Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Кулак В. Проектирование гидроэнергетического и вспомогательн.doc
Скачиваний:
57
Добавлен:
31.10.2019
Размер:
2.58 Mб
Скачать

5.3. Унифицированные узлы трубопроводов

В пневматическом хозяйстве подстанций применяются: для воздухопроводов давлением до 5 МПа стальные бесшовные холоднодеформированные трубы по ГОСТ 8734 - 75; для воздухопроводов давлением свыше 20 МПа стальные бесшовные трубы из нержавеющей стали по ГОСТ 9940 - 81 с рабочей температурой 400 °С. Стальные трубы изготавливаются из углеродистых и легированных сталей. По сравнению с другими трубами они более прочны и термически устойчивы, вследствие чего широко применяются в технологических трубопроводах.

Рис. 5.5. Фланец стальной плоский приварной по ГОСТ 12820-80

Рис. 5.6. Фланцы стальные с уплотнительной поверхностью по ГОСТ 12815 - 81

Рис. 5.7. Фланец сталь- Рис. 5.8. Фланец стальной резьбовой ной, приварной встык, по на ру= 2СН-100 МПа по ГОСТ9394-81

ГОСТ 12821-80

Рис. 5.9. Линзовое уплотнение

Трубы из углеродистой стали используются для трубопроводов ответственного назначения (I - III категорий), работающих под повышенным и высоким давлением.

Технологические трубопроводы, в том числе и высокого давления, Классифицируют по следующим основным признакам: а) по характеру транспортируемой среды - на пять групп (А, Б, В, Г, Д); б) по давлению и температуре среды - на пять категорий (I, II, III, IV, V).

Для воздухопроводов высокого давления применяют трубы из легированных сталей. Допустимое внутреннее давление в стальных трубах зависит главным образом от марки стали, толщины стенки трубы, качества термообработки. В настоящее время выпускаются стальные трубы, рассчитанные на давление до 150 МПа и выше.

В соответствии со СНиП 3.05.05 - 78 арматура трубопроводов I категории, к которой согласно СН 527 - 80 относятся воздухопроводы компрессоров давлением до 23 МПа, подвергается перед монтажом гидравлическому испытанию на прочность и плотность независимо от наличия паспортов и сроков хранения.

Пробное гидравлическое давление должно при этом соответствовать ГОСТ 356 - 68 и ГОСТ 9544 - 75. О проведении испытания составляется акт.

В табл. 5.1. и 5.2. приведены размеры и масса стальных и медных труб, используемых в пневматическом хозяйстве подстанций.

Соединительные части трубопроводов, применяемые для пневматического хозяйства подстанций, подразделяются на:

1.Фланцевые соединения. Фланцы по ГОСТ 12820 - 80 стальные плоские приварные (рис. 5.5 и табл. 5.3) используются для соединения арматуры резервуаров и трубопроводов, на условное давление от 0,1 до 2,5 МПа и температуру рабочей среды от 203 К (-70°С) до 723 К (450°С). Изготавливаются эти фланцы из стали ВСтЗсп (не ниже 2-й категории по ГОСТ; 380 - 71), а болты, шпильки и гайки - из стали 20, 25, 35.

Frame3

Рис. 5.10. Присоединительный резьбовой конец для трубопроводов на Рраб = 20 МПа

Таблица 5.1.

