簡述如何設(shè)計(jì)直埋鋼套鋼蒸汽管道？

　設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　鋼套鋼保溫管就是兩層鋼管套在一起，內(nèi)部的鋼管為工作管，輸送蒸汽介質(zhì);外部的鋼管既是工作管的保護(hù)管，也是工作管伸縮固定的主要受力件，類似一個密封嚴(yán)密的管溝。

　　蒸汽管道的設(shè)計(jì)均采用有補(bǔ)償方式，為保證補(bǔ)償器足夠嚴(yán)密可靠，一般選用波紋管補(bǔ)償器。補(bǔ)償器應(yīng)與管道同壽命。波紋管的材料一般選用耐氯離子的316L不銹鋼，波數(shù)波高等技術(shù)參數(shù)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，既要避免補(bǔ)償器失穩(wěn)，又要達(dá)到設(shè)計(jì)壽命。

　　固定支座

　　工程中固定支座均采用內(nèi)固定支座，內(nèi)固定支座是利用外護(hù)管類似于管溝的特性，把工作管和外護(hù)管連接，保證工作管和外護(hù)管之間不發(fā)生相對位移。這樣可以省去大量外固定支座混凝土用量，減少占地，降低施工難度。通過在內(nèi)外環(huán)板之間增加絕熱材料，避免內(nèi)外環(huán)板直接接觸而大量散熱，有效地避免熱橋的產(chǎn)生，從而使外護(hù)管防腐層的溫度得到控制。因此，提高了管網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

　　疏水裝置

　　一般蒸汽的過熱度決定凝結(jié)水量的大小，但由于很多蒸汽管道的負(fù)荷很不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)某些分支管道間歇運(yùn)行，這時管道中就會有大量凝結(jié)水，如果不能及時排出，就會產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。因此，我們要根據(jù)工程的具體情況設(shè)置疏水裝置。

　　在本工程中，在過河段等低點(diǎn)均設(shè)置了啟動疏水裝置，運(yùn)行前采用人工操作排空管道中的凝結(jié)水，這樣可以大大節(jié)省暖管和啟動時間。對于經(jīng)常疏水，工程中如果現(xiàn)場條件允許，盡可能使疏水裝置低于工作管，這樣更利于凝結(jié)水排出。

　　外護(hù)管

　　本工程地下水位較高，外護(hù)管的嚴(yán)密性相當(dāng)重要。如果土壤中的水進(jìn)入保溫層，就會產(chǎn)生大量的排潮汽，同時高溫工作管加熱了保溫層中的水分，排潮汽會使外護(hù)管溫度急劇升高，過高的溫度不僅影響外護(hù)管的防腐材料性能，還會引起應(yīng)力過大，形成局部失穩(wěn)。

　　在井室部位外護(hù)管是不連續(xù)的，并且工作管和外護(hù)管存在微量相對位移。同時，為了阻止井室中的積水進(jìn)入管道保溫層，特設(shè)計(jì)波紋端封，發(fā)生保溫層進(jìn)水從而導(dǎo)致爆管、冒汽等事故。

　　彎頭

　　由于外護(hù)管采用無補(bǔ)償敷設(shè)形式，應(yīng)該先根據(jù)應(yīng)力計(jì)算確定外護(hù)管彎頭的曲率半徑，然后采用相同曲率半徑的工作管彎頭。在設(shè)計(jì)中彎頭處通常要利用彎頭的特性對工作管進(jìn)行的補(bǔ)償，也就是存在L形、Z形等自然補(bǔ)償管段。對于直管段，采用波紋管補(bǔ)償器補(bǔ)償，希望工作管只是發(fā)生軸向位移，因此采用軸向滾動支座。軸向滾動支座由抱箍和滾輪組成，抱箍與工作管形成一體，使工作管沿著外護(hù)管軸向移動。

　　在自然補(bǔ)償管段，由于管道除軸向位移外還存在徑向位移，因此，此段不能采用與直管段相同的支座，應(yīng)采用平面滑動支座。平面滑動支座結(jié)構(gòu)見圖4。平面滑動支座由焊在外護(hù)管上的平板支撐件和焊在工作管上的滑動管托組成，工作管可以在外護(hù)管內(nèi)水平方向做軸向和徑向移動。

　　在自然補(bǔ)償段設(shè)計(jì)時還要計(jì)算工作管變形量是否會擠壓保溫層，影響保溫效果。如果空氣層厚度小于工作管的徑向位移，則需要局部擴(kuò)大外護(hù)管管徑，保證彎頭處的保溫效果。

　　排管設(shè)計(jì)

　　由于鋼套鋼保溫管的工作管和外護(hù)管為相對滑動結(jié)構(gòu)，每根鋼套鋼保溫管內(nèi)部的軸向滾動支座和彎頭處的平面滑動支座都是工廠按預(yù)定位置設(shè)置的，如果現(xiàn)場斷管施工就可能導(dǎo)致局部支座數(shù)量不足，不能滿足設(shè)計(jì)要求。因此，應(yīng)盡量減少現(xiàn)場斷管施工，實(shí)現(xiàn)大程度的工廠預(yù)制，以保證工程質(zhì)量。在本工程中，我們按照中標(biāo)廠家的管子、管件長度進(jìn)行排管設(shè)計(jì)，有效地降低了施工難度及工程造價。