熱力管道設計方法
管道敷設方式:
敷設方式:
地上敷設:低支架,中支架,高支架。
地下敷設:直埋,管溝。
選擇原則:
城鎮街道上和居住區內的管網宜采用地下敷設,地下敷設困難時,可采用地上敷設,但應注意美觀。
廠區熱力網管道,宜采用地上敷設。
熱水管道地下敷設時,優先采用直埋敷設;
管溝敷設首選不通行管溝敷設;穿越不允許開挖檢修的地段時,采用通行管溝敷設;通行管溝困難時,采用半通行管溝敷設。
蒸汽直埋敷設應采用保溫良好、防水可靠、耐腐蝕的預制保溫管,設計壽命不低于25年。
直埋敷設與地溝敷設經濟技術比較
間距要求:
地上敷設管道與建(構)筑物或其它管線距離
地下敷設熱網與建(構)筑物或其它管線距離
地下敷設熱網與建(構)筑物或其它管線距離
直埋敷設熱力網管道最小覆土深度:
直埋敷設管道最小覆土深度應考慮土壤和地面活荷載對管道強度的影響并保證管道不發生縱向失穩。具體規定應按《城鎮直埋供熱管道工程技術規程》CJJ/T81規定執行。
管材及連接方式:
管材:無縫鋼管、電弧焊或高頻焊焊接鋼管。管道和鋼材的規格及質量應符合國家相關標準。
連接方式:焊接、法蘭連接和螺紋連接。
熱網連接應采用焊接。管道與設備、閥門等連接也應采用焊接,需拆卸時,采用法蘭連接。DN≤25mm的放氣閥,可采用螺紋連接,連接放氣閥的管道應采用厚壁管。
熱力網管道附件:
彎頭、異徑管、三通、法蘭、閥門及放氣、放水裝置等。
閥門:管道干線、支干線、支線的起點安裝關斷閥門。
熱水網干線設分段閥門。輸送干線2~3km;輸配干線1~1.5km。
熱源間的連通干線、環網分段閥應采用雙向密封閥門。
壓力≥1.6MPa,且直徑≥500mm的閘閥應安裝旁通閥。直徑按閥門直徑十分之一選用。
直徑≥500mm的閥門,宜采用電動驅動裝置。
放氣、疏放水裝置:
熱水、凝結水管道高點安裝放氣裝置,低點安裝放水裝置。蒸汽管低點設啟動疏水和經常疏水裝置。
檢查室:
凈空高度不小于1.8m,通道寬度不小于0.6m;保溫結構表面與檢查室地面距離不小于0.6m;人孔直徑不小于0.7m,不少于2個,對角布置,人孔避開檢查室內設備,凈空面積小于4m2時,可設1個人孔;至少設1個集水坑,置于人孔下方;檢查室地面應低于管溝內底不小于0.3m;爬梯高度大于4m時應設護攔或在爬梯中間設平臺。
彎頭、三通、法蘭、變徑管:
彎頭、三通、法蘭、變徑管均選用標準件,彎頭的壁厚應不小于管道壁厚。焊接彎頭應雙面焊接。變徑管制作應采用壓制或鋼板卷制,壁厚不小于管道壁厚。鋼管焊制三通,支管開孔應進行補強。對于承受干管軸向荷載較大的直埋敷設管道,應考慮三通干管的軸向補強,其技術要求按《城鎮直埋供熱管道工程技術規程》CJJ/T81規定執行。
熱力網保溫結構設計:
執行標準:《設備及管道絕熱技術通則》GB/T4272;《設備和管道絕熱設計導則》GB/T8175;《工業設備及管道絕熱工程設計規范》GB50264。
保溫目的:減少熱損失、節能;運行人員安全;保證用戶用熱需求。
保溫材料選用原則:
工作溫度下的導熱系數不大于0.08W∕(m?K),
有隨溫度變化的導熱系數方程式或圖表;松散或可壓縮的保溫材料應有使用密度下的導熱系數方程式或圖表;密度不應大于300kg/m3;
硬質預制成型制品抗壓強度不應小于0.3MPa;半硬質的保溫材料壓縮10%時的抗壓強度不應小于0.2MPa。
其它:吸水率低、對環境人體危害小、對管道無腐蝕。
直埋敷設熱水管道:
采用鋼管、保溫層、外護管結合成一體的預制管。
符合《高密度聚乙烯外護管聚氨酯泡沫塑料預制直埋保溫管》CJ/T114和《玻璃纖維增強塑料外護層聚氨酯泡沫塑料預制直埋保溫管》CJ/T129的規定。
保溫計算:計算管網散熱損失、供熱介質溫降,確定經濟保溫厚度。
管網水力計算:
計算參數確定:
計算流量選取原則:
從熱源引出的主管按熱源最大能力計算;
直接與用戶連接的支管按用戶遠期負荷計算;
主干管或分支干管按各用戶計算流量之和計算。
計算長度:管道幾何展開長度和管件局部阻力當量長度。
Lj=(1+α)Lz
Lj—計算長度,(m);Lz—幾何展開長度,(m);
α—局部阻力與沿程阻力的比值。
主干線單位長度允許壓降:Δh=ΔP/Lj
Δh—單位長度允許壓降(Pa/m);
Lj—主干線計算長度(m);ΔP —主干線壓差(Pa)。
介質允許流速:
管網管徑:
式中:Dn—管道內徑(mm);Q —計算流量(m3/h);
w —介質流速(m/s)。
壓力損失:△P = P1+P2+P3
式中:P1—沿程阻力;P2—局部阻力;P3—靜壓力。
管網水力計算表
動態水力工況分析:
動態水力分析條件:輸送距離長、地形高差大、壓力高、溫度高、可靠性要求高。
動態水力分析內容:循環泵或中繼泵、輸送干線閥門、換熱器等發生事故時的壓力瞬變。
安全保護措施:
(1)設置氮氣定壓罐;
(2)設置靜壓分區閥;
(3)設置緊急泄水閥;
(4)延長主閥關閉時間;
(5)循環泵、中繼泵與輸送干線的分段閥聯鎖控制;
(6)提高管道和設備的承壓等級;
(7)適當提高定壓或靜壓水平;
(8)增加事故補水能力。