Сортамент медных труб*

Наружный

диаметр, мм

Толщина

стенки,

мм

Масса

1 м,

кг

Толщина

стенки,

мм

Масса

1 м,

кг

Толщина

стенки,

мм

Масса

1 м,

кг

б

0,6

0,09

1,0

0,14

1,5

0,189

8

0,8

ОД 61

1,0

0,196

1,5

0,272

9

1,0

0,224

1,5

0,314

2,0

0,391

10

1,0

0,252

1,5

0,356

2,0

0,447

11

1,5

0,398

2,0

0,503

2,5

0,594

12

1,0

0,307

1,5

0,44

2,0

0,559

13

1,0

0;335

1,5

0,482

2,5

0,734

14

1,0

0,363

2,0

0,671

2,5

0,803

15

1,0

0,391

1,5

0,566

2,5

0,873

16

1,0

0,419

1,5

0,608

3,0

1,09

17

1,0

0,447

-

2,0

0,838

18

1,0

0,475

1,5

0,692

2,0

0,894

19

1,0

0,503

1,5

0,734

2,0

0,95

20

1,0

0,531

2,0

1,006

2,5

1,223

22

1,5

0,859

2,0

1,118

2,5

1,362

23

1,5

0,901

_

_

24

1,5

0,943

2,0

1,230

,2,5

1,502

25

1,5

0,985

2,0

1,286

2,5

1,572

26

1,5

1,026

2,0

1,341

2,5

1,642

28

1,5

1,111

2,0

1,453

3,0

2,096

30

1,5

1,196

2,0

1,565

3,0

2,264

32

1,5

1,279

2,0

1,677

3,0

2,431

36

1,5

1,446

2,0

1,900

3,0

2,767

40

1,5

1,614

2,0

2,123

3,0

3,102

45

1,5

1,823

2,0

2,403

3,0

3,521

50

1,5

2,033

2,0

2,683

3,0

3,940

* Примечание. Трубы холоднокатаные из меди М2 по ГОСТ 617-72.

Таблица5.2.

Сортамент стальных бесшовных труб

Трубы горячедеформированные по ГОСТ 8732-78

Наружный

диаметр,

мм

Толщина

стенки,

мм

Масса 1м,

кг

25

2,5

1,39

28

1,57

32

2,8

1,82

38

2,43

42

3,0

2,89

45

3,11

50

3,48

Трубы холоднодеформированные по ГОСТ 8734-75

54

3,5

4,359

56

4,532

57

4,618

60

5,524

63

4,0

5,82

65

6,017

68

6,313

70

6,511

73

6,807

75

7,004

76

7,103

80

4,5

7,935

83

8,379

85

8,712

89

8,934

90

9,378

95

9,489

100

10,043

102

10,598

108

10,820

110

11,486

120

5,0

14,180

130

15,413

140

16,646

150

17,880

160

19,113

Таблица 5.3.

Фланцы стальные плоские приварные по ГОСТ 12820-80

(размеры в мм, масса в кг)

Dy

(dв)

dн

ру = 1 МПа

ру = 2,5 МПа

b

Масса, не более

b

Масса, не более

c соединительным выступом

с выступом

со впадиной

с соединительным выступом

с выступом

со впадиной

25(33)

32

12

0,89

0,89

0,84

16

1,17

1,17

1,13

32(39)

38

14

1,40

1,39

1,34

18

1,77

1,76

1,72

40(46)

45

15

1,71

1,72

1,67

19

2,18

2,15

2,11

50(59)

57

15

2,06

2,03

1,99

21

2,71

2,80

2,76

65(78)

76

17

2,80

2,77

2,69

21

3,22

3,21

3,14

80(91)

89

17

3,9

3,13

3,08

23

4,06

4,00

3,95

100(110)

108

19

3,96

3,94

3,76

25

5,92

5,89

5,72

125(135)

133

21

5,40

5,38

5,18

27

8,26

8,25

8,23

Фланцы по ГОСТ 12820-80 применяются с присоединительными размерами и уплотнительными поверхностями 1 по ГОСТ 1281580 (рис. 5.6.).

Фланцы стальные, приварные встык (рис. 5.7. и табл. 5.4.) также изготавливаются по ГОСТ 12821 - 80. Применяются эти фланцы для арматуры, соединительных частей, резервуаров и трубопроводов на давление ру от 0,1 до 20 МПа и температуру окружающей среды от 20 К (-253 °С) до 873 К (600 °С).

Прокладки фланцевых соединений для воздухопроводов с Dy до 100 мм и давлением до 4,5 МПа рекомендуются паронитовые.

Таблица 5.4.

