直埋蒸汽管道可行性研究報(bào)告

中電投熱電廠配套熱管網(wǎng)(廠外)工程設(shè)計(jì)蒸汽及凝結(jié)水管道可研報(bào)告中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司PAGEii目錄第一章工程概況 11.1工程名稱及建設(shè)單位 11.2設(shè)計(jì)單位及法人代表 11.3設(shè)計(jì)依據(jù) 11.4設(shè)計(jì)技術(shù)原則 21.5工程內(nèi)容 31.6主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 3第二章城市概況 42.1城市概況 42.2氣候特征 52.3氣象條件 6第三章工程總體 73.1項(xiàng)目建設(shè)的必要性 73.2總體布局 73.3供熱系統(tǒng)流程 83.4熱源 93.5熱用戶 11第四章蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì) 124.1管線布置 124.2管線布置方案 124.3蒸汽管道水力計(jì)算 13第五章凝結(jié)水管網(wǎng)設(shè)計(jì) 165.1管網(wǎng)布置 165.2水力計(jì)算 16第六章管道的保溫、防腐 176.1蒸汽管道的保溫、防腐 176.2凝結(jié)水管道的防腐、保溫 21第七章投資估算 226.2編制依據(jù) 22第八章結(jié)論和存在的問題 268.1結(jié)論 268.2問題及建議 26中電投熱電廠配套熱管網(wǎng)(廠外)工程設(shè)計(jì)蒸汽及凝結(jié)水管道可研報(bào)告中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司PAGE27第一章工程概況1.1工程名稱及建設(shè)單位項(xiàng)目名稱：中電投蘭州新區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目配套蒸汽管網(wǎng)工程建設(shè)地點(diǎn)：甘肅省蘭州市新區(qū)建設(shè)單位：甘肅黃河水電有限責(zé)任公司1.2設(shè)計(jì)單位及法人代表投標(biāo)單位：中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司法人代表：康旺儒1.3設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)a)《蘭州新區(qū)工業(yè)負(fù)荷預(yù)測表》b)《蒸汽及凝結(jié)水管網(wǎng)地質(zhì)勘察報(bào)告》c)業(yè)主提供的管道沿線地形圖d)工程段城建、規(guī)劃部門意見主要執(zhí)行采用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ34-2010）《城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ104-2005）《城鎮(zhèn)供熱預(yù)制直埋蒸汽保溫管技術(shù)條件》（CJ/T200-2004）《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50316-2000)(2008年版)《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50236-2011)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50235-2010)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ28-2004）《埋地鋼制管道陰極保護(hù)技術(shù)措施》（GBT21448-2008）《鎂合金犧牲陽極》（GBT17731-2004）《埋地鋼制管道陰極保護(hù)參數(shù)測量方法》（GBT21246-2007）《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）《建筑物抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）《室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50032-2003）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003-2011）《工業(yè)建筑防腐設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50046-2008）1.4設(shè)計(jì)技術(shù)原則a）嚴(yán)格遵守國家法規(guī)，執(zhí)行國家、地方、行業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)程、。