直埋防腐保温管（共6篇）
直埋防腐保温管 篇1
摘要：近年来, 我国一直十分重视新型管材的开发和应用, 通过简要介绍直埋防腐保温管在市政工程中的应用, 着重介绍了直埋防腐保温管的优越性、技术要求和施工方法.并对该管在采暖工程中应用作了说明。
关键词：直埋防腐保温管,聚氨酯保温直埋供热管,钢套钢直埋蒸汽管
前言
能源紧张和环境污染早已经为人们所认识, 这两个方面的问题现已成为当今世界亟待解决的重要问题, 在现代化工业高速发展的情况下, 纷纷而起的各厂矿企业零散的中小型锅炉是当今的耗能大户, 也是环境污染的重要根源之一。这些锅炉效率低、能耗高、污染严重, 因而以集中锅炉房或热电联产的形式来代替这些锅炉房已成为必然趋势。随着一座座集中锅炉房或热电厂的兴起, 城市供热热网已成为城市建设一个重要环节。供热网除了用以生产和生活的供热以外, 在石油、化工、冶金、医药、轻工和机械等部门也有重要的应用。由此, 管道技术逐渐为人们所重视, 特别在最近十年中进展最快。
1 直埋防腐保温管的性能及技术参数
直埋防腐保温管 (俗称“夹克管或管中管”) , 是由输送介质的钢管, 聚氨酯硬质泡沫塑料和高密度聚乙烯外套管, 经高压喷注发泡紧密接合而成。它是一种新型的保温产品, 具有密度小、强度高、导热系数低、绝缘效果好、热损失小、耐腐蚀性强、使用寿命长等优点。与传统的地沟铺设管道相比, 还有总工程造价低、占地面积小、施工周期短及几乎没有维修工作的特点。可广泛用于石油化工、热电厂、集中供热, 远距离输油、供热水等工程。
在采暖室外采用直埋防腐保温与传统的地沟管道相比, 可节省整个地沟造价及其附属支撑装置, 整个工程造价可降低20%, 其经而直埋防腐保温管道由于防水性能好, 不受地下水位影响, 其使用寿命达40年。施工工期短, 由于直埋防腐保温管不砌地沟, 还节省了附属支撑装置等其它工程, 所以比地沟管道可缩短施工周期的30%以上。占地面积小, 直埋防腐保温管道安装占地宽度仅是铺设的50%, 给狭窄的街区道路集中供热提供了科学的使用条件。减少维修工程量, 直埋防腐保温管只要按施工要求施工, 几乎可以不用维修, 保用30~40年, 而地沟铺设传统的保温方法, 至少2~3年就要维修或更换一次。
2 直埋防腐保温管在供热中的应用
保温直埋管从节约能源、降低造价、缩短施工周期、保护环境多方面来看, 不仅具有传统地沟和架空敷设管道难以比拟的技术和实用性能, 而且具有显著的社会效益和经济效益, 但一个优质的直埋供热管道工程还必须具备设计合理、保温管道质量可靠和精心施工3个条件。由于直埋供热技术在我国起步较晚, 以上3个条件尚需不断完善。从工程实践中出现的质量问题来看, 应在设计和施工中特别注意以下几个问题:
a.在设计和施工中, 一定要真正理解供热管道直埋敷设方式分为有补偿直埋敷设及无补偿直埋敷设两种方式, 确实掌握两种方式各自的工作原理、特点及其应用场合, 以便在设计上合理选用, 施工上安全、可靠、经济。
b.首先要掌握概念:有补偿直埋敷设方式料, 它与其它常规保温材料相比, 其热损失最小。与矿渣棉制品、玻璃纤维制品相比, 详见下表。
4 直埋防腐保温管发展前景
保温直埋管在国外一些发达国家已成为一项比较成熟的先进技术。近十几年, 我国供热工程技术人员通过消化、吸收这项先进技术, 正推动着国内管网敷设技术向更高的层次发展。十几年来的实践成果充分证明我国科技人员在这方面所作出的努力, 随着国家对节能环保的进一步重视, 直埋防腐保温管也会得到广泛应用。
直埋防腐保温管 篇2
关键词：直埋蒸汽管道,保温防腐,管道设计
直埋蒸汽管道作为近年来建筑施工行业出现的新兴材料, 在房屋供暖中发挥着重要作用。直埋蒸汽管道由于其施工方式便捷、工程造价低廉以及材料本身的保温性能较为突出,因此在市场中得到广泛应用。由于当前其在管道设计方面未形成统一规范要求,进而使得不同厂家在保温防腐方面也存在一定差异。
1直埋蒸汽管道的保温防腐问题
1.1直埋管道保温防腐基本要求
