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集中供热管网中直埋蒸汽管道的设计

发表时间：2021/4/15 来源：《基层建设》2020年第32期作者：刘培

[导读] 摘要：在城市化进程不断深入的背景下，市政道路、供暖以及供电等基础设施不断完善，提升了民众生产生活的方便度，特别是在生活质量不断提升的背景下，市政供暖的覆盖率逐渐提升。

        南京苏夏设计集团股份有限公司江苏南京 210000
        摘要：在城市化进程不断深入的背景下，市政道路、供暖以及供电等基础设施不断完善，提升了民众生产生活的方便度，特别是在生活质量不断提升的背景下，市政供暖的覆盖率逐渐提升。对此，本文将对集中供热管网中直埋蒸汽管道的设计进行探析，旨在通过明晰集中供热管网中直埋蒸汽管道设计的原则与基本点，促进集中供热管网中直埋蒸汽管道设计质量的提升。
        关键词：集中供热；供热管网；直埋蒸汽管道；管道设计
        一、集中供热管网中直埋蒸汽管道设计的原则
        在传统的蒸汽管道敷设中，架空与地沟的方式使用率更高，但是，在整体环境要求不断提升的背景下，传统蒸汽管道敷设的局限性逐渐显露而出，直埋蒸汽管道以其施工快、损耗少以及市容影响小等优势快速进入人们视野。设计原则作为集中供热管网中直埋蒸汽管道设计基本导向，设计人员在采用设计直埋蒸汽管道的过程中，应当把握以下几点原则：一是热力释放，相较于直埋热水管道而言，直埋蒸汽管道介质压力更大、温度更高，使得直埋热水管道与直埋蒸汽管道设计存在一定差异，设计人员在设计直埋蒸汽管道的过程中，应当避免出现锚固段的情况，若直埋蒸汽管道出现锚固段，则会使该管道钢材许用应力难以承受管道轴向应力，进而出现管道破坏的情况，对此，在设计直埋蒸汽管道的过程中，设计人员应当着重考量管道热应力的释放，为管道安全运行提供基础保障；二是地下环境，设计人员在设计直埋蒸汽管道的过程中，还应当对地下环境的数据进行收集，并结合介质情况选择适当的防腐材料与保温材料，以降低直埋管道被侵蚀的可能性，此外，设计人员还应当考虑地下水与地表水的影响力，结合实际情况对直埋蒸汽管道进行防水、保温以及密封处理，以达到降低直埋蒸汽管道侵蚀损耗的可能性。
        二、集中供热管网中直埋蒸汽管道设计的基本点
        集中供热管网中直埋蒸汽管道设计流程，主要包括管网热补偿设计、管道埋深设计以及管件设计等多个环节，对此，设计人员在设计集中供热管网中直埋蒸汽管道时，应当注重以下几个基本点：一是补偿方式选择，在集中供热管网中直埋蒸汽管道系统中，由于土壤与管道间的设计方式较为复杂，使得补偿方式亦具有多样性的特征，一般而言，在集中供热管网中直埋蒸汽管道设计中，直埋蒸汽管道敷设补偿方式主要包括无补偿、一次性补偿以及有补偿三种方式，其中无补偿设计侧重于借助土壤与管道外层套管间的摩擦力达到补偿效果，其特点在于并未采用其他辅助成分，设计人员在设计无补偿直埋蒸汽管道敷设时，应当着重对弯头的压力作用、蒸汽温度等要素进行考量。有补偿直埋蒸汽管道侧重于借助固定装置达到补偿效果，维护管道的平衡状态，设计人员在设计有补偿直埋蒸汽管道敷设的过程中，应当严格按照相关规定展开设计活动，并着重对管道的厚度与摩擦力等延伸长量进行分析与计算，并对数据进行整理为施工提供重要参考。一次性补偿直埋蒸汽管道主要是指对预热膨胀管道进行受热焊接安装的补偿方式，该方式能够有效减轻管道热压力，但是，存在适用范围小等的缺陷；二是保温形式的选择，一般而言，集中供热管网直埋蒸汽管道设计中保温形式主要包括复合高温结构、滑动复合保温结构等方式，其中复合保温结构包含钢套钢与塑套钢两种形式，塑套钢由高密度聚乙烯层、保温层以及润滑层等结构构成，一般是用于220摄氏度以下的蒸汽传输，该结构具有价位低、投资成本低等优势。钢套钢主要由复合保温层、芯管以及润滑层等相关结构组合而成，其具有结构耐力强、稳定性高以及寿命较长等收拾，适用于220摄氏度以上的蒸汽传输，相较于塑套钢结构而言，泄露问题的解决更为高效，且管道损坏延缓度更高，能够极大的减少蒸汽伤人的情况。滑动复合保温形式主要由空气隔热层、无机隔热层以及玻璃棉层等多种结构层组合而成，该方式多用于高温蒸汽的传输，具有减少内应力破坏、提升管道稳定性、减少保温层压力等方面的优势，对直埋蒸汽管道使用效率与运行安全性的提升皆具有重要推动力。