Фланцы стальные, приварные встык по ГОСТ 12821 - 80

ру,

МПа

Размеры, мм

Масса, кг, не более

Dy(d1)

b

h4

Dm

Dn

с соединительным выступом

с выступом

со впадиной

4

25(25)

14

36

45

33

1,18

1,19

1,13

32(31)

16

43

56

39

1,83

1,85

1,78

40(38)

16

45

64

46

2,19

2,16

2,10

50(48)

17

45

76

58

2,81

2,79

2,68

65(66)

19

50

96

77

3,72

3,72

3,59

80(78)

21

55

112

90

4,81

4,81

4,60

100(96)

23

65

138

110

7,40

7,06

6,82

6,3

32(31)

21

60

64

39

2,94

2,94

2,88

40(37)

21

65

74

46

3,75

3,71

3,67

50(47)

23

67

86

58

4,63

4,59

4,59

65(64)

25

72

106

77

6,29

6,16

6,05

80(77)

27

72

120

90

7,22

7,17

7,00

100(94)

29

77

140

110

10,71

10,70

10,50

Таблица 5.5

Присоединительные и конструктивные размеры стальных резьбовых фланцев

Размеры, мм

Масса, кг,

не более

Dy

d

D

D1

b

c

d1

n

6

М14х1,5

70

42

15

1,6

16

3

0,40

10

М24х2

95

60

20

2,0

18

3

0,95

15

М33х2

105

68

20

2,0

18

3

1,10

25

М42х2

115

80

25

2,0

22

4

1,60

32

М48х2

135

95

30

2,0

22

4

2,60

40

М64х3

165

115

35

2,5

24

6

4,25

65

М80х3

200

145

40

2,5

29

6

7,10

80

М100х3

225

170

50

2,5

33

6

10,50

Для арматуры и трубопроводов, работающих при давлении 20 - 30 МПа, применяются фланцы стальные резьбовые по ГОСТ 9399 - 81 с линзовыми уплотнениями, они пригодны для температуры от -50 до +510°С. Конструкция резьбовых фланцев и их присоединительные размеры даны на рис. 5.8. и в табл. 5.5.

Фланцы для температур от -40 до +200 °С изготавливаются из стали 35. 40, 45, а для температур от -50 до 200 °С - из стали ЗОХ, 40Х и 30ХМА. Шпильки выполняются из того же материала, что и фланцы. На наружной цилиндрической поверхности каждого фланца должны быть нанесены товарный знак предприятия, обозначение резьбы, марка стали.

Конструктивные размеры линзовых уплотнений по ГОСТ 10493 - 81 даны на рис. 5.9. и в табл. 5.6. Фланцы и линзы изготавливаются из поковок или проката с соблюдением категории прочности. Линзы жесткие применяются при рабочих температурах до 400 °С.

На наружной поверхности каждой линзы (по диаметру D) должны быть нанесены клеймением товарный знак, предприятие-изготовитель, номер партии и марка стали. Поверхности линз должны быть покрыты антикоррозионной смазкой. Пример условного обозначения линзы испол­нения Ж1 с Dy = 25 мм из стали 20: линза Ж1-25-20 ГОСТ 10493-81.

Таблица 5.6

Конструктивные размеры и технические данные линзовых уплотнений

Размеры, мм

Предельные параметры

Масса, кг

Dy

D

d1 (диаметр касания)

B

r

c

Температура,

ºС

Условное давление, МПа

6

14

8,2

8,5

12

0,2

от-40 до+200

20-32

0,006

10

22

13,7

10,0

20

0,2

от-50 до+200

20-32

0,017

15

30

20,5

11

30

0,2

от-50 до+400

20-32

0,03

25

44

30,8

14

45

0,5

от-50 до+510

20-40

0,08

32

60

41,0

18

60

0,5

от-50 до+510

20-50

0,18

Таблица 5.7.

Размеры резьбовых присоединительных концов для арматуры, мм

Dy

d

d1

L

l

c

6

М14х1,5

10

32

22

1,6

М16х1,5

10

М24х2

18

32

28

2,0

15

М33х2

28

42

35

2,0

25

М42х2

37

42

35

2,0

М48х2

40

45

40

2,0

Конструктивное выполнение и размеры присоединительных резьбовых концов для арматуры, а также для соединительных частей и трубопроводов под линзовые уплотнения на py=20 ÷ 100МПа и Dy = 6 ÷ 200мм и температуру от -20 до + 510 ºС по ГОСТ 9400-81 даны на рис. 5.10 и табл. 5.7.