1.1.1保温性能
直埋蒸汽管道的内钢管应满足在管道壁温度条件下不分解,且在管道受热发生变形及长期使用过程中不破裂、不变质。
1.1.2防腐性能
管道保温层结构应能够在土壤长时间腐蚀及渗水的状态下发挥良好的阻水功能。
1.1.3耐压性能
直埋蒸汽管道在长期使用过程中会受到土壤及地面载荷的压力,因此其压力强度应保持>土壤耐压强度,通常应满足>0.15MPa的要求,同时管道保温结构应≥0.2MPa。
1.1.4敷设方式
蒸汽管道长期在高温环境下其热伸长量会显著增加,因此其敷设方式应选择有补偿直埋,即需要利用补偿器,从而满足保温层中内钢管的受热伸缩需求。同时保温结构应为脱开式, 使二者保持脱开状态,在管道发生热胀冷缩时能够保证保温结构具有较强的固定性,并实现内钢管的移动。
1.1.5保温材料
通常情况下直埋蒸汽管道在运行过程中会受到150℃的温度,因此应选用具有较强耐压及防水性能的材料。而当前市场中常用的聚氨酯、珍珠岩等材料无法直接对蒸汽管道外壁进行包裹,但可作为内层,利用泡沫塑料作为外层,从而满足管道保温防腐的要求[1]。
1.2直埋蒸汽管道的复合保温层
复合保温层在材料选用上具有特殊要求,一方面,其内层材料应选择质量较好的软质材料,从而降低保温结构在内钢管内受热伸缩时的摩擦力作用,避免出现结构受损、管道拱曲及变形问题。但是,软质材料在运输、装卸过程中可能由于落地而发生被内钢管压扁的问题,此时可通过在保温结构中设置支撑构件的方式保证软质材料的完整性。另一方面,复合保温层的厚度在满足保温要求的基础上还应确保其在夏季高温条件下低于外层泡沫塑料的温度。在夏季最热时,直埋蒸汽管道的温度可达到250℃以上,因此应选择脲酸脂等具有较强耐温性能的材料。
1.3保温管的加工制作
保温层作为发挥保温作用的重要构件,必须确保其不会受到水分侵入。但是,通常在其安装过程中极容易发生水分侵入的问题。因此,在内钢管通入蒸汽的过程中,应及时将蒸汽排除,避免发生保温结构爆裂的问题。
2直埋蒸汽管道的管道设计问题
2.1把握管道设计的基本要点
在对直埋整体管道进行设计时首先应对其管段的可移动性进行保证,避免出现锚固段引起的一次、二次应力,进而导致管道整体应力水平超出规定值,致使管道发生破裂。同时,应加强重视直埋铺设方式对补偿器能力的要求,确保其在直线长度内能够满足内钢管的要求。
2.2合理选择补偿器
补偿器(伸缩器)主要发挥着对管道温度变化引起的热胀冷缩问题进行补偿的作用,进而避免管道在热应力的影响下发生破裂,补偿器对于保障蒸汽管道的长期安全性具有十分重要的作用。因此,在选择补偿器时应尽量采用以不锈钢材料制作的波纹管膨胀节,其具有安装便捷、安全稳定的优点。同时在当前各厂家不断提高波纹管膨胀节制造工艺水平的情况下,能够将补偿器的数量控制在合理范围内,从而降低施工成本。
2.3正确进行管道强度计算
直埋蒸汽管道由于采用了补偿器,因此在对其强度进行计算时需要进行综合考虑,计算内容主要由管壁厚度值、热补偿值、固定点推力值以及一次、二次应力验算值构成,此外还需对管道摩擦力进行计算[2]。值得注意的是,直埋蒸汽管道的管道摩擦力需要严格按照《城市直埋供热管道工程技术规程》,在计算过程中以管道应力验算及受力计算为依据,并按照以下公式(公式1)进行计算:
F=πρgμDc(h+Dc/2)*Dc(1)
式中F表示单位长度直埋蒸汽管道与土壤间的摩擦力,单位为N/m;ρ表示土壤密度,单位为kg/m3;g表示重力加速度,单位为m/s2;μ表示管道外壳与周围回填砂土间的摩擦系数;Dc表示管道外壳直径,单位m;h表示管道顶部覆盖土壤深度,单位m。
3结语
综上,通过对直埋蒸汽管道中保温防腐及管道设计问题进行分析,可以看出该技术在实际应用过程中具有较强的复杂性,仍需相关部门及人员进行深入探索与研究。
参考文献
[1]程涛,胡燚.浅谈蒸汽直埋管道设计[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(5).
