廠家鋼套鋼高溫蒸汽管中支架的設(shè)計優(yōu)化研究

前言目前，“鋼套鋼”直埋蒸汽管道在我國城鎮(zhèn)集中供熱管網(wǎng)中已經(jīng)有大量的應(yīng)用，在工程實踐中積累了豐富的經(jīng)驗，但是，由于目前我國尚沒有生產(chǎn)和設(shè)計直埋蒸汽管道的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因此，管道的生產(chǎn)和使用在一定程度上還存在一些技術(shù)問題，本文在理論計算的基礎(chǔ)上，對“鋼套鋼”直埋蒸汽管道中滑動支架、導(dǎo)向支架以及固定支架的布置方式作初步的探討，僅供參考。 !、 “鋼套鋼”直埋蒸汽管道中的支架型式根據(jù)管道的不同位置，以及不同的用途，可以在“鋼套鋼”直埋蒸汽管道中應(yīng)用三種支架，分別為導(dǎo)向支架、滑動支架和固定支架。 !$&導(dǎo)向支架在“鋼套鋼”直埋蒸汽管道中，在彎頭、折角等方向改變部件的直管段中通常使用導(dǎo)向支架，導(dǎo)向支架用于限制工作鋼管在外保護層鋼管中的移動空間，它防止了工作鋼管的徑向位移，使工作鋼管只能沿著管道的軸向自由膨脹。導(dǎo)向支架結(jié)構(gòu)如下圖所示： !$!滑動支架 在有吸收管道膨脹變形能力的彎頭兩段管道中，為了使彎頭能夠自由地吸收管道的膨脹變 形，通常使用滑動支架。只限制工作鋼管沿管道垂直徑向向下的位移，而不限制工作鋼管在外保護鋼管內(nèi)沿其它方向自由移動，這樣有利于變形的吸收和管道中應(yīng)力的分散。滑動支架結(jié)構(gòu)如下圖所示： !$#固定支架 固定支架用于保護管道中的折角、彎頭等管件，平衡管道中的應(yīng)力，阻止管道中應(yīng)力的傳遞。由固定支架的結(jié)構(gòu)型式可知，它可以承受很大的軸向力，但卻沒有抵抗徑向剪切力的能力，因此，在布置支架時，應(yīng)盡量降低固定支架的徑向剪切力，使其承受軸向力，這樣才能保證固定支架的安全使用和
整個管網(wǎng)的安全。固定支架結(jié)構(gòu)如下圖所示：

