城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道工程設(shè)計(jì)

劉晨燕

摘 ? ?要：在對城市熱力管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，當(dāng)管道度土的深度過淺的時(shí)候，那么就會(huì)影響到管道豎向的穩(wěn)走問題，從而導(dǎo)致管道局部發(fā)生凸出的問題，甚至嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)供出地面的情況;而當(dāng)管道覆土過深的時(shí)候，那么就會(huì)致使管道外的護(hù)管表面的實(shí)際的溫度不斷的升高，甚至?xí)^要求的溫度范圍，為了能夠確保外表面的溫度保持正常的狀態(tài)，一定要合理的、科學(xué)的增加管道保溫層的厚度問題，這就在一定程度上增加了工程材料的支出。此外，如果管道覆土的深度過深的時(shí)候，就會(huì)致使溝槽挖方工作量有很大的增加，這就大大的增加了施工的難度以及工程造價(jià)，這也在一定程度上埋下了安全問題。所以，合理的、科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計(jì)管道的埋深是現(xiàn)階段設(shè)計(jì)人員一定要加強(qiáng)重視的內(nèi)容，本文就希望本篇文章能夠?qū)ο嚓P(guān)的工作人員或者是單位提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)供熱;直埋熱水管道;設(shè)計(jì)

1 ?直埋供熱管道的分類

直埋供熱管道根據(jù)管道熱膨脹量被壓縮的程度，管段可分為有補(bǔ)償管段和無補(bǔ)償管段;根據(jù)變形和壓力分布特點(diǎn)可分為直管和彎管。

1.1 ?直管和彎管

（1）直管段。直管段又可分為過渡段（或稱之為有補(bǔ)償管段、摩擦段、滑動(dòng)段）和錨固段（或稱之為無補(bǔ)償管段、嵌固段）。第一，過渡段：管段的主動(dòng)力克服管段的約束反力———被動(dòng)力作用，使熱膨脹得以全部或部分釋放的管段。過渡段通常有一個(gè)自由端，能夠自由伸縮，如補(bǔ)償器、彎頭等處。過渡段極限長度取決于土壤摩擦力的大小以及與安裝方式和運(yùn)行條件有關(guān)的溫度升高等因素。第二，錨固段：由于被動(dòng)力的作用，使管段進(jìn)入自然錨固狀態(tài)（就像使用固定支架強(qiáng)制固定一樣）。這類管段是管道中內(nèi)力、軸向應(yīng)力最大的直線管段，是直管段強(qiáng)度驗(yàn)算的重點(diǎn)。

（2）彎管段。第一，L形管段：它與地溝敷設(shè)或架空敷設(shè)的L形自然補(bǔ)償器相類似。第二，Z形管段：一般情況下可作為兩個(gè)相連的L形補(bǔ)償器使用，應(yīng)按兩個(gè)獨(dú)立的 L 形管段進(jìn)行計(jì)算，只有在一定條件下可以作Z形補(bǔ)償器使用。

1.2 ?有補(bǔ)償管段和無補(bǔ)償管段

（1）有補(bǔ)償管段：在最大過渡段長度范圍內(nèi)的管段中，管道的熱膨脹量部分轉(zhuǎn)移到補(bǔ)償器或補(bǔ)償彎管，部分被壓縮變形。由于補(bǔ)償裝置對過渡段內(nèi)管道的熱膨脹起到了補(bǔ)償作用，因而過渡段也稱為有補(bǔ)償管段。

（2）無補(bǔ)償管段：處于錨固段管道的熱膨脹量完全被壓縮，補(bǔ)償裝置對管道的熱膨脹起不到任何補(bǔ)償作用，故錨固管段也稱無補(bǔ)償管段。

2 ?城鎮(zhèn)供熱直埋管道的布置和敷設(shè)

2.1 ?管道布置

直埋的供熱管道在對河底進(jìn)行覆土穿越的過程當(dāng)中，實(shí)際穿行的深度一定要根據(jù)水流實(shí)際進(jìn)行沖刷的情況還有管道的穩(wěn)定來嚴(yán)格的進(jìn)行確定。而直埋的供熱管道與設(shè)備之間的實(shí)際水平或著是垂直中的實(shí)際距離，一定要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定要求來進(jìn)行確定。

2.2 ?管道教設(shè)

直埋的供熱管道應(yīng)當(dāng)采用轉(zhuǎn)角自然補(bǔ)償?shù)姆绞剑纫恢钡搅戎g的彎頭就無法有效的進(jìn)行使用;管道當(dāng)中的坡度一定要不能夠小于2%的狀態(tài)，而在高處的地方應(yīng)當(dāng)裝置好氣閥，而在低處的地方就需要安裝放水閥。管道當(dāng)中的平面折角必須要能夠小于所進(jìn)行規(guī)定的要求。管徑所帶來的影響非常的明顯，隨著管徑不斷的加大，在同一環(huán)境當(dāng)中，這一折角就會(huì)在一定程度上減小。為了能夠有效的保證直埋管道豎向更加的穩(wěn)定，就一定要做到相關(guān)規(guī)定的埋深要求。當(dāng)一定要對管道的軸向力進(jìn)行降低的情況下，就可以采用相應(yīng)的補(bǔ)償器或著是一些其他比較有效的方法。