直埋防腐保温管 篇3
1.1 直埋热力管道优点
直埋式保温管由输送介质的钢管、高密度聚乙烯外套管以及钢管和外套管之间填充的聚氨酯硬泡沫保温层紧密结合而成。直埋式预制保温管较传统的各类保温管材具有十分突出的优点:
(1) 保温性能好, 热损失仅为传统管材的25%, 长期运行可节约大量能源, 显著降低能源成本。
(2) 无需制作管道沟, 可直接埋入地下, 施工简便迅速, 综合造价低。
(3) 在低温条件下也具有很好的耐腐蚀和耐冲击性, 可直接埋入冻土层。
(4) 使用寿命可达30～50年, 正确地安装和使用可使管网维修费用极低。
1.2 沿海地区地下水特点及管道腐蚀机理
沿海地区土壤不仅表层积盐重、下层底土含盐量也很高。盐分组成与海水基本一致, 以氯化物占绝对优势。经实际测量, 秦皇岛的地下水质K+含量112.32mg/L;Na+含量702.32mg/L;Ca2+含量115.43mg/L;Mg2+含量94.24mg/L;Cl-含量1318.74mg/L;SOundefined含量230.54mg/L;HCOundefined含量330.25mg/L, 尤其是Cl-含量高达1318.74mg/L, 属强腐蚀性介质。地面管道的腐蚀主要由大气腐蚀和轻微的电化学腐蚀造成。由于管沟管道置于潮湿的管沟中, 环境温度较大, 一些有害气体容易溶入管道表面的水膜中, 形成电解液, 造成局部电化学腐蚀。不保温埋地管道直接跟土壤接触, 长期处于水泡状态, 腐蚀更严重。
1.3 直埋敷设管道概况
一般来讲, 热力管道直埋敷设使用的直埋管为聚氨酯保温, 外面有一层高密度聚乙烯保护层, 聚乙烯为防水材料, 不受海水腐蚀, 也不会进水。但是, 每根直埋聚乙烯管道长12m, 管道接头处由于不是在工厂一次成型, 除了内钢管需要焊接, 外面的聚乙烯保护层也需要在现场用塑料焊接起来, 因此接头处就成了防水最薄弱的地方, 成为泄露的主要部分。而聚氨酯保护层在热水中会发生水解, 一旦外面的聚乙烯保护层泄露, 水渗透到钢管内部, 会被内侧的热水加热, 易造成聚氨酯保温的水解失效。同时, 外面的水对内钢管造成腐蚀, 时间稍长, 就会酿成泄露事故。
另外, 为了保证热力管道不至于热胀冷缩造成损坏, 在热力管道上一般还装有不锈钢波纹管补偿器, 在普通水环境下, 不锈钢是耐腐蚀的。但是, 在高盐的氯离子环境下, 不锈钢会发生腐蚀。有关试验结果显示:在实验条件下, 304L不锈钢受氯离子作用而点蚀的浓度界限约为150mg/L, 316L不锈钢约为250mg/L。
高氯环境会造成波纹管补偿器的泄露, 同时也会加速内钢管的腐蚀。随着地下管线年限增加, 管道老化, 泄露事故呈上升的趋势。通过对发生的泄漏事故进行分析, 20%的事故是外单位施工、重载车辆行驶在人行道上所致, 80%的事故是管道及管件腐蚀所致。防止管道及管件腐蚀成了热力管线需要着力解决的一个问题。实际做法分为两种:
(1) 一般在地面上, 直埋敷设管道不装有单纯的不锈钢波纹管补偿器, 而是在原来的不锈钢波纹管外面再做了一层套筒式补偿器, 波纹管与套筒式补偿器合二为一, 套筒外面有高密度聚乙烯保护层, 由套筒补偿器保护不锈钢波纹管不和地下水接触。防止地下水的敷设。
(2) 在穿越河底等处, 由于要保证外护管100%不泄露, 对外护管采用了钢管, 焊接, 同时对外护管进行了阴极保护。设计阴极保护有效年限为30年;阴极保护系统运行期间, 对外界环境无污染作用, 对其他地下金属构造物无干扰作用。
2 牺牲阳极阴极防腐蚀系统的设计
以一个热力管线保护为例, 着重介绍将牺牲阳极阴极保护法应用于热力管道防腐中, 成功地解决了高氯离子环境的河底下管道防腐蚀问题。其热力系统由中国东北市政设计研究院设计, 防腐蚀设计为秦皇岛市热力总公司和中国船舶重工青岛双瑞公司共同设计。
秦皇岛热力管线穿过大汤河, 其外套管总长544.8m, 管道外径为1120mm, 材质为Q235B, 外防腐材料为800μm厚熔融环氧粉末涂层。套管外壁面积为:
S =π×D×L
式中:S—管线总面积, m2;
D—管线直径, m;
L—管线长度, m。
代入数据, 得:S=1916m2。
2.1 牺牲阳极材料的选择
目前, 普遍使用的牺牲阳极材料有3种, 即镁阳极、锌阳极和铝阳极。镁阳极比重小、电位负、对钢的驱动电压大, 主要应用于土壤介质中;锌阳极的驱动电压较小、电流效率高, 可应用于低电阻率的土壤介质中和水介质中;铝合金阳极通常在海水介质的船舶、港工设施中应用比较广泛, 在土壤介质中应用较少。