 廠家鋼套鋼高溫蒸汽管中支架的設(shè)計優(yōu)化研究

管道中支架不同布置方式的計算分析$%-計算條件 本文選用工作鋼管管徑為62".7/%#的蒸汽管道進行計算研究，輸送介質(zhì)為-3#8低溫蒸汽，壓力為"%#9:;，現(xiàn)分別選用$1和01的折角、在四種不同支架布置方式的情況下，對導(dǎo)向支架、固定支架和折角等處應(yīng)用<=>?=@"軟件進行力學(xué)計算和分析。 $%"四種支架布置方式 管道中滑動支架、導(dǎo)向支架以及固定支架的布置位置不同，直接影響其受力的狀態(tài)，因此，選用四種不同的布置方式進行計算分析，從中總結(jié)出有實用價值的規(guī)律。圖中:&為沿管道直徑方向傳遞的力，:,為沿管道軸向傳遞的力。四種布置方式如下圖所示： $%$計算數(shù)據(jù)及分析經(jīng)過<=>?=@"軟件計算以后，對應(yīng)上圖中的各點，可以得到計算結(jié)果如表-所示： 由表-中數(shù)據(jù)可以得到以下結(jié)論：-、 由表-中數(shù)據(jù)可知，折角處固定支架、滑動支架、導(dǎo)向支架的布置對管道中各點的受力影響很大，尤其是對固定支架受力的影響尤其顯著。 "、由固定支架的結(jié)構(gòu)特點可知，為了使其正常地工作，應(yīng)使其在小剪切力的狀態(tài)下工作，因此，由表-中數(shù)據(jù)可以看出，四種布置方式中，前三種布置方式折角處的彎曲力矩幾乎沒有變化，但是類型三中的固定支架承受的的剪切力zui小，幾乎沒有徑向剪切力，雖然這時固定支架出軸推力zui大，但是這仍然是固定支架有 利的工作狀態(tài)，因此，在管網(wǎng)設(shè)計時，應(yīng)盡量避免將固定支架直接靠近折角安裝，應(yīng)在固定支架與折角之間設(shè)置導(dǎo)向支架，盡量增大固定支架與折角之間的距離，這樣才能實現(xiàn)對折角的保護。 $、當(dāng)在折角與固定支架之間設(shè)置滑動支架時，從表中類型四可以看出，這時折角處的彎曲應(yīng)力是前三種類型的"%(倍，原因是在靠近折角設(shè)置了滑動支架，而滑動支架只對工作鋼管起支撐的作用，它沒有限制工作鋼管移動的方向，致使折角兩側(cè)直管段產(chǎn)生的熱脹變形直接傳遞到折角處，而小角度折角沒有吸收熱脹變形的能力，因此折角處的應(yīng)力很大；同時，由于折角處產(chǎn)生的徑向力的傳遞方向沒有得到限制，導(dǎo)致固定 支架徑向剪切力相當(dāng)大，這對于固定支架的安全是十分不利的，而且，此時，折角處于高應(yīng)力狀態(tài)，很容易破壞，而且固定支架沒有很好地起到保護折角的作用，因此，在小角度折角處靠近折角的位置設(shè)置滑動支架是不可取的。 )、結(jié)論“鋼套鋼”直埋蒸汽管道的設(shè)計尚處于實踐和摸索階段，需要廣大工程技術(shù)人員在工程中不斷地探索和總結(jié)，正確地使用“鋼套鋼”直埋管道的各種支架有利于對管網(wǎng)進行科學(xué)地設(shè)計，保證管網(wǎng)的長期安全穩(wěn)定地運行。 隨時進行排氣，從而防止“氣塞”的產(chǎn)生。 運行中，水流從筒體下部進水管切向進入筒體，形成旋流，雜質(zhì)和污物在旋流的作用下，沿筒壁下沉到錐形筒底，為防止雜質(zhì)污物被向上的水流泛起，錐形筒底設(shè)置了帶網(wǎng)孔的傘形擋渣蓋。為了將沉積在底部的雜質(zhì)、污物及時排除掉，錐形筒底安裝了排污閥。可根據(jù)實際需要進行排污或?qū)V網(wǎng)進行反沖。 下面談?wù)劯鞣N除污器在管網(wǎng)設(shè)計、安裝、使用過程中應(yīng)該注意的事項。 *、 所有除污器安裝時均應(yīng)在進、出水管一側(cè)各裝一塊適合于工作壓力的壓力表（應(yīng)計量準(zhǔn)確），用于觀察除污器兩側(cè)壓力是否正常。 "、為了便于排污和清除沾附在濾網(wǎng)上的污物，除污器應(yīng)設(shè)計如圖六所示的旁通管路。正常運行時旁通閥門必須關(guān)閉，需要排污或?qū)V網(wǎng)進行反沖時，可以關(guān)閉進、出水閥門，打開旁通閥，使系統(tǒng)保持正常運行狀態(tài)，然后再打開排污閥，進行無壓排污。為了*沖洗掉筒底雜質(zhì)和沾附在濾網(wǎng)上的污物，這時要稍稍打開除污器已關(guān)閉的出水管閥門，并適當(dāng)控制流量，使大部分水流繼續(xù)循環(huán)，少部分水流返回除污器進行反沖，以利于清除掉沾附在濾網(wǎng)上的污物及筒底雜質(zhì)，使除污器保持正常運行。

廠家鋼套鋼高溫蒸汽管中支架的設(shè)計優(yōu)化研究

嚴禁高壓大流量排污或反沖濾網(wǎng)，以免發(fā)生意外。 $、 管網(wǎng)新建投入運行時，也是雜質(zhì)、污物zui多的時候，應(yīng)采取非常措施進行排污，即第*+"天每隔)小時就應(yīng)進行一次排污和反 沖，第$+)天每隔,小時排污反沖一次，此后，即可按常規(guī)進行排污和反沖，以保持除污器的正常運行。 )、除污器排污管下方應(yīng)設(shè)置排水溝或引水管，將排出的水及污物妥善進行處置。 (、上述各種除污器進水、出水均有方向性選擇，請在設(shè)計、選購、安裝中予以注意，以防搞錯方向。 -、每隔$+(年，可視運行情況對除污器進行一次檢修，必要時可打開法蘭，對筒底、濾網(wǎng)進行*清理。同時，濾網(wǎng)是可以更換的。 這幾種除污器在新疆各地供熱單位經(jīng)用戶使用反映良好，*可以滿足以上“六個要素”的要求，同時無需每年打開除污器進行清理、維修，可節(jié)省大量人力、物力，節(jié)省維修費用，更重要的是采用這種除污器，不會發(fā)生板式換熱器的堵塞，有力地保證了供熱管網(wǎng)的經(jīng)濟、安全運行，受到了用戶的好評，因此這幾種
除污器應(yīng)有推廣的價值和良好的使用前景。