2. Штуцерно-торцевые соединения труб по ГОСТ 5890- 78 применяются для давлений до 10 МПа. Такие соединения пригодны для импульсных трубок малого диаметра. В штуцерно-торцевых соединениях в качестве прокладочного материала применяется паронит (на давление до 4 МПа), медь, латунь (на давление от 4 до 10 МПа). Для уплотнений фланцевых соединений при температуре до 70 °С и давлении до 6,5 МПа используются прокладки из паронита по ГОСТ 481-80.

Теплостойкость паронита зависит от количества в нем резины. Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется в арматуре для насыщенного и перегретого пара, горячих газов и воздуха. Коэффициент трения паронита по металлу ц = 0,5. Упругость паронита невелика. Колебания напряжений в период, ближайший после затяга, значительны. Наибольшее допускаемое контактное давление на паронит 130 МПа. Чтобы улучшить герметичность соединения и увеличить сопротивление паронита распору средой, на уплотнительных поверхностях соединения обычно создают две-три узкие канавки треугольного сечения, в которые паронит вдавливается под действием усилия затяга. Листы паронита изготавливаются толщиной до 6 мм. Фланцевую прокладку целесообразно применять возможно более тонкую, но толщина ее должна быть достаточной для герметизации соединения при данной шероховатости обработанных поверхностей и площади уплотнения. Паронит листовой выпускается следующих марок: ПОН, ПМБ, ПА и ПЭ, а также ПС и ПСГ (специальные) по ГОСТ 481-80. Листы паронита имеют размеры от 0,3 X 0,4 до 1,5 X 3 м; толщина листов марки ПОН - от 0,4 до 6 мм. Для воздухопроводов до 50 мм и давлением до 4,5 МПа следует применять прокладки толщиной от 1,5 до 2 мм.

Узлы трубопроводов. В пневматическом хозяйстве подстанций при прокладке воздухопроводов от компрессорной до места установки выключателей необходимо учитывать: а) класс напряжения распределительного устройства; б) тип выключателей; в) размещение высоковольтного оборудования (выключатели и разъединители) в распределительном устройстве; г) климатические условия; д) планировку подстанций; е) принятый для данной подстанции тип строительных конструкций (полузаглубленные каналы, лотки, воздушные прокладки и т. п.).

Рис. 5.11. Установка двух линейных водоотделителей

Рис. 5.12. Установка четырех линейных водоотделителей

На подстанциях, оборудованных воздушными выключателями 500 кВ и выше, прокладка воздухопроводов по ОРУ осуществляется3 как правило, в полузаглубленных типовых кабельных каналах. На ОРУ напряжением до 330 кВ воздухопроводы прокладываются в лотках или открыто по стойкам.

Совместная прокладка воздухопроводов и кабелей допускается на отдельных участках трассы в каналах шириной не менее 1000 мм при небольшом числе труб и кабелей. Воздухопроводы в этих каналах прокладываются на противоположной от кабеля стене, причем между параллельно проложенными кабелями и трубопроводами должно быть выдержано расстояние, не меньшее 500 мм.

Линейные водоотделители устанавливаются в приямке глубиной 1,2 м (рис. 5.11.), обычно примыкающем к стене компрессорной. В одном приямке устанавливаются, как правило, два водоотделителя, причем трубки с вентилями для выброса конденсата выводятся на поверхность подстанции. На рис. 5.11. показана установка линейного водоотделителя с Dy = 40 мм, поставляемого комплектно с компрессорной установкой. На подстанциях, где диаметр магистральных воздухопроводов Dy = 65 и 80 мм, устанавливается водоотделитель увеличенного размера.

При наличии на подстанции двух рабочих давлений в приямке устанавливаются четыре линейных водоотделителя (рис. 5.12.). В этом случае могут быть применены два отделителя из комплектной поставки и два - специального изготовления.

