補償敷設的蒸汽埋地管道常用的補償器有直埋外壓式波紋補償器和直埋 密封防腐波紋補償器。在設計 應注意,在主直干管上宜選擇直埋外壓式波紋補償器,應成對布置,且應法蘭連接。選擇補償器補償能力不應小于過渡段熱伸長量或分支三通位移的 .  ,當過渡段一端為駐點  ,應乘以 .2系數(shù),但不應 于按過渡段  長度計算出的伸長量的 .  。為避免由于供氣壓力波動頻繁,形成補償器伸縮頻繁而引起波紋管疲勞損壞,影響安 供汽,選擇補償器滿足管網(wǎng)軸向補償量X0  ,其疲勞損壞次數(shù)不得小于 500次。壓力波動不太頻繁的支線,伸縮選擇滿足管網(wǎng)軸向伸長量X0  ,其疲勞損壞次數(shù)不得小于  次,補償器宜選用直埋 密封防腐波紋補償器,采用管式焊接連接。

固定墩設置必須滿足以下條件:管道在兩固定墩間的熱伸長值,不得超過兩固定墩間補償器的允許補償值。管道的垂直荷重和各向推力和力矩,不得超過固定墩結(jié)構(gòu)強度計算的允許值。固定墩的設置,應能防止管道產(chǎn)生振動。由于離  玻璃棉會談率是 00%,即使吸水后也不半截,烘干后各種性能指標不邊,體積不會因其因素變形;3.它又是一個很暢通的排潮通道,進水后可在 短  間排出去,不會因水排不出去造成爆管,使管道很快處于正常狀態(tài)。(一般吸水后,一 內(nèi)排完);4.由于離  玻璃棉是柔性材料,運行 管子的熱漲位移可隨之拉伸,不 于把保溫層拉壞。4.在離  玻璃棉外層。加上一層鋁箔反射層,作用有二: .可使熱量反射減小熱阻;2.又使聚氨脂保溫層的一層屏障,蒸汽熱蒸后不使氣息水、保溫層一旦西水,它會永遠排不出,即使排除一般,由于聚氨脂泡墨寶問曾保溫效果好,外層的一般 很難烘干,會失去 佳的保溫效果,使表面溫度加 ,熱損加 。5.保溫層。采用當今 好的保溫材料,聚氨脂泡墨塑料。此保溫參不一太后, 好不要超過35mm,由于其保溫效果好,后了熱組 ,導致層間截面溫度增高,破壞保溫層、防水層。

.有了 佳的經(jīng)濟保溫厚度,那么 重要的也是蒸汽直埋保溫管成敗的關鍵一環(huán)--防水層;設計  一定要在外防水層上下 功夫,把有些不必要環(huán)節(jié)的經(jīng)費省到防水層上,因為“水”是直埋工程的天敵,實踐證明:用鋼外護內(nèi)滑動結(jié)構(gòu),由于受剛套的標定尺寸、厚度、直徑的限制,只能  不 小,保溫厚度自然加 ,不經(jīng)濟,關鍵是防腐問題不好解決,上述D N300的保溫厚度計算,如果按標準鋼管 得用D N700 8鋼管, 此一項 加 了投資。由于埋地鋼管的防腐問題難以解決,需加強防腐,此項費用也相當高,加 了建設方的投資。信陽二期工程設計是鋼外護,加強防腐(三布五油環(huán)氧煤瀝青漆)。外鋼套管徑 ,保溫層加厚,加強防腐、噴砂除銹幾項,每公里 加 投資35萬元左右。安陽縣電廠DN350的設計,每km 加 投資80萬元左右。其原因:設計提供的參數(shù)不合理,埋深2m,土壤溫度(實際提供地表溫度)20°C,土壤導熱系數(shù) .2W/m.k(沙質(zhì)粘土),表面溫度50°C,這樣,保溫厚度單邊加 了 30mm。因此對各地的土壤溫度及導熱系數(shù)一定要參照建設部有關資料提供的數(shù)據(jù)為計算依據(jù),現(xiàn)場實測為 好。

