热力管道设计技术规定.docx

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热力管道设计技术规定

1目的

为规范公司内部城市热力管网设计，特制定本规定。

2范围

本规定适用于城市热力网设计。

本次规定暂以蒸汽作为主要供热介质编制，今后将补充热水热力网设计的有关规定。

3职责

3.1由设计部负责组织实施本规定。

4工程设计基础数据

基础数据应为项目所在地资料，以下为镇海炼化所在地资料。

4.1自然条件

4.1.1气温

年平均气温：

16.3℃

极限最高气温：

38.5℃（1988年7月20日）

极端最低气温：

－6.6℃（1977年1月31日）

最热月平均气温：

27.8℃（7月）

最冷月平均气温：

5.2℃

防冻温度：

1.4℃

4.1.2湿度

年平均相对湿度：

79%

月平均最大相对湿度：

89%（84年6月）

月平均最小相对湿度：

60%（73年12月,80年12月,88年11月）

4.1.3气压

年平均气压：

1014.0百帕

年极端最高气压：

1038.4百帕（81年12月2日）

年极端最低气压：

972.2百帕（81年9月1日）

夏季（7、8、9月）平均气压：

1005.5百帕

夏季（7、8、9月）平均最低气压：

1000.5百帕（72年7月）

冬季（12、1、2月）平均气压：

1023.1百帕

冬季（12、1、2月）平均最高气压：

1026.2百帕（83年1月）

4.1.4降雨量

多年平均降雨量：

1297.2mm

年最大降雨量：

1578.7mm（83年）

一小时最大降雨量：

81.2mm（81年7月30日6时44分开始）

十分钟最大降雨量：

26.3mm（81年7月30日7时22分开始）

一次最大暴雨量及持续时间：

161.2mm

（出现在81年9月22日14时16分至23日18时16分）

4.1.5雪

历年最大积雪深度：

14cm（77年1月30日）

4.1.6风向

全年主导风向：

东南偏东；西北；频率10%

夏季主导风向：

以东南偏东为主

冬季主导风向：

以西北为主

附风玫瑰图

4.1.7风速、风压

4.1.7.1风速

夏季风速（7、8、9月平均）：

4.8m/s

冬季平均风速（12、1、2月平均）：

6.1m/s

历年瞬间最大风速：

>40m/s（1980年8月28日NNW、1988年8月7日N）

最大台风十分钟平均风速：

34.3m/s（1988年8月8日E）

30年1遇10分钟平均最大风速：

31.0~32.4m/s（十米高,省气象局）

4.1.7.2基本风压

0.60～0.65kPa（按离海较远取小值,靠近海岸取大值）

4.1.8最大冻土层深度及地温

4.1.8.1冻土层深度：

最大冻土层深度：

50mm

4.1.8.2地温:

