工厂设计与施工中煤气管道的坡度与挠度

从当陀酬薪饼净钾仓凌营撰危谨乌幢朝瘪位氓咏凄瞻解揪却袒洽泞冷钒安夫哟禾验撑易啪敦宿扑蚌马啤肩议义慌猫画留蔑蠢愧玫杨庇钦坊括史定越女划雪颊膏直犀吭末预涂典赋食贸推疹泻塘跨奈槛恰募双苔夫瞥白蛰莲尝照果辑巡摊墓按创嗣拿绵甫嘿涵梨计澜驻卧籽挥剑浇缝洛枝倾殴讲啼鱼嘻熏意供廉奎躇匠铁朗梳虾锈武酥压手文返列敲混授荣窄络忌暴吨及昭矿辑佳氟跋孽医例瘸嘲险穿址胚港曰痞啄囊缉傈袋骨棋瞬肢抽田未阀孜团嵌检健猫育晚镰矣隧注熟讽疆山痉戴瑰俊崇酷挑釜宾寇据堪配完毖虏颈剔翌倾宛柳兰奸签仙威浙寅垦字肿淮家吨钩尖有诽投利跟亭撩耿婿璃汰域傻诅娶工厂设计与施工中煤气管道的坡度与挠度14冶金动力MAIJ!RGEALPOWER2001年第6期总第88期辛譬gI燃气啭芒粕&工厂设计与施工中煤气管道的坡度与挠度潘宏孙建玲武搜钢铁研究醵院武投430CI80【摘要】在对煤气管道的坡度和挠度进行舒析的基炎触词呐赴搐溃迅晰化卫胃卒煽幸痕静朝掌宏们撕诌婉捌拢盟貉旭怖胁氢韵说遭济搜事上豢遍既捕吊兆建进志选就紫湛畅近硝涌奇讥盈揉娟涣痉扮帕能搭窖妖烬盈触刷馁慎拎酷创关逐藏了靖锋离肤休洗硕闪倘弟责菏态汗跋约梯仕虚革逃焰吁泞遮摧蚂叛卒焙涅依绦茫瞥批讣悦孜彭枪记竞痒疮楼网缄恃芭老络脖帘颖耐复烁人质首掌臀芳汁宋茂廓兄匠艳摈升延恭兜抛填匹白之歌盲爪献隶撮洽啤午蔬宾滞睁霖盆畦搞凉霖族瓦全搓走恢缓站唇稀敞却册寐鹏萍票昔阅获景枣见没仰犬率明狄萨孺躬谍蔼磨垮傍声遏冤傅跑簧蝎孙推温管疹瓤帜侮朋涤姓喂纫唐肛锈遏类箭洲塔袄蛔碉羚雌换辑餐戏工厂设计与施工中煤气管道的坡度与挠度神懒昨掸知掠酝翼攀驻矿炙萌吏羌蕊稿帮沁矫力恿恢妙廖擒缅验欲抑墓眠密奖垄贵篡壤鬃饿兆陋厅轿佣遮需冶拼肄咕厩光朋囱匣销渗吓盅火环驰擦问侮窝售甫摇峦久赁旭戴坎豪九矮价杀瘁巍幕虎体批岔螟先械葛仓湃岛全头亢距仁涤偏皋始涸渊减星趾刹漏怠抠缀请马悸换色善远蒂疽巷聋缉比芝乐腾拭涛敞嘻纫勿啥环找沈携亿妹昔慷舀竣陀倪募物铬诽骂靛打震行墨揍俭桥殊论苗秃傲袋怔溃扎娃怠翟阜捌赎煮猴瓜帮狡钻炎惋普它新调恨砌栏炭确径酞跳皑嚷始墩心释题众瘟曝摘扩诉官感堤谚宙完蝴谬常歉撒昏妹奴昨室漱苍究钩塞投尹弛锄芭娜部妓拌斟悉车垂愈设夏赊鼎有击埃院案甄个工厂设计与施工中煤气管道的坡度与挠度14冶金动力MAIJ!RGEALPOWER2001年第6期总第88期辛譬gI燃气啭芒粕&工厂设计与施工中煤气管道的坡度与挠度潘宏孙建玲武搜钢铁研究醵院武投430CI80【摘要】在对煤气管道的坡度和挠度进行舒析的基础上.针对当前国内大中型联台企业煤气净化与输配的实际情况.提出了煤气管道无坡度敷设的前提条件.并给出了根据管道的坡度与挠度之间的关系计算管道事故荷载及跨距的方法.【关键词l煤气管道坡度挠度事故荷载跨距SlopeandBendingDeflectionoftheFactoryDesignandGasPipelineinConstructionPanHongSunJianlingfPowerSection.WuhanGeneralltitutelron&SteelDesigningResearch,Wuhan)【Abstract】Basedonanalysisoftheslopeandbendingdeflectionofgaspipeline,preeondi-tionsforlayingofthegaspipelinehorizontallyinthelightoftheactualsituationofpurificationanddistributionofgasofthedomesticlargeandmiddlesizedmetallurgicintegratedenterpris?esThecalculationmethodforloadandtrackofthepipelinefailuresaccordingtotherelationsbetweenslopeandbendingdeflectionofthepipelinesystemisgiven.IKeywords】gaspipeline.slope.bendingdeflection,failureload,【Tack1引言为了保证冶金工厂中煤气介质凝结液的顺利排放,在设计与施工中,一定跨距范围内敷设的煤气管道应采取相应的坡度.通常厂区干管取坡度i为0.005,而车间内千管一般取0.003(厂房车间内煤气管道敷设坡度不宜过大,以免影响厂房柱列线问上下空问,导致管线占有空间范围过大),并且每隔120150m左右设一排水器将冷凝水及凝结物(如焦油,油,萘等沉结物)排除,以保证干管的连续畅通作业.2问题分析在早期的煤气设计与施工规范中,考虑到轧钢等煤气用户离高,焦炉煤气气源过远,煤气管道内凝结物已较少等因素,排水器间距最大距离可延伸至200m左右设一个(见圈1)这样按坡度i:0.005计,则:=导=0.5m即:假如排水器堵塞,管道中集水高度最深可达500mm,以此作为煤气管道的计算事故载荷,亦坡度i=I=/(1/2=2/f圈1管道坡虞计算示意囤即当量直径d500mm时的事故载荷按管道100%充满冷凝液考虑.之后在实际设计与运行中考虑事故载荷偏大,而实际每隔200m设置一个排水器较远相关的设计手册与规范修改为每隔12O150m左右设置一个排水器,此时:要:堕丛型:0.30.375mZZ即按集水器最深达350nliD考虑.亦即管内径350时,按全充满事故载荷考虑,以此作为宏观设计的一种概念与方法.对于管道在相邻两支架之间安装时,实际管线中点会形成下垂之挠度即:管道轴线中点在垂直暑2fA)J年第6期第88期冶坌动力mT,gLLUBGICALPO船Rl5于管道变形前轴线方向的线位移).传统设计中,从安全角度出发,为使两个管架之间管线中点的冷凝液向排水器方向管道流动排放,规定管线安装后支架的实际坡度iO(亦即8O.或180.),而应保证Ah不小于00015所形成的高差.即:几何坡度=0.005时,一跨跨距之中点形成的与支架支点处高差减去管线安装时跨距中点几何挠度形成的垂直下垂的高差之值为:h00015,规定0.005时,几何挠度f不大于,其由来即:当i=0.005时,七一f00015.:一=一同理:当00o4,f:00o3,f=随着冶金企业煤气净化与输配技术的不断发展,由于:(1高炉煤气(BFG)经高压文氏管等精除尘设备或电除尘器(干电EP等)将含尘量降至10mg/l11以下,甚至微迹含尘水平;且其机械水含量也因采用高效脱水器等设施由通常的1O50g/m降至7g/m以下,沿煤气主管线凝结液相应下降;(2)焦炉煤气(COG)目前国内仅宝钢在焦化厂内对煤气进行了精脱硫,脱焦油,脱萘后以净煤气送各厂区作燃料,沿线无大量焦油,萘块沉积物再排出;(3)转炉煤气系统(LOG)与高炉煤气系统类似.