城市地下综合管廊内管道基础知识篇

管廊建设2017-12-20 20:45:04

一、管廊内管道设计原则

1. 预配管:在正式配管开始前,需要对主要热力管道进行应力分析,因此需要将所有的热力管道(包括冷管道)进行预先配管,以便提出预配管单线图,供应力专业计算。

2. 补偿器的形式:在预配管过程中选定管道的补偿器形式,主要形式有波纹管补偿器、套筒补偿器、方型补偿器、自然补偿。

3. 补偿器的选择:根据管线的预配管走向及布置,选定管线的热补偿形式。

4. 管廊的布置:在预配管之前,根据总平面布置图,确定管廊的布置及形式,如桁架式管廊、梁式管架、门型管架、独立柱式管架等。

5. 固定点的确定:初步确定固定点的位置,以便布置管道,进行应力分析。在应力分析完成后,再最后调整固定管架的位置,提出土建的管廊条件。

6. 固定点弹性力的确定:根据所有热力管线的应力分析结果,综合所有应力管线的弹性力,确定固定管架的水平推力(轴向、侧向)。

7. 管廊垂直荷载的确定:根据管廊上管道的布置及每条管线输送介质的特性,计算(或查表)出每条管线的垂直荷载并合计出总荷载,预留20%的裕量。在提出垂直荷载时,应同时提出最大管道的保温外径,以供土建专业核算管廊的风雪荷载。

8. 总图条件:管廊的布置图,包括管架的详细尺寸、标高。

9. 土建条件:管廊的布置图、带管道布置详细尺寸的断面图、相对标高、绝对标高、固定管架的水平推力(轴向、侧向)、

管廊垂直荷载、管廊的预留荷载等。

二、管廊内管道避让原则

1、小管让大管:小管绕弯容易,且造价低。

   2、分支管让主干管:分支管一般管径较小,避让理由见第1条,另外还有一点,分支管的影响范围和重要性不如主干管。

   3、有压管让无压管(压力流管让重力流管):无压管(或重力流管)改变坡度和流向,对流动影响较大。

   4、给水管让排水管:除了上述第3条原因外,通常排水管管径大,且水中杂质多。 

   5、常温管让高(低)温管(冷水管让热水管、非保温管让保温管):高于常温要考虑排气;低于常温要考虑防结露保温。 

   6、低压管让高压管:高压管造价高,且强度要求也高。

   7、气体管让水管:水流动的动力消耗大。

   8、金属管让非金属管:金属管易弯曲、切割和连接。

   9、一般管道让通风管:通风管道体积大,绕弯困难。

   10、阀件小的让阀件多的:考虑安装、操作、维护等因素。

   11、施工简单的避让施工难度大的。

   12、工程量小的让工程量大的。

   13、技术要求低的管线让技术要求高的管线。

   14、检修次数少的方便的让检修次数多的和不方便的。

   15、非主要管线避让主要管线。

   16、临时管线避让永久管线。

   17、新建管线避让已建成的管线。

三、管廊内管道的敷设方法

1. 管道的布置原则

(1)大口径或充满液体的工艺、公用工程管道应靠近管架柱子布置。

(2)小直径、气体管道及公用工程管道宜布置在管架中间。

(3)工艺管道应按流程布置在与管架相接的厂房一侧。

(4)需设置П形补偿器的高温管道,应布置在管架上层靠近柱子处,最热最大的管道布置在最外侧。

(5)双层或多层管架,热管道、气体管道、公用工程管道、火炬管道、泄压管道、仪表槽架及电缆槽架宜布置在上层;一般工艺管道,腐蚀性介质管道、低温管道宜布置在下层。

(6)低温管道、液态烃管道不应靠近热管道。

(7)管架上应考虑装置远期的发展,留有30%的余量。

(8)补偿器的位置一般宜放在两固定点的中间位置,这样放置可避免补偿器一侧管道位移过大,运行时管托易掉炕。

2. 管道支座的设置

(1)不超过允许跨距

(2)尽量设在直管段,避免在小半径弯头,支管连接点等局部应力较多的部位设置支点。

(3)刚性支吊架应设在沿支承方向上管道位移为零或要求为零的位置上。

(4)支座或支架应尽可能靠近阀门、法兰或重管件,但不要对它直接支承。

(5)导向支座不宜过分靠近弯头和支管连接部位,否则可能增加管系应力或支承系统荷载。

(6)对需考虑热应力和振动问题的管道,应进行热应力和动态分析计算,并根据分析结进行调整支座或管架位置。

(7)冷管道、特殊材质管道的支座应选用卡箍型的支座,这样选用可以避免支座需要用特殊材质问题,只需在管道与卡箍之间加石棉垫即可。

3.支护方案

a.供水、消防、排水和热水管道支架


  采用重型装配式管道成品重型和U型装配式支吊架:由横向和纵向两种支架,之间通过连接扣件相连,并分别于管廊墙面和地面采用预埋槽道T头螺栓连接方式和后扩底锚栓固定,最大承重荷载根据管道荷载计算选用合适的截面槽钢。


