供热管道的直埋敷设

浅谈供热管道的直埋敷设

摘要：作者针对供热管道的直埋敷设做了一些理论和实践的探讨，内容主要包括管道布置形式和设计，并对直埋敷设中存在的问题及解决设想进行了全面的介绍。

关键词：供热管道；直埋敷设

中图分类号： tu833 文献标识码： a 文章编号：

集中供热相对众多分散的小锅炉，具有环保、节能、方便舒适、安全卫生、节约土地、节约费用的优势，目前已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。随着城市化发展进程，集中供热快速发展，供热面积不断扩大，对供热管道的直埋敷设技术要求也越来越高。如何更好的节约成本，确保管网的运行安全成为供热行业的重要课题。供热管道直埋技术就是将预制的保温管道直接埋入地下，利用管道自身的机械强度及其附件来共同承受管道供热时产生的热应力的一项技术。经过多年的实践与发展，为满足供热系统运行的安全可靠，同时尽量减少投资和维护方便，目前供热管道存在多种的敷设方式[1]。

1管道布置形式

直埋供热管网的敷设方式按照长直管段是否允许出现无补偿管段分为两大类:有补偿敷设和无补偿敷设。无补偿敷设按照管道焊接温度又可分为冷安装和预应力安装。就满足安定性条件而论,有补偿敷设可用于各种供热系统,而无补偿敷设是有条件的,即使采用预热安装也是如此。从管段的应力变化范围分析,冷安装应力变

化范围和预热安装相同,但冷安装管道的应力幅度约为预热安装的二倍,即直管段和弯头的升温轴向力约为预热安装的二倍。从管道工程施工速度和工程造价看,冷安装最快、最省,而预热安装次之,有补偿安装最差。从对预制保温管质量,管道附件质量,工程施工质量等角度考虑,同等管道寿命,冷安装要求的质量更高[2]。

1.1 无补偿冷安装直埋敷设

按无补偿冷安装直埋敷设设计,在热水供热管网的工作温度范围内,当管道热伸长受阻产生的温度应力能够满足安定性分析的强度条件时,从管道强度角度考虑管网中可不设补偿器。但由于某些管件的强度或对其位移的限制, 需要根据现场条件采取适当的保护措施, 有可能设置极少量补偿器和固定墩。因此,管网占用空间小,布置形式简单,保温管整体连续性和防水性优。

1.2 有补偿直埋敷设

按有补偿直埋敷设设计,为控制管道的总应力,须采用补偿器吸收热位移来降低直管段的温度应力。管道和土壤之间摩擦力产生的应力较大,补偿段长度较短,管网中需设置大量补偿器和固定墩。因此,管网占用空间大,布置形状复杂,保温管保护层断点多,防水性差。

2 设计

直埋供热管网敷设,设计原理分为弹性分析法和安定性分析法。根据管径和管网走向,通过采取一定技术措施,使直埋管网中的管道及管件,都能满足相应的强度和稳定条件而处于安全状态[3]。

2.1 直管的强度设计分为两种情况

根据破坏的起因不同,直管的强度设计可分为两种情况:

2.1.1 整体失稳和局部失稳取决于温升轴向力,为降低温升轴向力,可以采用设置补偿装置而释放热胀变形的有补偿方法,也可以

采用预热或设置一次性补偿器而减小热胀变形的预应力方法。

2.1.2 循环塑性变形取决于温度应力的变化范围,为降低温度应力变化范围,采用预应力方法是没有用的,只能采用有补偿方法。管件的破坏取决于两个方面,其一该管件本身结构是否容易产生破坏,其二所连直管的热胀变形向该管件的转移[4]。

2.2 避免破坏的三个方面

2.2.1 采用强度好的结构,以降低应力。

2.2.2 阻止热胀变形向管件的转移。

2.2.3 局部的有补偿方法。

在直埋管网中是否设置补偿器,不仅决定于直管的强度和稳定性验算,还取决于连接直管的弯头、折角、大小头、三通、阀门等管件的疲劳分析结果,只有全面而准确的计算,才能保证整个设计系

统的完整性,使整个供热管网处于安全运行状态。

对于整个供热管网而言,特别是设计供水温度较高的管网,当不

人为设置补偿器和补偿弯管时,所有管道都满足冷安装的强度条件和稳定性条件有时是很困难的。只有掌握各种直埋敷设方法及其设计原理、布置特点,才能在具体工程设计中扬长避短,获得最佳的技术经济效果[5]。

3 直埋敷设中存在的问题及解决设想

近几年的直埋敷设热水管道很多都需要使用大直径、高压力的管道，原来的适用于小直径管道的设计方法和公式亟待改进。同时，直埋技术不断发展，大直径管道的无补偿安装、薄弱部件加强等技术也越来越广泛的应用于实际工程中。

直埋敷设安装方式按照管段是否有补偿可以分为：无补偿安装和有补偿安装；按照是否进行预应力可以分为：冷安装和预应力安装。虽然许多文献中都对直埋敷设的安装方式进行了较为详尽的分析，但是在实际的工程中对于直埋敷设安装方式的选择还是有些混乱。安装方式使用的不合理容易引起能源、管材的浪费或者管路系统潜在的不安全等。

4结论

总之,直埋供热管道敷设不仅具有传统的供热管道地沟敷设难以比拟的先进技术性能,而且还具有显著的社会经济效益,也是供热

节能的有力措施之一。随着直埋供热管道敷设技术的日益发展和完善,直埋供热管道敷设将更广泛的应用于供热管网工程中。

参考文献：

[1]贺平等编著.供热工程(第三版),北京:中国建筑工业出版

社,2003.

[2]李善化等编著.实用集中供热手册,北京:中国电力出版

社,2006.

[3]陈学营.大口径高温水直埋管道温度应力控制方法[j]．区域

供热，2004，2．

[4]许勤勤.热力管道无补偿直埋敷设的设计 [j]. 医药工程设计,2002（6）.

[5]李爱红，张建杰，陈灵杰.关于直埋蒸汽管道设计施工及运行管理的探讨[c].2006．