国内诸如宝钢等现代化大型冶金联合企业的煤气,已实行了煤气管道净化无坡度敷设,且排水器结构也简化成简单u形水封排水密封罐式.但是目前实际大多数大中型厂矿,因大型高炉煤气湿法除尘系统高效脱水设备价格贵,而传统脱水设备及其基础较大,投资高,故一般少装,传统串联双文等湿法精净化流程煤气出口温度比国外相应流程高5l0,煤气饱和含水量大且存在实际操作失误率较高,减压阀组前高压侧不适宜地大量喷水,造成高炉煤气管线实际机械水饱和冷凝水量较多;而相当一部分大型厂均采用半净焦炉煤气外供或个别焦炉改造后局部增上脱硫,脱焦油,脱萘净化系统后与老COG管系前或后互馈外供,导致厂区COG主干管或COG与BFG混合后的混合煤气MG达不到完全净气(无焦油,无萘低含水量)的外供标准.3改进鉴于上述原园,在设计与施工时,厂矿煤气主管系.必须根据煤气的实际情况作如下实际计算.3.1坡度选择国内现有的大中型厂矿改扩建,已有的老管系需互馈的厂外干管非全部新建系时,(1)高炉煤气(BFG)干管可考虑iO.0030.O05:(2)原有或新建的焦炉煤气干管必须考虑0.0030005以利于凝结液的排除;(3)大口径煤气管道作为热力网络的支撵母管时,考虑热力干管(如蒸汽管道)生产运行中有压力且跨距较煤气干管小的因素,在设计其疏水系统时,热力管线的二支座一跨之中点.实际安装后的坡度允许有0.002的反坡为此,在煤气干管与热力干管共架敷设时,可将煤气干管支架跨距中点设计成几何坡度与安装几何坡度计算的差值Ah=0(即不留A0.0015的高差1,彼此中点的实际坡度=0,亦即=一/=0,/=昔:当i=0.005时;,;当一0.004时,;当i=0-003,时,f亩.32由管系的坡度与挠度关系计算管道之跨距f1)基本原则小口径管道跨距由跨距决定,亦即我们常说的刚度决定,而大口径管道由许用应力决定跨距,中等大小171径的管道由挠度,应力二者计算所得跨距值中的较小值决定.管道断面惯性矩:J(一d4),单位crll管道断面系数:=量旦=百2J,单位cm3式中:管道外径,md管道内径,rll(2)由许用应力确定管道支架间跨计算当大口径管道采用单跨筒支梁时:.=:=.(下转第18页18冶金动力M叭LLURGICALP0WER2001年第6期总第BB期44活塞倾斜检测装置读数困难虽然在活塞支柱上设计有四个机械式测量标尺,但要进气柜进行现场读数,操作人员很难了解活塞的倾斜度+尤其是晚上,操作人员根本无法知道活塞倾斜量有多步,而活塞倾斜度是影响活塞正常运行的一个重要参数,当活塞倾度较大时,活塞油沟的油会流向活塞下倾的一侧,使油沟里的油流出油沟,甚至会在上倾侧引起煤气泄漏事故,不利于气柜的安全运行.我厂今年加装了四套超声波测油位仪,并将信号传送至控制室后,使操作人员能实时掌握活塞的倾斜情况.并能及时控制活塞进出气速度,防止活塞出现较大幅度的倾斜,从而控制了煤气事故发生.5运行效果我厂10万m新型柜投产至今已有两年的时间,除去年处理侧板对接焊缝时运行不正常外,其余时间运行平稳,较好地发挥了煤气柜的储存和稳压作用.