一次性補(bǔ)償器的方式來實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力安裝方式：1 預(yù)熱方式是 管道在回填前進(jìn)行預(yù)熱,加熱到預(yù)熱溫度時(shí)進(jìn)行回填,立刻可產(chǎn)生 預(yù)應(yīng)力成效；采納預(yù)熱方式時(shí),應(yīng)具備預(yù)熱熱源,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)條件允 許管溝敞口；

8、2 采納一次性補(bǔ)償器的方式時(shí),管道安裝后可立刻回 填；在首次加熱過程中,當(dāng)補(bǔ)償管段的熱脹變形量達(dá)到在預(yù)熱溫度 下的自由膨脹變形量時(shí),就可焊接該一次性補(bǔ)償器；通過多次溫度 變化,使應(yīng)力勻稱分布,從而達(dá)到預(yù)應(yīng)力成效；采納一次性補(bǔ)償器 的方式,不需要預(yù)熱熱源,并且只需補(bǔ)償器鄰近的管溝敞口,但是 增加了一次性補(bǔ)償器的費(fèi)用； 二 直埋供熱管道的布置和敷設(shè)1 管材的挑選埋地?zé)崃艿纼?nèi)壓一般都很低,由內(nèi)壓引起的總體一次薄膜應(yīng)力不足答應(yīng)值的 50；發(fā)生直接爆破破壞的可能性很小,破壞的最大 可能是由溫度應(yīng)力引起的塑性疲憊破壞；因此,在挑選管材時(shí),應(yīng) 主要從抗疲憊性能來考慮；這就要求挑選塑性比較好、易焊接的材 質(zhì)

9、,一般 10#、20#鋼種較為相宜；軸向溫度應(yīng)力與管壁橫截面積的 大小無關(guān),增加壁厚并不能降低管壁內(nèi)的軸向應(yīng)力；相反,它可能 增加對(duì)固定墩的推力和過渡段的熱伸長(zhǎng)量；因此,管壁應(yīng)盡可能選 擇較薄的規(guī)格；在實(shí)際工程中有時(shí)由于供貨條件的緣由,同始終徑 的管子可能有兩種以上的規(guī)格；此時(shí),應(yīng)留意防止不同規(guī)格的管子 混合使用；2 管道的布置直埋供熱管道的布置應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定；直埋供熱管道穿越河底的覆土深度應(yīng)依據(jù)水流沖刷條 件和管道穩(wěn)固性條件確定；直埋供熱管道上的閥門應(yīng)能承擔(dān)管道的 軸向荷載,宜采納鋼制閥門及焊接連接；直埋供熱管道變徑處 大小 頭 或壁厚變化處,應(yīng)設(shè)補(bǔ)償器或固定墩,固定墩應(yīng)設(shè)在大管徑或壁 厚較大一側(cè)；直埋供熱管道的補(bǔ)償器,變徑管等管件應(yīng)采納焊接連 接；3 管道的敷設(shè)直埋供熱管道的高處宜設(shè)放氣閥,低處宜設(shè)放水閥；管道應(yīng)利用 轉(zhuǎn)角自然補(bǔ)償,但是 1060 的彎頭不宜用做自然補(bǔ)償；從干管直接 引出分支管時(shí),在分支管上應(yīng)設(shè)固定墩或軸向補(bǔ)償器或彎管補(bǔ)償器,并應(yīng)符合以下規(guī)定：分支點(diǎn)至支線上固定墩的距離不宜大干 5m,分支點(diǎn)至軸向補(bǔ)償器或彎管的距離不宜大于20m,分支點(diǎn)有干線軸向位移時(shí),軸向位移量不宜大于 50mm；三通、彎頭等應(yīng)力