8.防腐要采用強度高的防腐層,三布五油,一般用環(huán)氧煤瀝青漆或瀝青漆,用手糊易下淌、上部會出現(xiàn)氣孔,保溫管運 現(xiàn)場安裝完畢,占30%以上的防腐層都要重新修補,即費工又費錢,一旦發(fā)現(xiàn)不了,后患無窮。

其優(yōu)點:一可借鑒鋼外護強度高、密封好、不進水的 性,二可借鑒玻璃鋼整體性好、防腐防水性能好、粘合力強的 性。

實例:單純鋼外護,一旦有一點點小孔沒焊好,運行   會烘吸式進水,無法檢出其位置,不易修復,信陽一期個別地方 是光看到冒氣多次挖開 是找不到漏點。

純玻璃鋼外護,安裝  一旦進水,排潮  由于保溫層聚氨酯泡沫被熱烘吸水,使介面溫度上升,玻璃鋼長期在超越極限溫度 ,導致軟化、老化, 后被破壞進水,實例:信陽一期由于安裝   量進水,運行 長  間排潮后導致部分玻璃鋼外護破壞,結(jié)果不得不權宜之計加上剛套。

直埋蒸汽管線長  0m、深7m,保溫管外層要能承受7m以上敷土的壓力,保證外層不變形,這樣才能保護內(nèi)層的保溫材料達到正常的保溫效果。

內(nèi)層保溫材料與鐵管之間磨擦系數(shù)要小。我們選用的補償器是長距離無推力補償器,設計補償單側(cè)距離220m,  補償量60~70cm,內(nèi)層保溫材料與鐵管間的相對運動距離  ,要求鐵管能夠在保溫材料之間自由滑動,磨擦系數(shù)的滑動層。

防水性能要好。城市內(nèi)的地下管線十分復雜, 別是下水管線,漏水是常見的現(xiàn)象,再有是雨水沉降,選用的直埋蒸汽管線 重要的一點 是便于處理外層的防水防腐,而塑套鋼復合保溫管外層是塑料套管,很好地解決了這個問題。

制作精度要求高。要求各層材料與鐵管同  ,且各層材料厚度均勻,接縫處理后嚴密。塑套鋼復合保溫管共分為五層結(jié)構(gòu),從內(nèi)到外 層是鋼管,根據(jù)輸送蒸汽參數(shù)不同選用不同的管材和壁厚,我們公司輸送的是 0MPa、300℃以下的蒸汽,選用的是螺旋焊接管;第二層是滑動層,起到減少滑動阻力的作用;第三層是耐高溫保溫層,是主保溫層;第四層是保護層,起到支撐作用,同  也能起到保溫和防水作用;第五層是防護層,主要作用是防水,同  起到防止機械損傷作用。由于各層起到的作用不同,不能相互替代,因此各層的厚度要嚴格按規(guī)范制作,才能各自發(fā)揮各層的作復合管在運輸和安裝  需要注意的問題。在施工  對塑套鋼復合保溫管合理保護,在塑套鋼復合保溫管上下 00mm 之間用軟土或細沙回填,以防止硬物損壞外層塑套管;在塑套鋼復合保溫管運輸和安裝過程 要用吊車裝卸和移動,并且起重位置點只能在兩端沒有保溫的鐵管上,不能用鋼絲捆綁在保溫層上,否則可能保溫管外表面沒有損壞,但內(nèi)部的保溫層受到了損壞,影響到保溫效果。

復合管的布置。塑套鋼復合保溫管要求在固定點到補償器之間保持在一條直線上,這樣能保證在鐵管膨脹  不把外層材料撐壞。

復合管固定點的處理。在固定點處要剝開外保溫層,在鋼管上焊肋筋板,用耐熱砼澆注,在澆注砼  剝開的外保溫層距肋筋板距離保持 50~200mm,并把外保溫層埋入砼 200mm,以使外層保溫與砼成為一體,達到防水的效果。

