管道敷设方式及设计要点

管道敷设方式及设计要点地面以上敷设地面以上敷设通称架空敷，是管道敷设的主要方式,具有便于施工、操作、检查、维修及经济等优点下列条件下应优先考虑架空敷设：车间内管道厂区地形复杂（遇河流、丘陵、高山、峡谷等）地下水位高或年降雨量较大的地区厂区地下管道纵横交错、无地下管位对一些小口径管道，当有管架可利用时（经济）架空敷设按支架高度可分为：低支架敷设：在山区建厂时采用，管道保温层外表面至地表面的净距一般不宜小于0.5m中支架敷设：人行交通频繁地段宜采用，管道保温层外表面至地表面的净距一般不小于2.5m高支架敷设：经过交通要道和跨铁路、公路时采用管道保温层外表面至地表面的净距一般在5.0m(5.5m)以上地面以下敷设地下敷设：地沟敷设和埋地敷设管(地)沟敷设：充分利用地下空间，方便检查维修，但费用高，需设排水点，易积聚可燃气体，增加不安全因素，污物清理困难等，地沟敷设：通行地沟、半通行地沟、不通行地沟。通行地沟敷设：优缺点：维护和管理方便，操作人员可经常进入地沟内进行检修，但基建投资大，占地面积大使用场合：管道通过不允许挖开的路段管道数量多或管径较大，无安全措施，不得在通行地沟内布置窒息性及B类流体介质的管道设计要点：单侧布置和双侧布置两种方法。保温层表面至沟壁120～150mm；至沟顶300～350mm；至沟底150～200mm，净宽应不小于0.7m；通行地沟的净高不低于1.8m地沟转弯处、分支处、尽头处和直段每隔200m距离(对蒸汽管道不宜大于100m)设一个人孔或安装孔通行地沟应根据需要设置照明，照明电压不超过36V通行地沟内温度不应超过45°C地沟盖板须作0.03～0.05的横向坡度，以排走融化雪水或雨水。地沟底板应设0.002～0.005的纵向坡度，以便及时将管道漏水和维修放水排至安装孔内的集水坑内半通行地沟优缺点：维护和管理较方便，可进入地沟内进行检修，但基建投资相对较大，占地面积大适应场合：当管道通过不允许挖开的路段管道数量较多，采用通行地沟难于实现或经济不合理时设计要点：半通行地沟的高度一般为1.2～1.4m.通道净宽单侧布置为0.5～0.6m,双侧布置不小于0.7m保温外表面离沟壁100～150mm,离沟底100～200mm，离沟顶200～300mm不通行地沟敷设优缺点：外形尺寸较小，占地面积小，与直埋方式相比，利于管道变形，地沟耗费材料少。但难于发现管道缺陷和事故，维护和检修也不方便适应场合：土壤干燥、地下水位低管道根数不多且管径小，维修量不大对直埋管道，如有热位移，在转弯处或补偿器处宜设不通行地沟设计要点：在不通行地沟内管道布置方法及布置尺寸可参见国家动力设施标准图集（87SR416-1）或其它有关设计手册不通行地沟应设纵向坡度，坡度与坡向应与敷设的管道一致。地沟盖板上应有覆土层，并应采取措施防止地面水渗入管道或管道保温外表面离沟壁净距100～150mm,离沟底100～200mm，离沟顶50～100mm避免管沟平行布置在主通道的下面B类流体不宜设密闭的管沟内，不可避免时，应在沟内填满细砂，并定期检查埋地敷设：其优点是利用地下的空间，使地面以上空间较为简洁，并不需支承措施；其缺点是管道易被腐蚀，检查和维修困难，在车行道处有时需特别处理以承受大的载荷，低点排液不便及易凝油品凝固在管内时处理困难，带隔热层的管道很难保持良好的隔热功能等，故只有在不宜采用其他敷设方式时，才予以考虑热力管道的直埋“管中管”预制保温管：结构由钢管、导线、保温层和保护层组成。