方管在能源行業(yè)的應(yīng)用有哪些
信息摘要:方管(方形截面的鋼管或合金管)憑借結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、空間利用率高、耐腐蝕性強(qiáng)(部分材質(zhì))等特點(diǎn),在能源行業(yè)的勘探、開采、運(yùn)輸、儲存及設(shè)備制造等環(huán)節(jié)均有廣泛應(yīng)用,具體場景如下:
方管(方形截面的鋼管或合金管)憑借結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、空間利用率高、耐腐蝕性強(qiáng)(部分材質(zhì))等特點(diǎn),在能源行業(yè)的勘探、開采、運(yùn)輸、儲存及設(shè)備制造等環(huán)節(jié)均有廣泛應(yīng)用,具體場景如下:
一、油氣開采與運(yùn)輸領(lǐng)域
油氣行業(yè)是方管的核心應(yīng)用場景之一,尤其在地面設(shè)備、管道支撐及井下工具中發(fā)揮關(guān)鍵作用:
鉆井平臺與采油設(shè)備結(jié)構(gòu)件
海上或陸地鉆井平臺的框架結(jié)構(gòu)(如平臺立柱、操作臺支架、設(shè)備底座)需承受極端載荷(風(fēng)力、海浪沖擊力、設(shè)備自重),方管因截面抗扭性能優(yōu)于圓管,常被用作承重骨架。例如,采用高強(qiáng)度低合金方管(如 Q355B)搭建平臺護(hù)欄、鉆井機(jī)底座支撐腿,通過焊接或螺栓連接形成穩(wěn)定框架,兼顧輕量化與抗變形能力。
采油樹上的閥門支架、抽油機(jī)的曲柄連桿輔助支撐等,也常用小規(guī)格方管(邊長 50-150mm)制作,便于安裝固定,且節(jié)省空間。
油氣管道輔助設(shè)施
長輸油氣管道(如西氣東輸工程)的沿途配套設(shè)施中,方管用于:
管道支架:在穿越河流、公路的架空管道段,方管作為支架橫梁或立柱,支撐管道重量并抵抗橫向風(fēng)力,避免管道因振動或沉降變形;
陰極保護(hù)裝置框架:為防止管道腐蝕,需在沿線安裝犧牲陽極或外加電流設(shè)備,方管用于搭建設(shè)備防護(hù)框架,保護(hù)裝置免受外界碰撞;
輸油泵站設(shè)備框架:站內(nèi)的泵體、過濾器、計(jì)量儀器等設(shè)備的固定支架,采用方管焊接成型,便于集成管路和電纜布置。
井下工具與井口裝置
部分井下打撈工具、修井設(shè)備的伸縮臂組件,采用高強(qiáng)度合金方管(如 27SiMn),利用其剛性好、不易彎曲的特點(diǎn),在高壓井下環(huán)境中傳遞扭矩或推力;井口裝置的防噴器底座、節(jié)流管匯的支撐框架,也常用厚壁方管(壁厚 10-30mm)增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。
二、電力行業(yè)(發(fā)電、輸電與儲能)
電力系統(tǒng)中,方管主要用于設(shè)備結(jié)構(gòu)支撐、電纜保護(hù)及儲能設(shè)施框架:
發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)件
火力發(fā)電廠:鍋爐鋼架的輔助支撐、汽輪機(jī)底座的橫梁、輸煤系統(tǒng)的傳送帶支架等,采用方管搭建承重結(jié)構(gòu),尤其在高溫環(huán)境下(如鍋爐附近),選用耐熱鋼方管(如 12Cr1MoV),抵抗熱脹冷縮導(dǎo)致的變形;
風(fēng)力發(fā)電:風(fēng)機(jī)塔筒的內(nèi)部平臺支架、機(jī)艙內(nèi)設(shè)備固定框架(如發(fā)電機(jī)底座支撐),使用防腐處理的方管(如鍍鋅方管),適應(yīng)戶外潮濕、多風(fēng)沙環(huán)境,減少銹蝕;
太陽能電站:光伏支架的橫梁與立柱,采用鋁合金方管或鍍鋅鋼方管,截面設(shè)計(jì)利于光伏板傾斜角度固定,同時(shí)節(jié)省安裝空間,提升土地利用率。
輸電與配電設(shè)施
變電站架構(gòu):高壓變電站的設(shè)備支架(如斷路器、隔離開關(guān)的支撐柱)、電纜橋架的框架,常用方管焊接成型,相比角鋼框架更簡潔,且抗側(cè)向力(如臺風(fēng))性能更優(yōu);