由于被保护管道所处环境地下水位较高, 大汤河的过河管道埋设于海水浇灌的土壤中, Cl-含量高达1318.74mg/L, 属强腐蚀性介质。所以该设计方案:大汤河管道的过河保护选择规格为33kg级锌合金牺牲阳极和11kg级镁合金牺牲阳极。为了保证牺牲阳极输出电流稳定, 提高阳极电流效率, 降低阳极接地电阻, 阻止阳极表面钝化层形成, 阳极周围一定要填加严格按比例配成的填充料, 每支阳极需用填充料50kg, 二者装入布袋之后, 组成阳极填料包的尺寸为ϕ300mm×1000mm。
2.2 保护电流密度的选择和保护电流的计算
金属构件施加阴极保护时, 使金属达到完全保护时所需要的电流密度为最小保护电流密度, 在设计时称为阴极保护电流密度, 选取的阴极保护电流密度大小是影响金属构件防蚀效果的主要参数, 它与最小保护电位 (钢为-0.85V) 相对应。如果选取的保护电流密度偏低, 会造成保护不足, 金属构件达不到完全保护, 产生不同程度的腐蚀;反之, 将会造成不必要的浪费。
阴极保护电流密度与许多因素有关, 如被保护金属的种类、表面状态、表面防腐涂层的种类和质量、介质的性质、有效保护年限以及外界条件的影响等。这些因素的差异可使阴极保护电流密度由几个μA/m2变化到数百个mA/m2。该方案借鉴国内外文献, 根据以往的工程经验和该工程的实际情况, 选取阴极保护电流密度为i=1mA/m2。
根据上述“保护对象和范围”中给出的保护面积和选取的保护电流密度计算保护电流如下:
埋地管线所需保护电流I=i×s=1916mA。
2.3 牺牲阳极用量的计算
锌阳极的用量计算:
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式中:W—牺牲阳极用量, kg;
t—设计保护年限, a;
Im—平均维持电流值, A, Im=0.85I;
Q—牺牲阳极的实际电容量, A·h/kg, 锌阳极取533;
1/K—牺牲阳极有效利用系数, 通常取0.75。
将有关数据代入, 求出阳极用量W=1071kg。
埋地管线所需阳极数量n=1071/33=34支。
为使管线保护电位极化的更快, 再安装4支11kg的镁阳极。
2.4 阳极布置
阳极铺设按每组一支, 沿管线两侧均匀分布、水平铺设。
2.5 阳极的组装
(1) 阳极表面处理:
在组装牺牲阳极之前, 应检验阳极表面是否有油污和氧化物。由于牺牲阳极表面的油污和氧化物能降低阳极的活性, 影响阳极电流的发生。所以阳极表面如存在油污和氧化物, 应采用砂纸将阳极表面打磨干净。
(2) 阳极组合体组装:
每只阳极配VV1×10电缆3m, 电缆与阳极钢芯焊接, 焊接长度不小于50mm, 连接处采用双层特殊密封工艺进行密封。电缆的另一端与60×40的扁钢焊接, 焊接长度不小于40mm, 连接处采用双层特殊密封工艺进行密封。每条特制的白布袋装填充料50kg, 装一支经表面处理过的组装型牺牲阳极, 阳极放置在填料包的正中央, 阳极必须被填充料紧密包敷, 严禁明显偏心。
3 牺牲阳极施工安装需要注意的事项
(1) 阳极安装。
牺牲阳极输出电流的大小和保护范围与阳极旁离管壁距离有着密切的关系。当阳极旁离管壁较近时, 回路电阻较小, 阳极输出电流较大, 而电流分布范围较窄;当阳极旁离管壁较远时, 回路电阻变大, 输出电流较小。本次设计根据现场实际情况, 确定水平埋设阳极, 阳极埋设位置距管道外壁1～1.5m, 最小不小于0.3m, 埋设深度与管道中心线深度相同。
(2) 阳极床浇水。
阳极填料包放入阳极坑后, 必须对坑内进行浇水, 坑内水位必须完全浸没填料包, 且坑内积水必须保持一段时间, 以便彻底浸透填料包。
(3) 阳极焊接。
阳极与被保护管线之间采用电焊连接, 即将阳极电缆一端的钢片与被保护的钢管的引出钢筋直接焊接在一起, 焊缝总长度大于40mm, 焊点处采用环氧煤沥青处理。
(4) 阳极床回填。
回填前, 必须在阳极电缆上铺设标准砖, 防止以后施工中碰断电缆, 阳极床回填时, 禁止向坑内回填沙石、水泥块、塑料等杂物。
(5) 均压线的安装。
为避免干扰腐蚀, 用电缆将近距离平行的管道连接起来以消除管道之间的电位差, 连接方法与牺牲阳极连接方法相同。过大汤河管线设2个均压点。
4 结语
