高压蒸汽管线吹扫临时管道设计要点详解

高压蒸汽管线吹扫临时管道设计要点详解

在化工装置或锅炉电厂中，高压蒸汽管线的吹扫是确保汽轮机安全运行的重要环节。临时吹扫管道的设计虽然看似简单，但其选材、壁厚、柔性设计、支吊架设置以及消音器的选择都直接影响吹扫效果和安全性。本文将从这些方面详细阐述高压蒸汽管线吹扫临时管道设计的关键要点。

1. 临时吹扫管道的选材及壁厚计算

临时吹扫管道的材质选择主要依据吹扫蒸汽的参数。例如，对于300℃/4.0MPa的高压蒸汽，通常选用20#钢。壁厚计算则需满足吹扫蒸汽参数要求，计算公式如下：

式中：

• ts：直管的计算壁厚（mm）
• P：吹扫蒸汽压力（MPa）
• D0：临时管道外径（mm）
• σ]t：吹扫蒸汽温度下材料的许用应力（MPa）
• Ej：焊接接头系数
• Y：温度影响系数，高压蒸汽管道的吹扫蒸汽温度通常不超过450℃，因此Y可取0.4

2. 临时管道的柔性设计

2.1 临时管道柔性设计的目的

临时管道的柔性设计往往容易被忽视，但其重要性不容忽视。缺乏足够的柔性可能导致以下问题：

• 管道应力过大或金属疲劳
• 正式管道管架脱落
• 支吊架破坏
• 法兰连接处泄漏

因此，在蒸汽吹扫前必须充分考虑临时管线的柔性和临时支架的设置。

2.2 临时管道柔性设计的方法

柔性设计可采用计算机详细分析或简易判断分析。对于简单的管系，可采用ASME B31.1中的简易方法：

其中：

• D：管道外径（mm）
• L：管系在两个固定点之间的展开长度（m）
• U：管系两固定点之间的直线距离（m）
• γ：管系总热膨胀量（mm）

若柔性不满足要求，可通过添加π型膨胀弯或"L"型补偿来解决。

3. 临时管道支吊架设置选型

支吊架设置应以刚性滑动支架和刚性限位支架为主，避免使用昂贵的弹簧支吊架和阻尼器。具体跨距设计可参考TC42B2-94《管道支架的设计及计算》：

在正式管道和临时管道连接处附近、临时消音器附近应设置限位架，中间部分可酌情考虑。

4. 临时消音器的设计

消音器尺寸设计需充分考虑临时吹扫管道内固体杂物的影响。若尺寸偏小，内部空间不足会导致消音器排放流道堵塞，产生憋压，温度和压力升高可能引发疲劳破坏。例如，某项目现场因错误使用消音器导致安全事故，碎片被吹至20米外。

5. 结束语

随着装置规模的扩大和项目进度的加快，蒸汽吹扫临时管道设计的安全性越来越受到重视。材料及壁厚、消音器结构尺寸、管道柔性及支架设置的合理性都会对吹扫安全性产生重要影响。