钢管：一般为无缝钢管，大口径采用螺旋焊接管导线：又称报警线，用于检测管道泄漏保温层：采用硬质聚氨脂泡沫塑料主要技术性能：密度：80～100Kg/m3导热系数：0.35W/（m.K）抗压强度：0.5～0.6MPa抗拉强度：0.2～0.3MPa粘结强度：≥200KPa耐温性120°C（通用型）、150°C（高温型）保护层“管中管”预制保温管的保护层是高密度聚乙烯管，其性能如下：密度：8g/cm3断裂伸长率：＞350％脆化温度：≤-60°C抗拉强度：≥20MPa维卡软化点：＞120°C直埋管道敷设方式目前，直埋管道敷设方式主要有无补偿和有补偿两种无补偿方式：国内外是建立在两种不同的理论基础，一是安定性分析理论，另一是弹性分析理论安定性分析理论本世纪60年代由美国机械工程师协会提出的按应力分类法和塑性力学中安定性分析概念为基础的新的强度设计规范（简称ASME规范），该规范所采用的应力分为一次应力、二次应力及峰值应力。由热力管道内压及外载产生的一次应力不是自限性的。由温差产生的二次此应力是自限性的。对不同的应力规定不同的应力强度限制值，设计计算中，以一次应力和二次应力的组合形式来进行校核。实践证明，对于DN500以下的热力管道的敷设，采用这种理进行设计是可行的，也是最简单的，并证明温度为150°C以下的直埋管道的直线段，完全可以不装补偿装置弹性分析理论是北欧各国设计直埋管道的依据，要求供热管网在工作之前必须进行预热，预热温度是在管道的运行温度和限制的最低温度之间。要求预热温度与工作温度及最低温度的温差所产生的热应力，不得超过管材的许用应力。预热方式有两种：敞开式和覆盖式。敞开式方式不需补偿，不必设固定点，工程造价最低，但管沟敞开时间长。覆盖式方式，由于土壤摩擦力的影响，管道预热的热应力，不能完全被管道的转角所补偿，需设补偿器。并且补偿器必须在预热后焊死以形成一体，补偿器之间的距离不得大于最大安装长度的两倍，并需在直管段两端设固定点，以防止管道弯头破坏有补偿方式:管道温度过高或难以找到热源预热，可采用有补偿方式。分固定点和无固定点两种a.有固定点方式补偿器两端设置固定点，固定点至补偿器的距离不超过管道最大安装长度b.无固定点方式对于无固定点有补偿的敷设，应校核两个直管段是否超过最大安装长度Lmax的两倍。如L≤2Lmax，则需校核直管段两自由末端的自由弯管是否能吸收掉直管段的实际热伸长量。如L＞2Lmax，还需在L管上设置补偿器，直至所有不带任何补偿器的直管段长度不超过2Lmax为止直埋管道敷设方式的选择无补偿方式优于有补偿方式。无补偿方式中，敞开式又优于覆盖式。有补偿方式中，无固定点方式具有投资少、占地面积小及运行安全，应优先采用。针对具体工程，要根据现场条件，从投资经济、施工周期等方面综合考虑直埋管道设计要点适用于低压蒸汽、热水、冷水、石油等气体和液体直埋管道设计应遵循《城市热力网设计规范》(CJJ34-90)直埋管道应埋设在当地的冰冻线以下，并应确保一定的覆土深度。直埋管道的沟槽开挖尺寸：管子与管子之间净距200～250m，管子与沟壁之间净距200～250mm，管底与沟底之间净距200mm，管顶与地面之间净距600mm为便于补偿器的检修和维护，应按规范要求设置检查井，检查井净高和人口数量按规范要求，并应重点解决好检查井的防水排水问题管道水压试验时应注意补偿器的保护直埋管道穿过公路、铁路时，应加套管或作成管沟，管沟应考虑汽车荷载。套管顶距路面不宜小于0.7m，距铁轨顶不应小于1.2m有补偿直埋管道，补偿器两端应按有关要求设置合适的支座