该工程于2006年春完工, 经过2007～2008年的实际运行监测, 管网最高供水温度为115℃, 保护电压为1.45V, 完全满足设计要求, 管道无腐蚀现象, 效果良好。
摘要：通过一个热力管道的牺牲阳极阴极保护设计案例, 提出了沿海地区热力直埋敷设阴极保护防腐蚀系统设计方案, 对沿海地区的热力管道直埋敷设防腐蚀进行了探讨, 可为沿海地区热力管道设计者及建设方提供参考。
直埋防腐保温管 篇4
高温热水直埋管道直埋于地下, 土壤本身具有承重和保温的作用。但在哈尔滨地区特别是沿江地区地下水位高、土壤潮湿、盐碱性大, 对保温结构要求较高, 它应是防水、防腐蚀、保温和耐高温性能好, 具备一定机械强度, 施工简便等优点。因此高温热水直埋保温道管宜采用复合保温结构。
高温热水直埋保温道管复合保温结构由高温热水直埋保温道管钢管 (无缝钢管、螺旋钢管、焊接钢管) 、耐高温防腐层、保温层、保护层四部分组成。
高温热水直埋保温道管的耐高温防腐层采用GF防腐涂料。保温层采用聚氨酯泡沫塑料。保护层采用聚乙烯外套管或玻璃钢外套管。
高温热水直埋保温道管复合保温结构是利用聚氨酯泡沫塑料具有的比较好保温和防水的性能, 对于不同的管径和不同的热损失要求而采用不同的保温厚度和密度。保护层一般可用3~5mm厚的玻璃钢或5~10mm厚的聚乙烯外套管, 玻璃钢涂层可以机械操作或手工操作, 造价较低, 防水性能较好, 可以做成任意管径尺寸的管道, 还可避免大口径时纵向开裂现象。在保温接头部位, 供热保温操作应严格按工艺规程进行。聚乙烯外套管严密性能好, 但造价较高。
2 高温热水直埋供热道管保温的热工计算
在双管道直埋的情况下根据温度场“叠加原理”, 可由供热管道各自温度场彼此相加而得到总的温度场, 于是
式中t1-管道1热媒温度, ℃
t2-管道2热媒温度, ℃
t0-土壤温度, ℃
式中∑RB1-管道1保温结构热阻;
∑R2-管道2总热阻;
式中∑RB2-----管道2保温结构热阻;
当h1=h2=h, 附加热阻Rc为
3 高温热水直埋供热管道的热补偿
在地下水位较低时, 而且土壤含盐碱性低的土壤中, 直埋高温管道可采用外压式波纹补偿器和铰链型波纹补偿器。
如果土壤的含盐碱量较大, 而波纹补偿器的材质为不锈钢, 对水和土壤中的氯根特别敏感, 容易造成穿孔性腐蚀, 可采用外压式波纹补偿器。外压式波纹补偿器和固定支架必须设置在检查井内, 井内管道上设置排气阀并用管道伸至井顶上的地面以上, 管口向地面。 (以防井内出故障时排水排气) 。
对于较大的高温热网, 因管道输送距离较长, 除直线管段采用波纹补偿器补偿器外, 还可以利用弯来做补偿。但弯头处的焊缝必须加强。
4 高温热水直埋供热管道的敷设
供热管线挖槽后, 应在管道低部的最下层铺设石屑100mm, 其上再填细沙100mm, 管道上部及周围应填细沙100mm, 然后回填原土, 分层夯实, 管道顶部距地面的距离小于100mm, 两管距离应为250-300mm, 管道外表面与开槽沟壁距离不得小于200mm, 哈尔滨地区由于冬季比较寒冷冻土层在1800mm, 冻土层随着温度的变化会冻结产生应力, 在应力的作用下地表会产生裂缝, 如管道敷设在冻层里, 在应力的作用下在管道的薄弱处宜发生泄漏事故, 这种事故多出现在冬末春初, 为了避免上述事故的发生建议管道敷设最好在冻层以下。
管道敷设时应沿管道敷设信号线 (信号线应由热敏材料制成) , 当发生泄漏故障时, 温度升高, 信号线把信号传输给控制中心, 使管理者及时准确的发现故障位置, 并组织抢险。管网主干线设计时应注意分段设置阀门, 发生故障时分段关闭;及时维修。以减小对整个供暖区域的影响。
5 高温热水直埋供热管道的接头
直埋管道在地下, 因此保温接头工艺要求是很重要的。
每根保温管道两端露出的钢管部分一般为150~250mm, 钢管焊接采用聚乙烯氩弧焊打底, 直流焊机焊接, 根据管壁的厚度决定焊接几遍。焊接后拍X光片检查。外套管的高温热水直埋供热道管的接头时, 可使用塑料焊机将连接套管与外套管焊接起来;焊机后, 应以压力10KPa气密试验进行检查。
6 高温热水直埋供热管道与检查井壁的连接
为了防止地下水波纹补偿器沿保温渗至检查井, 目前可采用下述方法:
6.1 压兰法:在管道保温保护层外面再套一钢制套管, 用氰凝胶与其固接, 使该钢制套管与检查井壁上套管之间用压盖密封连接。
