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。
固定支架及滚动结构①套管内腔部分:首先在管道外包覆20mm耐高温***毯做为滑动层,外包高温离心玻璃管壳(用包扎带绑扎,不用管板,考虑包扎稳定性),然后用铝箔缠绕一道,目的是起到反射层作用并在包扎带失效后适当稳定保温结构。铝箔层与外护管间留有30mm间隔空气层,在固定支架隔板封闭后形成保温气腔(排潮管在正常运行后封闭)。同时保持良好的间隙,以便于加工安装时穿管便捷。
②外防腐部分:前述保温结构因需留有间隙而常规减小了保温结构层,因而外套管除锈后在外部采用聚氨酯喷涂工艺进行增强保温层10——20mm,再用玻璃钢缠绕方式制作外防腐层。该工艺中聚氨酯喷涂层同时起到与外套管紧密结合作用。
(5)主要特点:
①管道补偿管段长,地下易损件少,安全性好,补偿装置维修***方便,另外,通过加强管道焊接工艺,几乎做到运行零隐患。
②保温结构完整,不但保温效果可以得到保障,而且管道因防腐结构处理较好,发生进水造成管道运行失稳的情况也得到有效控制。
③因旋转补偿器的特性,管系对于温度、压力变化的适应性较好,管道更加安全可靠。
三、结论和拟进一步研究的问题
通过上述管道与保温工艺的互相衔接,较有效地使旋转补偿器良好应用于直埋蒸汽管道。从07年、08年陆续施工的主蒸汽管道运行情况看,我们选择的结构还是很合理的。
拟进一步研究的问题:①因使用旋转补偿器固定支架受力较小,能否采用较好的玻璃钢夹砂管替代外护钢管,内滚动无法做需改滑动,其结构形式如何设置,固定支架无法用内固定改用外固定后如何进行工艺调整,相对于钢套钢其稳定性和经济性如何。②如采用混凝土外套管,其结构工艺如何做,特别是外护防水防沉降如何做,相对于钢套钢其稳定性和经济性如何。