火力发电厂四大管道设计知识介绍39页PPT

四大管道基础设计

四大管道基础设计简单介绍一下电力设计院四大管道的设计工作内容。

一个火力发电站工程的设计阶段一般分为：初步可行性研究设计、可行性研究设计、初步设计、施工图设计（其中包含司令图设计）、竣工图设计这五大主要部分。

目前国内火力发电厂的设计招标工作通常是在可行性设计阶段或初步设计阶段进行，本次的主要介绍内容就是四大管道在可行性设计和初步设计投标阶段所做的一些工作。

四大管道的在可行性研究设计阶段及初步设计阶段的工作都是整个管道设计的一部，工作有相同之处，只是因设计基础条件资料的不同确定了其阶段重点工作的不同。

因初步设计阶段的工作内容覆盖了可研内容，下面就初步设计投标阶段的四大管道设计工作做一个介绍。

设计工作的目标：向业主提供安全、可靠、经济、适用的设计方案。

四大管道设计所遵循的设计规程及规范：下面以某一亚临界机组300MW工程主蒸汽管道的设计为例介绍四管设计过程：首先确定管道设计的基础条件：1）介质蒸汽2）设计温度：取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。

温度偏差值，可取用5℃。

（注：按上述规程4）锅炉厂所给主蒸汽出口参数为540℃，故本主蒸汽管道设计温度为545℃。

3）压力：《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》（DL／T5366－2006）中规定：“对于单元机组（即一台锅炉和一台汽轮机或一台其他原动机）上装设能控制集箱蒸汽压力的自动燃烧设备的锅炉，主蒸汽管道的设计压力至少等于主汽门进口处设计压力的105%，或不小于任何汽包安全阀整定压力下限值的85%，或不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力，取上述三者中的最大值。

对于直流锅炉，主蒸汽管道的设计压力也不应小于预期的最大持续压力。

对于与过热器出口集箱相连接的主蒸汽管道，除上述规定外，设计压力不应小于过热器安全阀整定压力的下限值或任何汽包安全阀整定压力下限值的85%，取两者中的较大值。

”以上标准是2007年5月1日开实施的，本例工程是2003年设计的，当时是按96管规。

四大管道安装

• 7.3在有热位移的管道上安装支吊架时，其支吊点的偏移方向及尺寸应按设计要求正确装设。
• 8、管道安装使用临时支吊架时，应有明显标记，并不得与正式支吊架位置冲突。在管道安装及水压试验完毕后应予及时拆除。
支吊架安装
• 9、安装管部时，应从根部上吊点放下线坠，确定管部位置，保证有偏装设计的能满足偏装要求，无偏装设计的能保证拉杆的垂直度。
量，应对给水管在地面进行组合安装，以方便现场的施工与吊装。
管道安装
• 11、在管线安装前仔细审查图纸。根据管线位置、标高与土建设施相对照，核对管线是否无碍通过；设备接口位置是否符合设计要求。如果发现问题尽早提出。
• 12、管道及管件的核实工作：对到达现场的管段，应核实管道、管件的规格、实际尺寸、壁厚是否符合设计要求。
支吊架安装
• 3、支吊架根部焊接符合图纸及《火力发电厂焊接技术规程》（DL/T869-2004）的要求，不允许有漏焊、欠焊，焊缝及热影响区不允许有裂纹或严重咬边等缺陷。焊接变形应予矫正。
• 4、支吊架生根结构上的孔应采用机械钻孔。 • 5、在混凝土柱或梁上装设支吊架根部时,应先将混凝土抹
面层凿去,然后固定。若固定在平台或楼板上的吊架根部妨碍通行时,其顶端应低于抹面层高度. • 6、在混凝土基础及柱子上用膨胀螺栓固定支吊架生根时, 膨胀螺栓的打入深度必须按设计要求达到规定的深度值。
支吊架安装
• 7、支吊架安装应与管道安装同步进行，支吊架位置应正确，严格按设计图纸要求安装。安装应平整、牢固，并与管子结合良好，要求如下：
• 7.1导向支架和滑动支架的滑动面应洁净、平整、，滚珠、滚柱、托滚、聚四氟乙烯板等活动零件与其支承件应接触良好，以保证管道能自由膨胀。

四大管道基础知识

火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。

锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPA 347.15^C ；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。

