蒸汽直埋管道設(shè)計(jì)施工的幾點(diǎn)體會(huì)

魏 萍 劉叢倫 鄧 震

(濟(jì)寧市東郊熱電廠，山東 濟(jì)寧272200)

城市集中供熱是城市市政基礎(chǔ)設(shè)施之一，在城市熱網(wǎng)敷設(shè)的三種形式中（架空、管溝、直埋）管道架空敷設(shè)影響市容景觀，在熱網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃中，已明確受到限制。管溝敷設(shè)則由于工程造價(jià)較高、路面窄，地下設(shè)施復(fù)雜，施工難度大的影響，也較少廣泛使用。近幾年來，城市熱網(wǎng)建設(shè)中大量采用直埋技術(shù)，我市蒸汽直埋管網(wǎng)已敷設(shè)20 余公里，下面就簡(jiǎn)要談一談?wù)羝甭窆艿涝O(shè)計(jì)、施工中的幾點(diǎn)體會(huì)。

1 蒸汽直埋管道的設(shè)計(jì)

蒸汽直埋管道在設(shè)計(jì)上要解決的主要問題是：蒸汽管道的應(yīng)力計(jì)算；蒸汽管道的保溫；疏水節(jié)點(diǎn)的處理；防腐措施等等。

1.1 蒸汽管道的應(yīng)力計(jì)算

蒸汽直埋管道的應(yīng)力計(jì)算應(yīng)用成熟先進(jìn)的架空管道應(yīng)力分析方法及計(jì)算軟件，這使蒸汽直埋管道應(yīng)力分析的正確性得到保證。在管道布置時(shí)，能充分利用彎頭作為自然補(bǔ)償，這樣使管道減少補(bǔ)償器，降低了管道的造價(jià)，從而提高了管道整體的可靠性。

1.2 蒸汽管道的保溫

蒸汽管道直埋敷設(shè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展已經(jīng)有十幾年，蒸汽直埋保溫管的目的概括性的解釋有兩個(gè)：一是，保證蒸汽管道能在地下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；二是，保證保溫管能起到良好的保溫效果，不浪費(fèi)能源，不破壞園林綠化。在保溫結(jié)構(gòu)上由起初的“塑套鋼”保溫管，到玻璃鋼保護(hù)層保溫管，到現(xiàn)在使用最廣泛的“鋼套鋼”保溫管。經(jīng)過多年對(duì)蒸汽管道直埋敷設(shè)技術(shù)的實(shí)踐摸索，并結(jié)合我們當(dāng)前的具體狀況，我們選用的保溫材料是硅酸鋁棉氈+硅酸鎂瓦塊+聚氨脂發(fā)泡。選用材料及其性能：（1）硅酸鎂瓦塊：導(dǎo)熱系數(shù)為<0.042W/m·k；密度為200±5kg/m3；使用溫度為-40℃～800℃；抗壓強(qiáng)度≥0.5MPa，抗折強(qiáng)度≥0.36MPa；憎水率≥99%；（2）硅酸鋁棉氈：導(dǎo)熱系數(shù)為<0.051W/m·k；密度為90kg/m3；使用溫度為-40℃～1000℃；（3）聚氨酯發(fā)泡：導(dǎo)熱系數(shù)<0.035W/m·k；密度為50kg/m3； 最高使用溫度為120℃； 抗壓強(qiáng)度≥0.19MPa； 吸水率0.12kg/m3；（4）鋼管管材為Q235B；（5）保護(hù)層采用玻璃絲布、環(huán)氧煤瀝青漆。

1.3 疏水節(jié)點(diǎn)的處理

疏水節(jié)點(diǎn)是蒸汽直埋管道中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，由于所占比例較小，往往容易被人忽視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，無論是架空管道還是直埋管道，由于疏水節(jié)點(diǎn)沒處理好導(dǎo)致蒸汽管道停汽檢修的事時(shí)有所聞。尤其是蒸汽直埋管道，一旦該點(diǎn)出了問題，還可能涉及眾多的其他地下管線的安全運(yùn)行。蒸汽直埋管道疏水點(diǎn)的設(shè)置方法與架空管道基本相同，一般是在固定點(diǎn)和管道翻高以前，疏水原理是利用蒸汽的壓力把啟動(dòng)疏水放入疏水井或排水溝。正常疏水采用疏水器自動(dòng)把凝結(jié)水排至疏水井，疏水裝置采用內(nèi)插法的形式，即疏水管直接插入蒸汽管道的集水管中，解決了疏水節(jié)點(diǎn)施工難度大、易出現(xiàn)蒸汽泄漏的問題。

