供热管道

供热管道（精选10篇）

供热管道 篇1

0 引言

随着国民经济社会的快速发展, 城镇化率逐年提升, 城市基础设施建设也日趋完善。近年来我国城市供热普及率和发展规模都呈现出不断上升态势。作为供热系统主要设备的供热管道, 其好坏会直接影响整个供热质量。在管道的各种故障中所占比例最大的是管道的腐蚀引起的, 内腐蚀和外腐蚀通常是同时发生的, 且外腐蚀比内腐蚀更严重;常见的阀门和补偿器损坏的主要原因其实也都是腐蚀破坏[1]。因此, 做好管道及其附件的防腐蚀工作, 对提高供热系统的可靠性和安全性, 减少腐蚀性原因造成的供热效果的降低, 进而提高供热实际效果, 节约资源, 减少浪费等具有积极意义。

1 供热管道腐蚀机理

供热管道的腐蚀方式主要有:溶解氧腐蚀、二氧化碳腐蚀以及溶解氧和游离二氧化碳的腐蚀。其中溶解氧腐蚀是最主要的腐蚀方式[2]。

溶解氧腐蚀反应过程[3]如下:

阳极:Fe→Fe2++2e

阴极:O2+2H2O+4e→4OH-

从以上反应过程来看, 金属阳极溶解会使阳极周围的金属离子浓度上升, 与此同时阴极氢氧根离子浓度也会上升, PH值升高。这样, 在浓度差异的情况下会使得带电粒子很快扩散, 在阴极和阳极之间生成氢氧化亚铁。在溶解氧含量达到一定浓度后, 氢氧化亚铁会被氧化生成氢氧化铁, 最终导致的结果便是腐蚀加剧, 影响供热管道的热量输送。

2 供热管道腐蚀类型

供热管道的腐蚀因素是影响管道供热的主要因素, 其中, 土壤腐蚀和其它介质中的电化学腐蚀过程一样, 都是因金属和介质间电化学反应所形成的腐蚀原电池作用所致, 这是腐蚀发生的根本原因[4]。而且供热管道的腐蚀问题与材料、环境、温度等密切相关。

供热管道若采用埋地式, 其周围的土壤的电阻率、透气性、PH值等因素都会对管道的腐蚀情况产生较大影响。尤其是直埋式供热管道与管道周围土壤发生多种腐蚀原电池, 如温差电池、应力电池、氧浓差电池 (详见图1) 等等。土壤含水量、含盐量、环境温度等对土壤的电阻率也有影响, 常见腐蚀例举如下。

2.1 杂散电流腐蚀

杂散电流是指那些存在于土壤中方向、大小等都不固定的一种电流。当这种散杂电流流经有缺陷的管道防腐层时会流出, 从而会加深缺陷处的电解腐蚀情况。影响这种杂散电流腐蚀程度主要与土壤状况、干扰源强度以及涂层缺陷的面积和数量有直接关系。有轨电车、地下电缆等漏电以及建筑物的接地装置, 都是杂散电流的主要来源。杂散电流造成的集中腐蚀破坏后果非常严重, 对于壁厚8~9mm的钢管, 快则几个月就发生穿孔[5]。

2.2 宏电池腐蚀

在实践中, 大多数地下直埋管道及其构件的腐蚀事故主要是由宏观腐蚀原电池引起。这些供热管道在土壤中由于各种因素的影响会出现各种宏观腐蚀原电池:一是电偶电池, 主要是在两种不同电位金属相接触时, 其中电位较低的其耐腐蚀性较差, 腐蚀就会加速;而电位较高的成为阴极, 其耐腐蚀性相对较高而受保护。二是浓差原电池, 在同一种材料中由于电解质浓度不同会使得材料的两个电极电位不同, 这样就会使得电位较低的一段电极被腐蚀, 而相对应较高的一段就会被保护起来。在供热管道中时常会出现这种由于浓度差而发生的腐蚀现象, 主要有氧浓差电池和盐浓差电池。三是应力电池, 这是由于金属构筑物的不同部位由于受力大小的差异而导致的电极电位的不同, 形成应力电池, 其中应力处于较高部位的电位低, 容易被腐蚀, 而应力处于较低部位的电位较高, 受到保护。四是温差原电池。供热管道随着温度的升高其管道的腐蚀速度就会相应的加快, 而且还会出现温差电池腐蚀。一般情况下, 较高温度的部位电位较低, 离子运动速度加大, 会先被腐蚀。

2.3 微电池腐蚀

微电池腐蚀是指由于相距仅为几毫米甚至几微米的阳极和阴极所组成的微电池作用所引起的管道腐蚀[6]。管道内由于焊缝、熔渣以及表面氧化膜的产生, 都会使得管道与土壤在接触过程中产生电极电位差, 进而产生腐蚀 (详见图2) 。不过, 与之前的几种腐蚀相比这一类型的腐蚀对于管道的危害性较小。

3 供热管道防腐蚀措施

由供热管道与土壤接触所形成的各种腐蚀原电池机理来看, 管道的腐蚀属于自发性质的完全避免是不可能的, 但采取有效措施加以防护能够降低腐蚀速率, 延长管道的使用寿命。

3.1 合理选择耐腐蚀材料

就管道的材料构件来看, 碳钢成分在土壤腐蚀性方面影响不是十分明显, 较为显著的是金属材料本身的相结构和组织。因此, 在管道铺设时要充分掌握周围环境状况合理选择耐腐蚀性材料, 当然, 还要考虑管道架设的经济性。尽量的减少材料中的焊缝以及夹杂物。

3.2 调整循环水的PH值

当供热管道中的循环水PH值处于一定范围时, 管道腐蚀的速度就会出现变化。当PH值在10~13时, 管道的材料表面生成完整保护膜, 其腐蚀速度就会呈现出下降的趋势。而当PH值达到14时, 管道表面会出现钝化状态而起到很好的抑制氧腐蚀功能。据实践检验证明, 在实际中使用树脂软化水的蒸汽锅炉连排水的PH值一般在12~14之间, 可以将连排水打入采暖系统或将氨水酸化制成0.3%~0.5%的稀溶液打入系统, 从而实现提升循环水PH值, 达到调整循环水中的PH值[7], 降低管道的腐蚀速率的目的。

3.3 推广阴极保护技术

目前供热管道防腐采用普遍的技术是三层PE防腐层, 常见的型式是将内层聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯外护壳、钢管三者粘结在一起构制成保温管型式。但这种技术需要采取焊接技术, 接头处容易发生腐蚀泄露, 加之土壤中的水分长期和管道接触减低管道的安全使用寿命。而采取阴极保护技术可以解决上述缺陷。该技术是让被保护金属构件上施加足够的阴极电流, 然后通过极化使金属电位负偏移, 从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度降低, 甚至会停止, 起到管道的防腐蚀效果。

4 结语

随着国家供热事业的快速发展, 在大力发展供热造福群众的同时也在寻求如何高效、安全、经济的运行, 因此, 在管道设计或者架设时首先要做到对管道周围环境尤其是土壤的充分了解, 做好管道的整体规划, 然后再选择合理的布置方式, 做好后期的运营维护, 做好管道的防腐蚀工作, 延长管道的使用寿命创造出更大的经济效益。

摘要：供热管道是整个供热系统的核心设备, 其运行的好坏直接关系到整个供热系统的供热效果。供热管道的腐蚀是供热管道故障中的主要原因。通过对供热管道腐蚀机理的分析, 归纳出供热管道的主要腐蚀类型, 并有针对性的提出防腐蚀对策。

关键词：供热管道,腐蚀,阴极保护

参考文献

[1]邹平华.热网故障与提高热网可靠性的措施[J].暖通空调, 2008, 38 (11) ∶7-8.