b）在滿足使用要求的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。c）在保證管道安全可靠運(yùn)行的前提下，突出體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性、合理性和先進(jìn)性。e）采用成熟先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)手段。以經(jīng)濟(jì)效益為中心，安全可靠為原則，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最合理的設(shè)計(jì)方案，提高項(xiàng)目的綜合創(chuàng)優(yōu)水平。1.5工程內(nèi)容蘭州新區(qū)中電投熱電廠機(jī)組供熱新建配套蒸汽和凝結(jié)水管網(wǎng)工程，從熱電廠廠區(qū)至科天化工和振興化工，敷設(shè)約1.1Km的DN900、6.2KmDN800和1.6KmDN450過熱蒸汽管道，同溝敷設(shè)DN350凝結(jié)水管線。1.6主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表1-1主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)1蒸汽最大流量4502蒸汽平均流量3603蒸汽最小流量2254蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力1.65蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)溫度℃2506蒸汽管網(wǎng)管徑φ920*8φ820*7φ478*7820*87凝結(jié)水回收率75%8凝結(jié)水管徑φ377*7φ377*7、第二章城市概況2.1城市概況1.蘭州新區(qū)城市概況

2010年12月，甘肅省設(shè)立蘭州新區(qū)。2012年8月，國務(wù)院批復(fù)為國家級新區(qū)，這是繼上海浦東新區(qū)、天津?yàn)I海新區(qū)、重慶兩江新區(qū)、浙江舟山群島新區(qū)后的第五個(gè)國家級新區(qū)，也是西北地區(qū)第一個(gè)國家級新區(qū)。蘭州新區(qū)位于蘭州北部秦王川盆地，地處蘭州、西寧、銀川三個(gè)省會(huì)城市共生帶的中間位置，是國家規(guī)劃建設(shè)的綜合交通樞紐，也是甘肅與國內(nèi)、國際交流的重要窗口和門戶，距蘭州市區(qū)38.5公里，距西寧198公里，距銀川420公里。交通便利，連霍高速、京藏高速以及中川機(jī)場構(gòu)成了立體綜合的交通網(wǎng)絡(luò)體系；目前已經(jīng)有包括中石油國家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備庫、吉利汽車、三一重工在內(nèi)的多家國內(nèi)外大型企業(yè)落戶新區(qū)。規(guī)劃建設(shè)石化、高端裝備、新能源新材料等七大產(chǎn)業(yè)集群以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等五大片區(qū)。經(jīng)過5—10年的建設(shè)，蘭州新區(qū)將發(fā)展成為甘肅省乃至西北地區(qū)跨越式發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)增長極，成為西部地區(qū)特色鮮明、功能齊全、產(chǎn)業(yè)聚集、服務(wù)配套、人居環(huán)境良好的現(xiàn)代化新區(qū)。1）地理位置蘭州新區(qū)位于東經(jīng)103°29′22″～103°49′56″，北緯36°17′15″～36°43′29″。西界為尹—高速公路向北沿秦;王川盆地西邊緣延伸至引大東二干渠；東界為皋蘭縣西岔川東緣向北延伸至永登縣秦川鎮(zhèn)東界；北蘭州新區(qū)規(guī)劃圖界為引大東二干渠；南界為永登縣樹屏鎮(zhèn)尹家莊—水阜鄉(xiāng)澇池公路北緣。2）人口規(guī)模按照蘭州新區(qū)的人口與用地規(guī)模，2015年，城市人口規(guī)模30萬人，2020年，城市人口規(guī)模60萬人，2030年，城市人口規(guī)模100萬人，主要民族為漢族，還有回、東鄉(xiāng)、藏、土族等少數(shù)民族。2）地震烈度蘭州市位于地震烈度Ⅶ度以上的高烈度區(qū)，是國家2006年國務(wù)院頒布實(shí)施的全國地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)和重點(diǎn)監(jiān)視防御城市。