6.2 防水套管:在管道保温管外保护层与井壁之间采用防水套管密封连接。
6.3 聚四氟乙烯填料法:用聚四氟乙烯加10%的铜粉做成的填料环, 置入管道保温外防护层与检查井壁的钢套管之间进行密封连接。
6.4 用沥青玛帝脂填料进行密封连接;
7 高温热水直埋供热道管的运行效果
经过先后在“都市远大绿洲”“泰山管道园”“河松小区”等小区的设计、施工、运行。对高温热水直埋供热道管的热损失测试值与理论值基本相符效果良好。
8 高温热水直埋供热管道的特点
8.1 高温热水直埋保温道管结构合理, 具有热损失小和良好的防水性能。在东北地区适应性强。
8.2 高温热水直埋保温道管直埋敷设与地沟敷设相比可节约投资25~40%。
8.3 高温热水直埋保温道管直埋敷设与地沟敷设的热损失相比可减少20%左右, 比架空敷设可减少40%左右。
8.4 高温热水直埋保温道管可节约站地面积, 缩短工期。
9 高温热水直埋供热的故障处理
9.1 较大的管网应设置分区阀门和管线分段阀门, 在某一段管道出现故障时, 将该段管道关闭, 泄水。在泄水时最好将泄水管道引至检查井外, 作业人员一定要戴好防毒面具并将呼吸管伸出阀门井, 穿好防烫服, 以免烫伤。
9.2 管道故障根据信号线指示的具体位置, 采用机械开挖, 人工探查相结合查找漏点, 排水。找到漏点后分析漏点产生的原因, 将其修复。采用炉灰填埋, 即保温又利于天暖后道路的修复。
供热节能在建筑节能事业中占有举足轻重的地位, 潜力很大。供热节能是社会经济发展的需要, 减少PM2.5的排放, 减轻大气污染的需要, 改善建筑热环境提高人民生活质量的需要。我们一定要提高责任感和紧迫感依靠科技进步, 发展集中供热, 降低供热能耗作为工作重点, 为实现建筑节能50%的目标做贡献, 使中国更美丽。
摘要：直埋供热管道是热力管道敷设最好的方式, 以热损失小, 防水防腐性能好, 节约投资, 施工周期短。因此管道直埋技术近年来在国内外广泛应用。在哈尔滨及北方地区, 一次热媒采用高温热水100℃左右的热水系统, 对于城市高温水集中供热系统直埋管道这一课题。经过多年施工实践这项技术已逐渐被掌握。
谈供热直埋热水管道保温计算 篇5
1 供热直埋热水管道热损失计算[1]
CJJ/T 81-2013城镇供热直埋热水管道技术规程中增加了直埋保温管道的热损失计算, 对供热直埋热水管道的热损失有了理论依据, 其计算如下:
其中, qs为供水管单位长度热损失, W/m;ts为计算供水温度, ℃;tr为计算回水温度, ℃;tg为管道中心埋设深度的自然地温, ℃;Rg为土壤热阻, (m·K) /W;Rt为保温材料热阻, (m·K) /W;Rh为附加热阻, (m·K) /W。
其中, qr为回水管单位长度热损失, W/m;其余符号同上。
其中, λg为土壤导热系数, W/ (m·K) , 应取实测数据。估算时湿土可取1.5 W/ (m·K) ~2 W/ (m·K) , 干砂可取1 W/ (m·K) ;Hl为管道当量覆土深度, m;Dw为保温层外径, m;其余符号同上。
其中, λt为保温材料在运行温度下的导热系数, W/ (m·K) ;Do为工作管外径, m;其余符号同上。
其中, b为供、回水管中心线距离, m;其余符号同上。
其中, R0为土壤表面换热热阻, 可取0.068 5 (m2·K) /W;H为管道中心线覆土深度, m;其余符合同上。
2 热损失的影响因素
保温层厚度、供回水温度、埋深、管道中心线间距以及管径是影响供热直埋热水管道热损失的一些因素, 下面针对以上因素进行分析。
2.1 保温层
保温层厚度是一个经济技术要求的参数, 既要满足技术要求, 也要考虑经济性。下面以DN1 200管道为例, 计算不同保温层厚度供回水管的单位长度热损失及总热损失。管外径Do=1 220 mm, 两管中心距b=1.8 m, 管道中心线覆土深度H=1.6 m。采用硬质聚氨酯保温, 导热系数为λb=0.023 W/ (m·℃) , 供水管的平均水温ts=110℃, 回水管的平均水温tr=50℃, 该地区2月份管道中心线的自然地温为tg=0.3℃。计算在不同保温层厚度下单位长度供、回水管的热损失和单位长度的总热损失, 见表1。
