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　　摘要：随着改革开放的进一步深化，我国各行业领域均得到了快速发展，特别是管道设计水平的提升，为人们乃至社会提供了极大的便利。文章介绍了管道柔性设计在热力管道设计中的应用，包括具体计算方法及实际工程设计中需要注意的问题。希望通过文章的叙述，可以为相关人员提供理论帮助。

　　关键词：热力管道；柔性设计；应用

　　1概述

　　热力管道在工程中常用来输送高温介质，如：锅炉给水、汽轮机主蒸汽、汽轮机抽汽等，管道材质多为金属。在实际运行中经常由于外部温度变化导致热胀冷缩、管道支承设置不当等一系列原因，从而造成以下情况：（1）管道受较大的交变应力影响导致金属材料疲劳损坏；（2）管道轴向推力过大造成管道支架破坏；（3）管道轴向拉应力或力矩过大，导致与其连接的设备变形，进而影响设备的整体正常运行[1-3]。

　　设计人员在进行热力管道设计时，应使管道具有适当的柔性，将由热胀冷缩引起的热应力和位移控制在允许的限度内，从而保证管道本身、管道支架和相连设备的安全。当热应力和位移超出规定是限度时，就应采取有效补偿措施使管道柔性得到提高。

　　2明确管道柔性设计的范围

　　通过上述内容，可以看出管道柔性设计是很有必要的，但其也有一定的范围。符合下列条件之一的管道，应列入柔性设计范围：（1）管道设计温度应该≤-50℃或≥100℃；（2）管道属于受室外环境温度影响并且无隔热层的长距离管道；（3）管道端点的附加位移量较大，通过经验无法判断其柔性；（4）管道有大小支管连接现象，且大支管有位移并会影响判断其柔性的管道。

　　当然另一些情况下的管道可以不做柔性分析和设计，例如：（1）该管道与某一运行情况良好的管道相同时，可以不分析其柔性；（2）该管道与已经过柔性分析合格的管道相比较，几乎没有变化[6]。

　　3了解管道柔性设计的计算方法

　　3.1计算管道的热伸长量

　　管道热伸长量的计算公式为式（1）：

　　式中：？驻L-管道热伸长量；L-计算管长；？琢-管道材料线性膨胀系数；t2-管道内介质温度；t1-管道设计安装温度，可取20℃。

　　3.2自然补偿的简易判断和计算

　　在管道设计中常用的自然补偿方法有平面自然补偿、空间立体自然补偿，在实际应用中，均可通过计算特定的管段长度并对比图表来判断该自然补偿是否满足管段热伸长量的要求。

　　3.2.1管道平面自然补偿的短臂长度计算方法

　　平面自然补偿主要有L型弯，Z型弯，π型弯补偿。

　　（1）L型弯管的自然补偿。

　　L型自然补偿管段其短臂长度的计算方法如下：首先根据公式（1）计算出长臂管道的热伸长量；然后从表1中查出该热伸长量对应所需最短尺寸；最后根据最短尺寸设置导向支架和短臂端固定点。

　　（2）Z型直角弯自然补偿。

　　Z型自然补偿管段短臂长度的计算方法与L型的类似：首先根据公式（1）计算出两固定点之间的管道热伸长量；然后从表2中查出该热伸长量对应所需最短尺寸；最后根据最短尺寸确定导向支架的位置和Z型折角弯的偏移量。

　　（3）π型直角弯自然补偿。

　　π型自然补偿管段短臂长度的计算方法如下：首先根据公式（1）计算出管道两固定点间的热伸长量；然后从表3中查出该热伸长量对应所需的外形尺寸H和W的最短尺寸，最后可将导向支架设置在距弯头40倍管径处。

　　3.2.2管道空间自然补偿的验算

　　空间立体管段与平面管段不同，其补偿值不易直接计算出来，但可以根据公式（2）对其自然补偿能力是否满足要求进行判别。