3）水文地貌境內(nèi)有季節(jié)性河流李麻沙溝，呈南北向。中川以下進(jìn)入谷地。甘家灘以下入皋蘭縣，再南經(jīng)蘭州市安寧區(qū)沙井驛注入黃河，年徑流量為354.8萬立方米，長103.9公里蘭州新區(qū)位于隴西黃土高原的西北部，是青藏高原、蒙古高原和黃土高原的交匯地，也是祁連山脈東延之余脈插入隴西盆地的交錯(cuò)地帶。地區(qū)屬典型的黃土高原丘陵地貌類型，平川、梁峁、溝壑及河谷地貌發(fā)育。2.2氣候特征蘭州新區(qū)屬典型的溫帶半干旱大陸性氣候，四季分明，陽光充足，冬季寒冷干燥，春季多風(fēng)少雨，夏無酷暑，秋季溫涼。年平均降水量300～350，年蒸發(fā)量1880；全年平均無霜期139，年日照量1744～2659，日照率60%；最大凍土深度約1.1；農(nóng)作物一年一熟；夏秋多東南風(fēng)，冬春多西北風(fēng)，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，年平均風(fēng)速2.3。2.3氣象條件蘭州市和蘭州新區(qū)相鄰，其氣象條件基本相同，參數(shù)如下：年平均溫度6.9℃冬季采暖室外計(jì)算溫度 -8.8℃冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度 -8.5℃冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度 -11.4℃極端最冷溫度-19.7℃冬季平均大氣壓 852.8hPa冬季主導(dǎo)風(fēng)向及風(fēng)頻 5%ENE采暖天數(shù) 130day采暖起止日期11月1號(hào)~次年3月31號(hào)最大凍土深度1.1極端最高溫度39.8℃夏季平均大氣壓841.5hPa年平均降雨量350日最大降雨量92.3夏季主導(dǎo)風(fēng)向及頻率12%E冬季主導(dǎo)風(fēng)向ENE冬季平均室外風(fēng)速 0.3夏季平均室外風(fēng)速1.3地震設(shè)防烈度Ⅶ度第三章工程總體3.1項(xiàng)目建設(shè)的必要性1.2013年5月29日總投資近46億的蘭州新區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目正式開工建設(shè)，該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，年發(fā)電量可達(dá)38.5億千瓦時(shí)，供暖面積約1200萬平方米，抽汽量約每小時(shí)1100噸，將為蘭州新區(qū)工工業(yè)生產(chǎn)和城市居民生活提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的電力和充足的供熱供汽保障。2.科天化工主要生產(chǎn)水性材料、聚氨脂板材等產(chǎn)品，振興化工兩家企業(yè)生產(chǎn)工藝上需要大量的低壓蒸汽。3.科天化工、振興化工兩家企業(yè)用汽屬于常年生產(chǎn)性熱負(fù)荷，負(fù)荷常年穩(wěn)定均勻可靠，具有用汽的優(yōu)勢。用汽的壓力、溫度、用氣量等參數(shù)，汽輪機(jī)的的抽氣恰好能夠滿足要求，并且兩家單位距離熱電廠的距離相對較近，避免了蒸汽長距離輸送的能耗損失。4.在能源短缺和價(jià)格居高不下造成的全球工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)成本不斷增加和市場競爭壓力不斷增大的大環(huán)境下，此項(xiàng)目廢熱利用，可以減少燃料的燃燒，污染物的排放，節(jié)能降耗，降低成本，提高了企業(yè)的市場競爭力和能源的綜合利用率，具有顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益，符合國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。3.2總體布局綜合考慮城市規(guī)劃，熱負(fù)荷分布，熱源位置，各種地上、地下管道及構(gòu)筑物，園林綠地的關(guān)系和水文地質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)等因素，依據(jù)《城鎮(zhèn)熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定蒸汽和凝結(jié)水管道布置，從熱電廠廠區(qū)至原石化園區(qū)科天化工廠和振興化工廠，沿貨站北路敷設(shè)過熱蒸汽管線，同溝（同架）敷設(shè)凝結(jié)水管線，管長約9。