探究蒸汽管道设计注意要点

探究蒸汽管道设计注意要点

[摘要] 在当下城市建设中，城市蒸汽管道设计越来越受到重视，在国内的城镇集中供热工程中，蒸汽管道得到了广泛的应用，为了确保供热工作的效率与质量，必须严格执行国家的相关设计标准与工艺、技术要求。在蒸汽管道设计中，应综合考虑安全、质量、成本、工期等方面的问题，采取先进工艺与技术措施，严格控制设计工作中的要点，以保障蒸汽管道的高效、稳定运行，本文主要对蒸汽管道设计中应注意的要点进行详细阐述，提出相关问题及解决方法。

[关键词] 蒸汽管道；设计；要点

随着社会经济的飞速发展，我国城市的不断进步，能源节约问题与环境保护问题已成为社会各界关注的焦点。在国内现阶段的城镇供暖中，已经基本实现了区域的集中供暖，其根本目的是提高能源的利用效率及减少对于外界环境的污染。在城镇集中供暖工程中，蒸汽管道设计是必须重视的关键性问题，应认真贯彻与执行《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》中的相关规定与要求，严格把握设计工作中的工艺与技术要点，从而且确保工程项目建设的整体效率与质量。

1 蒸汽管道设计的要点

1）疏水系统的设置，当饱和蒸汽通过管道进行输送时，无论保温材质与厚度如何优良，管道必然会产生一定的散热损失，使得蒸汽沿着主管的长度方向产生不同程度的冷凝现象。蒸汽中的冷凝水不但可能导致热能减少，而且会严重影响到实际换热效果。如果大量冷凝水积聚于蒸汽管道内，管道的有效横截面积将明显减小，蒸汽的流速也将有所增加，可能导致管道出现冲蚀、水锤等问题，所以，在蒸汽管道的设计过程中，必须注重疏水系统的

设置问题，合理控制管道的坡度，以有效去除蒸汽中的冷凝水。

2）管径的选择，在布置蒸汽管道前期，应根据实际的蒸汽需求量，选择相应的管道直径。如果管道的直径过大，将导致热损失加大、投资增多，以及冷凝水量增多等问题；如果管道的直径过小，则可能导致蒸汽使用点的压力明显不足，无法提供足够的蒸汽量，加之流速过快，容易在管道内产生冲蚀与水锤。因此，在蒸汽管道的管径选择中，应根据实际需要的压力、流量及流速等，选取合适的管径，以实现蒸汽管道工程项目的技术合理性与经济最优化。

3）蒸汽管道的布置，对于公称管径DN＜150mm，温度＜230℃的蒸汽管道而言，在蒸汽管道布置时，无需进行应力计算。但是在大直径高温蒸汽管道的布置时，必须坚持谨慎处理的原则，尤其是要符合应力计算的相关要求。在管廊布置蒸汽管道时，普遍采取设置“Ⅱ”形补偿器的形式，以吸收管道的热膨胀，其位置应结合应力计算与分析结果而确定。在进行管廊上蒸汽管道应力与支架推力的计算时，应将蒸汽管道作为一个管道系统，而不是简单的通过固定点将管道系统分成若干个部分进行应力计算。

4）固定结构形式，在蒸汽管道设计中，常见的固定结构形式主要有以下几种：a.内滑动外固定，所谓的內滑动主要是指保温结构与工作钢管脱开，在工作钢管受热膨胀的情况下，钢管运动并发生位移，而保温结构与外套钢管共同组成一个整体结构，不随之运动；b.内滑动内固定，所谓的内固定主要是指在固定端处将工作钢管与外套钢管进行固定，而不是采用钢筋混凝土结构进行固定，其固定端必须采取一定的隔热措施，以减少发生热桥效应的几率；c.外滑动内固定，所谓的外滑动主要是指将工作钢管与保温材料紧密结合，并且捆绑成一体，在工作钢管与保温结构在蒸汽管道膨胀的同时运动，保温结构与外套钢管之间的间隙约为10mm，具有保温、隔热与排潮的特性。目前，在国内的蒸汽管道设计中，直管道通常采取內滑动内固定的结构形式，转弯处则多采用内滑动外固定的结构形式。

2 工程实例

本文选取某小区的蒸汽管道改造工程设计工作为例，简要分析设计工作中应注意的要点。为了配合一处新建商住两用楼的规划要求，必须对现有蒸汽管道进行移位设计。在原有的管廊上现有四根蒸汽管道，均需埋地敷设至用汽点，四根蒸汽管道的管径分别为DN300、DN250、DN150、DN125，同时还配有一根地热水管道。四根蒸汽管道通过的介质均为热蒸汽，相关技术参数为：操作参数：0.8MPa，300℃；设计参数：1.0MPa，320℃，蒸汽管道的总长度约为310m。结合本工程的相关要求，在蒸汽管道设计中需要注意的要点主要包括以下几方面：

1）保温结构的选择，在本工程的蒸汽管道设计中，设计人员查阅了大量的工程实例，结合本工程项目所在地的实际情况，决定采用内滑动式的复合保温结构形式。本工程的具体保温结构为：工作管、硅酸钙瓦、聚氨酯泡沫塑料与外护层相结合，其优点为有效保证了蒸汽管道的允许工作温度，减少了外界气温变化对于蒸汽管道的不利影响。

2）补偿距离的确定，在本次设计中，设计人员初步确定补偿器的长度为1.4m，实际可补偿距离约为34m，固定墩的长度为2.5m，按照常规管长为12m、9m进行计算，两个固定点之间的距离约为27.4m、30.4m，补口的数量为4个。在本工程的实际设计工作中，根据总距离及每个补偿器实际可补偿的距离，将固定点的间距设定为32.0m，每个固定点之间相应增加2个补口，以增强蒸汽管道的劳动强度与泄漏点。

3）固定支座的设计，根据本地区的蒸汽管道工程实例，设计人员决定本工程采用内外固定支座的形式，其中内固定是指内管固定，即采取一定的结构形式固定于外保护管上，有效利用外保护管的强度与刚度，以及外保护管、土壤之间的摩擦力，使得内管达到理想的固定效果；外固定是指将工作钢管与外保护管同时进行固定，在每一段管道与补偿器的

两端分别两个钢筋混凝土结构形式的支墩，以保证管道的固定效果。为了保证蒸汽管道的实际固定效果，本工程中采取塑套钢与玻璃钢套钢的保温结构，所以，在设计中不但要注重固定效果，而且要注意预防冷桥与热流外泄等问题。

4）排潮管的设计，排潮管是指排除外护管与工作管之间水汽的导管，其在蒸汽管道工程设计中的比例较小，但是其实际作用却是不容忽视的。在本工程的排潮管设计中，需要注意的问题包括：a.每年管道运行初期及时排出保温层中的潮气，以保证保温层的性能达到相关设计要求与技术标准；b.根据排潮管的运行状况，判断蒸汽管道的运行故障。在本工程的设计中，由于本地区的雨季较长，所以，排潮管尽量布置于地面以上，并且按照要求标明编号，以保证在蒸汽管道发生问题时，可以做到快速、准确进行问题管段的诊断与维修，确保蒸汽管道的运行安全性。

3 结语

综上所述，在蒸汽管道的设计中，必须严格把握相关要点，在保证设计工作效率与质量的同时，确保工程项目建设的有序开展与进行。同时，在蒸汽管道的设计中，还应结合实际情况，综合考虑各方面的实际问题，并采取行之有效的工艺与技术措施。

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