  应用产品:装配式支吊架系统、抗震支撑系统、锚固系统


供水、排水和热水管道重型装配式支架、抗震支撑和控制电缆装配式支架、抗震支撑,采用预埋槽钢和后扩底锚栓与混凝土结构的连接。

b.给水、再生水管道

  两种支撑方案,用水泥块支撑、综合支架组装支撑。

给水、再生水管道可选用钢管、球墨铸铁管、塑料管等。接口宜采用刚性连接,钢管可采用沟槽式连接。


水泥块支撑


 综合支架组装支撑

c.热力管道支撑

  支撑形式为水泥块支撑。

  热力管道应采用钢管、保温层及外护管紧密结合成一体的预制管;

  管道及附件保温结构的表面温度不得超过50℃;

  当同舱敷设的其他管线有正常运行所需环境温度限制要求时,应按舱内温度限定条件校核保温层厚度;

  当热力管道采用蒸汽介质时,排气管应引至综合管廊外部安全空间,并应与周边环境相协调。


四、管道支护常用设备


1、滑动支座系列

2、固定支座系列


3、弹簧减震器系列

遮盖处:弹簧吊架

4、管托、管夹

5、管道连接件



注:遮盖处为耳板(吊耳)





五、管道成本概算

燃气管道敷设成本表

单位(m)



液体管道敷设成本表


单位(m)




六、影响管廊内管道的安全因素


1、设计

主要考虑以下因素:

(1) 是否由具有相应资质的单位和人员进行设计;

( 2) 设计时采用的标准规范是否有效,是否是最新版本;

(3) 设计单位是否建立了完善的质量保证体系和质量责任制;

(4) 设计选取的安全系数。

2、 制造

主要考虑以下因素:

(1) 制造单位是否有相应资质;

(2) 制造单位是否有健全的质量保证体系和安全管理等制度;

(3) 是否实行了严格的制造监检;

(4) 管道元件是否有质量证明文件;

(5) 新产品是否按照有关法规标准进行了型式试验。

3、安装

主要考虑以下因素:

(1) 安装单位是否有资质;

(2) 安装时是否实行了严格的安装监检;

(3) 安装时是否制定了完善的施工组织方案;

( 4) 对否对管道元件等进行了进货检验;

(5) 存储和搬用过程中管道元件是否受到了损坏,安全性能是否受到了影响;

(6) 焊接及检验过程中的控制,其中包括:

①焊接人员是否有资质;

②是否具备焊接工艺程序及焊接工艺评定;

③焊接检测是否具备资质,并严格按照JB/ T4730—2005进行检测;

④焊接是否含有缺陷,是否能通过安全评定;

(7) 是否按照标准规范进行了强度试验和严密性试验;

(8) 吹扫或/ 和干燥是否满足标准规范要求;

(9) 支吊架安装是否符合有关标准法规的要求;

( 10) 安装竣工资料是否齐全。

4、 安全保护装置

主要考虑以下因素:

(1) 是否具备超压保护或报警系统;

(2) 是否采取了防止水击的安全保护措施;

(3) 是否采取了大落差段的安全保护措施。

5、 管廊质量

主要考虑以下因素:

(1) 管廊设计单位和人员是否有相应资质;

(2) 设计时采用的标准规范是否有效,是否是最新版本;

(3) 管廊建造质量是否合格;

(4) 管廊间距是否合理;

(5) 管道安装净距是否满足标准规范要求。

6、巡线

主要考虑以下因素:

(1) 快巡的频率;

(2) 慢巡的频率;

(3) 巡线人员的能力能否胜任;

(4) 管廊巡线走道是否安全。

7、管廊安全防护措施

主要考虑以下因素:

(1) 管廊是否设有警示标识;

(2) 是否设置了合理的防撞杆(框);

(3) 沿线交通繁忙程度;

(4) 是否实行了封闭式管理。

8、第三方作业

主要考虑以下因素:

(1) 施工作业前是否取得许可;

(2) 作业过程中有无安全作业程序及安全监护人员;

(3) 作业过程中是否采取了防撞措施。

8、 自然灾害及防范措施,

主要考虑以下因素:

(1) 寒冷气候影响(冬季温度);

(2) 地震;

(3) 地质沉降。

9、损伤

主要考虑以下因素:

(1) 环境腐蚀性;

(2) 运行温度;

(3) 支吊架补偿;

(4) 保温层安装质量。

(6) 保温层含氯情况。

(7) 介质腐蚀性,包括盐酸腐蚀、高温硫化物/ 环烷酸腐蚀、硫酸腐蚀、氢氟酸腐蚀、酸性水腐蚀、胺腐蚀、高温氧化等;

(8) 内防腐措施;

(9) 在线监测。

10、应力腐蚀开裂

主要考虑以下因素:

(1) 碱开裂;

(2) 胺开裂;

(3) SSC/ HIC/ SOHIC;

(4) 碳酸盐腐蚀开裂;

(5) 连多硫酸开裂;

(6) 氯化物应力腐蚀开裂;

(7) 氢应力开裂。

11、 机械疲劳

主要考虑以下因素:

(1) 以前的疲劳失效数;

(2) 振动的严重程度;

(3) 已经振动的时间;

(4) 附近(1524m内)的周期性应力源;

(5) 采取的纠正措施;

(6) 管道条件;

(7) 支管直径。

12、管道复杂性(典型元件多样性)

主要考虑以下因素:

(1) 弯头数量;

(2) 阀门/ 法兰数量;

(3) 支管情况,包括支管数量、接头或支管形式;

( 4) 盲管段。

13、 运行管理

主要考虑以下因素:

(1) 运行管理机构和人员是否满足管理要求;

(2) 安全管理人员是否按照相关法规取得资质;

(3) 是否建立了完善的运行管理质量体系;

(4) 是否实行严格的安全责任制;

(5) 突发事件及应急计划,包括是否有完善的应急计划以及是否进行定期应急演练;

(6) 运行管理设备是否齐全;

(7) 是否有完善的完整性管理系统;

(8) 安全教育和技能培训,包括培训制度和培训内容。

14、管道标识

主要考虑以下因素:

(1) 管廊标识,包括是否有标识以及标识是否规范;

(2) 管道标识,包括是否有标识、标识形式以及标识是否规范。

15、 操作

主要考虑以下因素:

(1) 操作压力与设计压力的比值;

(2) 操作温度范围(对应于不同材质)。

(3) 是否进行了使用登记

(4)是否按照法规要求建立了齐全的安全技术档案

16、日常检查

主要考虑以下因素:

(1) 管体位置变动/ 管廊沉降量测量,包括是否测量、测量安排是否合理以及测量数据如何反馈;

(2) 静电接地检查;

(3) 微泄漏检测;

(4) 安全阀状态,包括是否存在延期维护、结垢工况以及介质腐蚀工况。

17、监控

主要考虑以下因素:

(1) 是否有监控、通讯设施;

(2) 监控布置是否合理。

18、 维护修理

主要考虑以下因素:

(1) 维护修理单位的资质;

(2) 维护修理的质量;

(3) 维护保养规程;

(4) 维护保养规程执行情况,包括维保计划和维保记录。

19、 检验检测

主要考虑以下因素:

(1) 检验单位及人员资质;

(2) 检验类型;

(3) 检验项目;

(4) 检验周期;

(5) 检验结果;

(6) 仪表计量,包括计量周期和计量结果。

20、管道失效历史

主要考虑以下因素:

(1) 管道使用年数;

(2) 管道失效历史。

21、 管道报废

主要考虑达到报废条件的管道是否立即报废并采取必要措施消除其使用功能。

七、管道常见故障


 阀门常见故障的处理方法


故障

原因

处理方法

关闭件损坏

1.关闭件材料选择不当

更换阀门

2.将闭路阀门经常当作调节阀用,高速流动的介质使密封面讯速磨损

研磨密封面或更换阀门

密封面不严密

1.阀门与阀体(或密封圈与关闭件)配合不严密

修理或更换密封圈

2.阀座与阀体的螺方加工不良,因而阀座倾斜

如无法补救应更换

3.关闭阀门时操作不当

用正确的操作方法关闭阀门

4.阀门安装时,焊渣、铁锈、尘土或其它杂质未清除干净

研磨密封面或更换阀门

阀杆升降不灵活

1.阀杆弯曲

更换阀门

2.推力轴承损坏

更换推力轴承

3.润滑不当导致阀杆产生锈蚀

除锈加润滑剂

4.衬套螺纹磨损

更换阀杆衬套

填料函泄漏

1.整根填料螺旋装入填料函

重新用正确的方法填装填料

2.填料选用不当

改用符合要求的填料

3.填料不足

添加填料


 法兰泄露的处理方法

主 要 原 因

处 理 方 法

1.垫征材料选择不当或垫片失效

更换新垫片,垫片材料应按介质种类和工作参数选用

2.垫片过厚,被高压介质刺穿

改换厚度符合规定的垫片

3.法兰拆开后不换垫片重又复位

法兰拆卸复原时应更新垫片

4.法兰密封面上有缺陷

①深度不超过 1mm 的凹坑、径向刮伤等在车床上旋平 ②深度超过 1mm 的缺陷,在清理 缺陷表面后用电焊焊补,经手锉清理再磨平或旋平将法兰侧管子割断重新安装使之与另一尘兰平行