[2]杜玉玲, 王坤忠, 王建.埋地钢质热水供热管网的腐蚀与防护[J].黑龙江科技信息, 2007 (4) :41.

[3]李建刚.供热管网的腐蚀问题探讨[J].山西机械, 1999 (S1) :65-66.

[4]Hara S.Kamimura T.Miyuki H.et al.Taxonomy for protective abilitu of rust layer using its composition formed on weathering steel bridge[J].Corrosion Science, 2007, 49:1 131-1 142.

[5]于宁.直埋热力管道土壤腐蚀与防护[J].管道技术与设备, 2002 (01) :44.

[6]王贵强.供热管道的防腐蚀研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2009:1-76.

[7]罗会义.热水供热管道的氧腐蚀与防护[J].天津科技, 2007 (3) :14-15.

供热管道 篇2

案例一 没答应换管道,供暖效果仍挺好

“10月份的时候小区内贴出通知,让我们每户交1680元的供暖管道改造费用。我们供暖,除了要交供暖费,居然还要交管道改造费!”11月29日,奎文区三友文锦苑小区6号楼居民王先生向表示,居民们都非常气愤,也拒绝缴纳这部分费用。业主委员会还告诉他们,如果不进行管道改造,小区今年的供暖效果会特别差,温度根本提不上去,让他们最好尽快交上管道改造费,免得影响正常供暖。

“我们都没有交的,小区内也就没有进行管道改造,还像以前一样供暖,家里的供暖效果挺好的。”王先生表示,他是第一批入住该小区的居民,住了8年就说供暖管道不行了,他不理解。

王先生认为,小区内的供暖管道出现问题,维修费用应该由小区开发商或者供热公司解决,不应该把费用摊到居民身上。“家里有老人、小孩,肯定是需要供暖的。本来我们都在想今年冬天得用其他方式供暖了,没想到11月16日,家里的暖气片热了。供热公司26日在门口贴出通知,让我们去交供暖费。”王先生说。

在该小区的宣传栏和安全门上,看到了王先生所说的供暖费收费通知,通知要求居民在11月28日至12月1日期间缴纳供暖费。在通知的第四条特别指出:“因贵小区供热管网未进行改造,如今冬因管网漏水抢修造成停暖,停暖期间不退费。”

对此很多居民提出质疑,认为这是霸王条款。

案例二 说是管道漏水,不改威胁停暖

在今冬供暖正式开始前,潍坊栋海热力有限公司称经济区金都花园小区供暖管网及换热站系统存在严重问题,要求对小区进行供暖系统改造,费用由小区居民承担一半,区政府承担一半。其中,小区居民需缴纳每平方米24.24元的改造费,如果交钱户数达不到95%以上,会影响小区供暖。

多位居民表示,因为热企给不出合理的解释,管道改造遭到了多数居民的强烈反对,后来热企给小区下达了停暖通知。经过小区居民多次反映,以及业主委员会与相关部门沟通,栋海热力最终及时为金都花园小区供暖。

后来发生的一件事让居民们耿耿于怀,对供热企业更加不信任。11月15日早上,居民们被通知水压不够,要求停暖检查。“以前都说我们小区管网漏水严重,可是挖开4号楼、6号楼的管道之后,我们也没看到供热公司所说的情况。”金都花园小区的一位居民告诉,15日晚上,居民因家中温度不高,去换热站查看情况,结果看到换热站补水箱水满后,一直有水从溢水管流进下水道中。

“供热公司换热站任凭补水箱往下水道跑水,我们怎么能接受供热公司的说法呢?”这位居民说,他们怀疑换热站故意跑水,于是拨打电话报了警。

29日,潍坊栋海热力有限公司的工作人员告诉,目前他们片区的小区供热都很稳定,当问到金都花园小区的供暖情况怎么样时,工作人员说“还行”。

案例三 改造费没标准,竟需讨价还价

说起管道改造一事,家住奎文区新华小区的吴先生表示,他们小区去年进行过户内供暖管道改造。“那时候物业下通知让我们每户都交改造费用,最开始是每平方米81元,大家接受不了,后来降到了每平方米61元,业主还是不愿意,最后改为每平方米51元。前前后后换了3次价格,根本就没有一个标准。”吴先生说,为了能及时供暖,大家都硬着头皮把钱给交了。

“我家房子100平方米左右,交了5000多元。有一些业主嫌贵,直接和邻居自己找人进行了改造,只花了元。”吴先生说,总感觉自己那5000多元花得有些委屈,“从每平方米81元降到51元,供暖企业是不是还赚了钱?没有统一的价格标准,我们只能自己讨价还价,能有统一的规定就好了。”

家住奎文区向阳苑小区的王先生表示,他们也是去年进行的户内管道改造。“120平方米的房子花了3000多元,我们当时把钱直接交给了改造的企业,本来以为今年肯定又得让我们交钱,对小区里的管道进行改造,但是没有动静,看来今年不用改造了。”王先生说,价格没有统一规定,他们担心等到户外管道改造时又得交不少钱。

今年10月份,位于奎文区东风东街与文化路交叉口附近一单位宿舍进行了管道改造。小区内的管道由单位负责,而居民们被要求每户按照每平方米65元的价格进行交费。

疑问一 供暖管网改否 到底谁说了算

了解到,每年冬天,因为供暖管道改造引起的纠纷不在少数。很少有居民知道供暖管道为什么要改造。

经济区金都花园小区的一位业主告诉:“居民反映供暖效果差,供热公司将责任归咎为供暖管道破损,要求改造供热管网,但供热公司又拿不出强有力的证据。这怎么能让居民们心甘情愿地拿钱呢?后来又有了换热站跑水的问题,供热公司的做法实在难以让人信服。”

“每年的供暖都会出现各种各样的问题,但很难说用户家里不热就是管道有问题,因为管道的热量损耗只是一部分,换热站的温度达不达标以及流量大小的控制,这些掌握在热企手里的数据,居民们都不知情。居民家里一旦不热,供热公司就建议更换供热管道,费用还得由居民来掏,居民们肯定不愿意。”金都花园小区的赵先生对说。

除了供暖管道是否应该更换外,还有很多市民对供暖管网的保修期进行了质疑。根据建设部的《房屋建筑工程质量保修办法》第七条和第八条的规定,在正常使用条件下,供热与供冷系统的保修期限为2个采暖期、供冷期,保修期从工程竣工验收合格之日起计算。

“第一年住新小区很多都因为入住率低没法供暖,第二年供暖一般情况不会出现什么问题,如果第三年管道坏了,开发商就不管了。”在奎文区锦绣园小区买房两年的王女士这样告诉。

疑问二 改造收费标准 啥时候能统一

供暖管道改造,作为施工企业的供热公司是如何核算出这个价格的?潍坊一家供热公司的工作人员告诉,供热管道改造很复杂,供热公司会先核定成本,根据不同的小区、不同的情况,分摊到供热面积,得出一户或者一平方米收多少钱。因为不同的供热公司使用的材料不同,所以不同的小区可能会出现不同的价格。

询问了多个小区的供暖管道改造价格,收费的标准五花八门,有的小区按房屋建筑面积收费,有的小区给出改造费“一口价”,还有一些没有听说过的改造费名目,弄得居民们一头雾水。