-0.8m最低月平均地温（2月）：

9.1℃

-0.8m最高月平均地温（8月）：

26.1℃

-1.6m最低月平均地温（3月）：

12.4℃

-1.6m最高月平均地温（9月）：

23.5℃

-3.2m最低月平均地温（4月）：

15.8℃

-3.2m最高月平均地温（10月）：

20.5℃

4.1.9雷暴日

年平均雷电日数：

31.1天

4.1.10雾

年平均雾日：

24.5天

年最高雾日：

48天（1984年）

4.2工程地质

4.2.1地质勘探资料见浙江省勘察设计院初勘资料。

或由业主提供工程所在地的地质勘测资料。

4.2.2需提供项目界区的工程地质详勘报告。

4.2.3地震基本烈度及设计规定

本区域地震基本烈度为6度，重要设施按7度设防。

新建土建工程抗震按<<构筑物抗震设计规范>>GB50191-93执行。

4.3总图数据

绝对高度系统选用吴淞海平面标高。

5应遵循的主要设计规范

5.1设计与施工标准（规范）

城市热力网设计规范CJJ34-2002

工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-97

工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97

现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98

工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GBJ126-89

火力发电厂汽水管道应力计算技术规定SDGJ6

城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81－98

5.2采用的主要管道器材标准（规范）

5.2.1无缝钢管材料标准

输送流体用无缝钢管GB/T8163-1999

石油裂化用无缝钢管GB9948-88

输送流体用不锈钢无缝钢管GB/T14976-94

石油化工企业无缝钢管SH3405-96

5.2.2焊接钢管材料标准

低压流体输送用镀锌焊接钢管GB/T3091-93

流体输送用不锈钢焊接钢管GB12771-91

流体输送用螺旋焊缝钢管CJ/T3022-93

5.2.4管件标准

钢制对焊无缝管件GB/T12459-2005

5.2.5连接件标准

钢制管法兰SH3406-96

凸面对焊钢制管法兰JB/T82.1-94

凹凸面对焊钢制管法兰JB/T82.2-94

榫槽面对焊钢制管法兰JB/T82.3-94

环连接面对焊钢制管法兰JB/T82.4-94

管法兰用石棉橡胶板垫片SH3401-96

管路法兰用石棉橡胶板垫片JB/T87-94

管法兰用金属环垫SH3403-96

管路法兰用金属环垫JB/T89-94

管法兰用缠绕式垫片SH3407-96

管路法兰用缠绕式垫片JB/T90-94

管法兰用紧固件SH3404-96

5.2.6弹簧标准

可变弹簧支吊架GB10182-88

恒力弹簧支吊架GB10181-88

6设计

6.1设计计算原则

6.1.1热力网的热负荷计算宜采用经核实的建筑物设计热负荷。