接口的處理。在現(xiàn)場制件接頭  嚴格按保溫管的標準執(zhí)行,在外層密封  采取措施保證嚴密性,防止水從接頭浸入保溫層。

補償器位置的處理。補償器布置在鐵箱 ,管道出入口加裝600mm長套管,復合管整體要伸入鐵箱 500mm以上,并與套管通過止水帶密封,保證鐵箱外的水不能進入鐵箱。

幾年來,“鋼套鋼”直埋蒸汽管道技術因其熱經(jīng)濟性好,預制后施工方便等 點在我 南方地區(qū)得到了廣泛的應用。由于直埋蒸汽管道長期埋于地下,工作環(huán)境 為惡劣,對管道保溫防腐的技術提出了更高的要求。在管道保溫結(jié)構(gòu)方面,近幾年涌現(xiàn)出很多新型材料以及各種形式的材料組合方式,使得“鋼套鋼”直埋蒸汽管道保溫結(jié)構(gòu)具有了“多層數(shù)”、“多種材料”、“多種熱傳導方式”的技術 點,極 的提高了直埋蒸汽管道運行的熱經(jīng)濟性。

現(xiàn)行的主要關于管道保溫的規(guī)范 ,雖然針對直埋蒸汽管道的 點,對保溫厚度的計算進行了介紹,但是由于該計算方法涉及到假設已知條件,然后通過數(shù)次迭代計算逐步修正的方法,且目前實際工程 采用的結(jié)構(gòu)形式多樣,該計算方法的便利性、靈活性不能達到工程實際的需求,因此在進行直埋蒸汽管道保溫計算  ,設計人員缺少一套 為方便、準確的計算方法去計算直埋蒸汽管道的保溫厚度,以 于造成浪費或增 管道的熱損失。

 .高溫防銹漆;

2.輕質(zhì)軟質(zhì)保溫;

3.不銹鋼打包帶;

4.鋁箔反射層;

5.鋼套管

   典型的“鋼套鋼”直埋蒸汽管道保溫結(jié)構(gòu)形式

Fig.  Typical insulation structure of "steel jacket" buried steam pipe

  保溫結(jié)構(gòu)及厚度計算

 .  計算基礎條件

根據(jù)傳熱學基礎可知,熱傳遞分為導熱、對流和輻射熱三種方式。對于直埋蒸汽管道來說在鋼套管內(nèi)的輻射反射層和保溫層,主要靠導熱和輻射熱兩種方式傳遞熱量。鋼套管與 外層保溫存在空氣間隙,由于該部分空氣在管道施工完成后處于密閉狀態(tài),因此不會發(fā)生流動和相變,因此該層空氣間隙也按一層 殊的保溫進行處理,主要熱傳導方式

鋼套鋼蒸汽預制保溫管有機硅耐高溫漆,主要 色:

 、350℃以下,離  玻璃棉是 的保溫資料,重量輕,幾許外形不變,并具有逢水枯燥后物理和幾許外形能夠完 康復的 征。該 征使管道能夠習慣高低水位地域無機硅耐高溫漆的施工條件,給施工帶來極 的便當,下降施工本錢。工作業(yè)管選用無機硅耐高溫漆(耐溫≥400℃)防腐鋼套鋼蒸汽預制保溫管有機硅耐高溫漆涂層,有用避免工做鋼管腐蝕,延伸使用壽數(shù)。

2、操作鋼套管強度高、密封性好的 色,成功地處理了防水抗漏的難點。

3、 體布局管道端口選用聚乙烯薄膜或三層PE冷纏帶密封,避免裝置前進入潮氣或施工  進入水。

4、離  玻璃棉保溫資料多層錯縫包扎,有用削減了熱丟失,同  使外衣概略溫度低于50℃,防腐層,增加管道的 體壽數(shù)。

鋼套鋼預制直埋保溫管生產(chǎn)廠家:

洛陽漢普節(jié)能工程有限公司具有 家 的熱能動力注冊工程師,并聘請機械工業(yè)第四設計研究院熱能動力所管網(wǎng)設計  家數(shù)名,對行業(yè)的發(fā)展方向,技術動態(tài) 面掌握,保證始終立足于行業(yè)的 前沿。

并且擁有一步法、二步法保溫管 套生產(chǎn)線,其 DN25—DN400一步法保溫管生產(chǎn)線,具有年生產(chǎn)預制直埋保溫管道 200KM的能力;擁有的DN400-DN 220二步法生產(chǎn)線,可年生產(chǎn)預制直埋保溫管道600KM。