超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%，一年就可节约6000吨优质煤。

未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。

600MW就是说电厂一台机组每小时可以发电60万千瓦/小时。

但是这是在这台机组满负荷发电的情况下。

600MW也是指这台机组发电机的额定功率。

四大管道是主蒸汽管道，高温再热蒸汽管道，低温再热蒸汽管道，高压给水管道。

四大管道为：主汽、给水、再热热段、再热冷段。

抽汽管道是辅助管道。

是汽机高压缸到高压加热器之间的连接管。

工厂化：四大管道工厂化加工是施工单位的保证施工质量和工程进度，减少浪费的措施，值得给予极大关注。

进行招标的注意事项：1、实行邀请招标，选用有资质的厂家不少于3家进行招标。

2、分品种招标，按照设计院图纸分出不同品种的大约数量请厂家报出分项单价。

3、要求厂家按设计院图纸加工。

4、要求厂家提供少量备用材料。

5、主蒸汽管道必须酸洗合格。

6、做堵盖板防止杂物进入，进行妥善包装，防止碰伤。

选厂家：1、选用电力系统、大型电力建设单位定点管道管件厂，有这些单位的证明文件。

2、有经过ISO质量认证体系认证证书。

执行国家标准。

3、有业绩，特别是大型电厂和国外电厂的业绩。

4、工厂考察，有技术人员、质检人员、设备、厂房、和有资金或融资能力。

5、能及时交货。

瓦卢瑞克-曼内斯曼公司钢管年产量6W吨，供应中国市场约3W吨，威曼高登公·司友，乌拉圭tenaris，焊管主要有EBK（德国蒂森），EEW（美国AMT）每千瓦投资造价：每千瓦所需要的资金投入量。

火电机组四大管道国产化 PPT

表1：P91钢管的化学成分
国产P91钢管的化学成分均符合ASME SA-335M的要求，且与住友P91钢管的化学成分差别不大。
4.1.2、非金属夹杂物、显微组织和晶粒度
国产钢管的显微组织为回火马氏体组织，晶粒度处在7.5-9.5 级之间，一些产品不仅可以达到日本住友8.5-9级的水平，甚至可以更细。晶粒越细，有利于提高材料的抗蒸汽氧化性能。
2、四大管道的选材
四大管道是电厂系统的重要组成部分，材料选择不当，可能造成电厂降参数运行，影响经济效益，严重者会带来安全问题。而考虑过大的设计裕量，会造成不必要的浪费。结合四大管道材料的应用和发展现状，介绍四大管道选材的基本要求。
超超临界火电机组四大管道：
主蒸汽管道再热蒸汽管道热段再热蒸汽管道冷段高压给水管道
工艺优点：以周期锻轧的方式生产钢管，具有锻轧的特性，轧管机最大延伸系数为8，这种变形工艺方式可以确保钢管内在质量，壁厚范围大，产品种类多，生产规模也较大。
不足：生产时变形为间断式，钢管表面质量和尺寸精度不高。
攀成钢、四川三州、衡阳华菱钢管分别拥有一条Ф508mm、 Ф630mm、Ф720mm皮尔格周期轧管机组。
4.1.5、高温短时拉伸性能
图1：国产和住友P91钢管的高温短时屈服强度
国产钢管的高温短时屈服强度均符合GB 5310的要求。国产钢管在100-450℃的屈服强度与住友钢管处于同一水平，国产钢管在500-650℃的屈服强度略高于住友钢管。
4.1.6、高温持久强度
图2：国产和住友P91钢管600℃的持久强度试验曲线
国内四大管道主要采用的制造工艺：垂直热挤压，周期式轧制，冲孔拉伸、锻造镗孔。
3.1、垂直热挤压
采用垂直热挤压机生产四大管道用大口径厚壁无缝钢管是工业发达国家传统的，成熟的工艺方法。

火力发电厂四大管道材料的选择及配管

火力发电厂四大管道材料的选择及配管摘要：随着经济发展和社会主义市场经济体制的逐步健全，电力市场的市场化改革使发电企业的盈利空间受到了一定程度的挤压。

在激烈的市场竞争中，火力发电厂的生产效率是一个亟待解决的问题。

四大管道作为一种重要的高温高压管道，其材料的选用与配管设计质量将直接影响到发电机组的工作效率以及电厂的安全。

需要根据管道材质的特性，根据火力发电厂的实际使用状况，对四种主要管道的材料的选用和配管设计进行探讨。

关键词：火力发电厂；管道材料；材料选择；配管分析火力发电厂的建设与国家的发展息息相关，必须坚持科学、系统化的方针。

四大管道的选材、配管设计要做到一切从实际出发，把火力发电厂的安全、经济性结合起来，把火力发电厂的建设工作做好。

1四大管道材料选择分析1.1主蒸汽管道主循环蒸汽管道是指由常规动力型蒸汽制粉汽轮机组部件和燃煤热发电机部件组成的主蒸汽循环连通管道，是为有效利用煤炭、生物质、天然气等燃料资源而专门设计的一套循环管道，直接加热和燃烧后会产生大量的循环热能，从而形成循环电能的通道，并迅速转化为能源利用。

