探究直埋钢套钢蒸汽管道设计

探究直埋钢套钢蒸汽管道设计

刘韩斐

南京苏夏设计集团股份有限公司 江苏南京 210000

摘要：本次研究对工程基本情况概述后，对直埋钢套钢蒸汽管道设计情况进行分析，主要对管道焊接、疏水装置、管道敷设、保温结构、排潮管、固定支座、补偿器等方面进行设计，以此达到工程设计要求，充分发挥直埋钢套管蒸汽管道的应用价值，从根本上提高管道施工的整体质量、安全性。

关键词：直埋钢套钢；蒸汽管道；管道设计

一、工程基本情况概述

以承德热力集团为例，热电厂迁建项目期间，需敷设蒸汽主管道，电厂出口蒸汽管道的规格和参数：管道规格DN600。因绝大部分管道敷设于滦河岸边、多次经何地直埋穿越滦河，所以需对工程、保温管生产厂家进行深入考察。在此之后，根据工程实际状况选用钢套直埋保温管，以内固定直埋敷设方法处理，经观察发现该种处理方法有效、安全，能很好的处理直埋蒸汽管道防水问题、防腐问题、热桥问题等，使得蒸汽管道全线为密封的状态。

图1：直埋钢套钢蒸汽管道示意图

二、直埋钢套钢蒸汽管道设计情况分析

（一）管道焊接设计要点

直埋钢套钢蒸汽管道焊接的工作量较大、要求较高，而且焊接的环境比较差，实际焊接的过程存在一定的安全隐患，这就需要做好相关设计工作。管道焊接期间合理选择焊接材料、保管焊接材料，因管材、焊材直接关系到管道焊接的效果，厂家生产质量、材料运输、材料保存情况，会对材料质量造成严重影响，因而需要加强监督^[1]。除此之外，应对焊接过程加以控制，以焊接工艺、操作等方式确定流程，定期通过培训学习、加强审查和监督机制等手段，不断提高工作人员焊接方面的能力。焊接时进行热力管道切割下料、管口加工、坡口加工，以及管口清理、焊接环境等检查工作，为确保焊接的整体质量需对焊接缝表面质量、热力管道系统压力检验，以降低焊缝内部损伤的几率。

（二）保温结构设计要点

直埋钢套钢蒸汽管道保温结构，根据动力手册可划分为：内滑动保温结构、外滑动保温结构。前者通过内钢管、碳酸钙保温材料，以及钢制打包带、铝箔反射层和铝箔反射层等构成。优势：不需设置支撑环、施工难度系数较小、外套保护层发生腐蚀的概率较小，不足：在管道泄漏、保温材料受潮期间，空气无法保持流通的状态，无法及时排出泄漏蒸汽/潮气，会对保温性能构成不利影响。后者应用的优势：表面温度低可通过自然补偿铺设方式处理，这一结构中存在空气层，管道泄漏、保温材料受潮情况下通道为流通状态，可促使蒸汽、潮气充分排出。不足：外套保护层内壁防腐蚀性能较差、内固定支撑环施工技术要求比较高。工程设计期间需要考虑到外套保护层温度因素，合理计算保温层的厚度。

（三）疏水装置、排潮管设计要点

负荷变化/蒸汽参数变化时管道中有较多凝结水，若没有在第一时间充分排出，对管道的排水情况会构成威胁。所以，应该合理设计疏水点，通过多低点方式疏水，疏水装置的结构需将疏水管布设在管道底部。管道运行容易发生热位移现象，这时则会对排水管（疏水管）根部焊缝口造成破坏，建议通过将疏水装置设置于邻近固定支墩的方式处理。设置疏水井的过程，需要注意的是排潮管能及时将工作管、外管间的水汽排出，设计时将排潮管针对长距离，并需要做好防倒灌、防腐工作。

（四）管道敷设设计要点

明确蒸汽管道高温特性、低压特性，在设计和施工过程中重视安全问题，实际敷设管道前合理设置管道与其他设施的安全距离，防止对管道及四周设施构成不良影响^[2]。由于城市敷设蒸汽管道时，与其他管道发生交叉的概率较大，需在敷设前根据城市管道分布图作以相应调整工作。供热管道的敷设方式有管沟敷设、架空敷设及直埋敷设三种形式，供热管道应用的安装方式有补偿、无补偿冷安装、无补偿预热安装三种方式。

（五）补偿器设计要点

直埋蒸汽管道补偿器，多选用外压轴向型波纹补偿器，外压轴向型波纹管安装时应注意：①外压轴向型波纹管补偿器出厂必须预拉伸，其安装必须严格按照制造厂提供的技术文件要求进行安装；②波纹管补偿器安装时，波纹管膨胀节上面标识的流向应与蒸汽流向一致；③波纹管膨胀节的耐压性能应通过压力试验进行检验，一般应进行水压试验，外压膨胀节的水压试验压力按公式Pt=1.5P[σ]b/[σ]tb，（其中：Pt—试验压力的数值，单位MPa；P—设计压力的数值，单位MPa；[σ]b—室温下波纹管补偿器材料的许用应力的数值，单位MPa；[σ]tb—设计温度下波纹管补偿。

（六）固定支座设计要点

工程固定支座多选用外固定支座，做好工作管、外护管连接工作，从而避免发生两者间相对位移现象。如此一来，能节省外固定支座混凝土使用量、占地面积，并且降低施工的难度。

结束语：

通过对管道焊接、保温结构、疏水装置，以及排潮管、管道敷设、补偿器和固定支座等进行设计，确保直埋钢套钢蒸汽管设计的合理性、安全性，发挥出直埋钢套钢蒸汽管的性能，比如：密封性佳、强度高、抗腐蚀及绝缘性等性能，并能加强对环境的保护，提高工程整体施工质量，如此便能够为蒸汽管道的应用提供有效的保障。

参考文献：

[1]王红霞，管鸿涛，杨海亮.影响钢套钢直埋蒸汽管寿命的因素浅析[J].智富时代，2018，000(01X):143-143.

[2]申冠学，吴中正，张志清.蒸汽管道直埋穿越河流关键技术[J].煤气与热力，2018，38(07):28-31.