架空敷设蒸汽管道的热补偿设计及典型问题分析

摘要：由于工作温度很高，蒸汽管道产生热应力变化现象，该变化若不能得到有效补偿，将会使管道承受巨大的应力，从而导致管道严重变形，甚至破裂，因此需要考虑管道的热补偿，本文论述了架空敷设蒸汽管道热补偿设计及应注意的问题，并对某工程项目中出现的典型问题进行了分析说明。

关键词：架空敷设蒸汽管道；架空支架；波纹管补偿器；应力计算

1引言

蒸汽管道的运行温度和压力都很高，必须考虑管道的热应力变化，并采取相应的措施，否则，由此产生的作用力将通过管道系统传递到固定支架和相连的设备上，对设备以及管道的安全运行构成很大的威胁，易造成安全事故。为保证管道在热状态下运行的稳定和安全，减少管道热胀冷缩时所产生的应力，蒸汽管道的设计中，必须充分考虑管道的热补偿问题。

2热应力变化与补偿

2.1热应力变化

管道内供热介质及周围环境发生变化，将引起管道的热胀冷缩，产生热伸长和热应力变化，使管壁产生巨大的应力，若管线两端不固定，允许其自由变形，则管壁的应力变化对管的强度没有什么影响。但若管线两端都固定，不能自由伸缩，则管线因热应力变化而对固定点产生巨大的推拉力，该力可根据公式（1）计算：

管道自然补偿培训课件

3．自然补偿 3．1 利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Z管道）所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。蒸汽直埋管道正是在温度变化时，弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。热力管道热伸长量ΔL=a(t 2-t 1 )L mm a——管道在相应温度范围内的线胀系数 mm/m℃ L——管道长度 m t 1 ——管道安装温度℃ t 2 ——管道设计使用（介质）温度℃ 上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等）摩擦约束作用、相对位移影响等。 3．2 L型自然补偿文献[8]提出 L 长≦0.85L kp 或（L 长 +L 短）/2≦0.85L kp L kp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到L kp 时热胀和内压作用弯头处引起综合应力达到安定性变形的极限值2σs。通常Q235，σs取80MPa。此与L=1.1x[(ΔLDw)/300]1/2计算结果基本一致。对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式，这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。这就在某些工况下，要求设有补偿直管段（较通常管径扩大的直管段）或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头）等。 3．3 Z型自然补偿文献[8]提出最小短臂长度L min 概念 L min =0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 m L 长≦0.85l kp L 短 ≧1.15 L min 同时满足上两式要求，才能保证管道塑性变形不超过安定范围。即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。 Z型也可按两个L型进行补偿计算。 3．4 图解L型补偿随着科技进步，蒸汽直埋保温管设计结构有新的发展，可位移固定墩问世应用（1998）。文献[5]介绍了在不考虑弯管柔性系数和应力加强系数情况下，利用经验绘制的图表可迅速的对L 管道进行柔性补偿判断，确定长、短臂尺寸。此石化系统应用广泛，也满足热力无分支管道使用。 L 短=k L 长 k值由图1查出

压力管道设计说明

压力管道设计说明 Revised by Chen Zhen in 2021

1、工程概况本工程为射阳港经济区射阳金鹤纤维素有限公司蒸汽管网设计工程。蒸汽管网利用三通由原厂区内蒸汽管道接出，通至新库房。 2、设计参数工作压力：MPa 工作温度： 160℃ 设计压力： MPa 设计温度： 300℃ 工作管道直径：Φ108×5 过路段埋地外护管直径：Φ219×6 保温材料：超细离心玻璃棉δ=60-70mm（详见图纸列表）保护层：镀锌彩钢板δ=0.5mm 3、本设计遵照以下标准规范 1、《压力管道规范-工业管道》（GB/T20801-2006）； 2、《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（TSGD0001-2009）； 3、《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》（CJJ104-2005）； 4、《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235－97）； 5、《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》（GB50126-2008）；

