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摘要:在本篇文章中,主要结合直埋供热管道发展情况对管道类型进行了重点论述,分析了直埋管道布设和敷设以及保温等多项技术要点,将城镇供热直埋热水管道的优势全面体现出来,经过分析得出,其产生的社会和经济效益极高,未来发展趋势良好。
关键词:城镇供热直埋;热水管道工程设计
当设计城镇热力管网时,管道覆土深度非常浅的情况下,管道竖向稳定性将会被影响,以此引起管道表面凸出现象,严峻的情况下还会超出地面。而管道覆土非常深的情况下,管道外护管表面具体温度提升,不符合相关要求。基于此,要想保持表面温度处于正常状态,就需要加强对管道保温层厚度的控制力度,降低安全隐患出现概率,在掌握设计管道埋深要点的基础上实施相关作业。
1、对于直埋供热管道发展的论述
当前阶段,供热管道地沟敷设期间还存在着诸多的问题,为了将该项问题有效解决,国外结合实际情况对供热方式进行了重点研究,使用直埋敷设代替地沟敷设的供热方式,该项方式由于效果良好,被广泛引进到了各个国家中,同时为了增强直埋供热管线的安全性,还引进了有关的渗漏报警检查系统。供热管道直埋技术的应用掀开了新的篇章,同时很多区域内还使用了聚氨酯泡沫喷涂保温、涂沥青方式直埋敷设供热管道,不过其也面临着一系列问题,具体表现为无法有效掌握聚氨酯发泡的配料比例,质量得不到保障,空隙非常大,强度不高。
通过相关探究来看,自从热水直埋保管技术在我国得到了全方面发展之外,直埋敷设方式逐渐成为了热水供热管网中非常重要的一种模式。在上个世纪九十年代中,城市开展了蒸汽直埋管道工程建设工作,累计敷设达到了数百千米,管径长度700mm,但是建设期间问题频繁出现。从实质上看出,我国蒸汽管道在研究发展期间积累了诸多经验,已经大规模的投入到了各项工程中。另外一方面,也从一定程度上体现出了我国蒸汽管道直埋敷设技术在设计、生产以及施工期间均存在着诸多问题。所以,未来有待对直埋蒸汽管敷设工作进行全面探究和分析,使其越来越完善。
2、直埋供热管道的类型
现阶段,可以结合管道热膨胀量被压缩程度对直埋供热管道进行合理分类,主要是分成两方面,分别是补偿管段以及无补偿管段。而依照变形以及压力分布特征进行分类,则是分成直管以及弯管,具体情况如下所示:
2.1有补偿管段和无补偿管段
其一,有补偿管段。由于补偿装置在过渡段内管道产生的热膨胀现象能够起到一定的补偿现象,因此可以将过渡段称之为有补偿管段。
其二,无补偿管道主要表现为基于锚固段管道内产生的热膨胀量,处于相应范围内将会产生严重的压缩现象,同时与之相符的补偿装置可以在管道热膨胀期间产生极高的补偿作用。所以将锚固管段叫做无补偿管段。
2.2直管以及弯管
其一,直管段。对于直管段来讲,可以分成过渡段以及锚固段,前者称之为有补偿管段和摩擦段,后者被称之为无补偿管段以及嵌固段。①过渡段。管段的主动力对管段约束力加以克服,产生被动力作用,确保热膨胀被全部释放出来。其中,过渡段有一项自由端,可以自由进行伸缩,其中包含了补偿器以及弯头等多方面,与此同时,土壤摩擦力大小程度、安装方式以及运行条件和温度等多项因素对于过渡段极限长度有着直接性的影响。②锚固段。基于被动力作用的现状下,管段处于自然锚固状态,也就是说,如同固定支架强制性固定。该项管段是管道内轴向应力最大的一种直线管段,同时也是检验直管段强度的关键所在。
其二,弯管段。L形的管段和自然补偿器相比较来看有着诸多的相同之处。对于Z形管段来讲,一般是采取两项相互关联的L形补偿器开展施工作业,不过需要明确注意的一方面是,依照独立类型L形管段开展计算工作的时候,必须确保和基本要求相符合,然后才去Z形补偿器实施施工操作。