其 ,自主研發(fā)的PE管自動切割裝備,彎頭、三通自動焊接裝備,可年生產(chǎn)三通、彎頭、變徑管等保溫管件6萬件,產(chǎn)品質(zhì)量達到并優(yōu)于 家標準。對于直埋式蒸汽管道,可根據(jù)供熱系統(tǒng)整體的運行壓力,溫度和流量,進行優(yōu)化設計,并根據(jù)該設計,針對性的生產(chǎn)各種規(guī)格(型式)的直埋式蒸汽保溫管道。

鋼套鋼預制直埋保溫管應用范圍:

鋼套鋼直埋蒸汽保溫管廣泛用于液體、氣體的輸送管網(wǎng),化工管道保溫工程石油、化工、集 供熱熱網(wǎng)、 央空調(diào)通風管道等,鋼套鋼直埋蒸汽保溫管不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設管道難以比擬的先進技術、實用性能,而且還具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益,也是供熱節(jié)能的有力措施。高溫蒸汽管道直埋敷設,在熱電聯(lián)產(chǎn)城鎮(zhèn)集 供熱 域日益引起城市規(guī)劃建設部門和工程界的廣泛重視應用。這是在熱水管網(wǎng)直埋敷設業(yè)已成熟并頒布了產(chǎn)品技術 家標準后城鎮(zhèn)供熱熱網(wǎng)急切要予以解決的熱點問題。毫無疑問,蒸汽管道直埋同熱水管道直埋一樣與地溝和架空敷設相比具有多方面的社會與經(jīng)濟優(yōu)勢。如占地少不影響市容景觀和城市規(guī)劃:施工快捷,節(jié)約工期, 量減少建材用量和土建費用,社會環(huán)境效益好,工程造價低,保溫效果高,熱損耗低,節(jié)約能源,使用壽命長,維護費用低?？墒钦羝艿乐甭癖葻崴艿乐甭穹笤O技術難度 的多。由于溫度高,管道補償量 ,保溫材料——耐高溫聚氨酯也無法承受,工作鋼管與保溫材料外殼間不再是一個整體,而須成為脫開式的管 管運動。

由于介質(zhì)溫度高而引起對保溫材料及其結(jié)構(gòu)的許多 殊技術性能要求,如保證外護管的整體性與嚴密性,及節(jié)點端面保溫的設計技巧與施工措施等問題,其實質(zhì)是保溫材料與結(jié)構(gòu)的防水問題,而且從我們及兄弟單位看到的一些不成功的蒸汽管道直埋工程的事例分析:蒸汽管道地下直埋敷設一旦出現(xiàn)問題,主要原因 是保溫出現(xiàn)問題,而保溫部分出現(xiàn)問題 會形成加熱地下水成煮沸狀態(tài),從而引起 范圍保溫材料破壞,導熱系數(shù)急劇增高,冒汽,整體保溫失效,為了防止萬一出現(xiàn)的“管涌”這 要求我們必須研制出具有耐煮沸保溫材料及其保溫結(jié)構(gòu)。因此以耐煮沸保溫防水為目的的材料性能及結(jié)構(gòu)的保溫成套技術已成為高溫蒸汽管道直埋敷設工程安 性,可靠性能否成功的關鍵。

 .開封北冰洋建設工程公司自9 年致力于高溫蒸汽管道直埋保溫工程技術的研究探索和實踐,93年、96年分別取得了“復合型隔熱保溫制品”實用新型和“蒸汽管道直埋隔熱保溫方法” 的兩項 :

多年來我公司和科研、設計、教學單位精誠合作,對蒸汽管道直埋敷設保溫有關技術進行了不斷的研究 和 量工程實踐,在成績與失敗經(jīng)驗和教訓 不斷加深對這一 域 殊性的認識,不斷完善自己的產(chǎn)品性能,研制出了耐煮沸硅酸鎂制品及耐煮沸改性聚氨酯保溫材料及高強度耐高溫玻璃鋼復合保溫結(jié)構(gòu)。

