1、浅谈热力管道固定架设置摘要:在管道设计过程中,固定支架起到了支撑管道和限制管道移动的作用。但是在很多时候,大家都对固定支架的设置有一定的误区,本文就对一些常见的情况做简单的说明。关键词:管道支撑 固定支架 热应力 在工艺配管设计中,管道的支撑点的选取是一项很有讲究的工作。支撑点最大的作用就是支撑和固定管道,限制管道位移以起到保护管道和设备的作用。支架的分类形式很多,通常可以根据管道是否可以移动分为 2 大类:滑动支架和固定支架。因为滑动支架主要的作用就是支撑管道,所以在设置的时候考虑的因素就较少,相应的难度就降低了不少。管道受热膨胀或者受冷收缩会使管道产生形变,让管线积累一定的热应力。我们设置
2、固定支架的作用就是限制热应力,保证管道与设备管口之间、管道相互连接部分的安全。固定支架设置的难度主要有以下两点:1.管道柔性的处理;2.管道应力的处理。很多设计人员在设置固定支架的时候很随意,不对其进行严格的分析,习惯性的按一些经验做法设计,往往会造成一些问题,如:管道压力损失过大;局部管道膨胀量过大滑落管架,蒸汽管道在通汽时剧烈抖动等。一般来说,热力管道的固定架是根据现场实际情况进行设置,主要考虑几个方面的问题:1.对于复杂管道可用固定点将其划分成几个形状简单的管段,如:L 形管段、U 形管段、Z 形管段等一边进行分析计算;2.确定管道固定点位置时,使其有利于两固定点间管段的自然补偿;3.选
3、用形补偿器时,宜将其设置在两固定点的中部;4.固定点宜靠近需要限制分支管位移的地方;5.固定点应设置在需要承受管道振动、冲击载荷或需要限制管道多方向位移的地方;6.作用于管道中固定点的载荷,应考虑其两侧各滑动支架的摩擦反力;7.进出装置的工艺管道和非常温的公共工程管道,宜在装置分界处设固定点 。管道固定点之间的间距没有严格的规定,但是考虑到固定支架受力情况和管道膨胀偏移量,设计人员会根据管道内不同的介质、不同的工况、管道采用的补偿方式来人为的做一些限制。一般情况下,装置内管道的固定点之间的间距为 60m-100m之间。下面我们来看一组实例:例 1:对于此情况的管道,我们有 2 种做支架的方式:
4、如图 2 和图 3。图 2:图 3:以上 2 种方式各有利弊,在总管线较短且 AB 段和 CD 段较长的时候,采用图 2 的方式比较合理。但在现实情况下,通常 BC 段也比较长,且 3 段加起来将近 100m 左右,此时就需要对这 2 种固定方式作出一定的选择。对图 2 和图 3 两种方式进行对比:图 2 的优点是结构简单,固定架少。缺点是由于两个固定支架之间距离较远,当管道介质温度较高时,管道的形变量增大,特别是管道弯头处会出现比较严重的大角度偏心。在有条件的情况下,笔者认为图 3 的做法在长管系比较合适。在实际管道铺设时,通常需要有一定的坡度(一般为 0.5%左右) 。在管线比较长的时候,
5、需要每隔一段距离利用管道的上升来保证净空的要求,此时管道固定架设置的高度就决定了管道爬升的高度。以管道两固定支架之间的形状为 L 型为例,如果爬升距离较小,管道在上升段的刚性就比较大,管道向膨胀方向实际偏移量比计算得到的偏移量要大的多,可能会造成管道的滑落;如果爬升距离较大,会出现要么管道的净空不能保证(一般来说管道离地净空要求4.0m) ,要么管道固定支架偏高,导致土建设计时偏心过大。根据实际经验,将上下两段管道高度差值保证在 10-15 倍管径左右。在实际工程设计中,固定支架的设置直接关系到整个管系的稳定,甚至对后面工段会有一定的不良影响。较合理的设置固定支架,可以最大程度的减少对后续工段的影响。