考虑到本项目所需的气候和环境特点，主蒸汽管道系统内各管道之间的主蒸汽压力等级系数和主蒸汽温度系数极高。

因此，在蒸汽管道结构建设的全过程中，对蒸汽管道工程的整体结构强度、耐热性和高温性能也提出了更高、更严格的技术要求。

从国际金属工业科技整体发展水平对比结果可以看出，虽然中国钢铁企业已进入90年代中期，钢铁产量达到前所未有的最高水平，但中国仍在从事大型特种钢管坯的生产加工技术，与具有较强独立设计和加工能力的大型钢管制造商相比，具有较强资质和能力的大型无缝钢管制造商的数量仍然非常少。

虽然发达国家的一些钢铁企业已经开发和设计了相当一部分管道材料，以快速满足国内火力发电厂的巨大规模和生产技术规模需求，目前看来，其产品安装和使用的技术性能指标设计以及现场施工的技术质量要求仍不令人满意。

这无疑使得大型火力发电项目工程单元范围内运行的电力管道的能量转换率一直相对较低，导致我国电力资源的又一次严重浪费。

火力发电厂四大管道设计知识介绍

三、管道设计与配管的关系
管道设计图纸中应注意的重要信息：主汽、再热热段蠕变测点的位置和型式；各支吊架的位置和型式；疏水、放水、放气、充氮、加药点的位置；温度、压力测点的位置；支吊架在管道上的限位块、卡块位置。
四、配管加工中应注意的问题
4.1 最小壁厚的问题：
四、配管加工中应注意的问题
火力发电厂四大管道设计知识介绍
主要内容
1 火电厂四大管道设计流程 2 管道设计基本知识 3 管道设计与配管加工的关系 4 在配管加工中应注意的问题
主要内容
1 火电厂四大管道设计流程 2 管道设计基本知识 3 管道设计与配管加工的关系 4 在配管加工中应注意的问题
一、火电厂主管道设计流程
再热热段主蒸汽再热冷段
管道的布置应保证支吊架的生根结构、拉杆与管道保温层不致相碰。
二、管道设计的基本知识
2.3 管道设计在布置上的要求
水平管道的安装坡度应根据疏放水的要求确定，并应考虑管道冷态、热态位移对坡度的影响。
两个成型附件相连接时，宜装设一段直管，其长度一般不小于200mm。
阀门应布置在便于操作、维护和检修的地方。
二、管道设计的基本知识
2.3 管道设计在布置上的要求
水平布置的阀门，阀杆不得向下。布置在垂直管道上直接操作的阀门，操作手轮距离地面高度宜 1300mm。平台外侧直接操作的阀门手轮距离平台的距离不宜大于300mm。
应充分利用管道本身柔性的自补偿来补偿管道的热膨胀。当自补偿不能满足要求时，则应增设补偿器。
支吊架间距应考虑管道荷载的合理分布，并满足管道强度、刚度和防止振动等要求。
支吊架零部件应有足够的强度和刚度，结构简单，应采用典型的支吊架标准产品。

火力发电厂基本知识ppt课件

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单元机组集控运行
机组按照启动前所处温度状态可分为冷态启动和热态启动。按照冲转汽轮机的主蒸汽参数可分为额定参数启动和滑参数启动。
滑参数启动程序：启动前准备――锅炉上水――点火―― 升压升温――暖管――冲转――暖机――升速――并网、带负荷――升负荷。
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汽轮机本体
汽轮机本体（steam turbine proper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。
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锅炉本体
锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。
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主变压器：利用电磁感应原理，可以把一种电压的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电的一种设备。
6KV、380V配电装置：完成电能分配，控制设备的装置。
电机：将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的电能转换器。