如无建筑物设计热负荷资料时，民用建筑的采暖、通风、空调及生活热水热负荷，可按照《城市热力网设计规范》CJJ34-2002中3.1.2条规定计算。

工业企业热负荷，业主提供有关数据时，可有关设计数据进行。

未提供时，也可按CJJ34-2002中3.1.4条规定计算。

3.1.2管道应力分析计算采用CAESARⅡ（4.3版）计算软件。

6.1.3安全阀的计算采用《压力容器安全技术监察规程》（99版）附件五的要求计算，机泵的选型计算按《泵与原动机选用手册》的规定进行。

6.2供热介质的选择

6.2.1对民用建筑物的采暖、通风、空调及生活热水热负荷供热的城市热力网应采用水作为供热介质。

6.2.2同时对生产工艺热负荷和采暖、通风、空调及生活热水热负荷供热的城市热力网供热介质按下列原则确定：

6.2.2.1当生产工艺热负荷为主要热负荷，且必须采用蒸汽供热时，应采用蒸汽作供热介质。

6.2.2.2当以水为供热介质能够作为生产工艺需要，且技术经济合理时，应采用水作为供热介质。

6.2.2.3当采暖、通风、空调热负荷为主要负荷，生产工艺又必须采用蒸汽供热，经技术经济比较认为合理时，可采用水和蒸汽两种供热介质。

6.3城市热力网形式

6.3.1热水热力网宜采用闭式双管制。

6.3.2蒸汽热力网的蒸汽管道，宜采用单管制。

6.3.3热用户的蒸汽凝结水原则上应回收并设置凝结水管道。

当凝结水回收率较低时，是否设置凝结水管道，应进行技术经济比较。

6.4热力网的水力计算

6.4.1热力网的水力计算首先应根据CJJ34-2002中7.1条的要求确定设计流量。

6.4.2蒸汽管网水力计算时，应按设计流量进行设计计算，再按最小流量进行校核计算，保证在任何可能的工况下满足最不利用户的压力和温度要求。

蒸汽热力网应根据管线起点压力和用户需要压力确定的允许压力降选择管道直径。

6.4.3热水热力网支干线、支线应按允许压力降确定管径，但供热介质流速不应大于3.5m/s，支干线比摩阻不应大于300Pa/m。

6.4.4蒸汽热力网供热介质的最大允许设计速度：

6.4.4.1过热蒸汽

DN＞200mm，80m/s

DN≤200mm，50m/s

6.4.4.2饱和蒸汽

DN＞200mm，60m/s

DN≤200mm，35m/s

6.4.5以热电厂为热源的蒸汽热力网，管网起点压力应采用供热系统技术经济计算确定的汽轮机最佳抽（排）汽压力。

6.4.6以区域锅炉房为热源的蒸汽热力网，在技术条件允许的情况下，热力网主干线起点压力宜采用较高值。

6.4.7蒸汽热力网凝结水管道设计比摩阻可取100Pa/m。

6.5热力网的布置与敷设

6.5.1城市热力网的布置应在城市规划的指导下进行。

6.5.2热力网管道的位置应符合下列规定

6.5.2.1城市道路上的热力网管道应平行于道路中心线，并宜设在车行道以外的地方，同一条管道应只沿街道的一侧敷设。

6.5.2.2穿过厂区的城市热力网管道应敷设在易于检修和维护的位置。

6.5.2.3通过非建筑区的热力网管道应沿公路敷设。

6.5.2.4热力网管道选线时宜避开土质松软地区，地震断裂带、滑坡危险地带以及高地下水位区等不利地段。

6.5.3热力网管道的敷设

6.5.3.1城市街道及居住区内的热力网管道宜采用地下敷设。

热水管道地下敷设时，应优先采用直埋敷设。

采用管沟敷设时，应该首选不通行管沟敷设。

穿越不允许开挖检修的地段时，应采用通行管沟敷设。