寒亭区富祥花苑小区的一位业主告诉,今年他们小区收供暖费的时候多收了300多元,说是要重新铺设管道,而交上这300多元之后,什么收据也没给开,跟供暖费一起开在了一张单子上,名目就是“供暖费”。

29日,询问了市燃热办的工作人员。工作人员告诉,我市的供暖管道改造涉及的小区并不是特别多,现在并没有一个标准,都是根据小区的情况进行核定,改造的面积大,可能需要的费用就多,这需要小区业主跟供热公司协商价格。

关于直埋供热管道安全运行的分析 篇3

【关键词】直埋；供热管线；安全；运行

随着城市建设的快速发展，城市集中供热区域的扩大，直埋供热管道得到普及，直埋供热管道的形式也发展多样化，如热水直埋供热管道、蒸汽直埋供热管道等，直埋供热管网管径的逐年加大，对供热参数（压力温度）的要求也高了。直埋供热热网规模的扩大，热网的安全要求越来越高。由于诸多原因，供热管网的故障时有发生。为了确保供热系统安全运行，减少热网系统故障，提出从设计、施工和运行等方面来采取行之有效的措施，热网应优先采用分段控制、无补偿直埋敷设方式及科学管理等，确保正常供热。

一、直埋供热蒸汽管道

1、热补偿的处理。根据国家规定：补偿的铺设方式需要在直埋蒸汽管道中使用。目前，常见的方法是工作人员自己设计制作一些固定支座来人为制定出补偿管，与此同时，也需要固定支座适当地减少，不可过多。很多时候，一些工作人员为了方便计算与施工而依据直埋热水管道的参数与布局、依据管道驻点确定补偿段的数量。但这是蒸汽管道，所以这样做可能会存在一些问题。

由于直埋热水管道的重力远远大于直埋蒸汽管道，因此相应的摩擦力也应该远远大于蒸汽管道，即直埋热水管道的热位移远远小于蒸汽管道的热位移，所以蒸汽管道的摩擦力远远小于管道受热而产生的力，如果补偿器及管道存在安装质量或其本身材料的问题的影响，它的一些受热伸长的长度都会有所不同，而这就导致管道受热不均，从而造成了热位移不断变化的现象，即补偿器的工作能力不够，最终管道或补偿器遭到破坏。

所以关于直埋蒸汽供热管道的补偿器安装问题，不应该简单地参照直埋供热热水管道的敷设情况及补偿器的安装情况。应该合理安排固定支座的位置及数量，从而使得所有的管段都有补偿状态。

2、避免水击。设计安装蒸汽管道的时候，应考虑到管道疏水的情况，避免产生水击。目前国家技术手册中规定，直埋蒸汽管道的疏水设备间距为150m～200m，这是为了防止出现水击的现象，更加及时地将蒸汽管道中出现的水排出。

为了保证管道中的水可以及时地排出，不出现水击现象，设计蒸汽管道的时候应该按照规定的尺寸，合理地设置疏水点。在蒸汽管道的最低和垂直上翻点处应该适当地设置一些疏水点。此外若有分段阀门的蒸汽管道，设计人员也应该充分考虑阀门闭合前后的压力及其他具体情况，根据这些情况合理设置疏水点，防止阀门关闭以后，疏水失误造成水击现象。疏水点的选择应该尽量远离一些阀门和补偿器等比较脆弱的地方，防止水冲击时会造成一些损坏，尽量选用一些大功率的疏水阀来排出凝结水。

以上是针对设计的合理要求，而要防止水击还要有准确的操作。比如管道第一次运蒸汽的时候，要慢慢地打开阀门，使其慢慢升温，这样凝结水才不会一下子出现很多，有效地避免了水击现象，及时地排出了凝结水，为整个管道的运行安全提供了基础。

二、直埋供热热水管道

由于热水管道的应力低，因此可以存在无补偿管道，要用无补偿冷安装方式铺设。

采用无补偿冷安装的铺设方式，可以大大地减少成本，工人敷设起来也更加方便，但是同样也对设计人员的计算精准度要求更高，因为它需要释放二次应力，从而使得热水管道总是在很高的应力下工作。相对来说，一些比较大的管径容易出现变形，所以计算起来更加棘手麻烦。

三、减少直埋管道故障率的措施

直埋供热道发生故障是由其一定的潜在条件确定的，当采取了切实可行的各种措施，是可以减少故障发生的次数和热网发生故障时所涉及到的供热范围。

1、热网主次的划分

对于供热面积及供热半径较大的热网系统，—般在设计阶段可将其分为三个级别：供热热源为最高级，供热干线为较高级，分配到供热用户及用户支管为较低级。其主要优点是减少了因提高可靠性所需增加的投资，同时也提高了供热管网的可控制性，在出现事故的情况下运行质量高、控制方便、而且能实现限额供热。

2、供热管网采用分段控制

在供热管网上装设分段控制阀，可将热网管线合理分段，提高热网可靠性保障的有效措施之一。热网系统借助于管线上安装的分段控制阀，可方便在管网发生故障时采取措施，从而减小停止供热的范围。分段阀可设置在输送干线和配送干线上。设置于配送干线上的分段阀应位于分支干线上节点之后。这样可保证分段阀后的管道发生故障时，阀前用户可以正常供热。热网分段可减小发生事故时，所停止供应热负荷所占全部热负荷的比例。必须指出采取分段的措施后，将增加阀门的投资，但阀门所占费用不大。由于热网元件数量的增加，故障率也将随着增加，可靠性随着减小。但故障发生时，停止供应热负荷所占全部热负荷的比例对可靠性的影响更大。从整体上看，可靠性还是增加了。

3、提高热网的备用水平

借助于设备与管网的备用提高减少事故状态的次数。如可设置复线管网及环网。设置成环网不但可以提高备用水平，同时可减少停止供应热负荷所占全部热负荷的比例。增强热网元件增强管网的质量，高质量带来的低故障率，可减小事故发生的可能性；热网结构的冗余：1）热系统采用环状管网：当环状管网上某一部位发生故障时，只要关闭该部位附近的阀门，管网系统可实现反向供热，这样可以保证在不停暖的情况下对故障部位的修复。2）枝状管网设置连通管：對于中型枝状管网，可采用单管连通管将干线连接成环状布置，该连通管可用作供水管和回水管的备用管，可实现在现故障时的反方向供热，大大提高供热系统的可靠性。3）设置可靠的定压装置：由于热网要维持一定的定压压力，故热网上装有系统定压安全阀。设置自动控制的变频定压补水装置。

四、结论

随着城市集中供热区域的不断发展和扩大，直埋供热管道的普及，直埋供热管道施工安装工艺的不断改进，运行管理的不断完善，为了确保供热系统安全运行，减少热网系统故障，提出从设计、施工和运行管理等方面来采取行之有效的措施，一定能减少事故的发生和发生事故所造成的损失，热网应优先采用无补偿直埋敷设方式，造价低，安全可靠，确保正常供热。

参考文献

[1]陈海燕，张皓皓，颜燕.提高直埋供热管道安全运行的途径[J].煤气与热力，2010，（9）

直埋供热管道的预热方式 篇4

关键词：直埋供热管道,水预热,风预热,电预热

近几年,随着集中供热工程的快速发展,城镇直埋供热管道的敷设逐步被推广,为降低施工难度、加快施工进度、降低工程造价,进一步降低管道的应力幅度,提高管道在运行中的安全性和可靠性,预热方式在直埋供热管道敷设中得到了很好的推广和应用,下面对直埋供热管道的几种预热方式做简单介绍。