6、《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB50184－2011）； 7、《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264-97）； 8、《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236－2011）； 9、《压力管道设计许可规范》（TSGR1001-2008）； 10、《特种设备安全监察条例》 549号国务院令； 11、《承压设备无损检测》（JB/T4730-2005）； 4、输送介质为蒸汽的管道，管道分类为GC3。 5.蒸汽管道安装蒸汽管道的施工验收应符合《压力管道规范-工业管道》（GB/T20801-2006）和《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（TSG D0001-2009）的有关规定。材料：工作管采用20＃（Φ108×5）无缝钢管，管道标准为GB/T8163-2008或GB3087-2008。焊接采用氩弧焊打底，焊丝为H08Mm2Si,盖面采用手工电弧焊，焊条型号为 E4303，对应牌号为J422；埋地外护管均采用螺旋钢管（Q235B），管道标准号为 SY/T5037-2000，采用手工电弧焊，焊条型号为E4303，对应牌号为J422。蒸汽管道的弯头采用热压弯头（GB12459-2005），除特殊注明外，弯头弯曲半径R=。三通采用标准无缝三通（GB12459-2005）。管件壁厚不小于直管段壁厚。全部钢管、管件以及预制件等应有制造厂的合格证书或复印件，在安装前应进行外观检查，并将内部清洗干净，不得留有杂质；保温制品需有性能检测报告，保温表面不得有裂纹、坑洞、破坏等现象。

2019新蒸汽管道设计计算

项目名称：XX蒸汽管网设计输入数据： ⒈管道输送介质：蒸汽工作温度：240℃设计温度260℃ 工作压力: 0.6MPa 设计压力:0.6MPa 流量：1.5t/h 比容：0.40m3/kg 管线长度：1500米。设计计算： ⑴管径： Dn=18.8×(Q/w)0.5 D n—管子外径，mm； D0—管子外径，mm； Q—计算流量，m3/h w—介质流速，m/s ①过热蒸汽流速 DN》200 流速为40～60m/s DN100~DN200 流速为30～50m/s DN＜100 流速为20～40m/s ②w=20 m/s Dn=102.97mm w=40 m/s Dn=72.81mm ③考虑管道距离输送长取D0 =133 mm。 ⑵壁厚： ts＝PD0/{2（〔σ〕t Ej+PY）} tsd=ts+C C=C1+C2 ts —直管计算厚度，mm； D0—管子外径，mm； P —设计压力，MPa；〔σ〕t—在操作温度下材料的许用压力，MPa；

Ej—焊接接头系数； tsd—直管设计厚度，mm； C—厚度附加量之和；: mm； C1—厚度减薄附加量；mm； C2—腐蚀或磨蚀附加量；mm； Y—系数。本设计依据《工业金属管道设计规范》和《动力管道设计手册》在260℃时20#钢无缝钢管的许用应力〔σ〕t为101Mpa，Ej取1.0，Y取0.4，C1取0.8，C2取0. 故ts＝1.2×133/【2×101×1+1.1×0.4】=0.78 mm C= C1+ C2 =0.8+0=0.8 mm Tsd=0.78+0.8=1.58 mm 壁厚取4mm 所以管道为φ133×4。 ⑶阻力损失计算 3.1按照甲方要求用φ89×3.5计算 ①φ89×3.5校核计算：蒸汽流量Q= 1.5t/h 粗糙度K=0.002m 蒸汽密度v＝2.5kg/m3 管内径82mm 蒸汽流速32.34m/s 比摩阻395.85Pa/m ②道沿程阻力P1=395.85×1500=0.59MPa；查《城镇热力管网设计规范》，采用方形补偿器时，局部阻力与沿程阻力取值比0.8，P2=0.8P1；总压力降为P1+P2=1.07Mpa；末端压力为0.6-1.07=-0.47Mpa 压力不可能为负值，说明蒸汽量不满足末端用户需求。 3.2按照φ108×4校核计算： ①φ108×4计算：蒸汽流量Q= 1.5t/h 粗糙度K=0.002m 蒸汽密度v＝2.5kg/m3 管内径100mm

蒸汽管道计算实例(DOC)

、尸, 、■ 前言本设计目的是为一区VOD-40t 钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。主要参数：蒸汽管道始端温度250C，压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240C，压力0.7MP （设定）； VOD用户端温度180C，压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。

6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250C查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1 —3得蒸汽在该状态下的密度P为4.21kg/m3。假设：蒸汽管道的终端压力为0.7MP，温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度P为2.98kg/m3。（一）管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度表（一） 2、压力损失 5化』Ifp x 廿證丁?叫2—1