从表1可以看出, 随着保温层厚度的增加, 供、回水管热损失以及总热损失减小, 但减小的幅度有很大的区别, 随着保温层的增加, 供水管减小的速度比回水管大;供、回水管热损失以及总热损失都是减小的幅度越来越小。也就是说在使用年限内, 减小的热损失所带来的经济效益和增加的保温成本之间有个平衡点, 此时的保温层厚度为经济厚度。其次同样的成本, 供回水管采用同样的厚度不如供水管保温厚度大于回水管保温厚度更加经济。
2.2 埋深
由式 (3) 和式 (5) 可知, 增加管道埋深, 土壤热阻和附加热阻都会增加, 热阻越大, 供回水管的热损失会越小。以上面的例题为基础, 保温层厚度δ=60 mm, 在不同埋深下, 单位长度供、回水管的热损失和单位长度的总热损失见表2。
由表1和表2可得, 在保温层厚度δ=60 mm, 埋深由覆土深度H=1.6 m增加到覆土深度H=2.8 m, 同保温层厚度δ=70 mm, 埋深覆土深度H=1.6 m管道单长总热损失一样, 即增加1.2 m埋深, 相当于保温层厚度增加10 mm的效果。随着埋深的增加供回水管道的单长热损失都在减小, 速度由快变慢。
2.3 供、回水温度
由式 (1) 和式 (2) 可得, 供回水温度直接影响着单位长度供回水管的热损失, 表3为保温层厚度δ=60 mm, 在不同供回水温度下, 单位长度供、回水管的热损失和单位长度的总热损失。
由表3可得, 随着供回水温度的降低, 单位长度总热损失减小;保持供水温度不变, 只减小回水温度, 单长供水管热损失增加, 单长回水管热损失减小, 其单位长度总热损失减小;同理, 保持回水温度不变, 只减小供水温度, 单长回水管热损失增加, 单长供水管热损失减小, 其单位长度总热损失减小。总之低温水供热可以有效减小热损失。但降低供回水温差会增加运行能耗, 要综合考虑。
2.4 管中心距离
管中心距离是由安装和维修操作空间来确定的, 其调整空间较小。由式 (5) 可得, 管中心间距越大, 其附加热阻越小, 其热损失越大, 故减小管中心间距可以减小热损失, 见表4。
由表4可得, 随着管间距的减小, 管道热损失减小, 但总体来看, 减小的幅度比较小, 在合理的管间距范围内, 可以忽略管间距带来的影响。
3 结语
由表1~表4可得, 保温层厚度、供回水温度、埋深以及管间距都对管道的热损失有影响, 但影响的程度不同, 保温层厚度、供回水温度及埋深影响较大, 管间距影响较小。在确定保温层厚度的时候, 要充分考虑供回水温度和埋深, 并且供回水管道的保温层厚度根据总热损失最小确定。在输送同样热量的情况下, 管径越大输送损失能耗越低[2,3], 其以上结论对设计、施工和运行都有一定的参考价值。
摘要：依据CJJ/T 81-2013城镇供热直埋热水管道技术规程行业标准, 对增加的供热直埋热水管道的保温计算进行了研究, 分析了保温层厚度、埋深、供回水温度以及管间距对管道热损失的影响, 其对经济保温厚度的确定有重要的参考价值。
关键词：直埋供热管道,热损失,保温层
参考文献
[1]CJJ/T 81-2013, 城镇供热直埋热水管道技术规程[S].
[2][丹麦]兰德劳夫皮.区域供热手册[M].贺平, 王刚, 译.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 1998:119-120.
浅议供热工程直埋管道保温技术 篇6
1 保温直埋管的结构和其施工工艺
目前, 对于直埋管道技术来讲, 其工艺较为成熟的是聚氨酯直埋管道。本文主要以此为例来对其进行讲解。
在经过水压测试并且没有出现渗漏等情况后, 需要进行对聚氨酯直埋管道进行除锈与脱脂工作, 而后需要在管道上包裹氰凝, 而后形成的玻璃钢与硬质聚氨酯泡沫塑料的保温管道。氰凝是以聚氨酯为基材并添加助剂组合而成的高分子化学浆液。在直埋这种管道时, 其管道会直接承受来自土壤以及来自地面的静荷载和动荷载, 同时, 管道又会受到来自地下水以及潮气的侵蚀, 因此, 保温直埋管道要有很好的防水性能和防腐蚀性能以及很好的硬度。虽然基于这些原因其造价会升高, 但是其整个工程的所花费的总造价比较低, 而且其保温性能十分优越, 施工工艺简单且效果出众, 对其的质量控制工作也很容易开展, 因此这种方法在我国被广泛应用, 尤其是北方地区。
通过对实践情况的研究总结, 我们不难发现, 与砖砌地沟相比保温直埋管在施工工艺方面更加简单。在通常情况下, 土方工程的工程量大概会减少50%左右, 砖砌与混凝土工程的工程量将会减少到90%左右, 施工的工期则会缩短至原有时间的一半左右, 此外, 其施工的质量容易得到保障。因此, 在地下条件达到要求的情况下, 并且管内的介质的工作温度不会超出范围, 比如热水管道工程, 其使用效果具有十分明显的经济效用。
