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蒸汽管道的支架种类和规范

12 2025-08-16

蒸汽管道的支架种类和规范

一、支架种类

  1. 固定支架

    • 限制管道轴向、径向位移,用于固定管道位置,承受管道重量及补偿器反力
    • 应用场景:

    • 管道转弯处、阀门两侧、固定点需承受较大推力的位置。

  2. 滑动支架

    • 允许管道轴向自由滑动,释放热胀冷缩应力,分低滑动(适用于非保温管道)和高滑动(适用于保温管道)。
  • 规范:摩擦系数≤0.3,需设置导向装置防止横向位移。

3,导向支架

    • 限制管道横向位移,仅允许轴向移动,常用于补偿器两侧。
  • 安装要求:至补偿器外伸臂距离为40倍公称直径。

4,滚动支架

    • 通过滚柱/滚珠将滑动摩擦转为滚动摩擦,适用于大口径、高温管道。

二、安装规范

  1. 布置原则

    • 固定支架间距≤20倍管道直径,滑动支架间距根据管道热变形量计算。
    • 高温管道(>300℃)需采用高滑动支架或滚动支架,低温管道可采用低滑动支架。
  2. 材料与安装

    • 支架材质需与管道匹配(如高温管道用合金钢支架),螺栓需防腐处理。
    • 滑动支架需预留3-5mm间隙,导向支架导向板与管道间隙≤5mm。
  3. 特殊场景

    • 疏水阀组附近需设置滑动支架,避免应力集中。
    • 管道保温层厚度>20mm时,需采用带木托的滑动支架,木托需做防腐处理。

三、规范依据

  • GB 50235:

  • 工业金属管道工程施工规范,明确支架安装允许偏差(标高≤10mm,垂直度≤支架高度2/1000)。

  • DL/T 5054:

  • 电力工业汽水管道设计规范,规定支架间距、荷载计算及材料选型。

  • GB/T 14291:

  • 工业管道支吊架设计规范,细化支架结构力学计算要求。

:具体设计需结合管道介质温度、压力及现场条件,由专业软件(如CAESAR II)进行应力校核。

不同类型蒸汽管道支架在实际工程中的具体应用案例:

固定支架

  • 应用场景:

  • 在大型热电厂的主蒸汽管道系统中,管道从锅炉引出后需要改变方向进入汽轮机。在管道转弯处通常会设置固定支架。

  • 作用体现:

  • 主蒸汽管道输送着高温、高压的蒸汽,具有很大的能量。当管道因温度变化产生热膨胀时,会产生巨大的推力。固定支架将管道牢牢固定在这个位置,限制了管道在该点的轴向、径向位移,承受住了管道热膨胀产生的推力以及管道自身的重量,保证了管道系统的稳定性,防止管道因过度位移而导致连接部位松动、泄漏甚至管道破裂等严重事故。

  • 设计要点:

  • 固定支架一般采用钢筋混凝土基础与钢结构组合的形式,通过地脚螺栓将钢结构固定在基础上,以提供足够的强度和稳定性。

滑动支架

  • 应用场景:

  • 在城市的集中供热蒸汽管道中,从热力站向各个用户端输送蒸汽的长直管道段上会大量使用滑动支架。

  • 作用体现:

  • 蒸汽在管道中流动时,随着环境温度的变化,管道会发生热胀冷缩现象。滑动支架允许管道在轴向自由滑动,当管道受热膨胀伸长时,管道可以沿着支架的滑动面自由移动,从而释放了热胀冷缩产生的应力,避免管道因热应力而损坏。同时,它还能支撑管道的重量,保证管道在正常运行时的位置稳定。

  • 设计要点:

  • 滑动支架的滑动面通常采用光滑的不锈钢板与聚四氟乙烯板组合,以减小摩擦系数,确保管道能够顺畅滑动。并且会根据管道的重量和热位移量来设计支架的结构尺寸和支撑强度。

导向支架

  • 应用场景:

  • 在化工企业中,一些带有波纹补偿器的蒸汽管道系统中,补偿器两侧会安装导向支架。

  • 作用体现:

  • 波纹补偿器用于吸收管道的热膨胀变形,但它只能承受轴向力。导向支架限制了管道的横向位移,只允许管道沿轴向移动,确保了补偿器能够正常工作,避免了因管道横向位移对补偿器造成额外的应力,从而保护了补偿器的性能和使用寿命,保证了整个管道系统的安全运行。

  • 设计要点:

  • 导向支架的导向板与管道之间保持一定的间隙,一般为 3 - 5mm,既能限制横向位移,又不会对管道的轴向滑动造成阻碍。并且导向板的材质通常选用耐磨、耐腐蚀的材料,以保证其使用寿命。

滚动支架

  • 应用场景:

  • 在钢铁厂的高温蒸汽管道系统中,由于管道直径较大且蒸汽温度很高,长距离的管道输送过程中会使用滚动支架。

  • 作用体现:

  • 大口径、高温蒸汽管道的热膨胀位移量较大,滑动摩擦力也很大。滚动支架通过滚柱或滚珠将管道与支架之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,大大减小了摩擦力,使得管道在热膨胀时能够更轻松地移动,降低了管道对支架的作用力,同时也减少了管道和支架的磨损,提高了管道系统的运行可靠性和使用寿命。

  • 设计要点:

  • 滚动支架的滚柱或滚珠通常采用高强度、耐磨的合金材料制造,并且要根据管道的重量和热位移量合理布置滚柱或滚珠的数量和间距,以确保管道能够平稳滚动。

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