：3.3供熱系統(tǒng)流程供熱系統(tǒng)工藝流程如下：圖3-1工藝流程圖熱電廠抽出的蒸汽通過直埋蒸汽管網(wǎng)輸送至用汽企業(yè)，企業(yè)調(diào)整到所需的壓力和溫度進(jìn)行利用，工業(yè)工藝?yán)煤蠼?jīng)換熱器和疏水器后轉(zhuǎn)化為冷凝水，見圖3-2，根據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，由于制造質(zhì)量、維修不及時(shí)、選型不當(dāng)，這些凝結(jié)水中蒸汽含量仍高達(dá)5%-20%，具有很高的熱量，并且是優(yōu)良的軟化水，具有很高的回收利用價(jià)值，凝結(jié)水的回收不僅可以減少燃料的消耗量及相應(yīng)的費(fèi)用，還可減少自來水的消耗量及相應(yīng)的水費(fèi)和水處理費(fèi)用，所以盡可能通過凝結(jié)水管網(wǎng)送回電廠，回收利用。經(jīng)換熱器換熱后的熱水可以供廠區(qū)作為生活熱水用。圖3-2凝結(jié)水回收系統(tǒng)3.4熱源汽輪機(jī)抽汽、超臨界、一次中間再熱、兩缸（或三缸）兩排汽、雙抽、凝汽式間接空冷汽輪機(jī)。其中一級工業(yè)抽汽為非調(diào)整抽汽，二級工業(yè)抽汽及采暖抽汽為可調(diào)整抽汽，工況參數(shù)如下：額定功率： 350主汽門前壓力： 24.2主汽門前溫度： 566℃再熱汽門蒸汽溫度： 566℃額定轉(zhuǎn)速： 3000額定排汽壓力： 11以上參數(shù)為THA工況參數(shù)夏季背壓：28一級工業(yè)抽汽：4.35/566℃100(額定)/100(最大)二級工業(yè)抽氣：（壓力可調(diào)）1.3/380℃130(額定)/300（最大）采暖抽氣體：（壓力可調(diào)）0.4/256℃280(額定)/300（最大）因?yàn)橹须娡稛犭姀S熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目已經(jīng)利用一級工業(yè)抽氣和采暖蒸汽，以電廠安全、經(jīng)濟(jì)、滿發(fā)為原則，本項(xiàng)目僅能采用二級工業(yè)抽氣，額定抽氣量，壓力1.3，溫度380℃，用蒸汽單位用氣量260，溫度184℃，事實(shí)上蒸汽管道一般按照低于300℃進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅運(yùn)行安全而且可以延長管道的使用壽命，綜合考慮利用減溫器進(jìn)行減溫，達(dá)到增大蒸汽量和降低蒸汽溫度的目的，減溫過程是指將過熱蒸汽的溫度降低到飽和狀態(tài)，或者降低到低的過熱度。本設(shè)計(jì)采用直接接觸式減溫器，用來冷卻過熱蒸汽的介質(zhì)直接和過熱蒸汽接觸，減溫器工作時(shí)，將一定量的減溫水通過減溫器的混合裝置加入到過熱蒸汽中，當(dāng)減溫水水進(jìn)入減溫器，它吸收過熱蒸汽的熱量而蒸發(fā)，這時(shí)蒸汽的溫度隨之降低。加入減溫水的流量控制通過溫度變送器測量減溫器下游的蒸汽溫度和執(zhí)行器來完成。噴入定量的減溫水水達(dá)到減溫并增大蒸汽量，減溫水量見下表。汽輪機(jī)至減溫器的蒸汽管路，均屬于電廠內(nèi)部工程范圍，不屬于本工程內(nèi)容，不再詳細(xì)論述。圖3-3減溫器原理圖系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性估算：供汽壓力1.3未增加減溫器前供汽溫度：=380℃，，增加減溫器后供氣溫度：=250℃，減溫水溫度：=104℃增加減溫器后蒸汽量差：計(jì)算結(jié)果如下表：表3-1減溫水參數(shù)計(jì)算表參數(shù)蒸汽壓力（）溫度(℃)焓值()流量()工業(yè)抽氣參數(shù)1.33803216.96260.0減溫蒸汽參數(shù)1.32502931.52294.2減溫水參數(shù)1.0104762.634.2按照蒸汽價(jià)格來計(jì)算，全年節(jié)省費(fèi)用萬元，所以安裝減溫器后經(jīng)濟(jì)效益明顯。3.5熱用戶綜合考慮中電投熱電廠的位置，可利用的工業(yè)二級抽氣量，以及用氣企業(yè)的與熱電廠的距離與用氣性質(zhì)，投資等因素，本工程熱用戶為科天化工、振興化工，兩企業(yè)均屬于常年生產(chǎn)性熱負(fù)荷，用汽穩(wěn)定。表格3-2單位用氣參數(shù)單位蒸汽工程壓力()流量公稱溫度℃廠址備注科天化工低壓蒸汽0.6380184原石化園區(qū)建設(shè)中振興化工中壓蒸汽1.070184原石化園區(qū)建設(shè)中第四章蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)4.1管線布置蒸汽管線的布置依據(jù)蘭州市新區(qū)總體規(guī)劃、盡量節(jié)省整個(gè)工程造價(jià)，管道敷設(shè)力求最短、直。