Температурные компенсаторы располагаются в нише канала, как показано на рис. 5.13. Размеры температурного компенсатора и ниши для него зависят от диаметра воздухопровода (табл. 5.8 и 5.9). Для лотков шириной 500 мм применяются температурные компенсаторы и ниши для них, показанные на рис. 5.14. При ширине лотка 1000 мм и диаметре воздухопроводов Dy = 40 мм температурные компенсаторы располагаются, как показано на рис. 5.15. Ниши для них в этом случае могут потребоваться, только если диаметр воздухопроводов Dy превышает 40 мм.

При воздушной прокладке воздухопроводов температурные компенсаторы устанавливаются, как показано на рис. 5.16. На рисунке дано расположение компенсатора у стойки под разъединитель на ОРУ 110 и 220 кВ. При расположении компенсатора на шинной опоре портала в ОРУ 330 кВ или на специальной стойке размеры компенсатора несколько изменяются (табл. 5.10.).

В южных районах страны на подстанциях 110 и 220 кВ воздухопроводы иногда прокладывают сбоку кабельного лотка. В этом случае температурные компенсаторы размещаются, как показано на рис. 5.17. Компенсаторы опираются на три железобетонные стойки сечением 200х200 мм, к которым крепятся скобками.

Прокладка воздухопроводов под автомобильной либо железной дорогой производится с заглублением по отношению к основному положению магистральных трубопроводов. Участок воздухопровода под дорогой прокладывается с уклоном, в конце которого устанавливается вертикальная трубка с продувочным вентилем. Прокладка труб под дорогой в бетонном блоке при примыканий к ней с двух сторон полузаглубленных каналов показана на рис. 5.18. При примыкании лотков к дороге труба прокладывается в бетонном блоке, как изображено на рис. 5.19.

Рис. 5.13. Установка температурных компенсаторов в канале

Рис. 5.14. Установка температурных компенсаторов в лотке

А

| 1200 150R200

А - А

Рис. 5.15. Прокладка компенсаторов на трубах диаметром 45мм в лотке

Таблица 5.8

Размеры гнутых компрессоров, размещаемых в канале, мм

Воздухопровод

Ширина канала

Компенсаторная ниша

R

P

K

L

Заготовка (труба)

Б

В

Г

Длина, мм

Масса, кг

ø45х3,0

1000

700

800

180

150

340

970

1800

5,6

ø57х3,5

1000

1300

1300

250

350

800

1550

3200

14,8

1360

1300

1400

ø76х4,0

1000

1300

1300

300

250

700

1650

3000

21,3

1360

1300

1400

Таблица 5.9

Размеры гнутых компенсаторов, размещаемых в лотке, мм

Воздухопровод

R

P

K

L

Заготовка наружного компенсатора

P'

K'

L'

Заготовка внутреннего компенсатора

Длина, мм

Масса, кг

Длина, мм

Масса, кг

ø45х3,0

200

450

450

1450

3000

9,3

250

500

1250

2900

9,0

ø57х3,5

240

450

450

1610

3200

14,8

250

500

1410

3100

14,3

ø76х4,0

300

700

350

2100

3700

26,2

400

400

1800

3500

24,9

Таблица 5.10

Размеры гнутых компенсаторов, размещаемых на стойках под оборудование, мм

Воздухопровод

R

L

Заготовка наружного компенсатора

L'

Заготовка внутреннего компенсатора

Длина,

мм

Масса, кг

Длина, мм

Масса, кг

ø45х3,0

200

1600

3300

10,3

1300

3000

9,33

ø57х3,5

240

1760

3500

16,1

1460

3200

14,8

ø76х4,0

300

2000

3900

27,7

1700

3600

25,5

Рис. 5.16. Установка температурных компенсаторов при воздушной прокладке воздухопроводов

Рис. 5.17. Установка температурных компенсаторов сбоку лотков

Рис. 5.18. Прокладка воздухопроводов в канале. Переход под автодорогой

Рис 5.19. Прокладка воздухопроводов в лотках. Переход под автодорогой

Рис. 5.20.Подвод труб к распределительному шкафу при прокладке магистралей в канале