发电厂的阀门和管道

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3、电厂调节用阀门
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2.3 止回阀 ❖ 止回阀的作用是只允许介
质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。包括旋启式止回阀和升降式止回阀。
❖ 四、汽水管道的基本要求对发电厂汽水管道组成的基本要求是：运行安全可靠
，灵活方便，投资少，运行费用低。
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管道类别
管道类别
按工作压力分（见教材）
按制造方法分：
管道
有缝钢管
（低压管道）
（高压管道）
无缝钢管
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直缝管螺旋管冷轧管热轧管
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公称压力
公称压力：对同一材料，不同的温度下管道允许的工作压力，都折算成某一温度下的允许工作压力，并以此表示管道的承压等级，称这一压力为公称压力，记PN。
关状态。为保持闸阀和截止阀的严密性，绝
不准许做调节流量和压力用。
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2、调节阀门：节流阀
调节阀门节流阀用来调节介质流量和压力；减压阀
可自动地将介质压力减到所需数值；调节阀用来调节介质流量的。
这些阀门都属于调节用阀门，在运行中要经常开关，为防止漏泄不严密，在调节阀门之前要串联关闭阀。开启时，先全开关闭阀而后再开启调节阀，关闭时，先关闭调节阀而后再关闭关闭阀。
1、高压管道支吊架不但要承受很大的管道自重荷载，而且管道的热胀位移值很大，热位移受阻，则产生巨大的推力和力矩，不论是对支吊架的布置，或由此产生的管道应力都是计算复杂化。

火力发电厂基本知识演示幻灯片

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主要生产过程
储存在储煤场(或储煤罐)中的原煤由输煤设备从
储煤场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤设备将煤送
到炉膛内。燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四
周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被
锅炉汽包内的汽水分离器进行分离,分离出的水经
下降管送到水冷壁管继续加热,分离出的蒸汽送到
过热器,加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽,经
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火力发电厂概述
火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.
❖ 除渣系统可分为：水力除渣和干式除渣两种，气力除渣类同于气力除灰系统。
❖ 组成：水力除渣的设备包括捞渣机、碎渣机、冲灰器、冲灰水泵、灰浆泵等。干式除渣设备包括：冷渣机、输渣机、渣仓、驾驶搅拌机及汽车散装机等。
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水力除渣系统
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干式除渣系统图
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除灰系统
❖ 作用：将锅炉尾部烟气经过除尘器被过滤出来的细灰输送的除灰场或中转灰库。
29热力系统图热力系统图30主给水系统主给水系统31主蒸汽再热蒸汽系统主蒸汽再热蒸汽系统32凝结水系统凝结水系统33疏水系统疏水系统34给水除氧系统给水除氧系统35其它系统其它系统36373839输煤系统输煤系统输煤系统是将火车或轮船运输来的煤由卸煤机卸下由煤斗进入皮带输送机在转运站内进行筛选除去铁等其它杂物后再由碎煤机破碎成小煤块然后由皮带输送机经输煤栈桥一直送往锅炉房内最后用犁煤器将原煤分配给各个原煤仓

火电厂四大管材

火力发电厂四大管道包括：一、在电厂通常所说的四大管道指：主蒸汽管道、、再热热段蒸汽管道、再热冷段蒸汽管道及主给水管道。

二、《电力设备监造技术导则》附录H2对四大管道的定义如下：主蒸汽管道、、再热热段蒸汽管道、再热冷段蒸汽管道、高压旁路管道、低压旁路管道、高压给水管道、给水再循环管道以及高旁减温水管道，简称四大管道。

1、主蒸汽管道（过热器出口联箱到高压主汽门接口之间的两条高温高压蒸汽管道）；2、热再热蒸汽管道（再热器出口联箱到中压主汽门接口的两条高温高压蒸汽管道）；3、冷再热蒸汽管道（高压缸排汽口到再热器入口联箱接口之间的两条高温高压蒸汽管道）；4、高压给水管道（电动给水泵出口到省煤器入口联箱接口之间的高压锅炉供给水管道）。

电厂四大汽水管道材料选择1、工程主机设备情况三大主机设备分别按照东方锅炉（集团）股份有限公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司和哈尔滨电机厂有限责任公司产品设计。

锅炉和汽轮机主要技术参数如下：1.1锅炉过热蒸汽：最大连续蒸发量：1155t/h出口蒸汽压力：17.5MPa.g出口蒸汽温度：541℃再热蒸汽：蒸汽流量：2469.16t/h进/出口蒸汽压力：3.927/3.613MPa进/出口蒸汽温度：327/541℃1.2汽轮机额定功率（TRL工况）：330MW最大功率（VWO工况）：370.591MWVWO工况参数：主蒸汽压力：16.7MPa.a主蒸汽温度：538℃主蒸汽流量：1155t/h再热蒸汽压力：3.613MPa.a再热蒸汽温度：538℃2、四大汽水管道设计参数3、四大汽水管道材料选择3.1主蒸汽管道材料选择。