對蒸汽管道直埋工程難點——節(jié)點端面(如補償器、固定支座、疏水管、彎頭,保溫層排潮管等)保溫設計與保溫施工的密封防水措施問題:對工作鋼管在保溫層內(nèi)潤滑減阻,現(xiàn)場補頭密封技術等都做了研究改進已在許多工程上應用成功。在河南、江蘇、浙江、湖北、河北等省市開辟了市場。從地下水位 低的 原華北地區(qū)到地下水豐富水位 高的江南城鎮(zhèn),承攬了40多公里高溫蒸汽直埋供熱管道。其蒸汽介質(zhì)參數(shù)溫度在 50℃——320℃,壓力在0.6 —— .6MPa,管徑在Φ 08——Φ426之間。

2.目前公司蒸汽直埋預制管的工廠化制作已形成規(guī)模(廠區(qū)面積4萬平方米,日產(chǎn)500m預制管生產(chǎn)能力)。材料、成品及工程現(xiàn)場質(zhì)保體系已形成制度,公司研制的耐煮沸不吸水硅酸鎂機制瓦塊,耐煮沸不吸水改性聚氨酯泡沫塑料和高強度耐高溫玻璃鋼外護復合保溫結(jié)構(gòu)的預制保溫管:使蒸汽管道直埋成功與否的關鍵問題:如何防水 別是如何防止保溫材料在出現(xiàn)熱水沸水事故狀態(tài)下繼續(xù)保持良好的保溫性能與結(jié)構(gòu)取得了重 突破,極 地提高了直埋蒸汽管網(wǎng)運行的有效性、安 性、可靠性。困為普通的地埋保溫材料是不耐熱水沸水的(如巖棉、硅酸鋁纖維氈、憎水型珍珠巖或硅酸鈣制品,是不耐熱水煮沸的,聚氨酯泡沫塑料在55℃熱水 即破孔軟化失去保溫能力了)。選用不當?shù)谋夭牧线@也是從前蒸汽地埋所以出現(xiàn)問題的重要原因。

從我們已知的工程事故技術分析證明:直埋蒸汽管道不管因何種工程原因造成事故都表現(xiàn)在其保溫層進水后被加熱到沸騰狀態(tài)。如保溫材料不耐水煮沸,那么沸水將順管道迅速蔓延造成無機保溫層材料的軟化粉化,造成有機保溫層聚氨酯的軟化破孔。總之整個保溫層充滿了熱水其導熱系數(shù)急劇增 、熱耗 增, 終造成保溫管線整體失效,甚 出現(xiàn)管線一路冒汽現(xiàn)象發(fā)生:而我公司保溫材料由于耐煮沸性能高,結(jié)構(gòu)上三層防水耐煮沸即使在進水事故情況下,可使事故范圍不再擴 ,不再蔓延,也易于局部修復,直埋供熱管線運行的安 性,可靠性有了極 的提高,這使我公司產(chǎn)品性能提高到一個新檔次。而我公司研制的這一系列耐水煮沸保溫材料性能所達到的指標尚末見于 內(nèi)各報道媒體 (北冰洋公司保溫材料各性能指標均由 家保溫與密封材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測   測試)。

一、保溫結(jié)構(gòu)設計

 .保溫預制管的復合結(jié)構(gòu):無機保溫材料——硅酸鎂制品耐溫高(一般600℃)抗壓強度  ,用作內(nèi)層隔熱保溫。有機保溫材料—改性聚氨酯導熱系數(shù)小,吸水率低、整體性能好,但其耐溫低(不超過 50℃),我們將二  優(yōu)缺點互補,即在內(nèi)層用耐溫  的無機保溫材料,且將其表面溫度限制在外層聚氨酯有機保溫材料允許安 溫度下, 外層用耐腐蝕、耐壓強度高玻璃鋼作外護。

我們新研制的具有耐水煮沸的硅酸鎂機制瓦塊和耐水煮沸的改性聚氨酯泡沫塑料加上高強度耐腐蝕的玻璃鋼的保溫管,成功地實現(xiàn)了三層防熱水煮沸的復合保溫結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了第二代產(chǎn)品的升 升檔。

二、材料性能