高温热水直埋保温管道工程的设计与施工

2018-10-20

直埋供热管道是热力管道敷设最好的方式之一。以热损失小.防水防腐性能好,节约投资,施工周期短。因此管道直埋技术近年来在国内外广泛应用。 在哈尔滨及北方地区。一次热媒采用高温热水100℃左右的热水系统.对于城市高温水集中供热系统直埋管道这一课题。

    直埋供热管道是热力管道敷设最好的方式之一。以热损失小.防水防腐性能好,节约投资,施工周期短。因此管道直埋技术近年来在国内外广泛应用。
    在哈尔滨及北方地区。一次热媒采用高温热水100℃左右的热水系统.对于城市高温水集中供热系统直埋管道这一课题。经过多年施工实践这项技术已逐渐被掌握。
一、高温热水直埋供热管道结构的确定
    高温热水直埋管道直埋于地下,土壤本身具有承重和保温的作用。但在哈尔滨地区特别是沿江地区地下水位高、土壤潮湿、盐碱性大,对保温结构要求较高,它应是防水、防腐蚀、保温和耐高温性能好,具备一定机械强度,施工简便等优点。因此高温热水直埋保温道管宜采用复合保温结构。
    高温热水直埋保温道管复合保温结构由高温热水直埋保温道管钢管(无缝钢管、螺旋钢管、焊接钢管)、耐高温防腐层、保温层、保护层四部分组成。高温热水直埋保温道管的耐高温防腐层采用GF防腐涂料。保温层采用聚氨酯泡沫塑料。保护层采用聚乙烯外套管或玻璃钢外套管。
    高温热水直埋保温道管复合保温结构是利用聚氨酯泡沫塑料具有的比较好保温和防水的性能。对于不同的管径和不同的热损失要求而采用不同的保温厚度和密度。保护层一般可用3~5mm厚的玻璃钢或5~10mm厚的聚乙烯外套管.玻璃钢涂层可以机械操作或手工操作.造价较低,防水性能较好,可以做成任意管径尺寸的管道,还可避免大口径时纵向开裂现象。在保温接头部位,供热保温操作应严格按工艺规程进行。聚乙烯外套管严密性能好,在施工时应做好接头的保护层的焊接和发泡保温。
    高温热水直埋保温管的整体性能为:① 容重:50~60(kg,m );② 总导热系数:<0.037(W/m.k);③ 冲击强度:1.0kg钢球1m高度时, 自由落下保温管外表面无断裂或裂纹;④表面不透水性:30分钟>0.0305(MPa);⑤ 表层耐腐蚀:在50℃以下能很好的耐水、盐、稀硫酸;⑥ 线胀系数:10x10 (1/℃)。
二、高温热水直埋供热管道的热补偿
    在地下水位较低时,而且土壤含盐碱性低的土壤中.直埋高温管道可采用外压式波纹补偿器和铰链型波纹补偿器。一般设置在井里。用井壁的一侧做固定支架, 另一侧井壁上的套管做导向套管。补偿器宜采用法兰连接。应为补偿器发生故障宜及时带水更换,无须焊接。能够及时排除故障。
    如果土壤的含盐碱量较大,而波纹补偿器的材质为不锈钢。对水和土壤中的氯根特别敏感,容易造成穿孔性腐蚀,可采用外压式波纹补偿器。外压式波纹补偿器和固定支架必须设置在检查井内,井内管道上设置排气阀并用管道伸至井顶上的地面以上,管口向地面。(以防井内出故障时排水排气)。
    对于较大的高温热网,因管道输送距离较长。除直线管段采用波纹补偿器补偿外,还可以利用弯来做补偿。但弯头处的焊缝必须加强。
三、高温热水直埋供热管道的敷设
    供热管线挖槽后,应在管道低部的最下层铺设石屑100mm,其上再填细沙100mm. 管道上部及周围应填细沙100mm,然后回填原士,分层夯实.管道顶部距地面的距离小于100mm. 两管距离应为250~300mm,管道外表面与开槽沟壁距离不得小于200mm。哈尔滨地区由于冬季比较寒冷冻土层在l 800mm,冻土层随着温度的变化会冻结产生应力,在应力的作用下地表会产生裂缝.如管道敷设在冻层里,在应力的作用下在管道的薄弱处宜发生泄漏事故,这种事故多出现在冬末春初。为了避免上述事故的发生,建议管道敷设最好在冻层以下。
    管网主干线设计时应注意分段设置阀门,发生故障时分段关闭;及时维修。以减小对整个供暖区域的影响。哈尔滨某供热企业因主干管发生故障造成道里、道外大面积停热。严重影响热用户的正常生活。
四、高温热水直埋供热管道的接头
    直埋管道在地下, 因此保温接头工艺要求是很重要的。
    每根保温管道两端露出的钢管部分一般为150~250mm,钢管焊接采用聚乙烯氩弧焊打底,直流焊机焊接,根据管壁的厚度决定焊接几遍。焊接后拍X光片检查。外套管的高温热水直埋供热道管的接头时.可使用塑料焊机将连接套管与外套管焊接起来;焊接后,10KPa气密试验进行检查。应以压力好。
五、高温热水直埋供热管道与检查井壁的连接
    为了防止地下水波纹补偿器沿保温渗至检查井.目前可采用下述方法:
1.压兰法:在管道保温保护层外面再套一钢制套管,用氰凝胶与其固接,使该钢制套管与检查井壁上套管之间用压盖密封连接。
2.防水套管:在管道保温管外保护层与井壁之间采用防水套管密封连接。
3.聚四氟乙烯填料法:用聚四氟乙烯加10%的铜粉做成的填料环,置人管道保温外防护层与检查井壁的钢套管之间进行密封连接。
4.用沥青玛帝脂填料进行密封连接。
六、高温热水直埋供热道管的运行效果
    经过先后在“都市远大绿洲”、“泰山管道园”、“河松小区” 等小区的设计、施工、运行。对高温热水直埋供热道管的热损失测试值与理论值基本相符效果良好。
七、高温热水直埋供热道管的特点
1.高温热水直埋保温道管结构合理。具有热损失小和良好的防水性能。在东北地区适应性强。
2.高温热水直埋保温道管直埋敷设与地沟敷设相比可节约投资25% 40%。
3.高温热水直埋保温道管直埋敷设与地沟敷设的热损失相比可减少20%左右,比架空敷设可减少40%左右。
4.高温热水直埋保温道管可节约占地面积,缩短工期。
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