随着直埋蒸汽管道的增多,直埋蒸汽管道在运营过程中的缺点也越发的突出,并且成为城市供热发展的重要障碍。以下为直埋蒸汽管网常见的几种故障。
1.1补偿器的损坏
直埋蒸汽管网中,补偿器是***容易损坏的附件,几乎占所有故障的90%。目前城市直埋管网中,***常见的补偿器为波纹管补偿器。该补偿器具有占地小、安装便捷等优点,但是也具有使用寿命有限、抗水击能力小、抗形变能力小等缺点。
除波纹管补偿器外,还有的使用套筒式补偿器,此种补偿器在伸缩频繁的条件下,密封剂也会减少,导致补偿器***,也会出现和波纹管补偿器相似的问题。而其他补偿类型,如旋转补偿、方形补偿、球形补偿等大多不适合城市道路旁狭小的管线空间,无法使用。
1.2保温材料的损坏
保温层损坏的原因主要有以下几点: (1)补偿器的损坏,导致***的蒸汽直接冲坏保温层,并且***的蒸汽冷凝后变成水,浸泡保温层,使得保温层失效。(2)工作管本身质量原因的损坏或焊口的损坏导致***,造成后果同(1)中所述。(3)外保护管的质量原因或焊接质量原因导致地下水或其他水分进入外保护套管内,浸泡保温层导致失效,或水分被工作管的热量蒸发,所形成的蒸汽冲坏保温层。
1.3外保护管的损坏
(1)防腐层施工质量不达标。有的施工单位在进行防腐施工时,可能会不按照图纸及规范要求施工,而采取少防腐一两层、少使用防腐涂料、防腐层不紧密有气泡等,如果这些没有被检查出来而直埋在地下,长期的地下水层浸泡(特别是在地下水含酸、碱的情况下)会很容易锈通外保护钢管,导致地下水渗入。
(2)埋设管道时不注意回填质量。有时埋设管道时不清干净管沟内石块等硬物,或者回填时回填下石块等硬物,都会导致管道防腐层的***,***终导致外套管的锈蚀。
(3)工作管或补偿器的***,导致泄漏点保温层被冲坏,导致外套钢管外表温度的升高,而很多防腐涂料的耐温低于此时的温度,导致防腐涂料的失效,形成外套管的腐蚀。
(4)在城市道路旁敷设直埋管时,往往会遇到雨水、污水管道,或者是雨、污水管道施工时遇到直埋蒸汽管道。不具备施工经验的***往往会简单地在雨、污水管与直埋管相交处砌井了事,导致雨、污水(特别是污水)长期冲刷外保护钢管,冲刷掉防腐层,然后锈蚀外保护钢管。
蒸汽管道敷设时每隔一定距离需要设置一支撑点,以支撑管道、附件、保温层及管道中的水重,并承受管道作用力。支吊架分为固定支架、导向支架、活动支架、弹簧支吊架等形式。在实际工程施工中,当需要减少支架水平位移的摩擦力时,可采用滚动支架。弹簧支吊架用于有垂直位移的支撑点,当有水平位移时,弹簧支架应加装滚柱。在设计安装时应对固定支架做推力和应力验算。4.6 疏水器的安装
在蒸汽管道上必须设置疏水器,其作用是自动防止蒸汽泄漏而且迅速排出用热设备及管道中的冷凝水,保持蒸汽干燥,提高蒸汽利用效率。蒸汽管道疏水器设置位置:1、管道的***低点;2、被阀门切断的各管段***低点;3、垂直升高前的管段***低点。一般顺坡情况下每隔400~500米,逆坡时每隔200~300米设置启动疏水和经常疏水装置。
5 水击现象及避免措施
蒸汽管线停送汽时,有时能听到“咣咣”的声音,这就是水击现象。水击现象是介质流动状态忽然改变,管内流体动量发生变化而产生的压力瞬变过程,
是管内不稳定流动所引起的一种特殊振荡现象。它使蒸汽管道的使用寿命缩短,严重时甚至会造成管道、阀门等设备的***损坏。所以在蒸汽管道设计和生产操作过程中要尽可能避免发生水击。一般可通过以下方法避免和减轻水击对蒸汽管道的影响。
①在管道设计安装时,必须使管***有足够的坡度,并尽可能保持汽、水同向流动。
②在停送汽时,延缓阀门的调节时间,使管内流体的流速变化很小,减小管内流体的不稳定流动。
③合理的管路设计也是避免水击发生的有效措施。
、
蒸汽管道的设计、附件的选择、支架和补偿器的选择必须经过严格的设计计算,在补偿器安装时,要做预拉伸,只有如此才能保证管道安全、可靠、经济运行。汽管道主要用于输送工业蒸汽和满足部分采暖需求。近年来,随着集中供热事业的蓬勃发展和
城市现代化建设要求的逐步提升,原有架空形式虽有诸多优势,但其在城市内实施存在着较大的局限
性,因而,蒸汽管道直埋技术得以迅速发展和完善。
在此期间,科技人员、生产厂家在直埋蒸汽管道技术的研究、开发、应用等方面,付出了大量心
血,选用了几乎所有适用的材料,也取得了长足进步,出现了大量的管道设计理念和结构形式,较好
地解决了力系分解与固定形式、合理的补偿方式、保温结构与热桥处理、施工工艺及运行工艺等。
目前,得到业内人士较为认可和推广率较多的直埋蒸汽管道形式为:钢套钢直埋。其固定方式一
般选用钢套钢内固定支架,补偿器常规选用无约束轴向型直埋补偿器,保温选用内滑动(或滚动),
好一点的对补偿和固定等节点处防热桥处理。这种结构形式,我们半岛供热公司应用了近10年,但
实践过程中发现存在较多问题,主要有:
①轴向型波纹补偿器因其结构特性不耐水击(锤),带来管道安全性较差。长年稳定负荷运行管
道略好,负荷变动大经常启停管道尤其严重,出现问题较多。
②轴向型波纹补偿器补偿量相对较小,补偿管段短,同一管系补偿器数量应用多,并很难做到与
管道同寿命,因其质量问题和实际使用工况条件变化,达到15年以上的很少,部分不足10年已先后
出现问题,因而管系二次建设更换费用较高。
③工作温度变化对补偿量、刚度和工作压力均需要修正,因而其实际工况运行中出现问题几率较
大。如文登铺头热电厂至西区φ377主管道原设计280℃,施工后运行参数调整为320℃,此时如选
择轴向型补偿器,肯定无法运行(温度提升后,相应刚度减小、补偿量增大、当量工作压力增大)。④施工同心度要求严格,在同一补偿管段内如超出偏差量,则易发生波纹损坏而致泄漏。
⑤保温结构的不完善,特别是外防腐层出现泄漏(地下腐蚀严重)等问题带来的管系失稳。
基于此,我们针对实际情况,做了大量实践研究,力求寻找更加合理的补偿装置进行替代旧有模式。