式中△ p—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa; Wp—介质的平均计算流速，m/s;查《管道设计》表5-2 取Wp=40m/s ; g—重力加速度，一般取9.8m/s2; U P—介质的平均比容，m3/kg; 入—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数入=0.0196; d—管道直径，已知d=200mm ; L—管道直径段总长度，已知L=505m ; 2E—局部阻力系数的总和，由表（一）得2E =36 H1、H2—管道起点和终点的标高，m; 1/Vp二P p—平均密度，kg/m3; 1.15—安全系数。在蒸汽管道中，静压头（H2-H1）10/VP很小，可以忽略不计所以式2—1变为叫d 2—2 在上式中：5 Wp2/g U p=5 ? 2PnD /g表示速度头（动压头）入l^/d为每根管子摩擦阻力系数。把上述数值代入2—2 中得

蒸汽管道计算实例

、八、、》刖言本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。主要参数：蒸汽管道始端温度250C，压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240C，压力0.7MP （设定）； VOD用户端温度180C，压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。

5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求已知：蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250C查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为 4.21kg/m3。假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为2.98kg/m3。（一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）名称阻力系数（0数量管子公称直径（毫米）总阻力数止回阀旋启式312003 煨弯R=3D0.3102003 方型伸缩煨弯5620030 器R=3D 2 、蒸汽管道的水力计算

蒸汽管线正确疏水方案

蒸汽管线正确疏水方案 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

蒸汽管线正确疏水方案蒸汽输送管道的主要目的就是将高质量、且可靠的蒸汽输送到用汽设备。为达到这一目的，我们就必须在恰当的位置设置疏水点，将蒸汽系统中的冷凝水更快，更有效率的排出。当然，我们不能随心所欲的安装疏水阀，并就此轻易的忘记它们。我们有着规范的设计准则规定它们应该如何安装。为了保证疏水阀能正常稳定的工作，我们必须遵守这些规范来选择疏水点。蒸汽在主管中的流速比在设备中快很多，有时甚至超过30 m/s。此时如果管道中有冷凝水积存，就会被蒸汽快速带起形成水锤，撞击管道壁和阀门，造成设备损坏甚至人身伤害。因此在设计疏水点的时候也要同样将其列入考虑因素。接下来的四篇“正确疏水方案”将指导您如何正确和合适的将冷凝水排出蒸汽管道，从而防止系统中产生水锤和空气绑之类的问题。正确输水方案＃1：谨慎选择疏水点位置即使蒸汽输送管道完全笔直，我们也会推荐每隔30到50 米安装一个疏水阀。在提升管和下降管道的底部也同样需要。

除此之外值得特别注意的是，在有些冷凝水容易积聚的地方设置一个疏水点能有效防止蒸汽快速将水带起。在下列情况下需要安装疏水阀：每隔30到50米蒸汽管线每隔30到50米应当设置一个疏水点。在减压阀和控制阀前段在减压阀和控制阀关闭时，前方管道会积聚冷凝水，因此在它们的前段也应该设置疏水点。快速的排出冷凝水还能防止冷凝水腐蚀它们的阀座。当然，在串联的减压阀之间最好也安装疏水阀，这样就可以将减压阀之间的冷凝水排出管道。在可能长时间关闭的手动阀前段在手动阀前段也同样需要安装疏水阀，当阀长时间关闭后，冷凝水会积存在前方的管道内，当手动打开阀门时，蒸汽会带起冷凝水撞击阀门，造成阀门损坏。同样的，在蒸汽管道末端设置疏水点能有效提高系统安全性，并提高生产效率。在提升管或下降管底部在提升管和下降管的底部，冷凝水会由于重力和管道变向原因积聚，因此在这里我们也需要安装疏水阀。正确输水方案＃2：对蒸汽管道进行正确的支撑

蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算

蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算摘要：研究了蒸汽供热管道设计中常用的外压轴向型波纹管补偿器、拉杆型波纹管补偿器、铰链型波纹管补偿器在典型管段中的布置、设计计算，提出了波纹管补偿器的选用程序。关键词：蒸汽供热管道；波纹管补偿器；热补偿在城市直埋蒸汽供热管道的设计中最经济的补偿应为自然补偿，自然补偿利用弯曲管段中管道的挠曲来补偿热位移，但补偿能力有限。当自然补偿不能满足要求时，通常选用补偿器吸收热位移。常用补偿器有方型补偿器、套筒补偿器、球型补偿器及波纹管补偿器[1-6]。本文主要研究蒸汽供热管道设计中常用的波纹管补偿器及其在典型管段设计中的计算、选用。 1 常用的波纹管补偿器波纹管补偿器是以波纹管作为挠性元件，并由端管及受力附件组成。波纹管补偿器补偿量大，补偿方式灵活，结构紧凑，位移反力小，使用过程中不需维护。可根据固定支座及设备的受力要求，灵活设计结构型式。 ①外压轴向型波纹管补偿器外压轴向型波纹管补偿器由承受外压的波纹管、导流筒及进、出口管等组成。外压轴向型波纹管补偿器能吸收轴向位移，但不能承受管道内压产生的强大推力，因此外压轴向型波纹管补偿器一般用于低支架敷设、埋地管道敷设的直管段中。 ②拉杆型波纹管补偿器拉杆型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及拉杆、端板、垫圈等组成。拉杆型波纹管补偿器能吸收任一平面内的横向位移并能承受管道内压产生的推力，因此广泛应用于高支架的地上敷设蒸汽供热管道，特别是管道穿越道路、高垂直段或水平转弯段的设计中。因此在设计中一般优先考虑使用拉杆型波纹管补偿器。 ③铰链型波纹管补偿器铰链型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成。2～3个铰链型波纹管补偿器配套使用时，能吸收一个平面内横向位移并能承受管道内压产生的推力。铰链型波纹管补偿器以角位移的方式吸收平面弯曲管段的热位移。一对铰链型波纹管补偿器吸收横向位移时，角位移一定，其所能吸收的横向位移与2个铰链型波纹管补偿器之间的距离成正比，在施工现场条件允许下尽量增加2个铰链型波纹管补偿器之间的距离，可更有效发挥其补偿能力。因此铰链型波纹管补偿器被广泛应用于蒸汽供热管道设计中。

蒸汽管道温度损失计算及分析

蒸汽管道温度损失计算及分析 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式温损计算公式为：式中： g k —管道单位长度传热系数C m w ο?/ p t —管内热媒的平均温度 C ? k t —环境温度C ? G —热媒质量流量s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ??/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降，所以L 取1m .管道传热系数为式中： n a ，w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο?2/ n d ，w d —分别为管道（含保温层）内外径m i λ—管道各层材料的导热系数 C m w ο?/（金属的导热系数很高，自身热阻很小，可以忽略不计）。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算： Pr 为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有：式中： t λ—管道埋设处的导热系数。

t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件： A. 管道材料为碳钢（%5.1≈w ） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取t h = E.保温材料为：聚氨酯，取λ= C m w ο?/ F. 保温层外包皮材料是：PVC ，取λ= C m w ο?/ G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。 4.电厂实测数据为：管径为300mm 时，保温层厚度为：50mm ，保温外包皮厚度为：7mm ；管径为400mm 时，保温层厚度为：51mm ，保温外包皮厚度为：；管径为500mm 时，保温层厚度为：52mm ，保温外包皮厚度为：9mm ；管径为600mm 时，保温层厚度为：54mm ，保温外包皮厚度为：12mm ；蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导稳态条件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量q 1是相同的。根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为： 2、总传热系数及其影响因素分析总传热系数k 式中：h 1—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数 λ1—蒸汽管道各层材料的导热系数 1 1 1 1 1 1 ln 2 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? n i i n i i d d d d h k ?? ?? ?

蒸汽管道计算实例之欧阳歌谷创编

前言欧阳歌谷（2021.02.01）本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）； VOD用户端温度180℃，压力0.5MP；耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。

3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。（一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）

煨弯R=3D0.3102003 煨弯 5620030方型伸缩器 R=3D 2、压力损失 2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa； Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ； g—重力加速度，一般取9.8m/s2； υp—介质的平均比容，m3/kg； λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ； d—管道直径，已知d=200mm ； L—管道直径段总长度，已知L=505m ； Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36； H1、H2—管道起点和终点的标高，m； 1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3； 1.15—安全系数。在蒸汽管道中，静压头(H2-H1)10/Vp很小，可以忽略不计所以式2—1变为

热力管道的补偿类型和方式

热力管道的补偿类型和方式热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。 1．自然补偿自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。 2．补偿器补偿热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。（1）方形补偿器。方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。方形补偿器是由4个90°弯头组成，其优点是：制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修；缺点是：外形尺寸大，安装占用空间大，不太美观。方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。焊制方形补偿器时，当DN ≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。（2）波纹管补偿器。波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好，配管简单、耐腐蚀、维修方便等优点。波纹管材料。波纹管补偿器是采用疲劳极限较高的不锈钢板或耐蚀合金板制成

