蒙面女【论文精选】蒸汽管道直埋穿越河流关键技术-煤气与热力杂志
【论文精选】蒸汽管道直埋穿越河流关键技术-煤气与热力杂志
作者：申冠学，吴中正，张志清
第一作者单位：河南省城乡规划设计研究总院有限公司
摘自《煤气与热力》2018年7月刊
1 概述
为满足焦作多氟多化工股份有限公司生产用汽需求，博爱县寰慧节能热力有限公司规划建设两条蒸汽管道（同沟敷设）。蒸汽管道由焦作市龙源热电厂引出，敷设至多氟多化工股份有限公司，距离为1 125 m，工作管公称直径分别为300、250 mm。DN 300 mm蒸汽管道设计压力为4.0 MPa，设计温度为350 ℃。DN 250 mm蒸汽管道设计压力为1.6 MPa，设计温度为350 ℃。均采用钢套钢内滑动的保温结构。根据现场实际需要，蒸汽管道沿途需穿越焦作大沙河，穿越位置河道宽约300 m，河床设计高程为155.1 m，西岸河堤高程为160.7 m，东岸河堤高程为159.2 m。本文对直埋穿越河流蒸汽管道的布置、管顶覆土深度、工作管壁厚计算、补偿器井设计、管道抗浮措施等关键技术进行探讨。
2 关键技术
2.1 管道布置
根据当地河道管理部门的要求，为不影响河道的行洪能力和河道沿线景观，过河管道采用河底直埋穿越。对于蒸汽管道补偿器的选择，我们考虑了自然补偿（方形补偿器）、套筒补偿器、波纹管补偿器、旋转补偿器。
方形补偿器利用弯曲管段补偿热伸长，与套筒补偿器、波纹管补偿器相比，方形补偿器的安全性和密封性较好，但焊口多、占地大、设置数量比较多，不适用于直埋穿越河流工程［1］。套筒补偿器轻巧、安全性高、造价低、寿命长，对埋设环境氯离子含量无要求，但其盲板力大张婉茹，容易泄漏，检修频繁，不适合在河底直埋安装。由于单个波纹管补偿器的补偿量有限，需分段设置，增加了泄漏危险，也不适合在河底直埋安装。旋转补偿器补偿量大三国烽烟起，不会产生由介质压力引起的盲板力，有利于提高直埋敷设蒸汽管道运行的安全性，但需要安装在较大的补偿器井内，工程造价比较高。
为确保河底直埋敷设蒸汽管道的安全运行，经综合评估，最终选取旋转补偿器。采用旋转补偿器的直埋敷设蒸汽管道的布置见图1，图中数值单位为m。两根蒸汽管道同沟敷设，河底直埋敷设长度约300 m，直埋管段中间设置固定支座，河堤两侧设置补偿器井襄汾吧，每座补偿器井设置两对旋转补偿器瑙鲁怎么读。河道施工期间选定为枯水期，河道水流量较小。考虑到定向钻穿越、顶管穿越的施工期较长，施工成本高，最终决定采用开挖施工方式。蒙面女
图1 采用旋转补偿器的直埋敷设蒸汽管道的布置
2.2 管顶覆土深度
CJJ 34—2010《城镇供热管网设计规范》的第8.2.13条第4款规定，河底敷设供热管道必须远离浅滩、锚地，并应选择在较深的稳定河段，埋设深度应按不妨碍河道整治和保证管道安全的原则确定。对于1~5级航道河流，管道（管沟）的覆土深度应在航道底设计高程2 m以下；对于其他河流，管道（管沟）的覆土深度应在稳定河床1 m以下。
大沙河属于CJJ 34—2010规定的其他河流，管顶覆土深度应以在稳定河床1 m以下为基本前提。在确定该工程河底直埋敷设蒸汽管道设计管顶覆土深度时攀西人才网 ，在基于大沙河最不利河床高程的前提下，考虑水流冲刷深度的影响以及0.5 m的安全裕量。李元玲由于水流与堤岸平行，采用GB 50286—2013《堤防工程设计规范》附录D中第D.2.2条提供的冲刷深度hs计算式：
将已知参数代入式（1）、（2），可计算得到冲刷深度hs为4.31 m。大沙河河床最不利高程为153.81 m，并考虑0.5 m的安全裕量，可得到直埋蒸汽管道管顶高程为149.0 m。由大沙河河床设计高程155.1 m，可计算得到直埋蒸汽管道设计管顶埋深为6.1 m。由以上方法确定的管顶埋深，可满足CJJ 34—2010对其他河流管顶覆土深度应在稳定河床1 m以下的基本要求。
2.3 工作管壁厚计算
直埋蒸汽管道工作管钢材通常选取Q235B、20号钢嘟嘟牛管家 ，该工程蒸汽管道设计温度为350 ℃玛琪诺，Q235B、20号钢对应的许用应力分别为77、92 MPa。钢材许用应力越大错缘电影，钢材抗拉强度和抗变形能力越强，在相同设计条件下敖听心 ，管子壁厚相应减小。综合考虑工作管性能及经济性，直埋蒸汽管道工作管管材选取20号钢。DN 300、250 mm工作管设计压力分别为4.0、1.6 MPa，工作管外直径分别为325、273 mm。将已知参数代入式（3）~（5），可计算得到DN 300、250 mm工作管的计算壁厚（经向上圆整）分别为11、7 mm尚诚志。
2.4 补偿器井设计
补偿器井设置在两岸河堤外侧李一星，每座补偿器井内安装两对旋转补偿器，且两种规格蒸汽管道外护钢管的规格也达到DN 720、630 mm大港城。为满足蒸汽管道、旋转补偿器以及阀门、计量装置的布置要求，补偿器井深度达到近10 m，长度、宽度均达到6 m。为确保检修人员的人身安全lansee，井室采用两层设计，在中间位置设置承重平台，作为检修人员上下井室的过渡及检修平台。
由于过河段直埋蒸汽管道埋深较深，成为局部的最低点，积水（由压力试验、暖管形成）排放、凝结水疏水成为值得注意的问题。为解决这一问题，将直埋敷设蒸汽管道由西岸至东岸按一定坡度进行安装滑族，使东岸补偿器井底部的蒸汽管道成为低点鱼缸计算器，并设置疏水装置（见图1）。通过疏水管道将积水、凝结水引至独立的疏水井（设置在东岸补偿器井旁），可避免凝结水对补偿器井内阀门、计量装置的影响以及烫伤检修人员。
2.5 管道抗浮措施
在河底直埋敷设设计中，蒸汽管道抗浮措施也是必须考虑的关键技术内容。该工程采取在蒸汽管道上方放置钢筋混凝土压板的抗浮措施。钢筋混凝土压板安装方式及尺寸见图2，图中数值单位为mm。混凝土为C30级，抗渗等级为S6。每块钢筋混凝土压板长（沿管道敷设方向）1 m，每隔5 m设置一块，钢筋混凝土压板设置完成后，进行管沟回填。
图2 钢筋混凝土压板安装方式及尺寸
参考文献：
［1］程建坤，李秋鹏.钢套钢蒸汽管道直埋过河的设计［J］.煤气与热力，2010，30（9）：A01-A03.
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