1 直埋供热管道预热方式

1.1 水预热方式

预热方法:利用管道中循环的热水将保温管道加热到预热温度。

优点:当有方便并且可以利用的热源时,采用水预热比较经济。

缺点:当没有方便并且可以利用的热水为预热管道提供热源时,且在市区道路敷设不允许敞沟,必须具备加热锅炉等加热设备对预热管道提供热水热源,预热费用相对高。

采用水预热方式,管道中需设置分段阀门和一次性补偿器,而且在管道预热之前,预热管道必须焊接完毕形成连续的回路;预热结束后,大量的预热用水需要排放,在工程中找到合适的排放场地也有一定困难;由于管道中用水作为加热介质,预热温度比较均匀,但由于管道在预热过程中必须注满水,所以管道重量很大,管道与土壤之间的摩擦力较大,因此,预热伸长量不容易实现,达到预热温度后,一般预热伸长量达不到理论计算值,仍需逐步提高预热温度,使伸长量达到理论计算值,预热时间较长。

预热步骤为:1)按照制定的预热方案,将预热热源与所预热管道相连接,并布置测温点。2)条件具备后,向管道充水,开启热源处的循环泵保持全线管道温度均衡。3)在管段上每个一次性补偿器上设置基准点和表尺,并标定理论计算热伸长值。4)热源缓慢升温,升温速度控制在不大于4 ℃/h,在升温过程中,做好温度和伸长量的记录,升温至预热温度时,根据各基准点热伸长量的情况确定是否继续升温,伸长量达到计算值后进行焊接,根据测绘记录绘制温升与热伸长量的变化曲线。5)补偿器焊口除进行外观检查外,还要做100%探伤,并做好记录。6)根据预热管道的情况,进行下一段管段的预热工作。

1.2 风预热方式

预热方法:利用管道中的风将保温管道加热到预热温度。

风预热方式以风为介质,由于预热介质轻,减少了热量传递过程,降低了换热损失,克服了预热时间长的缺陷,也节约了水资源。但热风在管道回路中流动时存在热损失,通常情况下,管道起始端和末端的预热温差在20 ℃左右,影响管道热伸长的均匀性。

预热前要注意以下几点:1)预热管段必须焊接完毕,形成完整回路,以便气流顺利通过。2)管道安装时,严格控制管道安装高程,确保预热段管线坡度变化平稳,减少应力集中点。3)管道上的三通、弯头、阀门等附件均安装完毕,且预热管道水压试验合格。4)对管道增加吹扫次数,尽可能将预热管段水压试验积水泄净,缩短预热时间。5)采用大风量小温差,控制送风壁温,减少温差应力。

1.3 电预热方式

采用电预热方式,将钢管作为电阻,利用电能对钢管进行加热,钢管中没有介质,因此,管道沿长度方向预热均匀,预热时间短,而且敞沟预热过程管道中不存在锚固段,能够达到理想的管道预热效果。电预热技术的基本原理:管道电预热是通过预热设备提供一个低电压、高电流的电能,将供回水管道作为电阻通过电缆连接起来,与预热设备形成回路,将钢管温度加热到设计预热温度。

电预热的技术优势与其他预热方式相比较,电预热技术具有明显的技术优势:1)施工条件要求简单,时间短,可以敞沟预热;2)热消耗量小,预热均匀,预热时间短;3)电预热设备体积小、重量轻、易操作、无震动、无噪声,自动监控;4)适用范围广,只要钢管为介质输送管,都可以实现;5)低电压可以保证施工安全。

电预热设备的特点:1)大功率小体积,安装方便,操作简单。2)单台设备即可对较大口径的管材进行预热。3)可多台设备同时使用,进一步缩短预热时间。4)设备投入运行后,自动监控,无异常不需人工干扰。5)多重保护功能,可自动切断电源,保证施工人员及设备的安全。6)可动态显示管线温度变化曲线,同时具有打印功能,为监控施工质量提供依据。7)保温阶段设备自动动态控制,以保证整个回填土阶段管线伸长量的稳定,确保工程质量。

采用电预热方式要注意以下几点:

1)预热管段内不能有变径或不同材质的保温管。2)在预热过程中,不允许供、回水管道之间存在任何短接,否则将发生短路或局部发热。3)将管道两端管口用塑料端帽封好,以防止管内的热气散失而延长预热时间。4)管道水压试验后,要确保将管道中水排净。5)做好预热设备与电缆的正确连接。

以上各预热方式,预热时要严格按操作执行,各预热设备、风机、用电设备各环节要有专人操作、保养;对各用电设备做好进行可靠的接地或接零,不得混接;施工现场临电设施,要执行一机一闸一保护;夜间测试点处要有足够的照明设施;备用柴油要放置在干燥安全处,并放置防火设施;做好各方面的安全、环保措施。

2结语

本文对直埋供热管道的几种预热方式进行了简单的介绍,采用以水、风为介质的预热方式,预热管段必须焊接完毕,形成完整回路,以便水流、气流顺利通过,而且存在热损失,风预热的热损耗最大,水预热的热损耗相对较小,但水预热由于管道的摩擦力大,因此达到理论伸长量的时间要长。而采用电预热方式,管道可以不形成封闭的回路,对预热管道要求相对较低,热损失最小,因此将管道加热到预热温度的时间最短。直埋管道敷设采用预热方式,可以降低施工难度、加快施工进度、降低工程造价,且降低了管道的应力幅度,提高了管道在运行中的安全性和可靠性,大大推动了直埋管道安装技术的发展。

参考文献

[1]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.

[2]王飞,张建伟.直埋供热管道工程设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

供热管道工程施工技术要求 篇5

1.供热管道的特点

现代热电厂的热能输送以供热输送为主，供热介质根据配备的汽轮机类型和抽汽的类型不同，分为高压(1.0Mpa左右)供热和低压(0.3Mpa左右)供热两种。

低压供热主要针对于热电厂厂区或临近用户用热需要，涉及的供热范围较小。

高压供热则是热电厂主要对外供热介质，通过长输管线输送到用热的用户。

高压供热的输送管道通常为螺旋焊缝钢管或无缝钢管，以直埋或者架空形式进行铺设，用高品质岩棉或者离心玻璃棉进行保温。

通过对各类供热管道事故的统计和分析，我们总结了供热管道的特点，一方面是因为供热具有高温和高压的特点，其引起钢管热伸缩造成管道受力复杂，特别是转角和分支等薄弱部位，薄弱部位的受力不平衡是造成供热管道事故的主要原因。

二是供热管道大部分为直埋铺设，安全隐患的位置很难发现，出现泄漏时难以确定泄露的具体位置，这就对供热管道工程的质量管理提出较大的挑战。

三是工程设计施工过程中，技术人员部分行为没有按照技术规范，采用劣质材料，造成管道受力薄弱点变多，使得供热管道在投入使用后埋下安全隐患。

2.供热管道安装流程

2.1施工安装准备

在供热管道安装之前，要认真审核、阅读设计图纸和相关的技术规范，并编制供热管道安装施工方案，并向当地质监部门递送压力管道安装告知书，只有在告知书得到当地质监部门批复后才可以进行供热管道安装。

材料、机具的准备要根据施工图纸所设计的供热管道规格、压力大小等条件来进行备料及准备施工所需要的工机具，对于采用铜箔的供热管道，因为其属于低压管道所以其焊接一般采用手工电弧焊，需要准备交流电焊机等常用施工机具。

