綜合管廊內蒸汽管道設計要點

周春麗

(中冶京誠工程技術有限公司，北京100176)

1 疏水裝置

若將疏水管排出的熱水和蒸汽直接排放在綜合管廊內的排水溝中，易使管廊內水汽繚繞，惡化廊內工作環(huán)境。出于這樣的考慮，不允許將疏水管排出的熱水和蒸汽直接排放在綜合管廊內的排水溝中。根據GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》第6.5.5條，當熱力管道采用蒸汽介質時，疏水管應引至綜合管廊外部安全空間，一般在廊外設置疏水井。綜合管廊蒸汽管道疏水管作法見圖1。

由圖1可知，疏水管與蒸汽管道連接處設聚集凝結水的短管，疏水管連接在短管側面。疏水閥組布置在蒸汽管道下方便于操作處，疏水閥組出口疏水管向上從管廊側壁(管廊側壁開孔處設柔性防水套管)引出后直埋敷設至附近疏水井。廊外疏水管直埋部分選用鋼套鋼保溫管，并采用自然補償方式補償。當熱力艙內安裝兩根蒸汽管道時，為避免互相影響，兩根蒸汽管道的疏水裝置應分開設置，疏水管分別引出管廊后共用一眼疏水井。

2 補償方式

受地下空間位置限制及工程造價限制，綜合管廊內的蒸汽管道多采用設置補償器(波紋管補償器)補償，僅在倒虹段、道路轉彎等部位利用自然條件采取自然補償。波紋管補償器的型式有多種，如外壓軸向型、軸向壓力平衡式、大拉桿型。

外壓軸向型波紋管補償器主要吸收軸向位移，但不能承受蒸汽管道內壓產生的推力。因此，使用外壓軸向型波紋管補償器時，對于大直徑(工作管規(guī)格大于或等于DN 250 mm)的蒸汽管道，其主固定支架受到的推力較大，進而導致土建投資高，實施難度大。因此，對于綜合管廊內大直徑蒸汽管道，不推薦采用外壓軸向型波紋管補償器。鑒于外壓軸向型波紋管補償器結構簡單，造價低，可應用于綜合管廊內小直徑(工作管規(guī)格小于DN 250 mm)的蒸汽管道直管段中。

軸向壓力平衡式波紋管補償器主要吸收軸向位移，它與外壓軸向型波紋管補償器不同之處在于可以平衡蒸汽管道內壓產生的推力，從而使得其兩端固定支架無須承受內壓推力[1]。對于綜合管廊，固定支架受到的推力越小，越有利于管廊結構處理，有助于管廊結構的穩(wěn)定和蒸汽管道長期安全運行。

圖1 綜合管廊蒸汽管道疏水管作法

大拉桿型波紋管補償器可吸收任一平面內的橫向位移，并能承受蒸汽管道內壓產生的推力，補償器端部可以在任一平面內轉動，從而吸收角向位移，并具有補償量大、剛性小等優(yōu)點[2]。由于其橫向變形的特點，適用于蒸汽管道中L形、Z形部位。

綜合上述分析對比，綜合管廊中蒸汽管道的補償方式推薦為：對于小直徑蒸汽管道的直管段，可采用外壓軸向型波紋管補償器。對于大直徑蒸汽管道的直管段，可采用軸向壓力平衡式波紋管補償器。對于倒虹段，可采用自然補償、大拉桿型波紋管補償器。

綜合管廊內蒸汽管道直管段布置形式見圖2。由圖2可知，直管段每隔一定距離設置1個固定支架，2個固定支架之間設置波紋管補償器。波紋管補償器一端靠近固定支架，另一端安裝導向支架。第1導向支架與波紋管補償器的間距為4倍工作管公稱直徑，第1導向支架與第2導向支架的間距為14倍工作管公稱直徑[3]。

綜合管廊倒虹段蒸汽管道布置方式見圖3。圖3a為自然補償方式，圖3b為設置大拉桿型波紋管補償器的補償方式。當?shù)购缍蜗鲁辽疃容^大，滿足自然補償應力驗算條件時，優(yōu)先用自然補償。當?shù)购缍蜗鲁辽疃容^小，不滿足自然補償條件時，宜選用大拉桿型波紋管補償器。

圖3 綜合管廊倒虹段蒸汽管道布置方式

3 絕熱設計

根據GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》第6.5.7條，綜合管廊內蒸汽管道的保溫材料應采用難燃或不燃材料。由于地下綜合管廊空間有限，根據GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》第7.2.6條，管廊內空氣溫度超過40 ℃時應開啟排風機。為保障管廊正常運行，蒸汽管道散熱應控制在一定范圍內。蒸汽管道散熱包括保溫管道自身散熱以及支架、補償器等裝置的散熱，其中支架、補償器等裝置的散熱量也比較可觀。因此，控制綜合管廊內蒸汽管道散熱一方面要優(yōu)化蒸汽管道保溫結構，另一方面要盡量減少支架、補償器等裝置的散熱量(本文著重分析隔熱支架的應用)。

① 蒸汽管道保溫結構

蒸汽管道的復合保溫結構見圖4。由圖4可知，在蒸汽管道的復合保溫結構中，采用的復合硅酸鹽保溫瓦、鋁箔玻纖布均屬于不燃材料。隨著保溫材料的發(fā)展，新型保溫材料——納米氣凝膠氈(不燃材料)逐漸在供熱領域得到應用。為充分發(fā)揮納米氣凝膠氈在高溫環(huán)境中的隔熱優(yōu)勢[4]，可將圖4中與工作管最近的復合硅酸鹽保溫瓦替換成納米氣凝膠氈，從而減小外層復合硅酸鹽保溫瓦的厚度，縮小蒸汽管道的外直徑，這對于狹小空間的綜合管廊是非常有利的。

圖4 蒸汽管道的復合保溫結構

② 隔熱支架

為減少蒸汽管道支架散熱量，綜合管廊內蒸汽管道應采用隔熱支架。隔熱支架結構見圖5，圖5為隔熱支架在滑動支架中的應用，隔熱支架由鋼質連接件、鋼質托架組成。由圖5可知，將鋼質連接件與工作管焊接，采用螺栓連接方式將鋼質連接件與鋼質托架進行連接。對于由于焊接鋼質連接件被破壞的保溫結構，采用蛭石保溫瓦等難燃或不燃保溫材料進行恢復。由于連接的金屬面積較小，隔熱支架的散熱量得到有效控制。

圖5 隔熱支架結構