電纜保護(hù)管:部分戶外電纜敷設(shè)時(shí),采用方管作為保護(hù)外殼(內(nèi)部穿絕緣電纜),尤其在多電纜并行的區(qū)域(如電廠廠區(qū)),方管的方形截面便于排列,減少占用空間,同時(shí)防止外力碰撞損壞電纜。
儲能設(shè)備框架
大型儲能電站(如鋰電池儲能柜、抽水蓄能電站的輔助設(shè)備)的外殼框架,采用輕質(zhì)合金方管(如鋁鎂合金方管),既滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求,又減輕整體重量,便于模塊化組裝;儲能電池組的內(nèi)部支撐格架,也常用小規(guī)格方管分隔電芯,提升散熱效率。
三、新能源(光伏、風(fēng)電、氫能)領(lǐng)域
新能源行業(yè)對設(shè)備輕量化、耐候性要求更高,方管的應(yīng)用更側(cè)重定制化與材料適配:
光伏電站支架系統(tǒng)
地面或屋頂光伏陣列的支架,廣泛采用鋁合金方管或高強(qiáng)度鍍鋅鋼方管:
鋁合金方管重量輕、耐腐蝕,適合屋頂光伏(減少建筑承重壓力);
鍍鋅鋼方管成本較低、強(qiáng)度更高,適合地面大型光伏電站,可通過螺栓連接快速組裝,且能承受積雪、冰雹等載荷。
風(fēng)電設(shè)備輔助結(jié)構(gòu)
風(fēng)機(jī)葉片的運(yùn)輸支架、塔筒底部的檢修平臺框架,采用厚壁方管(如 Q460 鋼方管),確保葉片在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中不發(fā)生形變,同時(shí)便于檢修人員站立操作;風(fēng)電場的集電線路桿塔,部分采用方管組合結(jié)構(gòu),替代傳統(tǒng)水泥桿,縮短施工周期。
氫能與儲能設(shè)備
氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,電解槽設(shè)備的框架、氫氣儲存罐的支撐底座,采用不銹鋼方管(如 316L),抵抗氫氣環(huán)境下的腐蝕;液流電池儲能系統(tǒng)的電堆支撐框架,用方管搭建多層結(jié)構(gòu),提升空間利用率,便于電解液管道布置。
四、煤炭與礦山能源領(lǐng)域
煤炭開采及加工過程中,方管用于設(shè)備結(jié)構(gòu)與輸送系統(tǒng):
礦山機(jī)械設(shè)備
采煤機(jī)的機(jī)身框架、刮板輸送機(jī)的側(cè)幫支撐,采用高強(qiáng)度耐磨方管(如 20CrMnTi 合金方管),抵抗煤層開采時(shí)的沖擊與磨損;井下防爆設(shè)備(如通風(fēng)機(jī)、水泵)的外殼框架,用厚壁方管焊接,兼具抗壓與防爆功能。
煤炭輸送與加工設(shè)施
輸煤皮帶機(jī)的支架、煤炭洗選廠的設(shè)備平臺(如跳汰機(jī)、過濾機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)),采用方管搭建,便于安裝防護(hù)欄和檢修通道;煤倉的出料口框架,用方管增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,防止煤炭堆積導(dǎo)致的倉壁變形。
五、核能領(lǐng)域
核能行業(yè)對材料安全性、耐輻射性要求嚴(yán)苛,方管主要用于輔助設(shè)備結(jié)構(gòu):
核電站輔助設(shè)施
核反應(yīng)堆外圍的安全殼支架、循環(huán)水泵的底座框架,采用低合金鋼方管(如 16MnDR),經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具備耐低溫、抗疲勞性能;核電廠內(nèi)的管道支撐格架,用方管焊接成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),固定蒸汽管道、冷卻水管,避免振動導(dǎo)致的連接處泄漏。
核廢料處理設(shè)備
核廢料儲存罐的運(yùn)輸支架,采用鉛合金包覆的鋼方管,既滿足承重要求,又通過鉛層屏蔽輻射,保障運(yùn)輸安全。