1.4 鋼套管的防腐層

現(xiàn)在廣泛使用的“鋼套鋼”保溫管，雖已克服了“塑套鋼”保溫管，和玻璃鋼保護(hù)層保溫管保溫結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，但又出現(xiàn)不少新問題，其中外套鋼管的防腐問題最為關(guān)鍵。鋼套管的防腐層是決定管道壽命的關(guān)鍵。防腐層材料有多種多樣，我們采用的是兩層環(huán)氧富鋅底漆后，加三層密紋玻璃布、五層環(huán)氧煤瀝青的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的耐溫高達(dá)110℃，因此當(dāng)鋼套管在施工中可能由于進(jìn)水導(dǎo)致試運(yùn)行階段鋼套管外表溫度上升到100℃時(shí)，防腐層也不會(huì)被破壞。蒸汽直埋管道在運(yùn)行中固定支座處的鋼套管外表溫度會(huì)達(dá)到70℃左右，如采用其他標(biāo)準(zhǔn)的防腐層將會(huì)出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，且長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)老化，影響管道壽命。而使用該結(jié)構(gòu)則有效地解決了這個(gè)問題。近年來，新的防腐層材料不斷出現(xiàn)，有的可耐溫達(dá)140℃，但價(jià)格偏高。新材料的使用將使鋼套管的使用壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)。

2 蒸汽直埋管道的安裝

蒸汽直埋管道安裝時(shí)，應(yīng)盡量在施工現(xiàn)場(chǎng)將多段管件進(jìn)行拼接后才能下溝，溝下只能做少量的蒸汽管道接頭。因其作業(yè)環(huán)境很差，焊工的人為因素較難把握焊接質(zhì)量，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，蒸汽直埋管道最容易出現(xiàn)問題的是鋼套管現(xiàn)場(chǎng)的焊縫，所以應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程施工，打坡口，打磨，留出對(duì)口的間隙，按照單面施焊，雙面成型的規(guī)定操作，并采用超聲波探傷或滲漏檢查焊縫的質(zhì)量，待管系連通后，做1.2MPa 的氣密性試驗(yàn)，試驗(yàn)全部合格后，才能對(duì)接口處進(jìn)行防腐修補(bǔ)填土。以上采取種種措施的目的，是為了保證其焊縫質(zhì)量。雖然檢驗(yàn)的費(fèi)用增加了，但相對(duì)整個(gè)工程造價(jià)不到千分之一，從而對(duì)保證整個(gè)蒸汽直埋管道的安全和使用壽命起到了事半功倍的效果，解除了后顧之憂。

3 蒸汽直埋管道的運(yùn)行

蒸汽直埋管道在暖管沖管前，要排除蒸汽管內(nèi)在系統(tǒng)水壓試驗(yàn)時(shí)存留的水，否則會(huì)造成暖管時(shí)間增長(zhǎng)，易引起水沖擊。一般采用的方法是用空氣壓縮泵將蒸汽管內(nèi)的水大部分壓出，在暖管時(shí)一定要注意保證蒸汽壓力緩慢升壓，按蒸汽直埋管道疏水系統(tǒng)的前后順序依靠蒸汽的壓力逐步將管內(nèi)的少量殘留水和暖管時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水，通過疏水旁通管壓出，待水基本排盡冒汽才能升壓。整個(gè)過程從前到后，以此類推直至完成整個(gè)系統(tǒng)暖管和沖洗工作。

在運(yùn)行時(shí)應(yīng)防止水擊現(xiàn)象的出現(xiàn)，特別在標(biāo)高相差較大的蒸汽直埋管道過渡處和蒸汽直埋管道與架空管道的過渡處。其主要原因是疏水器失靈或低負(fù)荷運(yùn)行所至。一旦水擊現(xiàn)象出現(xiàn)，其產(chǎn)生的沖擊力往往高于正常狀態(tài)下的蒸汽管道內(nèi)壓力的十幾倍，那時(shí)補(bǔ)償器、鋼套管、將無法承受如此高的沖擊力，造成整個(gè)埋地管體系的損壞，其修復(fù)難度和代價(jià)較架空管道要高得多。所以要加強(qiáng)運(yùn)行管理，經(jīng)常檢查疏水的動(dòng)作情況。在運(yùn)行中同樣還要防止下雨時(shí)積水通過埋地管道出地面的管段倒灌至蒸汽直埋管道鋼套管內(nèi)，從而損壞蒸汽直埋管道內(nèi)的保溫材料并影響管道的安全。

4 結(jié)束語

綜上所述，在蒸汽直埋管道技術(shù)的運(yùn)用中，合理的設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，規(guī)范的安裝是關(guān)鍵，嚴(yán)格的管理是保障。只有這樣，才能保證蒸汽直埋管道全線在全封閉狀態(tài)下安全、持久運(yùn)行。

［1］湯惠芬，范季賢.城市供熱手冊(cè)[S].天津科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

［2］城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

［3］顧順符，潘秉勤.管道工程安裝手冊(cè)[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.