蒸汽地埋管来图优化

ZMG 型钢套钢直埋保温管由工作钢管,隔热式内流动支架、主保温层,空气层或真空层,外套钢管和外套钢管防腐层构成。其结构见下图,各管件的典型布置见附图。ZMG 型直埋保温管在结构上具有下列特点:

1、采用固定在内工作钢管上的流动支架和外套管内壁摩擦,保温材料跟随工作钢管一起活动,不会出现保温材料的机械磨损、粉化。

2、外套钢管强度高、密封性能好,可有效地防水、抗渗。

3、外套钢管的外壁采用优质防腐处理,使外套钢管的防腐层寿命在 20 年以上。

4、工作钢管的保温层选用优质保温材料,保温效果好。

5、工作钢管保温层与外套钢管之间留有 10~ 20mm 左右的间隙,既可直到进一步保温的作用。又是直埋管道极为通畅的排潮通道,使排潮管真正起到及时排潮的作用,同时起到信号管的作用;或将其抽成低真空,可更有效地保温并降低外套管内壁腐蚀。

6、工作负管滚动支架采用特种低热材料制成,与钢材的摩擦系数为 0.1 左右,管道运行时摩擦阻力较小。

7、工作钢管的固定支架,滚动支架与工作钢管的连接采用特别设计,可有效地防止管道热桥的产生。

8、直埋管道的疏水采用全密封式结构,疏水管接于工作钢管的低位点或设计要求的位置,无需另设检杳并。

9、工作钢管的弯头、三通、波纹管补偿器、阀门等均布置在钢套管内,整个工作管线处于全密封的环境下运行,安全可靠。

10、采用内固定支架技术,可完全邓消外固定混凝土支墩。节省费用,缩短工期。

11、 可采用抽真空技术,基本杜绝外套钢管内壁由水分引起的电化学腐蚀,同时更进一步提高管道的保温效果。

二、ZMG直埋保温管主要技术性能参数

ZMG 型钢套钢直埋保温管的主要性能参数如下:

2.1 工作钢管

管道种类:无缝钢管或螺旋缝埋弧焊钢管

管道材质:10 号或 20 号钢

执行标准:GB/T8163-1999 、GB3087-1999 或 GB/T9711.1-1997

2.2 保温层

材料种类:硅酸铝 耐高温超细玻璃棉

常温导热系数:≤ 0.045w/m. ℃ ≤ 0.40w/m.k

容重(干): 100~150kg /m3 50 ± 2kg /m2

使用温度: -40 ℃~800 ℃ -80 ℃~+ 450 ℃

2.3 外套钢管

管道种类:直缝焊接钢管或螺旋焊接钢管

管道材质:Q235-A (B)

执行标准:GB5235-97 或 SY/T5037-92

2.4 防腐层

材料:耐高温树脂 3PE 聚脲

击穿电压 ≥ 5000 ≥ 30000V ≥ 15000V

长期使用温度 ≥ 100 ℃ ≥ 80 ℃ ≥ 130 ℃

三、直埋保温型号规格:

3.1 型号规格的标注

本公司生产的 ZWG 直埋保温管型号规格的编制方法如下:

例: ZMG-Z , DN300 型直埋保温管

ZMG- 钢套型直埋保温管;

Z-直管或管件区分符号。如:Z,为直管;W,为弯头;T,为三通;D,为大小头;G,为固定节。

DN300- 管道或管件的公称直径及其它必要标示符号,与架空管道通常的表示方法基本相同。如:对于直管、固定节,仅标出公称直径,如 DN300 ;对于弯头,需标出 公称直径、角度、弯曲半径,强 DN300 , 90 , 1.5D ;对于三通,需标出三通管的主管,支管的公称直径,如 DN300/DN200DN300 ;对于大小头,需标出大管和小管的公称直径,如 DN300/DN200 。

3.2 产品规格

ZMG 型钢套钢直埋保温管的规格参数详见下表:

直埋保温管进管长度一般为 10.4m,12m,12.4m。

弯头,大小头对比架空管常规什每端均加长 400mm;三通均为加强三通。

固定节长度一般为期不远1m。

波纹补偿器的预制保温件根据补偿器的具体结构尺寸确定。

表中数据对应的技术条件如下:

保温材料的导热系数为:λ1=0.45+0.00015(tpj-70)w/(m.℃);容重:120kg/m3;

土壤的导热系数为:λT=1.5W/(M·℃); 空气的导热系数为:λ2=0.03W/(M·℃);

管顶敷土深度:0.8m ;管中心处土壤温度:20 ℃

外套钢管均为螺旋钢管。

四、直埋管道的热膨胀:

管道的热膨胀是热力管道设计计算中首先要考虑的因素。工作钢管的热膨胀量下式计算:

△L =αL(t-to)

式中:△L 管道热膨胀量 M

α 钢材的线膨胀系数 m/(m ℃)

L 管道的长度 m

t 管道的工作温度 ℃

to 管道的安装温度 ℃

例 1 : DN200 直埋管道,工作钢管为中 219 × 6 ,夕套钢管中 480 × 6 ,硅酸铝离心玻璃棉复合保温层厚度 110mm ,输送过热蒸汽压力 1.6MPa ,温度 350 ℃ ,管道安装温度 20 ℃ ,求每米管道的热膨胀量。

查表得钢材的线膨胀系数α为 11.2 × IO-6m /( m ℃),代入公式( 1 ),

△ l = 11.2×IO-6 × I ×( 350 - 20 )

= 0.037 m

即每米管道热膨胀量为 3.7mm 。

五、直埋管道的热损失及外套管外表面温度计算:

 直埋管道的热损失按下式计算:

式中:q:单位长度散热损失 W/m

t:蒸汽温度 ℃

t0: 管中心深处土壤的自然温度℃

λ1:保温层及空气层的综合导热系数 W/(m℃ )

λ2:土壤的导热系数 W/(m℃ )

D1:工作钢管内径 m

D2:外套管内径 m

h:管中心至地面深度 m

 直埋管道的外表面温度 tw 按下式计算:

 例 2 : DN200 直埋管道,工作钢管为φ 219 × 6 ,外套钢管φ 480 × 6 ,硅酸铝离心玻璃棉复合保温厚度 110mm ,输送过热蒸汽压力 1.6MPa ,温度 350 ℃ ,管道安装温度 20 ℃ ,管顶敷土深度 0.8m ,即根据上述条件,将下列数据代入公式,

t :蒸汽温度 350 ℃

t0 : 管中心深处土壤的自然温度 20 ℃

λ1:保温层及空气层的综合导热系数 0.064W/(m. ℃ )

λ1=0.045+0.00015(350+50)/2-70=0.064W/ m. ℃

λ2:土壤的导热系数 1.5W/(m. ℃ )

D1 :工作钢管内径 0.219m

D2: :外套管内径 0.466m

h :管中心至地面深度 1.04 m

计算得单位长度散热损失为 152W / m ,外套钢管外表面温度为 55 ℃ 。

当直埋管未敷土,大气温度为 20 ℃ 时,外套钢管外壁温度仅为 31 ℃ ,散热损失为 202W / m 。可见直埋管道的保温效果是相当好的,当直埋管道敷设于土壤中,由于土壤也具有一定的保温作用,使管道的散热损失更加少,外套管外壁的温度也相应有所提高。一般认为,当管顶敷土深度大于 0.8m ,外套钢管外表面温度小于 60 ℃ 时,直埋管道对周围其他管道或地表植被几乎没有影响。