蒸汽管道设计

摘　要：在蒸汽管道系统的设计和施工过程中,应注意把好管材的检验关、试验关,重视蒸汽管道阀门 和管件的选型,保证管道防腐、保温合格,蒸汽管道设计应有坡度,接口焊接应符合标准,安装 转弯部分应采用热煨弯头,合理设置管道的支、吊、托架等,以杜绝蒸汽管道工程的通病。

关键词：蒸汽管道;设计;施工蒸汽管道系统使用效果的优劣取决于设计、施工及运行管理。目前，由于蒸汽管道系统从设计到施工通病较多，因而直接影响到工程质量的提高及运行后的使用管理和使用效果。下面就蒸汽管道设计安装应注意的问题及解决办法进行探讨。

1管材、管件及保温材料的选择

1.1管材的选择

首先从设计上，按照《管道工程安装手册》中对钢管的一般规定：钢管、钢管件必须具有制造厂的合格证书；按照《小型热电站实用设计手册》管道选用规定：温度高于200℃，公称压力不超过16MPa的介质，采用无缝钢管。然而随着市场经济的建立和发展，打破了计划经济体制的单一模式，同时也给安装市场带来了混乱，个别厂家为谋取利润经销生产伪劣产品，如无缝管有黑线，厚度达不到要求等现象。济南钢铁集团总公司(简称济钢)干熄焦工程D426×13蒸汽管就发现过此问题，造成管道受力不利。因此，必须把好管材的检验关和试验关。

1.2 蒸汽管道阀门的选型

设计过程中，蒸汽管道阀门的选型必须高度重视。有不少这样的实例：新安装的阀门关不严, 使大量蒸汽泄漏，所以在选择阀门时，不能单纯考虑其价格，更应从其性能参数、外观造型、防腐、材质上作综合分析，以保证质量，减少维修损失。

1.3蒸汽管道管件的选择

补偿器的选择直接影响工程的质量。首先，蒸汽管路上不宜采用套筒补偿器，此补偿器需不断更换填料，维护量太大。第二，不宜采用轴向型波纹补偿器。轴向型波纹补偿器安装在蒸汽管路上，虽然外形美观，维护量小，但内压产生的推力太大，造成土建(固定支架)工程造价增高，只是在管径较粗，建设空间狭窄的情况下才采用此类补偿器。第三，在大多数情况下宜采用方型补偿器，此类补偿器有以下优点：补偿量大、推力小，无维护。

1.4管道的防腐保温

管道防腐必须彻底除锈，使管道露出金属光泽方可刷漆。刷漆表面应干燥，禁止一面刷漆一面除锈，油漆必须符合管道的环境，防止因管道表面温度高造成新刷漆脱落。管道防腐合格后才能进行管道保温，按山东省采暖通风设计规范《采暖设备安装图集》外部架空蒸汽管道采用岩棉保温。而济钢干熄焦工程D426×13蒸汽管道的实际运行证明，岩棉保温性能不理想，已不适应节能降耗的要求。关于保温材料的选择应遵循下列原则:(1)材料的导热系数低；(2)具有较高的耐热性，不致由于温度急剧变化而丧失其原来的特性；(3)材料密度小并具有一定的孔隙率；(4)具有一定的机械强度。

从第1点分析，根据导热系数方程：

岩棉:λ=0.037+0.00016tp

硅酸铝纤维:λ=0.046+0.00012tp

式中λ——保温材料导热系数,W/（m.K）;

tp ——保温层表面温度,℃。

对济钢干熄焦D426蒸汽管道，岩棉 λ 为0.057 W/（m.K）,硅酸液纤维 λ 为0.056 W/（m.K）。

就耐热性而言，岩棉保温适用介质温度小于400℃；硅酸铝纤维保温适用介质温度小于

1000℃。

就材料容重而言，根据γ=G/V

式中G——保温材料重量,kg;

V——材料在自然状态下的体积,m3。

硅酸铝γ 为180 kg/ m3,

岩棉γ为200 kg/m3。

上述分析表明，硅酸铝纤维属于导热系数小、容重小、耐高温性能强,并具备一定机械强度的保温材料。济钢干熄焦D426蒸汽管道近4年的运行已证明：岩棉保温材料机械强度、耐温一般，现已局部脱落，造成热能损失。假如选用硅酸铝纤维保温，效果更好。

2　管道的坡度、接口、支架、弯管的质量控制

(1)蒸汽管道设计应有坡度，以便排除冷凝水。有许多施工人员对坡度极不重视，认为过热蒸汽在输送过程中不易产生冷凝水，安装中出现无坡度或干管反坡，若运行中一旦停蒸汽，冷凝水局部滞留，再一送汽,产生水击，将导致管道疲劳，减少寿命。

(2)蒸汽管道接口采用焊接，要求焊缝尺寸符合标准，无焊瘤、咬肉、裂纹、孤坑、夹渣、气孔等现象。焊接部分必须先按标准要求打坡口，避免焊缝缠绕.但目前施工单位的焊工多数无证上岗，造成工程质量低劣。所以要求施工单位必须把住质量关、确保管道接口质量。

(3)管道的支、吊、托架在热力系统中起着非常重要的作用。管道的支架有固定支架和活动支架，尤其是较大规格的热力管道，其推力较大，固定支架十分关键，不能与活动支架混淆，否则补偿器不起作用，后果严重。济钢干熄焦工程D426蒸汽管道运行时就因施工过程漏设固定支架，管道盲板力集中于固定支架附近的管道拐弯处，造成拐弯处管道断裂。管道托架即管托制作，必须接合管道保温厚度设计其管托高度，避免高度过小造成管道移动时保温材料的破坏。施工时，确保活动支架管托与支架顶保持平、滑，减少磨擦。

(4)蒸汽管道安装转弯部分应采用热煨弯头。按《动力设施国家标准图集》的要求，焊接弯头、冲压弯头均适用于不大于40MPa的蒸汽管道上，但多年的实际经验证明：由于蒸汽管道的热胀冷缩，冲压弯头、焊接弯头的焊口部位受应力较大，变化频繁，时间一长，焊口部位出现裂缝漏水现象，济钢的蒸汽管道的冲压弯头一般1年一换。采用热煨弯头必须设计合理的弯曲半径，不小于35D(D为管道的公称直径)，如弯曲部位弯扁，椭圆率超差，内壁出现折皱现象，保证不了工程质量。

3 结束语

蒸汽管道设计是否合理、施工质量的优劣，直接影响工程质量的提高，体现在运行效果和使用寿命上。所以必须本着“用户至上”的根本原则，设计要从现场实际出发，施工要严格按规范要求，彻底杜绝蒸汽管道工程的通病。