2.3 ?直埋供熱管安裝

因?yàn)樵诔醪皆O(shè)計(jì)的階段，對于埋地管道實(shí)際的坡度是具體要求的，應(yīng)當(dāng)就一定要保持在2%以上。這個(gè)狀態(tài)下就能夠把閥門來進(jìn)行安裝在合適的恰當(dāng)?shù)奈恢茫⑶乙欢ㄒM(jìn)行安裝排水閥。有部分主管道要進(jìn)行裝置分支管，這個(gè)階段就一定要按照實(shí)際的情況，在分支管上面來進(jìn)行安置固定墩或者是軸向補(bǔ)償器。埋地管道在管道當(dāng)中所具有的負(fù)荷壓力一定要能夠具備承受的實(shí)際能力，現(xiàn)階段對于這一問題，大部分都是使用的鋼制閥門，所以在對于這一環(huán)節(jié)進(jìn)行連接的時(shí)候通常情況下都是選擇焊接的方法來進(jìn)行。對固定墩以及補(bǔ)償器所進(jìn)行安裝的位置，通常情況下都是安裝在變化比較大的管壁當(dāng)中，之后在進(jìn)行安裝固定墩在管壁當(dāng)中比較厚的位置。對管道進(jìn)行焊接的時(shí)候，通常情況下都是選擇手工進(jìn)行焊接的方法，焊接的技術(shù)一定要用操作比較熟練的工人。在進(jìn)行焊接的過程當(dāng)中，一定要確保焊接的質(zhì)量，在進(jìn)行焊接完之后，一定要對焊接的質(zhì)量嚴(yán)格的進(jìn)行檢查，只有進(jìn)行檢驗(yàn)之后才能夠進(jìn)行下一步的操作。

3 ?城鎮(zhèn)供熱管道的保溫設(shè)計(jì)

直埋供熱管道保溫層結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有良好的絕緣性能。保溫管直埋地下，如果吸水，將使絕熱性能惡化，而且聚氨酯泡沫塑料吸水后對鋼管有腐蝕性，因此外殼必須有良好的防水功能。

3.1 ?直埋熱水管道的保溫結(jié)構(gòu)

（1）三位一體保溫管。整體式預(yù)制保溫管是由鋼管制成、保溫層和保護(hù)層粘結(jié)成一整體的多層結(jié)構(gòu)管道，保溫層通常采用聚氨酯泡沫塑料和改性聚異氫脲酸酯泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料的耐熱溫度不超過130℃，改性聚異氫脲酸酯泡沫塑料也只能達(dá)到150℃，整體式預(yù)制保溫管僅能用于介質(zhì)溫度不大于150℃ 的熱水管網(wǎng)。

（2）柔性保溫管。柔性保溫管一般是由波紋合金鋼或高密度交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成的內(nèi)管、保溫層及保護(hù)層粘結(jié)成一整體的多層結(jié)構(gòu)管道。該產(chǎn)品主要應(yīng)用在工作溫度不大于95℃、工作壓力不大于10bar的區(qū)域供熱網(wǎng)中。

3.2 ?直埋蒸汽管道保溫結(jié)構(gòu)

（1）內(nèi)滑動(dòng)復(fù)合結(jié)構(gòu)。復(fù)合式預(yù)制保溫管用于蒸汽等高溫介質(zhì)，保溫層由兩種保溫材料組成，內(nèi)層用耐高溫的保溫材料，如巖棉、玻璃棉、珍珠巖等，外層仍用聚氨酯泡沫塑料。

（2）滑動(dòng)“鋼套管”保溫結(jié)構(gòu)。非真空“鋼套管”結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)點(diǎn)：采用材料為國產(chǎn)材料，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：采用隔熱環(huán)為石棉橡膠類材料，長期受熱以后容易老化，進(jìn)而隔熱材料將失去強(qiáng)度導(dǎo)致導(dǎo)向支架失去支撐而脫落，造成整個(gè)管道破壞;防腐采用環(huán)氧煤瀝青或者玻璃絲布樹脂涂層，與鋼管之間的粘結(jié)強(qiáng)度低，而且玻璃絲布與瀝青或者樹脂的浸潤程度不容易控制，目前大多采用手工加工，防腐不均勻;內(nèi)固定支架中采用與導(dǎo)向支架相同的石棉橡膠材料容易老化，造成固定支架破壞。“鋼套管”抽真空外滑動(dòng)式保溫結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：“鋼套管”直埋管道強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，因此不容易破壞，使用壽命30年以上;將傳統(tǒng)“鋼套管”直埋蒸汽管道中的空氣層抽成真空層，排除了空氣中的潮氣及保溫層中吸收的水分，有效地防止內(nèi)、外鋼管的腐蝕，大大降低了管道的熱損失和表面溫度，延長了管道的使用壽命;管網(wǎng)中采用自然補(bǔ)償和新型的內(nèi)固定支架，減少了補(bǔ)償器及外固定支架等薄弱環(huán)節(jié)，提高了管網(wǎng)運(yùn)行的安全性。缺點(diǎn)：價(jià)格較貴，施工質(zhì)量要求高。

經(jīng)過長期的工程實(shí)踐表明，熱水管的結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)成熟，柔性管操作靈活、安裝簡便，有其他形式管道不可代替的優(yōu)勢，在城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)中得到推廣和應(yīng)用。

4 ?結(jié)語

總之，城鎮(zhèn)當(dāng)中的供熱管道不僅具有傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)供熱管道沒有辦法進(jìn)行比較的技術(shù)能力，并且還有非常好的經(jīng)濟(jì)收益，這也是在供熱節(jié)能方面比較有效的措施，在今后的城鎮(zhèn)供熱管道工程中，要不斷推進(jìn)直埋熱水管理的應(yīng)用。

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