直埋蒸汽管道各種結(jié)構(gòu)形式的比較和分析

1、直埋蒸汽管道各種結(jié)構(gòu)形式的比較和分析浙江省華業(yè)建筑設(shè)計研究院 陸建初一、前言蒸汽管道直埋敷設(shè)技術(shù)隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對環(huán)境和城 市景觀要求也越來越高的情況下，已開始在城市熱網(wǎng)中逐步取代傳統(tǒng)的蒸汽管道架空敷設(shè)方式。這項新技術(shù)前幾年已在上海、大連等大中城市工程中試驗應(yīng)用。經(jīng)過幾年的工程實踐運 行，已基本獲得成功，并取得了許多寶貴經(jīng)驗。 國內(nèi)目前蒸汽管道直埋敷設(shè)技術(shù)主要有二種類型： 1、高溫型直埋蒸汽復(fù)合保溫管它有“塑套鋼、玻璃鋼套鋼、鋼套管”三種。現(xiàn)在我國北方的大連、煙臺、天津等城市工程應(yīng)用比較多。 2、鋼套管直埋蒸汽管，它實際上就是把架空蒸汽管道敷設(shè)到地底下去，鋼套

2、管相當(dāng)于全封閉地溝。上海浦東金橋開發(fā)區(qū)熱網(wǎng)部分管道在前幾年采用了此項技術(shù)進(jìn)行工程試驗，應(yīng)用效果比較理想，但也存在不少問題。國外的西歐國家在直埋蒸汽管道也采用類似這種形式 。    以下根據(jù)文獻(xiàn)和工程實踐，就蒸汽管道直埋敷設(shè)技術(shù)作一膚淺的介紹，供大家商討。  二、高溫型直埋蒸汽復(fù)合管基本結(jié)構(gòu)（見下圖）1、高溫型直埋蒸汽復(fù)合管，由金屬鋼管一般采用無縫鋼管或螺旋鋼管，外涂防銹漆和無機 潤滑劑，使鋼管與保溫層之間脫開，鋼管可在保溫層內(nèi)自由滑動。復(fù)合保溫層結(jié)構(gòu)內(nèi)層為無 機保溫材料一般用微孔硅酸鈣，或者憎水型珍珠巖制品，外層采用耐150高溫的聚氨酯泡沫保護層，主要保

3、證管道防腐、防水性能，同時也要考慮有一定強度，以防止管道變形裂開 。目前國內(nèi)主要三種形式：（1）塑套鋼，保護層是高密度聚乙烯；（2）玻璃鋼套鋼，保護 層是環(huán)氧樹脂與玻璃布組成環(huán)氧樹脂玻璃鋼管；（3）鋼套鋼，保護層是經(jīng)過防腐處理，螺旋鋼管或直縫鋼管。  2、高溫型直埋蒸汽復(fù)合管設(shè)計基本要點 （1）整個管網(wǎng)由固定支墩，分隔成若干管段，即二個固定支墩為一段，分段進(jìn)行設(shè)計考慮 。 （2）每個管段單獨進(jìn)行防腐防水設(shè)計，包括彎頭、異徑管、分支管、補償器、疏放水裝置。 （3）內(nèi)管每一管段設(shè)補償器，外保護管也應(yīng)考慮溫度補償，設(shè)一次性補償器。 （4）疏放水裝置、設(shè)置位置及制作詳圖設(shè)計。 （5）固定支墩

4、設(shè)計，在強度和推力外，還應(yīng)考慮防止熱橋傳遞和高溫下混凝土結(jié)構(gòu)耐熱性問題。 （6）每一管段在城市規(guī)劃、市政管理部門允許情況下，盡可能在保溫層外，設(shè)專門排濕管 ，同時也起管道損壞報警顯示作用，排除管道內(nèi)潮氣。3、高溫型直埋蒸汽復(fù)合管施工要注意事項 （1）選好高溫型直埋蒸汽復(fù)合管高溫型直埋蒸汽復(fù)合管，目前全國生產(chǎn)廠家很多，國家也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。作為用戶，選購時應(yīng)注意復(fù)合保溫管內(nèi)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度、耐熱性、吸水率幾個技術(shù)指標(biāo)。 一般講應(yīng)選用硬質(zhì)保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)要小，抗壓強度越大越好，因為蒸汽主管是在保溫層 內(nèi)滑動。耐熱性、吸水率主要考慮選用無機憎水型保溫材料為好。蒸汽管度溫度在250300

5、時外保護層應(yīng)考慮鋼套管，因為塑套鋼，玻璃鋼套鋼外保護層長期在溫度下運行，容易老 化，開裂滲水，造成整個管道爆管長期冒氣等現(xiàn)象。（2）高溫型直埋蒸汽復(fù)合管敷設(shè)時管溝開挖，當(dāng)溝底土層的承載力80Kpa時，基礎(chǔ)應(yīng)考慮處理，一般澆150mm厚C15素混凝土層。防止地基沉降不均勻，造成管道斷裂現(xiàn)象。 （3）現(xiàn)場保溫補接口，應(yīng)嚴(yán)格工藝準(zhǔn)確操作，否則塑管收縮帶粘接不好，易產(chǎn)生脫落撐開裂縫，尤其采用玻璃鋼或多功能樹脂補口時，要防水，否則固化不完全，強度不夠，開裂滲 水。 （4）工作鋼管焊接完成后必須經(jīng)100%X射線探傷，合格后方可進(jìn)行接頭處的保溫，外套管的焊接工作。（5）管道通汽暖管，要嚴(yán)格按規(guī)程進(jìn)行，升溫、