蒸汽管道计算实例

、尸■、亠前言本设计目的是为一区VOD-40t 钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。主要参数：蒸汽管道始端温度250C，压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240C，压力0.7MP （设定）； VOD用户端温度180C，压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达

不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250C查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为 4.21kg/m3。假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为2.98kg/m3。（一）管道压力损失：

2、压力损失式中△ p —介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa; Wp —介质的平均计算流速，m/s ;查《管道设计》表5-2 取 Wp=40m/s ; g —重力加速度，一般取 9.8m/s "; u p —介质的平均比容，m 3/kg ; 入—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4— 9得管道的摩擦阻力系数入=0.0196 ; d —管道直径，已知d=200mm ; L —管道直径段总长度，已知 L=505m ; 艺E —局部阻力系数的总和，由表（一）得艺E =36 H 1、战一管道起点和终点的标高，m ; 1/Vp= p p —平均密度，kg/m 3 ; 1.15—安全系数。在蒸汽管道中，静压头（H2-H1）10/Vp 很小，可以忽略不计所以 2 103 d 厶+工? + （禺+駕）-1。5 2— 1

蒸汽管道设计计算

项目名称：XX 蒸汽管网设计输入数据： 1.管道输送介质：蒸汽工作温度：240 C 工作压力: 0.6MPa 流量：1.5t/h 管线长度：1500 米设计计算：设计温度260 C 设计压力:0.6MPa 比容：0.40m 3/kg ⑴管径： Dn=18.8 X(Q/w) 0-5 D n —管子外径，mm ； D0 —管子外径，mm ； Q —计算流量，m3/h w —介质流速，m/s ①过热蒸汽流速 DN》200 流速为40?60m/s DN v 100 流速为20 ?40m/s ②w=20 m/s Dn=102.97mm w=40 m/s Dn=72.81mm ⑵壁厚： DN100~DN200 流速为30 ?50m/s

ts = PD o/{2 （〔c〕Ej+PY）} tsd=ts+C C=C1+C2 ts —直管计算厚度，mm ； D0 —管子外径，mm ； P —设计压力，MPa ；〔c〕t —在操作温度下材料的许用压力，MPa ; Ej—焊接接头系数； tsd —直管设计厚度，mm ； C—厚度附加量之和；：mm ； C1—厚度减薄附加量；mm ； C2—腐蚀或磨蚀附加量；mm ；丫一系数。本设计依据《工业金属管道设计规范》和《动力管道设计手册》在260 C 时20#钢无缝钢管的许用应力〔c〕t为101Mpa , Ej取1.0 , Y取0.4 , C i 取0.8 , C2 取0. 故ts = 1.2 X133/【2 X101 x i+1.1 X0.4】=0.78 mm C= C 1+ C 2 =0.8+0=0.8 mm Tsd=0.78+0.8=1.58 mm 壁厚取4mm 所以管道为? 133 X4。

蒸汽管道损失理论计算及分析

1.计算基本公式温损计算公式为：式中：—管道单位长度传热系数 —管内热媒的平均温度 —环境温度 —热媒质量流量 —热水质量比热容 ——管道长度由于计算结果为每米温降，所以L取1m .管道传热系数为式中：，—分别为管道内外表面的换了系数，—分别为管道（含保温层）内外径 —管道各层材料的导热系数（金属的导热系数很高，自身热阻很 i 小，可以忽略不计）。 —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算：

Pr为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有：式中： —管道埋设处的导热系数。 —管道中心到地面的距离。 3.假设条件： A. 管道材料为碳钢（） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于 C.土壤的导热系数= D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取= E.保温材料为：聚氨酯，取= F. 保温层外包皮材料是：PVC，取= G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。 4.电厂实测数据为：

管径为300mm时，保温层厚度为：50mm，保温外包皮厚度为：7mm；管径为400mm时，保温层厚度为：51mm，保温外包皮厚度为：；管径为500mm时，保温层厚度为：52mm，保温外包皮厚度为：9mm；管径为600mm时，保温层厚度为：54mm，保温外包皮厚度为：12mm；蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导稳态条件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量是相同的。根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为： 2、总传热系数及其影响因素分析

