℃ ℃ m m
Mpa Mpa mm/m. ℃ mm mm m
n=(L1+L2)/L1 12Cr1MoVG 470℃时 12Cr1MoVG 470℃时 12Cr1MoVG 470℃时 △L=αL1（t1-t0）
l=[6△LEDW/107[δ]bw (1+1.2n)]0.5
470 20 40 20 3.0 80 165000 0.0144 259.2 426 5.5
cm
△L=[(αL1△t)2+(αL2△t)2+(α L2△t)2]0.5
29.9
10 管道展开长度(L)
m L=L1+L2+L3
70.1
11
两固定点间直线距离 (U)
m
U=(L12+L22+L32)0.5
46.1
10.4 57.7 42.5
12 判断值
DN△L/(L-U)2≤20.8
20.8
20.1
Mpa
10
支架最大允许间 距(Lmax)
m
1776.0 管内走蒸汽时 2014.5
0.7 《动力管道设计手册》取值0.7 110.0 20#钢220℃时，GB/T8163 20.9 《动力管道设计手册》
➢ 按刚度条件确定跨距（动力手册P473）:
➢ 计算实例
支架间距计算（按刚度计算）
编号
项目
单位
数值 220 20 40 20 3.0 80 173700 0.0122 97.6 480 3.6
备注
20# 20# 20#
➢ 空间自然补偿管段的近似验算
➢ 计算实例
编号 项目
空间自然补偿管段的近似验算
单位
计算公式及依据
数值
数值
1
热媒温度(t1)
℃
470
220
2
室外设计温度(t0)
℃
20
20
3 管道公称通径（DN） mm
➢——以上是业主所需蒸汽压力、温度 供热方案的依据
3 供热方案
3.1 热源点供热方案 压力匹配器
➢热电联产 减温减压器 小型背压汽轮机
3.2 供热管网方案 管道配置
➢热负荷调查 输送特性 供热管道规划 投资费用
➢初步拟定供热管线
4.1 管材选用
4 热网设计
城镇热网管道材料
钢材类别
螺旋缝埋弧 焊钢管
400
450
4
长臂长(L1)
m
40.0
40.0
5
短臂长(L2)
m
21.1
13.7
6
中间臂长（L3）
m
9.0
4.0
7 温度差（△t）
℃ △t=t1-t0
450
200
8 钢管膨胀系数(α) cm/m.℃ 12Cr1MoVG 470℃时
0.00144 0.00122
9
管道三个方向热伸长 量的向量和(△L)
2 14.3 10.4 426.0 13.0 35998 165 180 100 1 292.3 2.9
5.5 管道支吊架形式
5.6 热网管道的补偿 5.6.1 热位移计算
5.6.2 自然补偿
《动力手册》建议自然补偿的管道臂长一般不超过25米， 应力软件计算及实际应用远超过25米。
➢ L形直角弯自然补偿
20
1.441E-05 1.225E-05
5 膨胀量(△L)
6
臂长(L)
m
△L=αL（t2-t1）
m
0.97 3
0.9604 3
7 摆动角(θ)
θ=2arcsin(△L/2L)
8 摆动值(△y) mm
△y=L/2[1cos(θ/2)]
9 蒸汽工作压力 Mpa
10
旋转补偿器转矩 KN.m或
/内压(M)
△L=αL1（t1-t0） 259.2
97.6
6 管道外径(DW)
mm
7 最小短臂长度(l) m
l=(△LDW/300)1/2
426 21.1
480 13.7
➢ Z形折角弯自然补偿
➢ 计算实例
编号
项目
直角弯“Z”型最小中间臂长计算
单位
计算公式及依据数值1 热媒温度(t1) 2 室外设计温度(t0) 3 长臂长(L1) 4 短臂长(L2) 5 系数(n) 6 弯曲应力([δ]bw) 7 弹性模量(E) 8 线性膨胀系数(α) 9 长短臂总伸长量(△l) 10 管道外径(DW) 11 最小中间臂长(l)
1、xx电厂供热（优易保温油漆软件）
2、xx城区供热（优易保温油漆软件）
7 应力计算
➢ 管道应力计算
内压作用 一次应力
自重和其他外部荷重作用 二次应力——热胀、冷缩及端点附加
位移等荷载作用
➢ 压力容器管口——管道对所连接设备的作用力和力矩应在 制造厂设备安全承受的范围内
7.1 内压作用下的应力验算