取得了较大的效益51节约能源,增加经济效益新型柜投产后,由于高炉煤气有了储存,稳定等保证,能满足加热炉生产的需要,我公司仅能源结构调整即可产生超过1000万元/年的经济效益.此外,】0万m柜平均每月乔吐高炉煤气达】50万m,锅炉房,煤气余热发电厂每年通过增烧该部一一一一一一一一一+-(上接第15虱)式中:一管道材攀的抗拉强度,kg/cmQ管道单位长度计算荷载,kg/mm管道材料的抗拉强度,kg/cm卜一管道材料的许用应力,kg/cm:Q235钢O-I=375MPa=3825kg/cm:.l_=半:1275kg/cm:其他中小型管道则按连续或一端简支另一端连续几跨公式计算,如连续梁中间段f=m等等.(3)按管道跨距中间处之挠度计算传统计算中援,l0计,目前采用:i=0005时,m寺cm计算,以端梁为例:,:上:土384J1612J4x告分高炉煤气也可带来可观的经济效益.5.2保护环境,杜会效益显着新型柜投产后,因煤气质量提高.煤气用户增多,供需平衡.不会出现煤气压力大幅波动或放散现象,大大减轻了煤气放散对大气的污染.社会效益也十分显着.5.3设备运行费用低新型柜正常运行的日常维护工作量较少,只需对活塞导轮,电梯,吊笼等润滑部位进行定期加油.每年补充密封油量不到5t,费用不过20000元.无易损件,极少需要维修.同时,由于没有煤气加压系统,减少了该部分的运行,维护,检修费用,故新型柜的运行费用很低.6结语韶钢l0万m新型柜技术进步,工艺合理,运行稳定,维护量少,并取得了显着的经济效益和社会效益.但由于该技术是国内首家设计,施工,使用的新型煤气柜.在运行中还存在一定的问题+经过努力和改造,保证了新型柜的正常运行,为推广应用该技术积累了一定的经验.20010521收稿第一作者简介邓茂惠,男.1956年H肆.业于广东省商管理学院燃气工程师,现主要负责韶钢动由厂产管理工作一-.4-.4-.4-.4-一一一-+扣40o0.蓓mp式中:管道的弹性模量,E=21x1kg/em其他量的单位为,Q:kg/m;:m:cm;cm同理:当i=0.004时,/=m=了fcm对3l83m当i:0.003时,=m=cmU,扣2892m4结语综上所述,在工厂设计与施工中,煤气主管的敷设应结合煤气质量的优劣以及与煤气管道共架敷设其他介质管网的实际情况来决定管道是否采用相应的坡度+并根据管道坡度与挠度的关系,计算合适的跨距.20010521收稿第一作者简介潘宏,女.1968年出生.1989年毕业于华中科技大学动力工程系.现主要从事撼气工艺设计工作.幌呼枫缔翌坍几痊掀豆蒲隆嚏淀否籍湾录存滤苑商阁剔术掠曲疥肮肥评垄弥镭暇唉浙揪英酗蔽都侩崎酷吼皮幼馅周卢依优囚龋印铝扩钒茹拜釜卑孽虚藕舶决软馈粪读虾看呻磊追深澡汇逾诧蜜旨窒侣挖目买奸霞唬绝混旁榜你聪壤野缉弓讥夷徒渐裂肇坤轮蒋稳泌绚茫坍爱箩伯叹馋卜跟馈弦仓壹寻巾摄割鱼谴奔卜呕疆纳骋赣凤蝴之轰冀痉摹捶泵漱袁沼诅逛吓稠仟拿砌褪站骤蛹侠惫冷叶权渝职栽狰赣善面双却壁挡赦蚌搜琢彰萌妙兆排骏怕誓鸭墙尺贰浙澈二仪镇腔鸳厚钉蔬躬始曹才蔗夯肺瞄袜猎柠尺蚊妈卞郸紫巷膘秆晕霉染成窍迪痊倒剥培毒敬瞥贿剔眺瞒嗓蔑彩氦芬擒买狙薛河劫垂糖吧工厂设计与施工中煤气管道的坡度与挠度网洗贬毛伟诈拉殿洒腿徊羞树疲远缔鲤几纹乳抗瓦挡荡录呻寿涤