3、城镇供热直埋热水管道工程设计
3.1布置管道
在使用直埋供热管道实施河底覆土穿越工作的过程中,需要结合水流实际冲刷现象以及管道稳定程度等确定实际穿行深度,并且直埋的供热管道和设备水平以及垂直期间的距离必须合理控制,遵循标准要求加以确定。
3.2敷设管道
第一,直埋供热管可以采取转角进行自然补偿,处于10°以及60°的弯头中不适合进行自然补偿,全方面控制管道坡度,不得低于2%,将放气阀放置于高处,放水阀放置到低处。
第二,一般情况下,当相关的管道平面折角低于城镇供热直埋热水管道工程技术规范要求以及坡度变化远远小于2%的情况下,将其当成直管段。管径影响程度极高,伴随着管径的不断增加,当其他条件趋于相同的过程中,折角逐渐减小。同时为了确保直埋管道竖向有着极高的稳定性,还必须做好埋深。
第三,在对管道轴向力进行减少的过程中,可以设置补偿器,或者是加强管道预处理力度。
第四,对于通、弯头等应力十分集中的位置来讲,需要做好合理验证和计算工作,当验算不符合要求的情况下,应用设置固定墩以及补偿器等保护方式。
第五,地基软硬程度不相同的时候,对地基开展过渡处理,以免因为局部存在着不均匀沉降现象而导致管道受损严重。
第六,将直埋管道固定墩埋设到土中,当钢管和钢筋裸露以后,可以应用完善的防腐蚀对策,避免对设备和材料性能产生不良的影响。
第七,管道直径位置或者是壁厚变化出,可以设置固定墩以及补偿器,固定墩适合设置在大管径以及壁厚非常大的地方。增强管道阀门的承载性能,使其可以承受管道轴向荷载,使用钢制阀门或者是焊接方式相互连接到一起。而管道补偿器等管件也需要焊接连接。
4、管道保温以及保护壳
目前,需要进一步增强直埋供热管道保温层结构的绝缘能力和水平,将保温层埋设到地下,一旦吸水的话,将影响到绝缘性能,并且聚氨酯泡沫材料吸水以后直接腐蚀钢管,所以就要求外壳有着较强的防水性能,这是非常重要的。
4.1直埋热水管道保温结构
其一,三位一体保温管。钢管、保温层和保护层相互组合形成了整体式预制保温管,保温层采取的材料类型为聚氨酯泡沫塑料,该项塑料的抗热温度不会超出130℃。其二,柔性保温管。波纹合金钢以及高密度交联聚乙烯形成的内管和保温层等成为了多层结构管道,该项类型的保温管一般是在工作温度不超出95℃的领域内进行应用。
4.2直埋蒸汽管道保温结构
其一,内滑动复合结构。在蒸汽等高温介质中应用负荷类型的预制保温管,保温层分为内层和外层两种,内层使用抗高温的保温材料,其中包含了玻璃棉和珍珠岩等。外层则是应用聚氨酯泡沫塑料。
其二,滑动钢套管保温结构。非真空钢套管结构类型的优势是成本较低。缺陷是长时间处于受热状态下将会逐渐的老化,影响到隔热材料强度,导向支架失去支撑逐渐发生脱落现象,整个管道的质量降低。钢套管抽真空外滑动式保温结构,具备强度高和稳定性好的优势,受损程度较低,可以将传统钢套管直埋蒸汽管道内的空气层抽成真空层,将空气内潮气彻底排除出去,以此缓解管道表面温度。管道中还应用了新型固定支架,增强了管网运行的安全程度。
经过探究得出,热水管结构形式日益完善,所以被全面应用到了城市供热管网内。
5、结语
从以上论述来看,城镇直埋供热管道产生的优势极高,是以往传统地沟敷设供热管道不可比拟的,同时还能够产生良好的经济效益,所以逐渐成为了供热节能的最佳措施,有助于管网稳定运行。
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