原电力部有关部门曾于1994年召开了“九·五”期间火电站管道管件规格化会议，提出了“九·五”期间火电站主要汽水管道规格，其中300MW机组主蒸汽系统主管推荐采用A335--P22管材。

此后国内300Mw机组工程大多照此选用，有关厂家也按A335--P22钢材管道规格研制开发了配套管件。

火力发电厂简介PPT课件

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汽轮机工作原理图
2020/2/26
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燃烧系统
燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱硫等组成。燃煤是由皮带输送机从煤场，通过电磁分离器、碎煤机，然后送到煤仓间的煤斗内，再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉，磨好的煤粉通过空气预热器来的热风，将煤粉打至粗细分离器，粗细分离器将合格的煤粉（不合格的煤粉送回到磨煤机），进过排粉机送至粉仓，给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气进过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置通过石浆喷淋脱硫的气体经过吹风机送到烟筒排入天空。
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汽轮机
2020/2/26
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汽轮机原理
汽轮机是利用蒸汽做功的一种旋转式动力机械，它可将蒸汽的热能转换为汽轮机轴的回转机械能
在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀，因而汽压，汽温降低，速度增加，蒸汽的热能转变为动能。然后蒸汽流从喷嘴流出，以高速度喷射到叶片上，高速汽流流经动叶片组时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转作功，叶轮带动汽轮机轴转动，从而完成了蒸汽的热能到轴旋转的机械能的转变。
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汽水系统
发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、凝结水泵和给水泵等组成，包括汽水循环、化学水处理和冷却水系统等。
水在锅炉中被加热成蒸汽，经过加热器进一步加热后变成过热蒸汽，再通过主蒸汽管进入汽轮机。由于蒸汽不断的膨胀，高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。在蒸汽不断做功的过程中，蒸汽压力和温度不断降低，后排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水。凝结水集成中在凝汽器下部由凝结水泵打至加热器再经过除氧器除氧，给水泵将预加热除氧后的水打入锅炉，再进过省煤器、蒸发器、过热器把水加热成过热蒸汽，送至汽轮机做功，这样周而复始不断的做功。

4发电厂的汽水管道-PPT课件

2 阀门
阀门的安装及使用
２）使用闸阀使用应注意要全开或全关，以防造成介质的冲刷。全开后应在关闭一圈或半圈，关闭时，如果有内漏千万不能在关，而是打开冲洗一下后再关，以防有杂质硌坏密封面。
3 管道的膨胀支持保温与涂色
一、管道的热补偿管道因热膨胀变形受阻产生的热应力大于管材的屈服强度极限，管道特产生局部塑性变形、如果多次反复地出现这种塑性变形，就会使管道产生疲劳破坏。为保证安全在设汁和运行中就必须控制推力在允许范围内，因此在管道两固定点之间要进行补偿。
3 管道的膨胀支持保温与涂色
管道支吊架包括支架和吊架，支吊架用包箍或焊接与管道相连。支吊架的种类有如下
管道支架管道支架有固定支架、活动支架和弹簧支架等。
3 管道的膨胀支持保温与涂色
管道支架
3 管道的膨胀支持保温与涂色
管道吊架
3 管道的膨胀支持保温与涂色
恒力支吊架
恒力支吊架适用于高温高压，冷热态温差变化大，热位移大的管道．在管道运行时承载能力不变或变化很小。通常应用在限制转移载荷或垂直上下位移各约60mm、90mnl以上的支吊点上。
1 管道的材料和规范
一管道的类别
按照管道介质压力分为六大类:超临界，亚临界，超高压，高压，中压，低压按照制造方法不同:有缝钢管(直缝管、螺旋焊缝）,无缝钢管（冷轧管和热轧管）
二管道的材料
普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢、耐热合金钢无缝钢管：10号或20号优质碳素钢和合金钢，主蒸汽、主凝结水、燃油、酸碱管道直缝管：A3F或16Mn钢，压力不超过PN16，300℃的管道
3 管道的膨胀支持保温与涂色
三、管道的运行维护管道的冲洗和吹扫管道的运行维护管道的防腐管道保温管道涂色自学