А-А

Рис. 5.21. Подвод трубы к распределительному шкафу при прокладке магистралей в лотке

Рис. 5.22. Подвод труб к распределительному шкафу при воздушной прокладке магистралей

Подвод воздухопроводов к распределительному шкафу выключателей от магистралей, расположенных в полузаглубленном канале, показан на рис. 5.20. Вентили на отводах от каждой из двух параллельных магистралей располагаются непосредственно в канале. Распределительный шкаф выключателя устанавливается на одной-двух железобетонных стойках, на высоте около 0,4 м от поверхности земли. Трубопровод к шкафу подводится снизу через поперечный канал, общий для труб и кабелей.

При прокладке магистральных воздухопроводов в лотке подвод к распределительному шкафу выполняется, как изображено на рис. 5.21. Расположение труб при лотке шириной 500 мм показано на рисунке штриховой линией. При расположении труб сбоку лотка прокладка воздухопроводов к распределительному шкафу выключается аналогично.

Рис. 5.23. Установка шкафа манометров

Рис. 5.24. Установка продувочных вентилей в низшем положении при прокладке магистралей в канале

Рис. 5.25. Установка продувочных вентилей в низшем положении при прокладке магистралей в лотке

Рис. 5.26. Заземление воздухопроводов при воздушной прокладке бакового выключателя

Рис. 5.27. Отвод воздухопроводов от магистрали к пневматическому приводу

Для варианта воздушной прокладки воздухопроводов подвод распределительному шкафу выключателю осуществляется, как показано на рис. 5.22. Магистральные воздухопроводы крепятся к стойкам под электрооборудование на высоте не менее 2 м. Отводы от них - вертикальные с вентилями, размещенными на стойке. Участок, проходящий на уровне земли, защищен коробом из двух швеллеров.

Установка шкафа манометров, управляющих перепускными клапанами компрессорной установки, изображена на рис. 5.23. Шкаф 1 типа ЯЗВ-120 наружной установки с электрообогревом устанавливается на железобетонной стойке 3. В шкафу размещаются четыре электроконтактных манометра с отключающими вентилями, к которым подводятся медные трубки 5 от магистралей 4. От каждой магистрали вблизи шкафа для манометров имеется отвод 6 для установки предохранительных клапанов. 2.

Установка продувочных вентилей в низшем положении воздухопроводов осуществляется на вертикальных патрубках, как показано на рис. 5.24. для полузаглубленного канала (размеры в скобках относятся к каналу шириной 600 мм) и на рис. 5.25. для лотка.

В месте установки ремонтных вентилей в конце магистральных воздухопроводов устанавливаются неподвижные опоры трубопроводов.

Заземление воздухопроводов при воздушной прокладке (рис. 5.26.) производится на каждой стойке. К стойке пристреливается полоса, соединенная с общим контуром заземления подстанции. Заземление предохраняет воздухопроводы от пережога труб в случае обрыва ошиновки порталов.

Отводы воздухопроводов к пневматическому приводу баковых масляных выключателей (рис. 5.27.) выполняются от каждой магистрали перемычкой с двумя вентилями. Стальная труба перемычки соединяется с медной трубой от привода выключателя при помощи штуцеров.

Магистраль в конце унифицированного узла заканчивается фланцем с заглушкой (см. рис. 5.25). Весь узел размещается на участке лотка, выполненного из монолита, удвоенной высоты по сравнению с лотком типа УБК-1 или УБК-2 (500 и 1000 мм). Такая высота необходима для размещения вентилей с Dy = 50, 65 и 80 мм.

Рис. 5.28. Неподвижная опора для воздухопроводов при прокладке в лотках 1 — труба; 2 — скоба; 3 — планка

Р ис. 5.29. Свободное крепление труб и вентилей в канале

Неподвижная опора воздухопроводов (рис. 5.28.) состоит из скобы с удерживающими планками, приваренными к трубе, и фундаментных болтов. Свободное крепление труб и вентилей в канале показано на рис. 5.29. Для крепления применяются скобы из полосового материала, которые привариваются к закладным частям, размещаемым через определенные промежутки по всей длине полузаглубленного канала.