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        三、集中供热管网中直埋蒸汽管道设计的优化
        集中供热管网中直埋蒸汽管道设计涉及的环节具有多样化的特征，且各环节皆对集中供热管网中直埋蒸汽管道设计质量与有效性具有直接影响。对此，在优化集中供热管网中直埋蒸汽管道设计的过程中，设计人员应当注意以下几方面：
        （一）集中供热管网直埋蒸汽管道设计之管道布置与敷设
        在集中供热管网直埋蒸汽管道设计中，管道布置与敷设是设计的核心构成，针对于管道布置与敷设设计优化，设计人员首先应当对结合实际情况对补偿方式进行选择，若选择有补偿铺设方式，设计人员选择采用外压波纹补偿器达到不畅效果，而补偿器与直管段之间的连接处外侧钢管可以选择采用同心异径管进行连接，同时设计人员还应当对补偿器的外径数据进行收集，并以此为依据对异径管尺寸进行确立，同时，设计人员还应当保证补偿器保温层厚度大于或者等于直管段保温层的厚度。
        （二）集中供热管网直埋蒸汽管道设计之管件设计
        针对于管件设计优化，设计人员应当注意以下几方面：一是阀门选择，设计人员应当立足于直埋蒸汽管道运行环境的特点对阀门进行设计，侧重于从耐热性、保温性、防腐性等角度对阀门进行选择，且阀门公称压力应当高于管道设计压力，用以提升供热管网运行的可靠性与安全性，同时，阀门端部应当进行防水处理，避免水与潮气进入到保温层之中降低保温效果；二是排潮管设计，排潮管作为直埋蒸汽管网中的重要组成，对维护管网的运行安全与保障热导系数具有重要影响，对此，设计人员在设计排潮管的过程中，应当以降低损坏与位移可能性的出发点，对排潮管的设置位置进行判断与选择，且应当在排潮管的外部设置外护套管，针对于地下部分的排潮管与外护管，还应当做好相应的防腐措施；三是疏水装置，疏水装置是维护管网稳定性与安全性的重要支撑，设计人员在设计疏水装置的过程中，应当侧重于从输水管温度等要素进行考量，在必要情况下，应当设置自然补偿。
        （三）集中供热管网直埋蒸汽管道设计之保温控制与设计
        针对于保温结构的设计优化，设计人员应当注意：一是材料选择，设计人员应当从抗压强度、排斥性等角度对保温材料进行选择；二是厚度设计，设计人员应当从保温管表面温度、能源损耗以及经济指标等角度对厚度进行设计，一般而言，设计人员在计算保温层厚度时，应当将外护管外表面稳定控制在50摄氏度以内；三是保温结构设计，一般而言，保温结构主要包括外滑动保温结构和内滑动保温结构，两者的适用范围有所差距，设计人员应当从受热膨胀、轴向位移等角度，对保温结构的选择进行判断。
        结束语
        综上所述，在市场需求的推动下，供热管网的覆盖面逐渐扩大，社会各方对集中供热管网中直埋蒸汽管道的运行质量关注度日渐提升，在此背景下，设计人员应当对直埋蒸汽管道设计进行优化，用以促进直埋蒸汽管道运行有效性与质量的提升，确保直埋蒸汽管道能够发挥出良好的性能，以保证民众的供暖需求。
        参考文献：
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        [2]张富强.浅析直埋蒸汽管道补偿器安装方式的设计[J].中外企业家，2020，No.666（04）：164-164.
        [3]田丽娜.直埋蒸汽管道的保温防腐及管道设计中的几个问题[J].黑龙江纺织.2014（01）