6.5.3.2工厂区的热力网管道，宜采用地上敷设。

6.5.3.3蒸汽管线尽量架空敷设，必须埋地时应选用管中管的形式。

局部埋地可采用套管。

采用直埋敷设时，应选用保温性能良好，防水性能可靠，保护管耐腐蚀的预制保温管直埋敷设。

6.5.3.4热力管线采用管沟敷设时，有关尺寸应符合CJJ34-2002表8.2.5的规定。

6.5.3.5热力管线与建筑物、构筑物、道路、铁路、电缆、架空电线及其他管道的最小间距，应符合CJJ34-2002表8.2.8的规定。

3.5.3.6热力网管线穿越一些特殊地段时的敷设要求，应符合CJJ34-2002第8.2.9～8.2.19的有关规定。

6.5.3.7在人员通行处管道底部的净高不宜小于2m，在不影响交通的地区，应采用低支架，管道保温结构下表面距地坪距离不应小于0.3米。

6.5.3.8埋深以管道不受损害为原则，并考虑最大冻土深度和地下水位等影响。

管顶距地面不宜小于0.5m；在室内或室外有混凝土地面的区域，管顶距地面不宜小于0.3m。

通行机械车辆的通道下，不小于0.75m或采用套管保护，套管管顶距地表不小于0.3m。

套管的直径宜比被保护管大二级。

被保护管在套管范围内不应有焊缝。

管道穿越铁路应采用涵洞或者套管，套管距轨顶不应小于1.2m。

埋地管道有阀门者应设阀井。

大型阀门的阀井应考虑操作和检修人员能到井下作业。

小型阀门的阀井可只考虑人员在阀井外操作阀门的可能性。

阀井内应设排水点。

6.5.3.9采用管沟敷设时，沟底应有不小于2%的坡度，在低处设排水点。

管沟内应预先埋设型钢支架，支架顶面距沟底不小于0.2m，对于管底装有排液阀者，管沟与管底之间净空应能满足排液阀的安装与操作。

管沟内有隔热层的管道应设管托。

沟内管间距应比架空管道适当加大。

6.5.3.10地上敷设管道与地下敷设管道的连接处，地面不得积水，连接处应设防止积水的混凝土结构或套管，且应高出地面0.3米以上。

6.5.3.11当管道运行时有垂直位移且对邻近支座的荷载影响较大时，应采用弹簧支座或弹簧吊架。

当管线采用高低自然补偿时，高架上应采用弹簧支座或弹簧吊架，若采用刚性支座，应设防止管线失稳的限位或导向措施。

6.5.3.12蒸汽管线的支管应尽量靠近固定点引出，方形补偿器上不得引出支管。

在靠近方形补偿器的直管上引出时，支管不应妨碍主管的变形或位移。

6.5.4阀门安装方法

所有阀门必须布置在便于操作、维修的地方，其最适当的安装高度是距操作面1.2米左右；当阀门中心高于操作面2.1米时，集中布置的阀组或频繁操作的单个阀门应设操作平台，不经常操作的单个阀，可设链轮，也可利用活动平台，但小于DN40的阀不设链轮；阀门手轮低于操作平台时，可采用阀门延伸杆。

6.5.5仪表元件的安装

调节阀、容积式流量计等，应设置在操作方便，易于维修的地面或平台上；当管道上温度仪表、压力仪表的位置可自由选定时，原则上距操作面的高度不大于1.5米。

安装在设备上各种仪表（如温度计、压力计、液面计等）应设置操作平台或梯子。

6.5.5.1调节阀的安装

调节阀应尽量靠近与其有关的指示仪表并尽量接近测量元件附近安装，调节阀公称直径小于管道直径时，大小头应紧靠调节阀安装；调节阀设有手动装置时，应确认膜头的上方或横向的空间，调节阀的安装位置应使手动装置便于操作。