5.相连接的两个法兰密封面不平行

将法兰侧管子割断重新安装使之与另一尘兰平行

6.管道投入运行后,未进行热拧紧

进行适当热拧紧


 管道常见故障的处理方法


故障

故障原因

处理方法

泄漏

1.焊接缺陷,如未焊透、咬肉、气孔、夹渣、裂纹等造成泄漏;管道锈蚀造成局部泄漏

可采取挖补或补焊法 等临时措施处理,停热后更换腐蚀管段

 

2.补偿器故障导致热应力过大造成固定支架处管壁撕裂或管道刚度不足处裂缝

可打临时卡箍,停热后更换补偿器及受损管道

弯曲脱落

1.套筒卡死,热伸长无法吸收,造成管理弯曲,从支架上脱落

更换套筒,将管道顶复位

2.滑动支墩酥裂

更换滑墩


补偿器常见故障的处理方法

补偿器种类

故障

故障 原因

处理方法

套筒补偿器

泄漏

1.盘根密封不严

小泄漏可带压热拧紧;大泄漏泄压至零后,进行热拧紧或重新掏加盘根

2.套筒因管道移位或下沉造成直管倾斜

更换套筒

不能工作

支架或滑墩损坏严重,管道下沉或移位,导致套筒卡死

修复支架或滑墩将管道复位,更换套筒

波纹管补偿器

泄漏

在热应力条件下发生的腐蚀造成穿孔

更换,并检查不锈钢材质及波 纹管工作环境的 C1- 浓度。如工作环境的 C1-浓度过高,必须治理直至符合波纹管材质的要求。

不能伸缩

1.两端管道安装未能对正,导致卡死

修正复位,更换套筒

2.拉筋螺母未松开

松开拉筋

球形补偿器

泄漏

密封不严

更换密封填料

不能工作

锈蚀严重不能工作

除锈润滑后仍不能工作时应及时更换

 


  反式换热器常见故障的处理方法


故 障

故 障 原 因

处 理 方 法

串水

板片穿孔

更换板片

泄漏

板征裂纹或密封垫老化、变形、断裂

更换垫片或密封垫

 除污器常见故障的处理方法

故   障

故 障 原 因

处 理 方 法

流量小、

压 降大

滤网堵塞

清除除污器内积存杂质


  水处理设备常见故障的处理方法

故 障        

故 障 原 因

处 理 方 法

泄 漏

盐系统节门腐蚀、滤网破裂、密封圈老化

立即停运、解体检修,更换节 门及滤网、密封垫


自立式温度调节阀常见故障的处理方法

故 

障        

故 障 原 因

处 理 方 法

被控温度不稳定

1.阀芯、阀座磨损

更换阀芯、阀座

2.阀芯、阀座间有异物卡死

清洗阀芯、阀座,或在阀前设过滤器

3.阀口径选择过大或过小

重新计算选择合适的阀门

温度

控制

不住

1.控制阀内波纹管或膜片磨损

更换新波纹管或膜片

2.执行器毛细管破损

更换执行器

3.执行器某连接处出现漏油

更换执行器


 自立式流量调节阀常见故障及处理方法

故 障 

故 障 原 因

处 理 方 法

不能

自动

控制

1.控制管线堵塞

清洗控制管线

2.膜片破裂

更换膜片

3.弹簧折断

更换弹簧

4.阀前、阀后实际压差小于弹簧整定范围

更换合适弹簧

被流量

不稳定

1.阀口径选择过大或过小

更换合适阀门

2.波纹管损坏

更换波纹管部件

3.阀芯、阀座磨损

更换阀芯、阀座

 


蒸汽疏水阀常见故障的处理方法


故 障

故 障 原 因

处 理 方 法

不  排

1.阀孔或通道被堵塞

拆开疏水阀清洗

2.蒸汽压力低

调整开启压力或按设计压差重新选配疏水阀

排气

量大

1.阀芯或阀座磨损

进行研磨修理

2. 阀芯或阀座卡涩

拆开清洗

连续工作时温度下降

排水量大,疏水阀小

更换排水量大的疏水阀,或增加并联疏水阀









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