2.2供热管道安装

在供热管道安装之前，要对其管材、管件内外表面进行检查，其质量不得低于现行国家有关标准规范的规定，并且管材、管件都必须具有制造厂的材质质量证明书，同时所到供热管材、管件都应及时向监理部门进行报验认可。

供热管道上所用的阀门必须进行压力强度和严密性试验，其试验比例应根据供热管道的压力大小来进行确定，对于中低压供热管道，其阀门试验比例为10%，对于高压供热管道上的阀门，其阀门试验比例为100%，每个阀门都必须进行强度及严密性试验，试验合格的阀门才能用在供热管道上，阀门试验合格应填写“阀门试验记录”，阀门试验时监理应参与。

供热管道安装主要按照以下几个步骤进行：

(1)管道加工。

供热管安装时，其管子下料一般采用机械方法切割和氧乙炔火焰进行切割，其切口表面应平整、无裂纹、重皮、巴刺、凹凸、熔渣、氧化物、铁屑等，切口端面斜偏差不应大于管子外径的.1%，且不得超过3mm。

供热管弯头采用模压弯头和煨弯两种方式，其弯管质量应符合《工业金属管道工程施工及验收规范》，铜箔工程供热管由于管径较大，宜采用氧乙炔火焰进行切割，其弯头采用模压弯头，弯头半径为4D。

(2)管道焊接。

管道坡口的加工宜用角向磨光机加工，对坡口的表面和所要焊接的部位要进行严格的清理，直至露出金属光泽。

也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法。

采用热加工方法加工坡口后.应去除坡1：3表面的氧化皮、熔潭及影响接头质量的表面层，并将凹凸不平处打磨平整。

焊接组对前应将坡口以及其内外侧表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。

管子或管件对接焊缝组对时。

内壁应齐平。

内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm。

钢管在定位焊接时.应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并由合格焊工施焊。

定位焊缝的长度、厚度和间距时，应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。

在焊接根部的焊道前，应对定位焊缝进行检查，当发现缺陷时应处理后方可施焊。

(3)管道焊缝检验。

对于供热管道的安装焊缝，都必须进行外观检查，焊缝宽度的每边超过坡口边缘2mm为宜，焊缝的焊脚高度应符合设计规定，其外形应平缓过度，表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，深度不得大于0.5mm。

管道焊缝外观检查合格后，应根据规范或设计图纸进行射线探伤检查，当图纸无设计要求时，中、低压供热管焊缝抽查比例为5%，且质量等级不得低于Ⅲ级，高压供热管道焊缝进行100%的射线探伤检查，其质量等级不得低于Ⅱ级，检验不合格的焊缝应返修重焊，禁止补焊和修焊，返修时应制定返修方案。

返修后的焊缝应进行探伤检验。

由于铜箔工程的供热管道设计无探伤要求，其设计压力为1.0Mpa，根据规范要求可以不进行探伤抽查。

(4)供热管支、吊架安装。

供热管支、吊架有固定支架和滑动支架两种形式，固定支、吊架安装必须根据设计文件要求进行安装，并应在补偿器预拉伸之前固定。

滑动支、吊架安装时，其滑动面应洁净平整，不得有歪斜和卡涩现象，其安装位置应从支承和面中心向位移反方向偏移，偏移量应为供热管道热位移值的1/2。

因此制作安装供热管道的滑动支架前必须计算供热管道的热位移值。

(5)供热管补偿装置及疏水装置安装。

供热管补偿装置主要有各种类型的补偿器。

其安装前应根据供热管道的热位移值进行预拉伸，预拉伸量应等于两固定支架间直管段热膨胀量的1/2。

2.3供热管道试压、吹扫、涂漆

供热管道安装完毕及焊缝无损检验合格后，应进行压力试验。

压力试验前应编

写压力试验吹扫方案。

供热管压力试验一般采用液体进行，其试验压力一般为管道设计压力的1.5倍。

供热管道试压合格后进行吹扫，供热管道吹扫应采用供热进行。

并根据吹扫方案安装临时管道，其排放管口应高于地面或屋顶2米以上成45°角斜向上并设置禁区，供热管道应以大流量供热吹扫，其供热吹扫流速不应低于30m/s，吹扫压力不得高于其设计压力。

供热管吹扫前，应先行暖管，半小时及时排水，并检查管道的热位移及管道支吊架情况。

供热管道试压吹扫合格后，管道可以用供热吹扫，流速不应低于30m/s。

吹扫压力尽量维持在管道设计压力的75%左右，最低不低于25%。

吹扫前尖暖管及时的排水。

吹扫时，供热阀门的开启缓慢，管道中的凝结水由起动疏水管及时排放，以免形成水锤。

3.评述

供热管作为一种压力管道具有一定的危害性，因此供热管安装时必须严格按照相关规范进行，未经同意不得改变其设计要求，供热管道安装工程施工时应根据现场的实际情况选用合适的施工技术，必须确保供热管所产生的热应力不超过管材的强度而破坏管道。

同时，为了高效率的利用供热，在供热管道安装的过程中应注意避免因为管道阀门安装不严密而造成泄漏损失，另外在增设支管时，管道应走最短距离.这样可以防止因为阻力增大而造成热损失。

参考文献：

[1] 翟彤彤，邓国民.钢套钢直埋蒸汽管道增设排潮管的必要性.管道技术与设备，(4)：

浅析直埋供热管道施工工艺 篇6

关键词：直埋供热管道,施工工艺,注意问题

目前我国区域供热管网在一定范围内应用了直埋敷设的方式, 该方式相比传统的敷设方法, 不仅占地少、施工周期短、维护量小, 还可以节约成本、延长使用寿命长, 适应城市建设的发展要求。

1 直埋敷设管道的管段类型

1.1 过渡段

过渡段两端分别为固定端和活动端, 其在管道温度变化时会发生热位移现象。其中的活动端, 在管道温度变化时, 此时管段通常为自由伸缩状态, 随着不断升高的温度, 管段活动截面就会由活动端慢慢移向固定端。管段热伸长受阻是由于管段与周围土壤之间的摩擦力作用所影响。待活动截面接近固定端, 此时所增加的摩擦阻力同温升产生的热应力一致, 管道截面受力逐渐平衡, 使得管段无法再向活动端延长, 从而转为一种自然的锚固状态。由于过渡段中各点的热位移都不同, 释放了部分热应力, 故从活动端至轴固定端, 热应力由零值逐渐增加至最大值。

1.2 锚固段

由于受土壤摩擦力的影响, 锚固段的管段热伸长就会受阻, 在发生管道温度变化时, 也不会发生热位移。其热伸长完全转变为轴向应力, 并存留于管壁里, 从而使得锚固段的管段应力达到最大值。

2 直埋供热管道施工工艺

2.1 直埋管段基坑开挖

根据中心桩及开口图于基坑开挖前要放出沟槽的上口边线。在开挖完沟槽后, 要在沟槽两侧设置挡水护堤, 并派专人在降雨时沿线进行巡视, 这样才能及时处理所发现问题, 同时还需要准备2台DN50潜水泵和200m的DN50胶管, 来进行沟槽排水从而达到防止地下水及雨进入水槽的目的。