6、疏水、排濕、排潮。要嚴(yán)格控制，保證到位，不然產(chǎn)生水錘擊，對蒸汽管網(wǎng)及波紋補償器破壞很大，除內(nèi)導(dǎo)流板吹掉外，波紋補償器 也會損壞。 （6）高溫型直埋蒸汽復(fù)合管應(yīng)盡量避免埋設(shè)過深，制管時要保證質(zhì)量，外保保層不能漏損 ，施工時應(yīng)注意回填土一定要分層夯實。運行時應(yīng)注意管道疏水暢通，防止水擊。   三、鋼套鋼直埋式預(yù)制蒸汽管道1、產(chǎn)品構(gòu)造鋼套鋼直埋式預(yù)制蒸汽管道一般適用于輸送溫度在150300之間，壓力小于1.6MPa的蒸汽 。該產(chǎn)品，在技術(shù)上解決了埋地管道在防水、防腐、熱橋、疏水等方面關(guān)鍵性問題，使蒸汽 管道全線處于全密封狀態(tài)下運行，經(jīng)過工程實踐證明是安全、可靠。鋼套鋼直埋式預(yù)制蒸

7、汽 管道：由輸送介質(zhì)內(nèi)鋼管、憎水復(fù)合硅酸鹽保溫層、鋼套管及防腐層構(gòu)造，其結(jié)構(gòu)見下頁 圖： 內(nèi)鋼管：公稱直徑20600毫米，采用符合GB8163-87的無縫鋼管，公稱直徑600毫米以上，采用符合GB/T3092-93的焊接鋼管，或符合SY/T5037-92的螺旋鋼管，并符合GB8163-87中的水 壓試驗要求。保溫層：保溫材料采用二層憎水型復(fù)合硅酸鹽管殼，錯縫包扎在內(nèi)鋼管上與內(nèi)鋼管形成一體 ，與鋼套管通過導(dǎo)向支座滑動。外套管：鋼外套管采用符合GB/T3092-93的焊接鋼管式SY/T5037-92的螺旋鋼管，并100%進(jìn)行0.6MPa的水壓試驗。防腐層：鋼套管外壁的防腐結(jié)構(gòu)采用二度環(huán)氧富鋅底漆，

8、五層超厚漿環(huán)氧煤瀝青涂料和三層中堿玻璃布交叉纏繞的做法。一般情況下保證使用20年。2、技術(shù)特點 （1）采用以管道支座與鋼套管內(nèi)壁之間作為滑動，界面的結(jié)構(gòu)形式，使工作鋼管與保溫材料之間無相對運行，解決了一般直埋管的保溫材料的機械磨損、粉化問題。（2）鋼套管強度高，密封性能好，可有效地防水、抗?jié)B。（3）鋼套管：外壁采用二度環(huán)氧富鋅漆三布五油環(huán)氧煤瀝青加強級防腐處理和采用犧牲陽 極保護，使鋼套管的防腐層的壽命在20年以上。 （4）采用二層憎水復(fù)合硅酸鹽管殼保溫材料，內(nèi)外錯縫包扎在蒸汽管道上，減少了熱損失 。 （5）鋼套管中導(dǎo)向支座與固定支座采取隔熱措施，防止了熱橋的產(chǎn)生。 （6）疏水系統(tǒng)采用全密封形

9、式，疏水管線采用內(nèi)插式布置靈活，無需另設(shè)檢查井。 （7）鋼套管設(shè)透氣管既能及時排潮也可作為日常運行的信號管。 （8）工作鋼管的彎頭、三通及波紋補償器，固定支座均布置在鋼套管內(nèi)。整個工作鋼管處于密封的環(huán)境下運行，既安全又可靠。3、設(shè)計要素 （1）鋼套鋼直埋式預(yù)制蒸汽管道的熱伸長一般采用波紋補償器進(jìn)行補償。補償器補償量應(yīng)為管段熱伸量的1.112倍。 （2）當(dāng)鋼套鋼直埋式預(yù)制蒸汽管道以L型、Z型布置時，可考慮采用自然補償，但需計算管內(nèi)的空隙是否滿足要求。 （3）波紋補償器最好選用直埋式壓力平衡以減小固定支架受力。補償器的材質(zhì)應(yīng)選用抗氯離子腐蝕材料SUS316L不銹鋼。 （4）波紋補償器最好在固定支架

10、左右對稱設(shè)置，以平衡固定支架受力，同時便于設(shè)置疏放水裝置。 （5）固定支架根據(jù)計算，受力大小可選擇內(nèi)置式和外置式。 （6）當(dāng)?shù)販系撞客翆拥某休d力80Kpa時，地溝底部應(yīng)加墊C15素混凝土層，避免管道埋地產(chǎn)生不均勻沉降。 （7）外套鋼管外壁涂了做防腐。 4、安裝注意事項（1）工作鋼管焊接完成，并經(jīng)100%X射線探傷合格方可進(jìn)行接頭處的保溫，外套管的焊接工作 。 （2）外套鋼管應(yīng)選用經(jīng)水壓試驗合格的產(chǎn)品。安裝完畢后再進(jìn)行氣密性試驗，一般試驗壓力為0.2MPa，穩(wěn)壓5分鐘確保外套鋼管不滲漏為合格。（3）疏放水裝置，接管位置應(yīng)盡量靠近固定支架，以免疏放水接管因管道熱位移過大而受損壞。疏放水管應(yīng)考慮保溫、防腐措施。 四、結(jié)束語 近幾年，