韓冰
長春市銘晟熱力有限責任公司
暖通工程中熱力管道直埋技術的應用研究
韓冰
長春市銘晟熱力有限責任公司
熱力管道工程是暖通工程的重要組成部分,良好的熱力管道鋪設技術也是城市供暖的基礎。所以,本文以較為常見的熱力管道直埋技術作為研究對象,探討不同直埋技術形式的特性,從而以理論研究挖掘更為理想的直埋技術類型,以期能夠對相關領域提供些許理論借鑒。
暖通;熱流管道;直埋技術
我國擁有廣袤的土地,正因如此,也導致了不同區域氣候的差異。目前來看,中國北方地區均需要在冬季進行集體供暖,由此需要面積較大的熱力管道鋪設。不過,從新中國成立至今,雖然已然構建龐大的熱力管道網,但是,卻由于長年累月的使用,大量管道因地質運動、土壤腐蝕、早期技術不足等問題,出現了較為嚴重的破損。故此,本文在管道修理、換新等過程中,先行提出對于新型技術的應用的探討,希望能夠以成本更加低廉,質量更加優越的管道直埋技術,使我國暖通工程工作更加有序的進行。然而,鑒于熱力管道直埋技術涉及范圍較廣,而本文篇幅相對有限,故而本文較多關注于高溫蒸汽管道直埋技術進行研究。
熱力管道的直埋技術并非管道的掩埋技術,其中還涉及到管道的成型。目前,管道直埋技術主要包括四種形式:第一,澆灌。該形式的管道優勢在于成本低廉,但是,混凝土澆灌的劣勢卻更為明顯,即防水性能相對較差,并且物理延展性較低,容易出現斷裂等問題;第二,填充。此類型管道也存在密封性不足的問題,并且保溫層容易被破壞,進而出現斷裂和滲漏,溫度流失問題尤為明顯。所以,填充式直埋技術近年來較少使用,只有少部分城市采取深層直埋時,會將其考慮在內;第三,氰聚塑。該技是基于澆灌直埋技術的改進,其仍舊是以澆灌技術為基礎,以氰聚塑材料進行表面涂層,從而進行防腐蝕和保溫的效果;第四,管中管。以澆筑管道作為外層,內設抗腐蝕性較差,但成本低廉卻保溫性能優良的供暖管道,而在兩管之中,會采取聚乙烯填充,既起到保護作用,同時更加深程度的實現保溫。相比而言,管中管雖然制作成本相對較高,但是其使用周期更長,熱力損耗較低,綜合成本優勢十分明顯。
2.1 直埋蒸汽管道與直埋熱水管道的區別
我國集體供暖主要采取兩種管道方式:第一,蒸汽管道。顧名思義是以水蒸氣作為取暖的主要形式,其優勢在于流通速度快,而劣勢則在于蒸汽損耗率較高。不過,在綜合成本方面,蒸汽管道仍舊有著一定的優勢。從管道層面來看,蒸汽管道的核心要求在于良好的抗壓能力,需保證蒸汽熱移動過程中,管道能夠有效的承受壓力,同時釋放應力;第二,熱水管道。由于管道中需要持續流通高溫度熱水,所以,管道和保溫材料的抗高溫能力十分重要。通常情況下,無論是澆筑管道,還是管中管中采取的特殊材質,其抗高溫能力均符合我國當前熱力供應的要求。而保溫材料在抗高溫能力上卻存在著一定的問題,直埋熱水管道的熱水溫度最高可達140℃,目前僅有聚氨酯涂層保溫能夠承受,但該材質的成本相對較高。
2.2 高溫蒸汽管道的直埋敷設技術
直埋敷設技術是由我國一線施工團體組織研發的高溫蒸汽管道直埋技術,并根據不同情況,設置了多樣的技術形式。具體在于:第一,內滑動外固定敷設。該技術攻破了保溫層必須以涂層形式存在的技術壁壘,采取保溫層與管道外壁脫離的方式,從而即使在管道受熱發生物理形態轉變時,也不會出現因應力而發生破裂的情況。而保溫層則從涂料轉變為“外管”的形式,并以固定“外管”而保證管道不會整體發生位移;第二,外滑動內固定。由于一些特殊機理的保溫材質可能存在因受熱而發生形變的情況,若對此類材質采取外固定的形式,必然會因應力而導致整體位移,甚至影響到管道。故此,采取將內管道固定,并任由保溫層所形成的“外管”移動;第三,內滑動內固定。以管套固定的方式,確保物理延展空間可靠的基礎上,將內管固定并起到滑動的效果。該技術主要是以管套技術替代混凝土澆筑,從而保證管套的壽命。
2.3 直埋高溫蒸汽管道的保溫結構
在蒸汽管道的敷設中管道屬于相對容易處理的范疇,原因在于管道的耐熱能力較強,并且延展空間較大,在輔以正確的設置技術,基本能夠保證較長時間的使用。而相對困難之處在于保溫層的處置,通過上文的描述可以發現,保溫層一般分為涂層和“外管”形式層,由于管道在導熱過程中,會直接影響到涂層,所以,涂層的受熱能力要求較高,若其熔點較低則會高溫融化狀況,導致蒸汽管道的保溫性能下降。相比而言,“外管”雖然與管道留有空間,但仍舊會有耐熱的基本要求。并且,管道加熱會直接作用管道外層的空氣,從而加熱空氣中的水分子直接形成蒸汽,如此也需要保障涂層的防水能力。
本文因熱力管道直埋技術涉及范圍過廣,而選擇主要內容僅對直埋蒸汽管道進行研究,原因在于蒸汽管道對于承壓、防位移、耐高溫、防滲水等方面的要求相對較高,并容易造成事故。故而選擇在管道技術形式、直埋敷設技術、保溫結構三個方面進行詳細闡述,以期能夠對相關領域的應用提供些許理論借鑒。
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