压力管道设计说明

1、工程概况本工程为射阳港经济区射阳金鹤纤维素有限公司蒸汽管网设计工程。蒸汽管网利用三通由原厂区内蒸汽管道接出，通至新库房。 2、设计参数工作压力：0.8MPa 工作温度： 160℃ 设计压力： 1.6 MPa 设计温度： 300℃ 工作管道直径：Φ108×5 过路段埋地外护管直径：Φ219×6 保温材料：超细离心玻璃棉δ=60-70mm（详见图纸列表）保护层：镀锌彩钢板δ=0.5mm 3、本设计遵照以下标准规范 1、《压力管道规范-工业管道》（GB/T20801-2006）； 2、《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（TSGD0001-2009）； 3、《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》（CJJ104-2005）； 4、《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235－97）； 5、《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》（GB50126-2008）；

6、《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB50184－2011）； 7、《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264-97）； 8、《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236－2011）； 9、《压力管道设计许可规范》（TSGR1001-2008）； 10、《特种设备安全监察条例》 549号国务院令； 11、《承压设备无损检测》（JB/T4730-2005）； 4、输送介质为蒸汽的管道，管道分类为GC3。 5.蒸汽管道安装 5.1蒸汽管道的施工验收应符合《压力管道规范-工业管道》（GB/T20801-2006）和《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（TSG D0001-2009）的有关规定。 5.2材料：工作管采用20＃（Φ108×5）无缝钢管，管道标准为GB/T8163-2008或GB3087-2008。焊接采用氩弧焊打底，焊丝为H08Mm2Si,盖面采用手工电弧焊，焊条型号为E4303，对应牌号为J422；埋地外护管均采用螺旋钢管（Q235B），管道标准号为SY/T5037-2000，采用手工电弧焊，焊条型号为E4303，对应牌号为J422。 5.3蒸汽管道的弯头采用热压弯头（GB12459-2005），除特殊注明外，弯头弯曲半径R=1.5DN。三通采用标准无缝三通（GB12459-2005）。管件壁厚不小于直管段壁厚。 5.4全部钢管、管件以及预制件等应有制造厂的合格证书或复印件，在安装前应进行外观检查，并将内部清洗干净，不得留有杂质；保温制品需有性能检测报告，保温表面不得有

浅谈厂区蒸汽管道设计

浅谈厂区蒸汽管道设计摘要: 探讨了蒸汽管道的布置方式和补偿, 蒸汽系统的排气以及疏水阀的选取。关键词: 蒸汽系统；蒸汽管道布置；排气；疏水；凝结水 Abstract: discusses the steam pipe arrangement and compensation, the steam system of exhaust and the selection of the trap. Keywords: steam system; The steam piping layout; Exhaust; Scanty water; condensate 蒸汽作为一种环保、高效的供热介质, 在石油化工行业中得到广泛应用,下面就从设计中常遇到的问题对蒸汽管道系统设计进行探讨。 1.蒸汽管道的布置和补偿 1.1蒸汽管道的布置由工厂系统进入装置的主蒸汽管道，宜布置在管廊的上层，蒸汽管道应按照下列要求布置： a) 蒸汽支管应从主管的顶部引出，当工艺要求支管上设置切断阀时，切断阀应布置在靠近主管的水平管段上； b) 支管不得从用气要求很严格的蒸汽管道上接出； c) 蒸汽主管进入装置界区的切断阀上游和主管末端应设排水设施； d) 蒸汽管道的低点宜设排液设施，排液设施应根据不同情况设放净阀、分液包、或疏水阀； e) 蒸汽管道应设置高点放空，放空阀宜采用闸阀，直接排至大气的蒸汽放空管，宜在阀门下游开一个Φ6～Φ10mm的排液孔，并引至安全位置。 1.2蒸汽管道的铺设方式蒸汽管道的铺设方式分为地上和地下。地上铺设即架空铺设，按管架高度可分为高、中、低三个档次，高管架h≥4.5m、中管架2.5m≤h＜4.5m、低管架0.3≤h ＜2.5m。地下铺设可分为地沟和直埋铺设，地沟铺设一般有通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。直埋铺设投资小，但维修不方便，补偿能力不足，目前一般不

