管道擴(kuò)展和支持
任何蒸汽系統(tǒng)都必須得到充分支撐,并在運(yùn)行過(guò)程中能夠膨脹,并且必須具有足夠的柔性以允許運(yùn)動(dòng)。
膨脹余量
所有管道將在環(huán)境溫度下安裝。輸送熱流體(例如水或蒸汽)的管道在較高溫度下運(yùn)行。因此,隨著環(huán)境溫度到工作溫度的升高,它們會(huì)擴(kuò)展,尤其是長(zhǎng)度擴(kuò)展。這將對(duì)分配系統(tǒng)內(nèi)的某些區(qū)域產(chǎn)生壓力,例如管道接頭,在極端情況下可能會(huì)破裂。
管道的靈活性
管道系統(tǒng)必須足夠靈活,以適應(yīng)組件擴(kuò)展時(shí)的移動(dòng)。在許多情況下,由于管道的長(zhǎng)度以及彎曲和支撐的數(shù)量,管道系統(tǒng)的靈活性意味著不會(huì)施加不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力。但是,在其他安裝中,有必要合并一些實(shí)現(xiàn)此所需靈活性的方法。
典型蒸汽系統(tǒng)的一個(gè)示例是將冷凝水從蒸汽總管疏水閥排放到沿著蒸汽管路延伸的冷凝水回流管路中(下圖)。在此,必須考慮兩個(gè)管道系統(tǒng)的膨脹之間的差異。蒸汽總管將在比冷凝水總管更高的溫度下運(yùn)行,并且在系統(tǒng)預(yù)熱期間兩個(gè)連接點(diǎn)將相對(duì)移動(dòng)。
可以通過(guò)“冷拔”來(lái)減少管道和管道中包含的任何設(shè)備所要吸收的運(yùn)動(dòng)量。首先為固定錨點(diǎn)之間的每個(gè)部分計(jì)算總膨脹量。將這些管道的長(zhǎng)度縮短一半,然后通過(guò)向上拉法蘭連接處的螺栓將其拉長(zhǎng),以便在環(huán)境溫度下向一個(gè)方向施加壓力。當(dāng)加熱到總溫升的一半時(shí),管道不受壓。在工作溫度下并完全膨脹后,管道會(huì)承受相反的方向應(yīng)力。結(jié)果是,管道從-1/2 F到+ 1/2 F的力單位不承受0 F到+1 F的力。
實(shí)際上,管道是用間隔件冷裝配的,間隔件的長(zhǎng)度等于兩個(gè)法蘭之間的一半。當(dāng)管道完全安裝并固定在兩端時(shí),將墊片移開(kāi)并將接頭拉緊(下圖)。
擴(kuò)展的其余部分(如果未被管道的自然柔韌性所接受)將要求使用擴(kuò)展配件。
在實(shí)踐中,管道的擴(kuò)展和支撐可以分為三個(gè)區(qū)域,如下圖所示。
固定點(diǎn)或“錨點(diǎn)”“ A”提供了從中發(fā)生膨脹的基準(zhǔn)位置。
滑動(dòng)支撐點(diǎn)“ B”允許管道自由移動(dòng)以擴(kuò)展管道,同時(shí)保持管道對(duì)齊。
點(diǎn)“ C”處的膨脹裝置應(yīng)適應(yīng)管道的膨脹和收縮。
膨脹環(huán)
膨脹環(huán)可以由焊接在接頭處的直管和彎頭的長(zhǎng)度制成(下圖)。
滑動(dòng)接頭
有時(shí)使用它們是因?yàn)樗鼈冋加玫目臻g很小,但是必須嚴(yán)格按照制造商的說(shuō)明將管道牢固地固定和引導(dǎo),這一點(diǎn)至關(guān)重要。否則,作用在接頭套管部分橫截面上的蒸汽壓力會(huì)與膨脹的管道所產(chǎn)生的力相反,使接頭破裂(參見(jiàn)下圖)。對(duì)齊不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)套筒彎曲,同時(shí)也可能需要定期維護(hù)填料函。
膨脹波紋管
