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。
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。
所谓上疏水就是将管道中的凝结水通过插入工作钢管中的疏水管,将集水罐中的凝结水利用管道中的背压,将凝结水从管道上方排出的疏水装置。其结构见图1
此种结构在施工过程中安装方便,在生产厂家内做成管件,现场可直接安装。而且因为疏水管的引出点在管道上方,所以疏水管的焊接安装操作更加方便。因其靠近地面,疏水井可设置相对较浅,十分便于今后维护操作,也减少了土建施工工作量,降低了工程成本。此疏水装置因疏水管直接穿过工作管,对蒸汽的流动产生了一定的阻力,运行时因气流冲击疏水管会产生震动,对管线的运行有一定的影响,但通过使用情况看,此种影响不大,经过10余年的运行管线运行情况良好。上疏水的***大缺点就是在管线中没有背压时起不到排水作用,在管线进行水压试验或停汽后管道中会有少量存水,管线下次启动时如果操作不当容易产生水击现象。所以在管线启动时升压要更加缓慢,利用背压将管中的水排净后再升压,避免水击产生。水压试验排水问题可在施工过程中疏水装置暂不安装,用一段放水裸管代替,水压试验完成后从裸管处将水放净,之后将裸管割下安装疏水装置,焊缝检测比普通焊口高一个等级。
2.2 侧疏水
侧疏水也是当前经常使用的一种疏水方式,其将疏水管从工作管底部的集水罐的侧面引出,侧疏水结构如图2。此种结构可在管道无背压时凝结水照常排放,故在进行水压试验和停止运行后可将管道内的水排净,有利于管道的启动操作,减少了水击的发生。其疏水管在管道底部,所以在施工时需开挖较深的操作坑,对疏水管的安装操作不便,且疏水井需设置较深,增加了土建施工量也不利于以后的维护操作。由于疏水井在整体管道的下部,特别当管埋设较深时排到疏水井内的凝结水不易排除,不如上疏水因埋设浅可将凝结水直接引到附近的下水道,所以下疏水有时要在疏水井中设排水装置,由专门人员定期抽水。侧疏水系统如果将疏水井靠近地表设置,可以利用疏水管路上的弯头上返至地表,但此种方式牺牲了侧疏水可以排水将凝结水排净的优点。