因廠區(qū)內(nèi)和廠區(qū)周圍管線較多，縱橫交錯(cuò)，采用架空敷設(shè)，進(jìn)入市政道路周邊采用直埋敷設(shè)方式，直埋蒸汽管道具有不占用空間、美化環(huán)境、節(jié)省投資、維護(hù)簡單、熱損失小等特點(diǎn)。4.2管線布置方案方案一：以用氣單位的平均用汽量為依據(jù)設(shè)計(jì)一條蒸汽管道，用最大的用汽量和最小的用汽量分別驗(yàn)證校核流速和壓降比是否滿足要求。方案二：以用氣單位的最小用汽量為依據(jù)設(shè)計(jì)兩條蒸汽管道，單位最小用汽時(shí)運(yùn)營一條管道，最大用汽量時(shí)運(yùn)營兩條管道。方案一相對方案二來說只敷設(shè)一條蒸汽管道，節(jié)省建設(shè)投資，但是當(dāng)用汽單位最小用汽量時(shí)，管道的熱損失大，管道末端容易出現(xiàn)冷凝水，但當(dāng)用汽量為最大值時(shí)，蒸汽流速大，噪聲大，對設(shè)備的要求提高，運(yùn)行不安全，所以需要水力計(jì)算驗(yàn)證。方案二，增大了建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用，延長了投資回收年限，但可以避免最大、小用汽量時(shí)方案一可能出現(xiàn)的弊端，并且當(dāng)其中一條管道出現(xiàn)故障時(shí)，另外一條管道可以保障企業(yè)的用汽。經(jīng)過水利計(jì)算驗(yàn)證，推薦方案一，最大用汽量的時(shí)候流速不超過蒸汽管道的最大允許流速80，最小流量的時(shí)候不小于規(guī)定18，滿足設(shè)計(jì)要求，不會(huì)出現(xiàn)噪聲過大和管段末端容易出現(xiàn)冷凝水的現(xiàn)象，水利計(jì)算見下表。另外蒸汽管道運(yùn)行過程中規(guī)范規(guī)定要定期檢查維護(hù)，避免管道出現(xiàn)故障，可以保證企業(yè)用汽。4.3蒸汽管道水力計(jì)算根據(jù)實(shí)際企業(yè)位置，及熱電廠廠址，企業(yè)的用汽量建立蒸汽管道水力計(jì)算簡圖如圖圖4-1蒸汽管道水力計(jì)算簡圖表4-1蒸汽管道水力計(jì)算表表2-11規(guī)劃工業(yè)用汽參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)對參數(shù)用汽企業(yè)用汽參數(shù)設(shè)計(jì)工況參數(shù)最大工況參數(shù)最小工況參數(shù)壓力溫度℃壓力溫度℃壓力溫度℃壓力溫度℃1.科天化工（水性材料、聚氨脂板材等項(xiàng)目）061840.87235.50.54238.11.154227.72.振興化工項(xiàng)目1.01841.198234.71.135237.71.261225.9對比數(shù)據(jù)分析：從計(jì)算結(jié)果可以看出，在設(shè)計(jì)工況下兩家企業(yè)的用汽壓力和溫度都能滿足工藝需要，最小流量工況下校核溫度下都能滿足使用要求，在最大工況下校核壓力降，科天化工壓力為0.54＜0.6，但是考慮到企業(yè)的同時(shí)使用系數(shù)兩家企業(yè)同時(shí)達(dá)到最大用汽量的概率很小，可以認(rèn)為該設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠。第五章凝結(jié)水管網(wǎng)設(shè)計(jì)5.1管網(wǎng)布置凝結(jié)水管網(wǎng)和蒸汽管網(wǎng)同溝敷設(shè)，敷設(shè)方式相同：基本采用冷安裝直埋敷設(shè)，管道走向和管位同蒸汽管網(wǎng)。5.2水力計(jì)算本工程蒸汽管網(wǎng)最小供汽量225,平均供汽量360，最大用氣量450，凝結(jié)水回收率取95%，凝結(jié)水回收溫度取70℃。管線長9.0，全程直埋敷設(shè)，無補(bǔ)償冷安裝直埋敷設(shè)。按照規(guī)范，凝結(jié)水管道粗糙度1.0，局部阻力/沿程阻力取0.2。設(shè)計(jì)中凝結(jié)水流速度和比摩阻采用經(jīng)濟(jì)流速和經(jīng)濟(jì)比摩阻，以利投資的節(jié)省。表5-1凝結(jié)水水力計(jì)算表＜第六章管道的保溫、防腐6.1蒸汽管道的保溫、防腐直埋蒸汽保溫管的基本結(jié)構(gòu)為“工作鋼管-保溫層-外護(hù)管-外護(hù)層”，固定形式和芯管滑動(dòng)形式為：內(nèi)滑動(dòng)內(nèi)固定型。內(nèi)固定就是將工作鋼管通過一定的結(jié)構(gòu)形式固定在外保護(hù)管上，充分利用外護(hù)管的強(qiáng)度和剛度以及外保護(hù)管與土壤之間的摩擦力來使內(nèi)管固定，不用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)固定，可節(jié)省鋼筋混凝土支墩。