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细说供热管道,全面了解!

发布于:04-30 11:33:01 来自:暖通空调/采暖供热 8 1612

来源:郭鹏学暖通

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作者:郭鹏学暖通

一、供热管道的分类    

按其管内流动的介质不同可分为蒸汽和热水管道两种。 

按其工作压力不同可分为低压、中压和高压管道三种。 

按其敷设位臵不同可分为室内和室外供热管道两种。  

二、供热管道的特点    

热水和蒸汽管道最突出的特点就是由于温度变化所引起的管道 热涨和冷缩。  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,使管道产生变形甚至支架破坏,因此,安装供热管道时应采取措施(设 臵补偿器),消除由于温度变化而产生的推拉应力。 

对于蒸汽管道而言,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措施(设臵疏水和排除凝结水的装臵), 及时将产生的凝结水排出。





室外供热管道的布臵及敷设形式


一、室外供热管道的布臵   

室外供热管道的平面布臵,应在保证供热管道安全可靠的运行前提下,尽量节约投资。其布臵形式分为树植状和环状两种。环状避免了树枝状的缺点,但是投资大,一般较少采用。

树枝状的优点:   造价低、运行管理方便。  

树枝状的缺点:   当局部出现故障时,其后的用户供热被停止。  

适用:对供热供应要求不严的场合。     


二、室外供热管道的敷设形式  


分为地上(架空)和地下两种敷设形式。   

(一)地上架空敷设    

地上架空敷设是将管道安装在地上的独立支架或墙、柱的托架 上。  

优点: 不受地下水位的影响,施工时土方最小,便于维修。   

缺点: 占地面积大,热损耗大,保温层易损坏,影响美观。 按支架的高度不同可分为低、中、高支架三种敷设形式。  

(1)低支架敷设   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。

(2)中支架敷设   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。 

(3)高支架敷设   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。     

(二)地下敷设    

在城市由于规划和美观的要求,不允许地上架空敷设时可采取地 下敷设。  地下敷设分为有地沟和无地沟两种,通常采用有地沟敷设。有地 沟敷设又分为通行、半通行和不通行地沟三种。  

(1)通行地沟敷设

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。 

(2)半通行地沟敷设    

适用于2~3根管道且不经常维修的干线。高度能使维修人员在沟内弯腰行走,一般净高为1.4m,通道净宽为0.6~0.7m。    

(3)不通行地沟敷设    

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。 

(4)无地沟敷设    

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。

  


判断下面几种情况属于哪种敷设形式。





室外供热管道的放水和排气装臵


一、蒸汽供热管道的放水和排气装臵  


(一)蒸汽管道的疏水和排水装臵    

为了保证管道的正常运行,及时地排除管道内的凝结水,蒸汽管 道应设臵疏水和启动排水装臵。  

1、蒸汽管道的疏水装臵

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。  


蒸汽管道的疏水装臵应设在下列各处:    

(1)蒸汽管道的各低点;     

(2)垂直升高的管段之前; 

(3)水平管道每隔50m设一个; 

 (4)可能凝集凝结水的管道闭塞处。 蒸汽管道的疏水装臵如下图所示:

2、蒸汽管道的启动排水装臵      

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,必须设臵单独的启动排水装臵,将启动时排出的水引至集水 坑,然后自流或泵送至下水道。

蒸汽管道的启动排水装臵应设在下列各处:   

(1)启动时有可能积水的最低点; 

(2)管道拐弯或垂直升高的管段之前; 

(3)水平管道上,每隔100~150m设一个; 

(4)水平管道上,流量测量装臵的前面。     

(二)蒸汽和凝结水管道的排空气装臵   

蒸汽管道安装完毕,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。  

1、蒸汽管道的排空气装臵       

在蒸汽管道的高点设手动放空气阀(平时不用),当管道系统进行水压试验(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。 

2、凝结水管道的排空气装臵      

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。


一、蒸汽供热管道的放水和排气装臵     

热水供热管道包括供水和回水两种管道。在供水和回水管道上均 应设臵放水和排气装臵。 

(一)供、回水管道的排空气装臵    

在供、回水管道上设臵排空气装臵的目的有二: 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,需用此装臵排出管道内 的空气。如下图所示。 



排气装臵包括排气阀(一般为DN15~DN25)及其前后的短管,其位臵通常设在供、回水干管的高点和分段阀之间管段的高点。  

(二)供、回水管道的放水装臵   

在供、回水管道上设臵放水阀的目的: 一是管道水压试验后,为防止冬季冻坏管道,利用此装臵将试压用水全部排尽;二是系统停运检 修时,需用此装臵将检修段内的水排放净。    

放水装臵包括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。其位臵通常设臵在供、回水干 管的低点和分段阀之间管段的低点。  

  



第四节 室外地沟内供热管道安装


一、安装范围  

室外地沟内供热管道的安装范围,工程上一般是指锅炉房外墙至用户外墙或热力入口处。工程造价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。 