角式调节阀需根据介质流向（有上进下出和下进上出两种）确定角阀形式，并设置于无障碍的地方。

对压差较高的调节阀，应采取措施防止噪音和振动。

6.5.5.2流量计仪表

差压式流量计的孔板既可设在水平管上也可设在立管上，需根据介质情况决定。

差压式流量计的孔板和容积式流量计的转子，其上下游的直管长度应满足自控专业要求。

差压式流量计的取压方向，对蒸汽、热水来说采用水平取压方式。

水平取压受限制时；如是蒸汽可用斜上式，如是热水可用斜下式。

6.5.5.3压力仪表

为准确测量静压，压力表取压点应在直管段上，并设切断阀。

压力表应设置在易于读表的位置。

在振动管道上安装压力表时，应避免振动传至压力表使其受到损坏，应采取适当加强措施。

6.5.5.4温度仪表的安装

安装在直管上的温度计，当管道直径不小于DN100时，可垂直安装在管道上。

当管道直径小于DN100时，应根据自控专业要求扩径。

在弯管上安装温度计时，管道直径不小于DN50，应逆介质流向安装。

温度计也可倾斜45°水平安装，倾斜45°安装时，应与管内流体流动方向逆向接触。

热电偶的长度，因管径及安装位置的不同而异，其位置应设在易于热偶插入和拔出的地方。

6.5.6安全阀的安装

安全阀应尽可能靠近所保护的设备或主管安装，为防止安全阀放空时的振动，安装有安全阀的管道需增设支架。

如安全阀无法靠近所保护的设备或主管设置时，为防止压力降的产生，需核算安全阀入口管道的管径。

在出口管的最下部设Φ6mm的泪孔。

6.5.7蒸汽管线疏水点的设置

6.5.7.1蒸汽管道的底点和垂直升高的管段前应设启动疏水和经常疏水。

同一坡向的管段，顺坡情况下每隔400～500米，逆坡情况下每隔200～300米，应设启动疏水和经常疏水装置。

6.5.7.2经常疏水装置与管道的连接处应设聚集凝结水的短管。

疏水装置的具体做法可参照《动力设施国家标准图集》R407中的有关施工图进行制作和安装。

6.5.7.3饱和蒸汽进入用户时应设置汽水分离器，汽水分离器下设经常疏水装置，过热蒸汽可不设汽水分离器。

6.5.7.4蒸汽管道的减压阀、调节阀前应设经常疏水，水平管道流量孔板前设启动疏水，但应设置在孔板前的最小允许直管长度范围之外。

6.5.7.5蒸汽疏水管管径一般可按下表选用

蒸汽疏水管的公称直径

蒸汽主管

50

80

100

150

200

250

300

400

500

经常疏水

20

20

20

20

20

20

20

25

25

启动疏水

20

20

20～25

20～40

25～40

25～40

25～40

25～40

25～40

6.6热力管道的材料和连接

6.6.1热力管道用钢材

热力管道钢材钢号及适用范围

钢号

适用范围

钢板≤8mm厚度

Q235-A.F

P≤1.0Mpa,t≤150℃

≤8mm

Q235-A

P≤1.6Mpa,t≤300℃

≤16mm

Q235-B、20、20g、20R

P≤1.6Mpa,t≤350℃

不限

6.6.2应根据不同的使用温度下钢材的最高允许使用压力选择不同的公称压力的附件。

6.6.2.1Q235A.F,Q235-B的公称压力，试验压力和允许使用压力

公称压力

MPa

试验压力

MPa

设计温度（℃）

≤200

250

300

允许使用压力（MPa）

0.25

0.4

0.25

0.25

0.22

0.6

0.9

0.6

0.59

0.53

1.0

1.5

1.0

0.98

0.88

1.6

2.4

1.6

1.57

1.4

2.0

3.0

2.0

1.96

1.75

2.5

3.75

2.5

2.45

2.19

6.6.2.2　10＃钢的公称压力，试验压力和允许使用压力

公称压力

MPa

试验压力

MPa

设计温度（℃）

≤200

250

300

350

允许使用压力（MPa）

0.25

0.4

0.25

0.25

0.22

0.19

0.6

0.9

0.6

0.59

0.52

0.46

1.0

1.5

1.0

0.99

0.86

0.76

1.6

2.4

1.6

1.58

1.38

1.21

2.0

3.0

2.0

1.97

1.73

1.52

2.5

3.75

2.5

2.47

2.16

1.90

6.6.2.320#钢的公称压力，试验压力和允许使用压力

公称压力

MPa

试验压力

MPa

设计温度（℃）

≤200

250

300

350

允许使用压力（MPa）

0.25

0.4

0.25

0.22

0.20

0.17

0.6

0.9

0.6

0.59

0.54

0.48

1.0

1.5

1.0

0.99

0.9

0.79

1.6

2.4

1.6

1.58

1.43

1.27

2.0

3.0

2.0

1.98

1.79

1.58

2.5

3.75

2.5

2.47

2.24

1.98

6.6.2.4　20G钢的公称压力，试验压力和允许使用压力

公称压力

MPa

试验压力

MPa

设计温度（℃）

≤200

250

300

350

允许使用压力（MPa）

0.25

0.4

0.25

0.25

0.22

0.20

0.6

0.9

0.6

0.59

0.53

0.47

1.0

1.5

1.0

0.98

0.89

0.79

1.6

2.4

1.6

1.58

1.42

1.26

2.0

3.0

2.0

1.97

1.78

1.58

2.5

3.75

2.5

2.46

2.22

1.97

6.6.3蒸汽热网管道在任何情况下均应采用钢制阀门及附件。

管道应采用焊接连接。

放气及排凝管线的口径DN≤25mm时，可采用螺纹连接，但连接放气阀及排凝阀的短管必须采用螺纹短接或厚壁管连接。

6.6.5P≥1.6MPa，DN≥500mm的管道上的闸阀应安装旁通阀，旁通阀的通径为主管直径的十分之一。

6.6.6对于不锈钢管子DN＞200采用焊接不锈钢，DN≤200采用无缝不锈钢；对于碳钢管线DN>500可采用焊接钢管。

6.6.7DN40以上的管道的管件采用对焊形式连接，DN＜40以下的管道的管件可采用承插焊或螺纹连接；对于异径三通等异径管件，大小口径端与不同壁厚的管道连接时，异径管件的壁厚取较厚侧管道的壁厚。