以鋼管作為外保護(hù)管才采用內(nèi)固定形式。固定端有隔熱設(shè)施，以減少熱橋效應(yīng)，同時(shí)外保護(hù)管應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以滿足管道水平推力的要求。6.1.1直埋蒸汽管道復(fù)合保溫層的優(yōu)化計(jì)算對直埋敷設(shè)的蒸汽管道按單管敷設(shè)進(jìn)行分析計(jì)算，對有凝結(jié)水管的雙管敷設(shè)管道，凝結(jié)水管的附加熱阻不計(jì)，多層保溫結(jié)構(gòu)的熱損失應(yīng)按下式計(jì)算式中：--單位管長熱損失，；--保溫管外表面溫度℃，取50℃--直埋蒸汽管道周圍環(huán)境溫度℃；按照《城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ104-2005）附錄B，蘭州地下1.91米處平均溫度17.1℃；--土的導(dǎo)熱系數(shù)，取1.7；--根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的保溫層外徑；當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)時(shí)，，取直埋蒸汽管道中心埋設(shè)深度處自然地溫；式中：--管道中心埋深；--上方地表面大氣的換熱系數(shù)取10-15；第一層保溫材料的厚度按下式計(jì)算：式中：--第一層保溫材料的外徑；--第一層保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.096；--第一層保溫材料的外表面溫度，℃；取120℃；--第一層保溫材料厚度；第二層保溫材料的厚度按下式計(jì)算：式中：--第二層保溫材料的外徑；--第二層保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.0270；--第二層保溫材料的外表面溫度，℃；取50℃；--第二層保溫材料厚度；直埋蒸汽管道熱損失校核計(jì)算直埋蒸汽管道保溫層界面溫度校核公式：保溫管外表面溫度的核算公式：本工程工作管道分別為D870*8和478*7，設(shè)計(jì)溫度250℃，管道中心埋深1.5，土壤的導(dǎo)熱系數(shù)1.75，管道外表面溫度50℃，保溫結(jié)構(gòu)為復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，第一層保溫材料為耐煮沸硅酸鹽鎂鋁瓦塊保溫層，汽導(dǎo)熱系數(shù)為0.096，第二層保溫材料為改性聚氨酯保溫層，常年耐溫120℃，導(dǎo)熱系數(shù)0.027.計(jì)算結(jié)果如下表：表6-1保溫層厚度計(jì)算表計(jì)算步驟符號(hào)含義單位取值1取值2取值31工作管外徑0.9000.8000.4782土壤的導(dǎo)熱系數(shù)1.7501.7501.7503第一層保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)0.0960.0960.0964管道中心埋深5工作管外表面溫度℃2502502506周邊環(huán)境溫度℃7保溫管外表面溫度℃5050508根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定保溫層外徑1.321.320.829第二層保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)0.0270.0270.02710第一層保溫材料外表面溫度℃12012012011第二層保溫材料外表面溫度℃50505012初定單位管長熱損失219.3219.3168.813第一層保溫材料外徑1.2861.1430.71614第二層保溫材料外徑1.3571.2060.76815第一層保溫材料厚度19317113316第二層保溫材料厚度35312617校核單位管長熱損失218.6217.5165.218直埋蒸汽管道蒸汽環(huán)境熱阻0.155930.155930.1559319第一層保溫材料熱阻0.5910.5920.7720第二層保溫材料熱阻0.3170.3160.41321第一層保溫材料平均溫度℃185178.4177.3522第二層保溫材料平均溫度℃858585直埋蒸汽管道的結(jié)構(gòu)如下圖，根據(jù)保溫層計(jì)算結(jié)果，選擇標(biāo)準(zhǔn)保溫層厚度以及外護(hù)管管徑如下表圖6-1直埋蒸汽管道結(jié)構(gòu)圖表6-2蒸汽管道管材表工作鋼管外護(hù)鋼管保溫層厚度空氣層厚度長度公稱直徑外徑厚度公稱直徑外徑厚度DN4504787800