对于较为特殊地段, 因其土质较差、地下水位较高, 因此, 要制定并选用切实可行的防护措施, 以确保安全性。挖掘基坑施工过程中, 要根据中心线、标高、横断面来开挖, 禁止超挖。待挖好沟槽后, 把中心线放入槽底, 并将中心线桩埋设其中, 将标高桩设置在沟槽边上。在进行修边清底时要根据槽底中心线和标高线来进行, 要严格检查槽底, 让其符合设计值, 并记录好沟槽开挖事项, 对沟槽的验收要请监理工程师进行, 并记录好验收事项。验收完成后, 在其上方铺设砂土垫层, 其中用于砂石垫层的砂土材料不能参杂有草根、垃圾等有机杂物, 控制含水量在8%~12%之间。进行分段施工时, 要将接头处做成斜坡, 允许顶面标高偏差±15mm, 允许表面平整度偏差为20mm。当砂土的含水量过低时, 要及时洒水将其润湿, 待砂层成活后, 若还不能进行连续施工, 要用草袋等物覆盖在砂石层上, 再用平板振动器进行夯实以达到设计标准, 最后检查合格后才可以下管。

2.2 垫层施工

根据垫层的结构尺寸大小, 测量出垫层面标高, 将高程控制桩每隔4m~5m设置一个。根据垫层面标高来进行挂线, 垫层材料可以由人工进行摊铺, 检查完平垫层面后, 人工进行夯实或用打夯机进行夯压密实。注意垫层与槽底要一样宽。砂垫层厚度要达到设计标准。

2.3 套管安装

(1) 套管的安装要在垫层经过检验确认合格后方可进行, 待复测基础面标高达到设计标准后, 在其上面进行测量放样, 检测出井的中心点和管道中线, 并按照其中心点和管道中线进行挂设管道边线, 从而就可以根据该边线来控制管道的走向和高程。

(2) 根据设计图纸要求来选用预制管构件, 并按照设计管道尺寸和质量要求对预制管进行验收。用机械将预制管运输到施工现场, 再用汽车吊将其吊装到基坑底部, 最后由人工将管道就位和安装。

(3) 从下游向上游进行下管和安装。要有专门的吊机下管时, 要安排专门的人员进行现场指挥。低速轻放套管至沟底。

(4) 套管下管完成后, 将其排好, 再对线校正, 在管底两旁用石子楔稳, 确保使其不移动, 最后再复核一次流水高程, 确定达到设计标准后方可进行接管工作。

2.4 直埋供热管安装

(1) 直埋供热管道的坡度最好是在2‰以上。在高处设置放气阀, 在低处设置放水阀。在干管直接引出分支管时, 要按照相关规定, 将固定墩或轴向补偿器或弯管补偿器设置在分支管上。

(2) 直埋管道上的阀门要在管道的轴向荷载的承受范围之内, 一般选用钢制阀门进行焊接连接。将补偿器或固定墩设置在管道壁厚变化处, 将固定墩设置在大管径或壁厚较大的一侧。

(3) 管道焊接。采用手工电弧焊的焊接方法, 并选派考试合格的有证焊工进行焊接。在焊接过程中, 要按照公司编制的焊接工艺指导书和还焊接工艺评定报告进行, 并且焊工在焊前要进行培训。选用E4303型的焊条, 并采用X型坡口双面焊接工艺进行焊接, 焊接层数有四层, 即外部三层和内部一层。要详细记录实际施焊发生变化时的事项。

3 直埋供热管道在施工工艺中应注意的问题

3.1 管材的选择

由于地热力管道在埋置时内压通常都很低, 致使内压所引起的总体一次薄膜应力达不到允许值的50%。虽然很难发生直接爆破的破坏, 但破坏多数是因为温度应力引起的塑性疲劳而产生的破坏。因此, 管材在选择时, 要主要考虑抗疲劳性能, 例如:选用塑性较好且易焊接的材质。尽管轴向温度应力不受管壁横截面积的大小的影响, 在壁厚增加时也不会降低管壁内的轴向应力。相反, 固定墩的推力和过渡段的热伸长量就会因其有增加的可能。故尽量选用较薄的规格的管壁。在实际施工中还要注意避免不同规格的管子混合使用。

3.2 线路的选择

在直埋供热管道线路的选择上要主要要考虑两点, 一是要考虑便于施工、工程量小及与建筑、市政规格配合等因素, 二是考虑要尽量降低管道上设置的补偿器的数量。一般将直埋管道的补偿器主要设置在如下: (1) L型管段的两端; (2) 直埋与地沟二者的连接处; (3) 管道分支两端; (4) 干线阀门两端。尽管后三种情况不影响线路走向, 但第一种L型管段处的补偿器的设置数量会密切关系到线路的走向。

总之, 直埋供热管道施工是一项系统工程, 施工工艺是其重点与难点, 因此, 在实际的直埋供热管道在施工工艺过程中, 要注意管材的选择、阀门的安装和路线的选择, 这样才能降低成本, 缩短工期, 延长供热管道的使用寿命, 最终实现经济效益与社会效益的双赢。

参考文献

[1]李小丽.直埋式无补偿供热管道施工工艺[J].山西科技, 2009 (5) .

[2]王吉祥, 杨瑞平.论大口径直埋供热管道施工工艺及保温外护层的优选[J].工程技术, 2008.

供热管道直埋敷设方式探讨 篇7

和采取区域性锅炉供热的方式相比而言,采取集中供热采暖的方式更加的环保和节能,同时又具有较高的安全性能,能有效地节约用地面积,减少成本的投入。现阶段,集中供热采暖发展成了我国城镇非常重要的基础设施,同时也是我国城镇公共事业中非常关键的构成部分。在我国城市化进程逐步加快的同时,城市集中供热采暖也逐步地发展,其涉及的范围持续增加。同时,在集中供热采暖建设过程中,也需要更加先进的直埋敷设工艺。怎样显著地降低供热系统的成本,并保障系统在运行时具有较高的可靠性,是目前供热行业所面临的重要问题。在供热系统的建设过程中,管道的直埋敷设尤为重要,其是把事先预制完成的、具有保温性能的供热管道直接埋到地下,通过供热管道所具有的强度和相应的配套装置一起承担系统运行中所形成的热应力。在长期的实践过程中,逐步形成了多种用于供热管道直埋敷设的技术与工艺,其目的是为了保障系统在运行过程中具有一定的安全性,并最大限度地降低资金的投入,同时尽量使系统在维护中更为便捷。因此,有必要对不同的供热管道直埋敷设方式进行分析与比对,以掌握不同工艺的特性,便于更好地为供热系统的建设、运行服务。

1 供热管道的损坏形式

通常供热管道所承受的应力值在0.6 MPa~2.5 MPa之间。而在对供热管道的应力分析后发现,管道的内部应力要较其自身的屈服力小很多。但是,在供热管道的使用过程中,会出现较大的温度变化,从而导致管道形成相对大的轴向应力以及压应力。因此,对于供热管道种类的选用要尤为重视。

1)循环塑性变形。供热管道发生循环塑性变形最根本的原因是由于管道所处环境的温度波动。如果产生相对大的温度波动,并且所形成的热形变无法彻底的被释放。那么,当管道所处的环境温度升高时,供热管道的管壁就会由于受到轴向的压力而形成一定的压缩变形。当管道所处的环境温度降低时,供热管道的管壁就会由于受到轴向的压力而形成一定的拉伸变形。如果所处的环境温度变化超出特定温度值时,就会导致供热管道被破坏。

2)低循环疲劳损坏。在供热管道中,位于管道线路中的接头位置、三通位置或者弯折位置会出现应力集中的现象,而如果管道所处环境发生一定的温度波动,那么管道线路中不连续位置将出现峰值应力,从而导致该处的管道遭受疲劳损坏。

3)高循环疲劳损坏。当供热管道上方有车辆通过时,其重量形成的应力作用将被传递至地下直埋敷设的管道之上,从而导致供热管道局部位置形成椭圆状形变,进而出现应力集中问题。在长期循环应力作用下,最终产生疲劳损坏。