Mpa
11 最大摩擦力(F) t
F=M/L
18.7 19.8
4 47.6 3.2
18.4 19.3 1.6 29.2 2.0
备注
5.7 热网管道的疏水和放水
➢ 架空管道顺坡每隔400～500m，逆坡每隔200～ 300m设置启动疏水装置和经常疏水装置
➢ 蒸汽直埋管道直管段每150~200m范围内应有疏排 水装置，管道最低点应设疏水装置
输送流体用 无缝钢管
低中压锅炉 用无缝钢管
高压锅炉用 无缝钢管
常用国产管材使用温度及使用压力
钢号
推荐使用 允许的上限 温度℃ 使用温度℃ 使用压力MPa
Q235B
0~300
350
≤1.6MPa
10 20 10 20 20G 15CrMoG 12Cr1MoVG
-20~425 -20~425 -20~425 -20~425 -20~425
5.8 热网管道的排气和排潮
➢ 高点放气（PN≤25， 一个截止阀）
➢ 排潮管一般设 在固定端附近
6 保温计算
6.1 经济厚度法
δ—保温层厚度（m）；D0—管道外径（m）； D1—内衬保温外径，单层保温时为保温层外径（m）； A1—单位换算系数，1.8975x10-3；PE—热价（元/GJ）； PT—保温层单位造价（元/m3）； T—管道的外表面温度（℃）；Ta—环境温度（ ℃ ）； λ—保温材料制品热导率[W/(m.k)]；t—年运行时间（h）； S—保温工程投资贷款年分摊率（%），按复利计算； α—保温层外表面向大气的表面传热系数[W/(m2.k)]。
4.3 管径壁厚计算
注：详见DL/T 5054- 201X 《火力发电厂汽水管道设计技 术 规 定》P36-P39
5 供热管网敷设
5.1 供热管道敷设方式
5.2 管道跨越河流的技术方案
5.3 管道支吊架允许跨距计算（T≤350℃,P≤1.6MPa）
➢ 按强度条件确定跨距（动力手册P473）:
t (mm)
ρ (kg/m3)
WATER? (1/0)
q'
q
(kg/m) (kN/m)
1 13.9 10.2 426.0 13.0 1690.5 180 100 0 166.7 1.6
2 10.5 7.7 426.0 13.0 1690.5 180 100 1 292.3 2.9
按刚度条件确定跨距
No.
➢ 计算实例
编号
项目
支架间距计算（按强度计算） 单位 数值
备注
1 管道外径（D0）
mm
480.0
2 管壁厚度(δ)
mm
12.0
3 保温容重(ρ)
kg/m3 100.0
4 保温厚度(t)
mm
200.0
5 管道单位重量(q) N/m
6
管子断面抗弯矩 (W)
cm3
8
管子环向焊缝系 数(ψ)
9
设计温度基本许 用应力（[δ]j）
Lmax 0.73Lmax DIA THICK I (m) (m) (mm) (mm) (cm4)
Et (kN/ mm2)
t (mm)
ρ (kg/m3)
WATER? (1/0)
q'
q
(kg/m) (kN/m)
1 17.2 12.6 426.0 13.0 35998 165 180 100 0 166.7 1.6
510 555
450 ≤1.6MPa
450
450 ≤5.3MPa
450
430
540
>5.3MPa
565
备注 GB/T 9711 GB/T 8163
GB3087
GB 5310
4.2 管径选择计算
注：根据华南理工大学刘金平教授完成的“国家重点基础研 究发展规划资助项目(G2000026308)”的研究成果，通过建 立考虑蒸汽密度变化确定蒸汽流速和保温层厚度的优化模 型，得出长距离输送中压动力蒸汽管道最佳蒸汽流速仅为 10～20m/s；低压蒸汽管道在公称直径DN100～200m时， 过热蒸汽流速为15～25m/s，在DN>200m时，流速为25～ 35m/s。
➢ 计算实例
编号
项目
直角弯“L”型最小短臂计算
单位
计算公式及依据
数值
数值 备注
1 热媒温度(t1)
℃
470
220
2 室外设计温度(t0) ℃
20
20
3 长臂长(L1)
m
40
40
4 线性膨胀系数(α) mm/m.℃ 12Cr1MoVG 470℃时 0.0144 0.0122 20#
5 长臂补偿量(△L) mm
6.2 表面温度法