2 直埋管道对保温材料的要求
对于直埋管道来讲, 其要保证良好的保温效果, 就必须要依赖良好的保温材料。直埋管道对于保温材料有如下要求:
1) 直埋管道的保温材料应该具有一定的强度, 使其能够承受覆盖土壤以及顶面可能会出现的静荷载或者是动荷载。
2) 对于直埋管道的保温材料来说, 除了与地面设备和管道对保温材料对保温材料的常规要求类似外, 还要具备更加优秀的防水性, 使其能够严密无缝。此外还要具备更好的防腐蚀性能, 使其能够获得更长的使用寿面, 且在使用时不会出现安全问题。
3 如何发挥直埋管道的保温性能
3.1 关于保温材料的选择
目前, 随着科技飞速发展, 直埋管道能够选用的保温结构和保温材料已经是多种多样了。但是在选择时还是应该严格遵循直埋管道对保温材料的要求:具有很好的防水性能, 强度要能够达到要求且导热系数要尽可能的小, 而且具有很好的防腐蚀能力。只有这样选用这样的材料或者结构, 才能够使直埋管道发挥更好的保温性能, 且具有很长的使用寿命, 能够更好地为人们的生产生活所服务。
3.2 保温直埋管道在施工时应注意的事项
1) 因为无补偿直埋敷设的管道是依靠外套管与土壤之间产生的摩擦力来进行的。因此, 管道敷设完成后且在覆土之前, 必须要对其进行预热。此外因为在管线上不需要设补偿器, 因此通常没有固定支架的需要。在进行施工时为了节约工程资金, 可以在对管道进行预热的同时进行水压的测试和对管道的接头处进行保温发泡工作。
2) 在进行有偿直埋敷设时, 土壤与外套管之间的摩擦力不在起到固定管道的作用, 转而对其产生了约束作用。管线补偿器与固定支架之间的距离一定要小于摩擦长度Lf。摩擦长度是因温差所引起的钢管轴向力与摩擦力相等时的直钢管长度。补偿器根据补偿方式的变化而变化。对于一次性直埋波纹补偿器来讲, 其应该设置在两个固定支座之间, 而对于自由补偿直埋波纹补偿器来说, 其在进行设置时, 必须靠近某一固定支座, 这个原理和架空地沟的做法相类似。
3) 对于进行连续供热工作的热力管网来说, 其所用的直埋管道材料大多数为Q235管材或20号的无缝钢管。安装时, 如果安装温度高于十五摄氏度, 那么直敷设供热管道 (<100°C) 可以不采用任何措施, 按照无补偿安装的安装形式直接将管道埋设进入地下, 且不需要固定支座以及补偿器, 管道就可以正常安全地使用。通过上文的介绍我们可以发现, 无补偿的安装形式是非常便捷可靠且经济实惠的。
4) 对于使用无补偿安装形式的直敷设供热管道, 其水平弯头等处的应力费城集中。在实际操作之中, 其三通可以采用p=2.5MPa的加强型三通, 其主支管都应使用20号无缝钢管。其弯头可以使用p=2.5MPa的热压弯头。
5) 对于本文中所涉及到的热水管道来说, 在其中水温较高是供暖热水, 其温度最高是95°C左右, 因此直埋管道就不会承受很高的热应力, 在实际工程之中, 有补偿直埋敷设与无补偿直埋敷设的选用必须要根据情况而定。
4结语
在供热工程中, 直埋保温管道的保温效果十分出众, 而且综合造价也比较低, 无补偿直埋保温管道的优势也是十分出众:其保温性能优越, 施工所需条件简单, 资金投入较少以及在维护式时工作量较小且日常运行所需费用较低。日后伴随着人们对这项工程技术的不断完善, 其一定会为供热工程的发展带去许多有利的条件。
摘要：近年来, 随着我国供热事业的不断发展, 直埋式保温管道技术也得到了很好的开发, 各种保温材料以保温结构的应用技术也有了更好的发展。由于新型的材料以及先进的保温结构的发展和广泛应用, 使得管道能够有更长的使用寿命以及十分出色的保温性能, 安全性也随之提高, 加之随着热网设计、运行管理等方面的不断发展, 使得供热工程中的直埋管道的保温技术更加成熟。
关键词：供热工程,直埋管道,保温技术
参考文献
[1]武修源.集中供热不热原因分析与应对措施[J].科技情报开发与经济, 2010.
[2]刘显茜, 陈君若, 侯宏英, 朱代根, 陶翼飞.保温材料管道保温性能分析[J].湖南科技大学学报 (自然科学版) , 2009.
[3]王丽斌.供热工程直埋管道保温技术[J].中国新技术新产品, 2010.
[4]张忠义, 姜雪峰.直埋蒸汽管道保温结构探讨[J].辽宁化工, 2008.