4)整体失稳。管道使用过程中,其轴向应力值是最大的,而且受到压杆效应的影响,有可能发生管道整体失稳的问题。尤其当供热管道埋设采取无补偿冷敷设工艺时,管道所处环境的温度变化所形成的应力将全部的形成轴向应力,非常容易使得管道发生整体失稳问题。针对这种问题,我国颁布的CJJ T81—2013城镇供热直埋热水管道技术规程里明确规定,管道的敷设必须达到相应的标准,才能确保其不发生整体失稳的问题。

5)局部失稳。管道的局部失稳会受到其轴向应力所产生的形变影响,也就是管道热胀形变程度及形变释放程度的影响。还会受到管道自身结构性能的影响。因为管道是薄壁壳体结构,当其受到一定的轴向应力时,就可能导致管壁出现局部失稳现象。根据局部失稳公式可知,如果供热管壁自身的厚度不断增加,则其发生局部失稳的概率就越小。而当供热管道的半径逐渐增加,其发生局部失稳的概率就越大。所以,在供热管道敷设时,要依据不同的管道壁厚来采用不同的覆土深度。

通过上述的几种损坏情况看,管道使用中的安全性和管道受到的轴向压力存在着非常紧密的关联。管道所受到的轴向应力根本上是由于温度变化所产生的应力,如果供热管道的直径超过DN250时,其遭受局部屈服的概率将大幅提高。而要避免发生局部屈服问题,就应当严格地控制管道所受到的温度应力,并且按照不同的应力管控方案,来选择适宜的管道直埋敷设方式。

2 供热管道直埋敷设方式的分析和选用

2.1 补偿冷安装方式

此种管道直埋敷设方式是最为简便也是成本投入最小的工艺方法。其把供热管道直接敷设,在进行覆土前未预设特定的应力,同时也未安装补偿装置。受到土壤摩擦的影响,供热管道会有锚固段与滑动段之分。如果供热管道位于锚固段,其所受到的热胀应力将整体的转变成温度应力,这样会导致供热管道使用过程中要承担非常大的轴向应力。因此,此段供热管道所受到的最大应力值和最大的温度变化是成正比例关系的。如果管道所受到的热胀应力无法整体的转变为温度应力,而供热管道会由于受热而拉伸。采用此种敷设方法,供热管道所受到的轴向热应力一般会满足管道许用应力值要求。不过,当温度波动稍大,就会超出其局部屈服应力值。因此,当温度波动较大时,无法达到局部屈服的标准要求。所以,此种直埋敷设方式会在很大程度上对温度有所限制,也只能是用在特定的温度环境中才可以使供热管道保持安全可靠的运行。

2.2 敞沟预热安装方式

此种管道直埋敷设方式是对管道完成事先的预热处理,再进行回填作业,并保证管道所预热的温度值达到一定的要求。采用这种直埋敷设方式,管道在使用时如果环境温度和所预热的温度相同时,其所受到的热应力值将变成零。如果管道使用过程中,环境温度值超出预热温度时,此时供热管道会遭受压力作用。而如果管道使用过程中,环境温度低于预热温度时,此时供热管道会遭受拉力作用,这就使管道形成预应力作用。采用此种直埋敷设方法,能够有效的节约管道敷设中的补偿器及固定顿的用量,也会使整个工程的成本投入降低。和冷安装方式对比而言,预热直埋敷设方式管道所能承受的应力大很多,同时也可以有效的降低管壁发生局部屈服的概率。对于一些直径相对大的管道敷设施工非常有利。

2.3 一次性补偿器覆土后预热敷设方式

此种直埋敷设方式是把管道分段进行一次性补偿装置安装。当敷设完成后能立即进行回填土作业。当第一次加热时,如果补偿段处的管道热形变值达到预热温度所发生的自由膨胀形变值时,能够对其焊接。一次性补偿器在经由很多次数的温度波动后,而让其应力得以均匀化,进而实现预应力作用。和冷安装方式对比而言,此种直埋敷设方法同样可以使管道所能承受的应力大很多。所以,也可以有效的降低管壁发生局部屈服的概率。而和敞沟预热直埋敷设方式对比而言,此种方式省去了预热工序,降低了建设时的成本投入及施工难度。

3 结语

在对供热管道遭受应力影响的多种因素分析后,我们了解到了不同直埋敷设方式所具有的特征。如果可以达到冷安装的标准要求,应当尽可能地采取此种安装方式。不过,如果考虑到供热管道使用中的安全可靠性,一些管道直径相对大或者所处环境温度变化较大的供热管道施工中,应尽量采取预热直埋敷设或者有偿直埋敷设的方式完成。

摘要：从循环塑性变形、循环疲劳损坏、失稳等方面,介绍了供热管道遭受损坏的方式与作用机理,对比分析了补偿冷安装、敞沟预热安装以及一次性补偿器覆土后预热敷设三种供热管道直埋敷设方式的优缺点,以供参考。

关键词：供热管道,直埋敷设方式,塑性变形,疲劳损坏

参考文献

[1]柴海婧.大管径热力管道直埋敷设设计探讨[J].建筑知识,2016(2):32-33.

[2]张朝伟.直埋供热管道敷设方式节能性分析[J].资源节约与环保,2015(3):46-47.

供热管道敷设的几个技术问题 篇8

室外架空管道可用在地下水位高或年降雨量较大、土质差、具有较强的腐蚀性及过河、过铁路等情况。在工厂区地下管道密集, 如有给水、排水、煤气、电缆及其他工业管道时, 为防止管道交叉绕道, 一般采用架空敷设管道。架空敷设管道的优点是能节省大工程量, 降低工程造价, 不受地下水的影响, 施工中管道交叉问题也易于解决。其缺点是热力管道的热损失较大, 如在气候寒冷的黑龙江省采用这种敷设形式时要采用有效的防冻措施。管道的保温层由于受风沙雨雪的侵蚀, 需要维护或更换, 使用年限较短。施工中管道的起重吊装和高空作业不方便, 在某些情况下, 也影响交通及建筑的美观。特别是对厂区煤气管道, 采用架空敷设, 即使煤气有些渗漏危险也不大, 煤气管道的管径较大, 架空敷设也很适合。

1.1 地上架空敷设的分类

1.1.1 低支架敷设

在山区施工, 要尽可能采用低支架敷设。管道保温层外表面至地面的净距通常保持在0.50~1.00m。

在管道跨越铁路、公路时要采用立体Ⅱ型管道高支架敷设, Ⅱ型管道适合兼做管道伸缩器, 并在管道最高处设置弹簧支架和放气装置.在管道的最低点设置疏排水装置。低支架的材料有砖、钢筋混凝土等。低支架敷设是最经济的, 其优点一是管道支柱除固定支柱材料需用钢或钢筋混凝土外, 滑动支柱材料能大量采用砖或毛石砌筑, 所以要就地取材, 管道工程造价能大幅降低。二是低支架敷设, 施工及维修方便, 能节约基建投资, 缩短建设周期, 降低维修费用。三是热水管道, 应采用套管伸缩器代替方形伸缩器, 节约钢材, 降低管道流体阻力, 降低循环水泵电耗, 要定期检查和维修, 避免密封填料由于管道频繁伸缩导致磨损、渗漏。采油厂、石化厂、发电厂等工业区内的供热管线, 一般采用低支架敷设, 能沿厂区进行敷设。

