保温管直埋敷设技术的应用

2019-05-30

结合 保温管 直埋敷设技术的发展,就其敷设方式的分类、特点作了介绍,提出了设计、施工中的注意事项,通过具体工程应用实例,指出了该工艺具有良好的推广应用价值。 保温管的敷设方式有三种:架空敷设、管沟敷设和直埋敷设。其中直埋敷设是将管直接埋于土壤中,可

    结合保温管直埋敷设技术的发展,就其敷设方式的分类、特点作了介绍,提出了设计、施工中的注意事项,通过具体工程应用实例,指出了该工艺具有良好的推广应用价值。
    保温管的敷设方式有三种:架空敷设、管沟敷设和直埋敷设。其中直埋敷设是将管直接埋于土壤中,可节约大量的建材和工时,管架、筑沟均不需要,安装费用低,是最经济的一种敷设方式。
1  保温管直埋敷设技术的发展
    保温管直埋敷设技术在热水管网中,主要采用的形式是供热管道、保温层和保护外壳三者紧密粘结在一起,形成整体式的预制保温管结构形式。还有填充式或浇灌式的直埋敷设方式。它是在供热管道的沟槽内填充散状保温材料或浇灌保温材料的敷设方式。由于难于防止水渗入而腐蚀钢管,因而目前应用较少。还有我国上一阶段常采用的现场预制保温管,国内聚氨酯原材料价格较高,影响更好的发挥与地沟敷设相比在经济方面的优越性;现场预制保温管的质量,特别在整体性质量方面有待提高;另外发现直埋敷设管道泄漏技术欠缺。近年来,我国出现了两种新型预制保温管:一种是据国外经验研制的保温结构为“氰聚塑”形式的预制保温管;另一种是引进国外生产线生产的“管中管”形式的预制保温管。第一种由无缝钢管、氰凝防腐层、硬质聚氨酯泡沫塑料保温层和玻璃钢保护层四部分组成,即由专业工厂预制的直埋保温管;第二种是由钢管、泄漏报警线、硬质聚氨酯泡沫塑料保温层和高密度聚乙烯管保护层组成。两种预制保温管都具有很强的防水、防腐能力,可用于地下水位高、土壤潮湿的地区,从而使保温管直埋技术适用范围更广。通用型的保温管直埋敷设的使用温度不大于120 ℃,高温型的保温管直埋敷设的使用温度不大于150 ℃。适用介质有热水、低压蒸汽或其他介质,也可用于保冷工程,为了提高适宜的介质温度,可采用复合保温,内保温采用耐高温的材料,在其外面用聚氨酯泡沫塑料和保护层,此保温效果极佳。保温管直埋敷设技术完全摒除了以往居住环境视觉上的污染、占据有限生活空间及保温层经济寿命低下(保温效果下降、维护费用增加) 的弊端。也缓解了现今综合管线各专业管系繁多、路由紧张的局面,利用保温管直埋敷设技术节省了大量空间。
    据厂家试验,氰聚塑保温管的使用寿命在15 年以上,“管中管”保温管的使用寿命是35 年~50 年。
2  保温管直埋敷设方式的分类及特点
2. 1  有补偿直埋敷设
    有补偿直埋敷设分为有固定点和无固定点两种方式。当管道温度过高或难以找到热源预热或不适于大面积敞开预热时,则可采用有补偿直埋方式。
    1) 有固定点直埋敷设。在补偿器两侧设置固定点,补偿器到固定点的间距不得超过管道最大安装长度,固定点所承受的水平推力为土壤对管道保护层的摩擦力。设计时,要考虑到由于土壤条件变化而造成的摩擦系数的变化。施工时,还要特别注意确保设计计算的热膨胀位移在运行时能够实现,在管网中采用固定支架来控制膨胀位移。
    2) 无固定点直埋敷设。对于无固定点有补偿的直埋敷设,首先应在管网平面布置及纵剖面上校核两个直管段是否超过最大安装长度L max的2 倍。若L ≤2 L max ,则需校核直管段两自由末端的自然弯管是否能吸收掉直管段的实际热伸长量;如果直管段长度L > 2 L max ,则还需在L 管段上设置补偿器,直到所有不带任何补偿器的直管段长度均不超过2 L max为止。另外,只有在管段两端同为同一类型补偿器或补偿段时,直管上才可不设固定墩。有补偿直埋附设可以及时回填管槽,且运行安全,因此,被广泛应用于高温热水管网的地下敷设。采用有补偿直埋敷设的方法,宜选用“L”型、“乙”型、方形补偿器,并在这些补偿器部位做局部管沟;也可选用波纹补偿器、套管补偿器,将其置于检查井内,以便于检修。
2. 2  无补偿直埋敷设
    无补偿直埋敷设的供热管网,设计时无需设置专用的补偿装置或考虑管道自然转弯吸收管道受热伸长。安装时采用预热方式,在尚未回填的敞开沟槽内把敷设的管道加热,当达到预定温度时,进行回填。预热温度在管道运行温度和限制的最低温度之间,要求预热温度与工作温度及最低温度的温差所产生的热应力,不得超过管材的允许应力。
    无补偿直埋敷设是目前最节约的方式,国外采用比较普遍。但这种方式需预热管道,增加预热设备,要求施工现场有预热热源,供应预热的条件,且工期较长,适于较小的区域使用。在城市供热工程中,管槽长期敞开,影响交通,不太适用。近年,对无补偿直埋敷设发展了安全分析理论,它不进行管道预热,适用于低温热水管网。低温直埋管道的直线段,输送距离长,且中间分支较少时完全可以不设补偿装置。
3  管道设计及施工注意事项
    1) 保温管适用于输送热水、冷水、低压蒸汽等液体和气体,广泛应用于热力管网、制冷、市政建设等工程。2) 直埋保温管的埋深不能保证时,要采取保护措施,如穿公路、过街时加设套管或地沟以及在管道上方敷设钢筋混凝土盖板。3) 在距轴向补偿器12 m 范围内的管段不应该有坡度和转向。4) 所有安装补偿器和阀门的检查井都要防水,直埋管穿越检查井或管沟处要做防水套管,严防地下水渗入。5) 为避免阀门因轴向力过大而破坏,要采用补偿器或固定墩将其与管道隔开。6) 管道的补偿尽量利用管线自然补偿, 距离太长且有位置时,采用方形补偿器; 否则,可采用波纹补偿器。7) 当安装直埋保温管时,其管接口处,管与阀门、管与补偿器之间的法兰连接处,均需在现场做氰聚塑保温结构,操作时周围环境温度应保持在10 ℃以上,最低温度不低于5 ℃。
4  保温管直埋敷设技术运用实例
    在2003 年设计的济源市第一中学新校区的生活热水管网,其中热水供应的单体青年公寓,就采用直埋敷设技术,解决了综合管路,路由紧张的局面。考虑价格因素选用氰聚塑保温管。还有2004 年设计的新密市一住宅小团组生活热水系统,亦采用该技术。
    给排水专业的生活热水系统属低温热水系统, 运行温度65 ℃,最低限制温度10 ℃。采用无补偿不预热直埋附设既安全、省空间,又省能源、省资金、便于施工。
    暖通专业将空调冷热水管设计为无固定点有补偿直埋方式,选用波纹补偿器,其检查井占地面积大。若采用无补偿预热直埋方式,预热温度取32. 5 ℃,施工时,只需控制施工季节(夏季) ,不需设置补偿器及检查井,以便各专业布置管道更方便、合理。