6.6.8原则上不使用DN32、DN65、DN125、DN175等特殊管径。

当机械设备接口中使用这些管径时，应使与之相连的管子尽可能短，用异径管件与管系相连。

6.6.9压力等级分界

由于设计温度和压力以及介质性质的改变引起管系管道等级或管道材质的改变时，应用管道等级分界线来表达这种改变界面的位置。

6.6.9.1压力等级相同,材质不同的分界

低材质F高材质G,B,V低材质F高材质G,B,F

6.6.9.2材质相同,压力等级不同的分界

按高压等级选F，与低压管线连接

低压侧高压侧F,G,B,V

6.6.9.3材质和压力等级均不相同的分界

按高压等级材质A选F,G,B按高压侧材质B选V

低压侧材质A高压侧材质B

注：

F、G、B、V分别代表法兰、垫片、螺栓和阀门

6.6.10阀门选型

阀门的选用应符合SH3059-2001标准，阀门应选用国标通用阀门，阀门材料的确定可详见《石油化工装置工艺管道安装设计手册（第二篇）管道器材》第四章P668~373页。

6.6.11法兰与垫片

6.6.11.1垫片材料的选用应符合SH3059-2001标准，管道法兰材料原则上与管线相同。

3.6.11.2管道法兰可采用中华人民共和国机械行业标准《管路法兰及垫片》（JB）或中国石化行业标准《石油化工钢制管法兰》（SH3406）；与设备相连的法兰与设备专业协商确定。

6.6.11.3垫片均采用凸台型密封面配缠绕式垫片（带内环或内外环）或石棉橡胶垫。

6.6.12紧固件

6.6.13管道材料代用

6.6.13.1管道材料代用应符合《施工现场中的设备材料代用导则》（SHSG-035-89）的规定。

管道器材的材料代用只能是局部的，严禁大批代用；当材料代用引起的设计变更较大的，则不宜代用。

6.6.13.2对于需要进行应力及振动计算的管线、有流量分配及压力降要求的管线使用的配管材料的代用，应认真核算，符合设计要求情况下允许代用。

6.6.13.3根据《施工现场中的设备材料代用导则》的规定，下列材料之间不允许代用:

1）无标准的钢材不得作为代用钢材。

2）沸腾钢、半镇静钢不得代用镇静钢

3）高合金钢、低合金钢、普通低合金钢和普通碳素钢不得超级代用。

4）弹簧支吊架不得代用

6.7热补偿

6.7.1热力管道应尽量采用管道的自然补偿。

6.7.2当管线采用自然补偿有困难或自然补偿不足以补偿的时候，可采用方形补偿器。

采用方形补偿器时，应考虑冷紧。

冷紧的具体数值一般为热伸长量的50％。

6.7.3轴向波纹管补偿器的两端适当位置，应考虑防止波纹管横向失稳的导向支座。

6.7.4采用球形补偿器、铰链型波纹管补偿器，且补偿管段较长时，应采用减少管道摩擦力的措施。

6.8管道应力计算和作用力计算

6.8.1应力计算压力和温度的确定

1）、蒸汽管道应取用锅炉、汽轮机抽（排）汽口的最大工作压力和温度

2）、热水热力网供、回水管道的计算压力均取用循环水泵最高出口压力加上循环水泵于管道最低点地形高差产生的静水压力。

温度取用热力网设计供水温度。

3）、凝结水管道计算压力取用户凝结水泵最高出水压力加上地形高差产生的静水压力，工作循环最高温度取用户凝结水箱最高水温。

6.8.2地上敷设和管沟敷设热力网的许用应力取值、管壁厚度计算、热伸长量计算及应力验算应按SDGJ6《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》的规定执行。

6.8.3直埋敷设热水管道的许用应力取值、管壁厚度计算、热伸长量计算及应力验算应按CJJ/T81《城镇