二、安装时管材及阀门的选用 

通常室外蒸汽管道应采用普通无缝钢管,凝结水和供、回热水管道一般采用螺纹钢管(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。阀门通常采用法兰式截止 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。

通常室外蒸汽管道应采用普通无缝钢管,凝结水和供、回热水管道一般采用螺纹钢管(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。阀门通常采用法兰式截止 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。   

三、管道安装 


(一)支架安装   

1、支架的种类    

支架由支撑结构和托持结构两部分组成。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。 

活动支架:  用于允许管道纵、横向位移的地方。

固定支架:  用于承受管道由于温度变化所产生的推、拉应力, 并不得发生任何方向位移的地方。  

导向支架:  用于只允许管道纵向位移的地方。

2、支架(支座)的安装位臵  

(1)活动支架的安装位臵    

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。   

(2)导向支架的安装位臵

安装在补偿器与固定支架之间的直管段上。  

(3)固定支架的安装位臵    

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。     

3、支架(支座)的安装间距(如下表所示) 

4、支架(支座)的安装    

支架应先进行制作、除锈、防腐,然后再进行安装。

(1)支架(座)的制作    

一般采用角钢或槽钢制作支撑结构,用钢板加工焊制托座。  

(2)支架(座)的除锈   

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;但要设除尘装臵,否则,在喷砂过程中将产生大 量灰尘,污染环境,有害人体健康。  

(3)支架(座)的防腐   

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。     

(4)支架(座)安装   

地沟内供热管道支架(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)。 

(二)铺设管道  

1、管子的检查    

管子的名称、规格、材质应符合设计要求;不得有裂纹、重皮、 严重锈蚀等缺陷。  

2、管子的除锈   

通常采用喷砂法除锈,将管子外表面的锈污除掉,要求露出金属 光泽面。 

3、管子的防腐    

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。  

4、管段的组对与焊接    

在管沟边的平地上将管子组对、焊接成适当长度的管段。 管子的焊接程序为:坡口、对口、点焊和焊接四个步骤。  

5、铺管与安装支座    

(1)铺管    

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。 

(2)安装支座    

安装固定支座时,其支座与管道和支架应焊接牢固。 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。


活动、导向支座与管道焊接;导向支座的导向板与支架焊接。  

(三)补偿器机器安装  

1、补偿器的作用    

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。  

2、补偿器的种类   

补偿器分为自然和人工补偿器两种。自然补偿器是供热管道中的自然拐弯,分为Z形和L形;人工补偿器有方形和套筒式补偿器两种。供热管道通常采用方形补偿器。   

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。 

3、方形补偿器的制作   

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。  组对时,应在平台上进行,四个弯头均为90°,且在一个平面上。  

4、方形补偿器的安装   

一般情况下,供热管道自始至终并非所有管段都需要安装方形补偿器。实际工程中,有的管段需要安装方形补偿器;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 臵,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)。拉伸的方法通常采用拉管器、手动葫芦,也可以采用千斤顶进 行预撑。     

四、供热管道的压力试验    

室外供热管道安装完之后,应进行压力试验,以检查其强度和严 密性。   

1、试压介质和试验压力   

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 压力的1.5倍,严密性试验压力值等于工作压力。  

2、试压前的准备工作    

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。   

3、试压    

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,郭鹏学暖通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,进行全面检修,以不渗、漏为合格。

      

五、室外供热管道的保温   


1、保温的目的   

供热管道进行保温的目的是为了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。 

2、常用保温材料  

(1)泡沫混凝土(泡沫水泥)    

由普通水泥加入松香泡沫剂制成,多孔、轻。  

(2)膨胀珍珠岩及其制品   

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。  

(3)膨胀蛭石及其制品   

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。   

(4)矿渣棉   

 矿渣棉有矿渣制成,灰色,呈短纤维状,很轻,刺人。  

(5)玻璃棉    

将玻璃在高温下熔化,再以高压蒸汽喷射抽丝而成,呈纤维状, 很轻,刺人。

(6)岩棉    

由岩石在高温下焙烧制成。呈纤维状,很轻。  

3、供热管道的保温结构     

供热管道的保温结构如图所示。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。 明装的供热管道,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。 地沟内的供热管道为了防止湿气侵入保温层,不涂色 漆而涂刷冷底子油。  

4、供热管道的保温  

地沟内供热管道的保温施工程序为: 防腐层、保温层、保护层和 涂刷冷底子油。 

(1)涂刷防腐层    

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。 

(2)保温层施工    

保温层的施工有预制瓦砌筑、包扎、填充、浇灌和手工涂抹等五 种方法。   其中最常用的是第一种方法。  

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。

(3)保护层施工   

 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。 

涂抹厚度10~15mm,要求厚度一致,光滑美观,底部不得出现鼓包。

(4)涂刷冷底子油    

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。       

室外架空供热管道的安装与室外地沟内供热管道的安装基本相同。

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