1.1.2 中支架敷设

在人行交通频繁地段应采用中支架敷设。敷设时管道保温层外面至地面的距离一般为2.00~2.50m, 在管道跨越铁路、公路时要采用跨越公路的Ⅱ形管道高支架敷设。材料一般为钢材、钢筋混凝土、毛石和砖等。中支架敷设与高支架敷设相比, 支架低、材料消耗少、投资小、施工及维护方便, 建设周期也相应缩短。

1.2 地上架空敷设支架的形式

地上架空敷设采用的支架按外形分有T形、Ⅱ形、单层、双层、多层、管架、单片平面管道架、塔架等形式, 图1为几种支架的形式。

根据管道敷设方式, 管架又有高管架、低管架、管枕和墙架等形式。按用途分为允许管道在管架上有位移的管架 (活动管架) 和固定管架。按管架材料分为钢支架、钢筋混凝土支架等。有以下几种结构形式:一是独立式管架, 二是悬臂式管架, 三是梁式管架, 四是析架式管架, 五是墙架。

1.3 架空管道的安装

在安装管道前要首先对支架的稳固性、中心线和标高进行检查。各支架的中心线为一直线, 管道有坡度, 因此, 要检查各支架的标高, 不可因支架标高的错误而导致管道的反向坡度。

在安装架空管道时, 为工作的方便和安全, 要在支架的两侧架设脚手架, 其高度以操作时方便为准, 脚手架平台的高度比管道中心标高低, 其宽度约100m左右, 以便人员通行操作和堆放一定数量的保温材料。

2 供热管网敷设形式的选择

2.1 优先采用直埋敷设

因管道直埋敷设具有施工方便、占地少等优点, 同时聚氨醋泡沫塑料预制标准保温管的出现, 使管道直埋敷设的优势明显。

2.2 首选不通行管沟敷设

若在运行管理正常、施工质量良好的条件下, 能保证运行安全可靠, 投资也较小, 是地下管沟敷设的推荐形式。穿越不可开挖检修的地段时, 要采用通行管沟敷设。通行管沟可在沟内进行管道的检修, 是穿越不可开挖地段的敷设形式。在采用通行管沟困难时, 要采用半通行管沟敷设。由于条件限制采用通行管沟困难时, 应代之以半通行管沟, 但沟中仅能进行小型的维修, 更换钢管等大型检修工作, 要打开沟盖进行。蒸汽管道采用管沟敷设困难时, 要采用保温良好、防水性能可靠、保护管耐腐蚀的预制保温管直埋敷设, 其设计寿命要大于25a。蒸汽管道管沟敷设有时存在困难, 若地下水位高等, 也应采用直埋敷设。

总之, 供热管道的敷设既要按照行业规范进行, 又要处理好理论与实践的关系, 尊重科学, 从实际出发, 科学进行。

摘要：热力管道的敷设方式要按气象、水文、地质、地形等条件和施工、运行、维修等因素确定, 室外热力管道的敷设, 一般采用地下敷设和架空敷设。本研究主要探讨了供热管道敷设的几个技术性问题, 希望为以后的施工提供参考。

关键词：供热管道,敷设,技术

参考文献

[1]段望顺.西北地区民用机场供热管网敷设方式探讨[J].机场建设, 2011, (3) :46.

[2]魏玉满.室外供热管道设计建议及施工质量控制[J].应用能源技术, 2012, (5) :27.

[3]奚振奎.集中供热中的新技术研究[J].中国科技博览, 2011, (21) :38.

[4]吕玉坤.浅谈供热管网设计及其防腐[J].应用能源技术, 2011, (1) :25.

谈供热直埋热水管道保温计算 篇9

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.

供热管道 篇10

1最小覆土深度验算

竖向稳定性验算。直埋供热管道温度升高时, 由于土压力作用使得管道的热膨胀受到周围土壤摩擦力作用, 整体热伸长受阻, 管道轴向产生压应力。存在轴向压力的管道, 有向轴向法线方向凸出使管道弯曲的倾向。管道在轴向朝失稳区域推进, 并在水平或垂直方向推开土壤形成弯曲的凸出管段, 称为竖向失稳。为此, 设计时设定最小的管顶覆土深度, 用来提供必须的垂直荷载来抵消垂直向上的反力。

对于覆土层较浅、地下水位较高及供热管道上方开沟的情况, 应进行竖向稳定性验算, 对于长直管段, 均匀分布的单位管长的垂直荷载Q (回填土和管道自重) , 应满足下列条件, 以防垂直失稳:

式中Q—作用在单位长度管道上的垂直分布荷载, N/m;

γs—安全系数, 取1.1;

Np.max—管道的最大轴向力, N;

E—钢材的弹性模量, MPa;

Ip—直管横截面的惯性矩, m4。

垂直荷载Q可按下式计算, 如图1所示。

K0=1- sinφ

式中Q—作用在单位长度管道上的垂直分布荷载, N/m;

Gw—单位长度管道上方的土层重量, N/m;

G—包括介质在内保温管单位长度自重, N/m;

Sf—单位长度管道上方土体的剪切, N/m;

H—管道中心线覆土深度, m;

Dc—外护管管径, m;

ρ—土壤密度, kg/m3, 可取1800kg/m3;

g—重力加速度, m/s2;

K0—土壤静压力系数;

φ—回填土内摩擦角, 砂土可取30°。

2 最大覆土深度验算

管道外表面温度验算:

已知直埋管道工作钢管规格为 φ1020×13, 外护PE管规格为 φ1155×14, 保温层采用聚氨酯硬质泡沫, 供水温度130℃。则供水管外表面温度计算如下:

其中ti—保温层外表面温度, ℃;

ts—计算供水温度, 130℃;

qs—供水管单位长度热损失, W/m;

Rt—保温材料热阻, (mK) /W。

计算不同埋深下的供水管道各参数如表1。

其中λg—土壤导热系数, 1.4W/ (m K) ;

λ1—聚氨酯硬质泡沫导热系数, 0.0326W/ (m K) ;,

λ2—PE管导热系数, 0.43W/ (m K) ;

t0—管道中心线的自然地温, 10℃;

t1—保温层外表面温度, ℃;

t2—外护管表面温度, ℃。

根据计算结果可知, 在同样的参数条件下, 随着管道覆土深度的增加, 外护管表面温度t2逐渐增大, 在覆土深度1.9m以上时, 外表面温度已经超过规范允许的50℃, 该规格的保温管已经不能满足保温要求, 需要增加保温厚度。

3结论

通过以上验算可知, 城市热力管网设计过程中, 如果管道覆土深度过浅, 会影响管道的竖向稳定性, 造成管道局部凸出, 甚至供出地面;如果管道覆土深度过深, 则会导致管道外护管表面温度升高, 甚至超过规范允许温度, 为了使外表面不超温, 需要相应增加管道保温层厚度, 增加了工程材料的费用。另外, 管道覆土深度过深, 导致沟槽挖方量增加, 增加了施工难度和工程造价, 也带来了一定的安全隐患。因此, 合理设计管道的埋深是设计人员不可忽视的, 重要的一步。

摘要：通过对供热管道设计覆土深度的分析, 对直埋管道所需最小埋深的原因进行了分析;并以具体管道计算为例, 分析直埋管道埋深增加对管道的影响。从而为工程设计人员在设计工作中合理布置管道埋深提供了理论依据。

关键词：覆土深度,稳定性,外表面温,热阻

参考文献

[1]直埋供热管道工程设计 (第二版) .

[2]城镇供热直埋热水管道技术规程.CJJ/T81-2013.