膨脹波紋管,如下圖所示,具有不需要填料的優(yōu)點(diǎn)(與滑動(dòng)接頭類(lèi)型一樣)。但是,它的確具有與滑動(dòng)接頭相同的缺點(diǎn),即內(nèi)部壓力趨于擴(kuò)大配件,因此,錨固件和導(dǎo)向件必須能夠承受該力。
波紋管可以包括限制桿,限制桿限制了元件的過(guò)度壓縮和過(guò)度伸展。由于大多數(shù)簡(jiǎn)單的波紋管組件都能夠承受較小的橫向和角向運(yùn)動(dòng),因此它們?cè)谡9ぷ鳁l件下可能幾乎沒(méi)有作用。但是,如果發(fā)生錨固故障,它們會(huì)像拉桿一樣發(fā)揮作用,并承受壓力推力,從而防止損壞設(shè)備,同時(shí)減少進(jìn)一步損壞管道,設(shè)備和人員的可能性(下圖:波紋管的橫向和角向運(yùn)動(dòng)) 。
如果預(yù)計(jì)會(huì)有更大的力,則應(yīng)在設(shè)備中內(nèi)置某種形式的附加機(jī)械加強(qiáng)件,例如鉸接的撐桿(下圖:波紋管的角度和軸向運(yùn)動(dòng))。
取決于波紋管錨固件和引導(dǎo)件的相對(duì)位置,總是有不止一種方式來(lái)容納兩個(gè)側(cè)向移位的管之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在優(yōu)先方面,軸向位移要比角度好,而角度則要好于橫向。應(yīng)盡可能避免角度和橫向移動(dòng)。
下圖粗略地顯示了這些運(yùn)動(dòng)的影響,但是在任何情況下,強(qiáng)烈建議在安裝伸縮風(fēng)箱時(shí)向風(fēng)箱的制造商尋求專(zhuān)家建議。
管道支撐間距
管道支撐的頻率將改變管道的內(nèi)孔。實(shí)際的管道材料(即鋼或銅);以及管道是水平的還是垂直的。
值得考慮的一些實(shí)用要點(diǎn)如下:
管道支撐的間隔應(yīng)不大于下表所示,并沿著可能安裝有適當(dāng)支撐的建筑物和結(jié)構(gòu)的那些部分延伸。
公稱(chēng)管徑(mm) | 水平行駛間隔 (米) | 垂直運(yùn)行間隔 (米) | |||
鋼 孔 | 銅 外徑 | 軟鋼 | 銅 | 軟鋼 | 銅 |
15 | 15 | 1.8 | 1.2 | 2.4 | 1.8 |
20 | 22 | 2.4 | 1.2 | 3.0 | 1.8 |
25 | 28 | 2.4 | 0.5 | 3.0 | 2.4 |
32 | 35 | 2.4 | 1.8 | 3.7 | 3.0 |
40 | 42 | 2.4 | 1.8 | 3.7 | 3.0 |
50 | 54 | 2.4 | 1.8 | 4.6 | 3.0 |
65 | 67 | 3.0 | 2.4 | 4.6 | 3.7 |
80 | 76 | 3.0 | 2.4 | 4.6 | 3.7 |
100 | 108 | 3.0 | 2.4 | 5.5 | 3.7 |
125 | 133 | 3.7 | 3.0 | 5.5 | 3.7 |
150 | 159 | 4.5 | 3.7 | 5.5 | |
200 | 6.0 | 8.5 | |||
250 | 6.5 | 9.0 | |||
300 | 7.0 | 10.0 | |||
如果在共同的支架上支撐著兩個(gè)或更多管道,則支撐之間的間距應(yīng)為最小管道的間距。
當(dāng)發(fā)生明顯的運(yùn)動(dòng)時(shí),即直管長(zhǎng)度大于15米時(shí),支撐件應(yīng)為如前所述的滾子類(lèi)型。
垂直管應(yīng)在底座處得到足夠的支撐,以承受垂直管及其內(nèi)部流體的總重量。垂直管道的分支不得用作管道支撐,因?yàn)檫@會(huì)在三通接頭上施加過(guò)大的壓力。
所有管道支架的設(shè)計(jì)均應(yīng)適合相關(guān)管道的外徑。使用過(guò)大的管托架不是一個(gè)好習(xí)慣。