直埋蒸汽管道暖管过程异常工况的原因及对策

摘 要

摘 要: 结合工程实例,分析了直埋蒸汽管道在暖管过程中出现的异常及原因,对解决方法进行了探讨。

  结合工程实例,分析了直埋蒸汽管道在暖管过程中出现的异常及原因,对解决方法进行了探讨
关键词 直埋蒸汽管道; 波纹管补偿器; 外护管; 泄漏; 暖管
Abstract:The abnormalities and causes during warning directly buried steanl pipeline are analyzed with an engineering example,and their solutions are discussed.Key words:directly buried steam pipeline; bellows-type expansion joint; outer protective pipe; leak; warming pipe

随着城市集中供热和热电联产等节能环保政策的推广,直埋蒸汽管道的应用量越来越大。我国对直埋蒸汽管道的敷设技术、水力计算、绝热材料的开发进行了许多研究[1-27]。本文结合工程实例,对直埋蒸汽管道在暖管过程中出现异常工况的原因及对策进行探讨。

1工程概况

    邯郸热电厂至高开区蒸汽管道是邯郸市高开区供汽主干线,根据《邯郸市供热规划》,其承担高开区3.5 km2内工业用户生产用汽和建筑供热用汽。供气管道的工作管规格为DN 600 mm,凝结水管道的工作管规格为DN 300 mm,供汽温度为270℃,压力为l.0 MPa,全长为3.5 km。

    凝结水管道按蒸汽管道设计。供气管道、凝结水管道均采用直埋敷设方式,绝热材料采用离心玻璃棉,外护管为钢管外滑动结构。供汽管道、凝结水管道的绝热层厚度分别为133、95 mm,外护管分别选用92085297,过路部分采用92010529 8。管道途经邯郸市低洼区,地下水位较高。根据CJJ l04—2005《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》的要求,直埋蒸汽管道的工作管采用有补偿设计,外护管采用无补偿设计。为确保蒸汽管道安全稳定运行,管道的弯头、支线三通均采用内外固定支座(分别见图1、2),其他位置均采用内固定支座。

 

 

2暖管异常工况及原因

2.1 异常工况

    在暖管过程中,排潮管排出大量汽水混合物,管道沿线局部位置有热水渗出地面。经过分析,选择若干开挖点,开挖后进一步发现工作管与外护管问的绝热层有大量进水,有4处外护管接口漏焊,有1处波纹管补偿器外壳有砂眼漏汽,部分波纹管补偿器外壳两端变形严重、台肩部位的焊口开裂(见图3)。

 

 

2.2原因

直埋蒸汽管道现场存放条件不佳以及外护管接口漏焊,是造成工作管与外护管问绝热层进水的原因,这反映出现场存放、安装、监理工作的不到位。暖管升压速度过快,也加剧了管子、管件的损坏。

直埋蒸汽管道绝热层内有大量的水,这是不允许出现的,易导致在暖管过程,绝热材料热导率增大[28]。由于水的蒸发,使外护管温度骤然升高,可达到110℃,超过外护管设计温度(60℃),外护管轴向应力增大,使得波纹管补偿器外壳的台肩部位破坏。

3对策

① 由于外护管与工作管内固定支座处为全封闭结构,因此可实现对外护管进行分段严密性试验,介质为空气。以排潮管为接入点,分段进行严密性试验,查找漏点。气压一般控制在0.2~0.4 MPa,保压时间可视实际情况而定。

将波纹管补偿器节点进行开挖,对所有波纹管补偿器进行修复甚至更换。采用变径管替代波纹管补偿器外壳原有的台肩结构(见图4),避免应力集中而发生破坏。

暖管应采用“低温烘烤”的方法,以排除绝热层中的潮湿气体和积水。暖管过程按下列步骤进行:在蒸汽压力0.1 MPa下,稳压暖管30 min,检查暖管过程是否正常。若无异常,将蒸汽逐步升压至0.2、0.4、0.6 MPa。

 

 

4结论与建议

    ①应避免直埋蒸汽管道在现场存放、安装等环节绝热层进水,若有少量进水,应在安装前对工作管采用“低温烘烤”的方法,排除绝热层中的水分。

    ②直埋蒸汽管件生产企业应充分考虑最不利工况,提高设计能力,对于管件的应力集中点,应采取必要措施,避免发生破坏。

工程各方应严格执行标准规范,各方人员应增强责任感,严把质量关。

 

 

 

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本文作者:张振国1, 尹红霞2, 徐乐云l,  1

作者单位:1.邯郸市规划设计院;2.河北工程大学水电学院