蒸汽管线热损失检验测试报告

蒸汽管道热损失测试报告 1 测试背景郴州钻石钨制品有限责任公司蒸汽在输送过程中蒸汽热损失和压力损失明显，导致因为蒸汽末端蒸汽品质严重下降，通过与现场工作人员交流和了解，厂区蒸汽管道管线保温层破损处较多，由于长期使用而未曾更换保温材料，因此，导致岩棉材料下沉，上薄下厚；局部管线有裸露在外的现象，从而导致其热损失比较大，此外有个别阀门未采取保温，也不同程度加大了散热损失。保温材料和保温结构单一，缺少防水，防渗透措施，长期遭受雨雪侵蚀，保温效果变差。因此有必要对其进行热损失测试，找出具体的热损失原因，从而为做好能源利用工作提供方向和科学依据。 2测试方法 2.1 热流计法 2.1.1 测试原理用热阻式热流传感器(热流测头)和测量指示仪表直接测量保温结构的散热热流密度。热流传感器的输出电势(E)与通过传感器的热流密度(q)成正比，q=cE值为测头系数。热流传感器的标定按GB/T10295中的方法进行，必要时绘制q/E系数c 与被测表面温度(视作热流传感器的温度)的标定曲线，该曲线还应表示出工作温度和热流密度的范围。 2.1.2 现场测定应满足下列条件应满足一维稳态传热条件减少外部环境因素的影响读取测定数据应在

达到准稳态条件时进行。（1）现场风速不应超过0.5m/s,不能满足时应设挡风装置。（2）应避免传感器受阳光直接辐射的影响宜选择阴天或夜间进行测定或加装遮阳装置。（3）应避免在雨雪天气时进行测定。（4）环境温度湿度的测点应在距热流密度测定位置1m远处,避免有其他热源的影响;地温的测点应在距热流密度测定位置10m远处相同埋深的自然土壤中。 2.2 表面温度法测试原理对于地上地沟敷设的热力管道测定保温结构外表面温度环境温度风向和风速表面热发射率及保温结构外形尺寸按下面公式计算其散热热流密度 q=α(t W-t F) 式中: q:散热热流密度，W/m2； α:总放热系数，W/(m2·k)； t W:保温结构外表面温度，K； t F:环境温度，K。 2.3 温差法测试原理通过测定保温结构各层厚度、各层分界面上的温度以及各层材料在使用温度下的导热系数，计算保温结构的散热热流密度。

蒸汽管道计算实例

前言本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）； VOD用户端温度180℃，压力0.5MP；耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。4 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。

蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该3。为4.21kg/mρ状态下的密度1假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设3。2.98kg/m 蒸汽在该状态下的密度ρ为—计》表13得2（一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）阻力系数总阻力管子公称直径数量名称（毫米）数（ξ）3 200 3 1 止回阀旋启式 3 煨10 0.3 弯200 R=3D 煨弯30 200 6 5 方型伸缩． 2、压力损失 2—1 式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa； Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ； 2；—重力加速度，一般取9.8m/s g3/kg；υp—介质的平均比

东佳蒸汽管道施工方案

山东东佳集团股份有限公司蒸汽管道安装工程施工方案编写: 审核：批准: 中石化工建设有限公司 2017年5月２６日目录

一、工程概况 (2) 二、施工依据 (2) 三、施工工艺 (3) 四、质量控制……………………………．8 五、劳动力需用计划 (9) 六、施工机具需用计划 (9) 七、安全文明施工措施………………….1０八、交工验收………………………．.１１一、工程概况: 本工程属于蒸汽改造工程,主要供应汽轮机房内用汽。地点位于博山区山东东佳集团股份有限公司厂

区内。由山东金珂设计院设计。蒸汽管道减压前设计压力1.2５MPa,减压后设计压力0.4MPａ，减压前温度192℃,减压后温度150℃。管道材料为无缝钢管,材质20号钢,标准号GB/T8163—200８,管经为ＤN5０～ＤN20，总长约100米。主要工程实物量一览表压力管道一览表二、施工依据 1、ＸXXＸ煤气热力研究院设计图纸。２、《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB５02３5—９7）。 3、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB502３6—9８）。４、《承压设备无损检测》JＢ／Ｔ4７3０－2005。 5、《工业设备及管道绝热工程施工规范》GＢ50１26-200８。 6、《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ２99-91。 7、《管道支吊架》GB／T１７116。８、《特种设备安全监察条例》(2009）。 9、《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSＧＤ0001-2009。三、施工工艺

(一)管子检验：１、管材必须具有制造厂材质证明书、合格证,并且符合GB／T8163—2008标准。材质为20#钢。 2、管子应进行逐根检查,其外径、壁厚允许偏差应符合钢管制造标准。 3、管子必须进行外观检查，其表面不得有裂纹,重皮、毛刺，凹凸、缩口氧化铁等应予清除，无超过壁厚负偏差的锈蚀，麻点、凹坑及机械损伤等缺陷。（二）管件检验 1、管件、管道组成件必须有产品合格证明书，并应按设计要求核对材质，型号和规格。 2、管件外表面应无裂纹、缩孔夹渣、折迭、重皮等缺陷。 3、管道壁厚尺寸测量，应不超过壁厚负偏差的锈蚀或凹陷。 4、法兰、盲板密封面应平整、光洁,不得有裂纹，毛刺及径向沟槽。 5、弯头采用R=3.5D的无缝弯头,材质为20#钢，PＮ2．5MPa。 6、三通、变径采用钢制件，材质为20＃钢,PN2.５ＭPａ。 (三)阀门检验; 1、核对阀门制造厂的合格证书,型号、规格等,每一个阀门都应有一个合格证并要保存。 2、每个阀门须进行单体强度压力试验和严密性试验,强度试验压力为公称压力(2.5MPa)的1.５倍即3．75MＰa,试验介质：洁净水，试验时间不少于5分钟,以壳体填料无渗漏为合格；严密性试验压力为公称压力（2.5MPa),试验介质:洁净水,试验时间不少于５分钟,以阀瓣密封面不漏为合格。 3、试验合格的阀门应做好标识，排净内部积水,用空气吹扫干净，并加盖封闭进出口，作好试验记录。（四)焊材检验１、焊条、焊丝应有产品合格证书,材质证明书。２、焊条、焊丝应包装完整,无破损及受潮现象,标志应齐全。 3、清除焊丝表面的油污、锈蚀等。（四)管道施工１、一般注意事项： (1）、所有管子、弯头、法兰等必须有制造厂的材质证明书。 (２)、管道预制前，用手提砂轮机打磨管道外表面显现金属光泽符合要求后，涂刷二

浅谈蒸汽管道的设计

浅谈蒸汽管道的设计【摘要】：蒸汽管道的安装与布置，管道由于热应力而使用的热补偿的形式，疏水阀组即疏水器的的安装布置原则，支吊架的放置以及在蒸汽管道的设计中需要考虑的套管变形，保温及水击现象等问题的处理解决办法。【关键字】：压力管道；蒸汽管道；蒸汽管道安装；疏水器；支吊架；水击现象前言：蒸汽管道在轻工行业中用途广泛，不仅可以作为热源用于加热，保温，还可以用于为原料消毒杀菌。蒸汽管道作为压力管道，在设计上要遵循压力管道设计原则，同时，由于蒸汽的特殊性，在管道设计上还要考虑到冷凝水的排放，疏水阀组的放置。 1、蒸汽管道布置原则蒸汽管道布置应考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物等多种因素。蒸汽管道敷设方式一般采用地上敷设（架空）和地下敷设（地沟），采用地上敷设方式时，在设计中一定要注意美观，与周围建筑物要协调一致，一般工业厂区多采用地上架空方式敷设，此种方式造价相对较低。由于城市环境的要求，在城市热网中逐步采用直埋敷设。 2、蒸汽管道安装 2.1 勘测放线施工单位与建设单位工程技术人员要严格按照施工图纸进行测量放线，打好管线走向的重要点。转角点需注明角度及切线长。若管道沿线遇到地下隐蔽工程时，放线应在交叉范围两端作出明显标记。 2.2 钢管检验钢管的质量直接影响管道使用寿命，在施工中要求钢管表面不得有裂纹、腐蚀、结疤和凹痕等缺陷，钢管和管件须具备出场质量证明书等技术资料，各种技术指标必须符合管道行业有关标准和规定（如力学性能、化学成分、强度、韧性等）。 2.3 管道安装经过管线走向勘测、钢管检验等工作后，可以进行管道的安装。由于蒸汽管道有架空敷设方式和地埋敷设方式之分，所以施工方法不同。架空敷设时，管道安装完毕，在进行保温施工前，须对管道进行水压试验。对于长距离的蒸汽管道可做分段试压。试压前，在管路最高点安装放空阀，在最低点安装疏水阀。试压压力为设计压力的1.5倍，在试压时，试压表计须校验，其精度不得低于1.5倍，