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直埋蒸汽鋼套鋼保溫管

   蒸汽管道直埋敷設(shè)技術(shù)隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對環(huán)境和城市景觀要求也越來越高的情況下，已開始在城市熱網(wǎng)中逐步取代傳統(tǒng)的蒸汽管道架空敷設(shè)方式。這項(xiàng)新技術(shù)已在上海、武漢、南京、蘇州等大中城市工程中試驗(yàn)應(yīng)用。經(jīng)過一系列的工程實(shí)踐運(yùn)行，已基本獲得成功，并取得了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)。

        1目前國內(nèi)蒸汽管道直埋敷設(shè)技術(shù)主要類型

        （1）高溫型直埋蒸汽復(fù)合保溫管，它有“塑套鋼、玻璃鋼套鋼、鋼套管”三種�，F(xiàn)在我國北方地區(qū)的工程中應(yīng)用比較多。

        （2）鋼套鋼直埋蒸汽管，它實(shí)際上就是把架空蒸汽管道敷設(shè)到地底下去，鋼套管相當(dāng)于全封閉地溝。蘇州工業(yè)園區(qū)熱網(wǎng)管道敷設(shè)前幾年就采用了此項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)用效果比較理想。

        2鋼套鋼直埋式蒸汽管道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)性能參數(shù)

        2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

        鋼套鋼直埋式蒸汽管道由工作鋼管、隔熱式內(nèi)滾動(dòng)支架、主保溫層、空氣層、外套管和外套管防腐層構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)見下圖：

        （1）采用固定在內(nèi)工作管上的滾動(dòng)支架和外套管內(nèi)壁摩擦，使保溫材料和工作管一起運(yùn)動(dòng)，不會出現(xiàn)保溫材料的磨損和粉化，另外套管和土層摩擦很小，不需要特別固定外套管。

        （2）外鋼套管強(qiáng)度高，密封性能好，采用優(yōu)質(zhì)防腐處理，有效的地防水、防滲漏，保證管道的使用壽命。

        （3）內(nèi)外鋼管之間的空氣層（10～20mm）既起到保溫作用，又是內(nèi)外鋼管之間的排潮通道，同時(shí)還是內(nèi)外管損壞破裂的信號管。

        a.鋼套管中導(dǎo)向支座與固定支座采取隔熱措施，防止了熱橋的產(chǎn)生。

        b.疏水系統(tǒng)采用全密封形式，疏水管線采用內(nèi)插式布置靈活，無需另設(shè)檢查井。

        c.工作鋼管的彎頭、三通及波紋補(bǔ)償器，固定支座均布置在鋼套管內(nèi)。整個(gè)工作鋼管處于密封的環(huán)境下運(yùn)行，既安全又可靠。

        d.采用內(nèi)固定支架技術(shù)，可完全取消外固定混凝土支墩，縮短工期。

        2.2主要技術(shù)性能參數(shù)

        2.2.1內(nèi)工作鋼管

        管道種類：流體無縫鋼管

        管道材質(zhì)：20號鋼

        執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T8163-1999

        2.2.2保溫層

        材料種類：耐高溫超細(xì)玻璃棉

        常溫導(dǎo)熱系數(shù)：≤0.04W/M.K

        容重：50±2KG/m2

        使用溫度：-80℃～+450℃

        2.2.3外套鋼管

        管道種類：直縫焊接鋼管或螺旋縫焊接鋼管

        管道材質(zhì)：Q235-A（B）

        執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB5235-97

        2.2.4防腐層

        材料：耐高溫樹脂

        擊穿電壓：≥5000V ≥15000V

        使用溫度：≥100℃ ≥130℃

直埋蒸汽鋼套鋼保溫管

        3鋼套鋼直埋式蒸汽管道基本設(shè)計(jì)要求

        3.1鋼套鋼直埋式預(yù)制蒸汽管道的熱伸長一般采用波紋補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償器補(bǔ)償量應(yīng)為管段熱伸量的1.1～1.2倍。管道的熱膨脹是熱力管道設(shè)計(jì)中首先要考慮的因數(shù)，熱膨脹量的計(jì)算公式如下：

        α鋼材的線膨脹系數(shù)（11.2×10-6，隨溫度范圍變化而略有變化）M/（M℃）

        L管道的長度（相鄰兩固定支架之間的距離） M

        T 管道的工作溫度 ℃

        3.2鋼套鋼直埋式蒸汽管道布置設(shè)計(jì)時(shí)，走向力求平直以降低阻力損失并節(jié)約材料。必須以L型、Z型布置的管道，在設(shè)計(jì)和制作可充分考慮管路熱膨脹的自身自然補(bǔ)償，以減少補(bǔ)償器的使用數(shù)量，從而達(dá)到減低造價(jià)，提高安全系數(shù)的目的。但考慮熱膨脹的自然補(bǔ)償時(shí)，需考慮管道轉(zhuǎn)角處內(nèi)外管之間的軸向滑動(dòng)支架對自然補(bǔ)償量的限制，需在管道轉(zhuǎn)角兩側(cè)一定距離內(nèi)采用平面滑動(dòng)支架。經(jīng)計(jì)算如內(nèi)外管之間距離不能滿足熱膨脹需要時(shí)，可加大管道轉(zhuǎn)角處外套管的口徑，已達(dá)到補(bǔ)償要求。

        3.3鋼套鋼直埋式蒸汽管道直管段一般采用外向型波紋管補(bǔ)償器。波紋管采用奧氏體不銹鋼經(jīng)多層復(fù)合而成，一般情況下補(bǔ)償器的疲勞壽命應(yīng)考慮1000次（理論計(jì)算壽命10000次以上，設(shè)計(jì)時(shí)取10倍安全系數(shù)）。補(bǔ)償器的額定工作補(bǔ)償量和額定工作壓力須高于實(shí)際工作補(bǔ)償量和實(shí)際工作壓力，對于經(jīng)常啟停的系統(tǒng)，需選用額定工作補(bǔ)償量為實(shí)際補(bǔ)償量2倍的波紋管補(bǔ)償器。

        3.4波紋補(bǔ)償器應(yīng)布置在兩個(gè)相鄰固定支架之間，并盡量靠近其中一個(gè)固定支架。對于平直管段，波紋補(bǔ)償器固定支架左右對稱設(shè)置，以平衡固定支架受力，同時(shí)便于設(shè)置疏放水裝置。兩個(gè)相鄰固定支架之間的管段應(yīng)為平直管段，可以有坡度，但不允許有折角。

        3.5直埋管道每隔100m左右或管道低點(diǎn)應(yīng)設(shè)置輸水點(diǎn)，輸水點(diǎn)應(yīng)靠近固定支架設(shè)置。當(dāng)設(shè)置波紋補(bǔ)償器時(shí)，輸水管道可從補(bǔ)償器部位外套管接出，以盡可能的消除內(nèi)管熱膨脹對輸水管帶來的不利影響。當(dāng)在其他位置設(shè)置輸水管道時(shí)，輸水管道從主管道上接出。

        3.6管道在安裝和運(yùn)輸過程中，不可避免地引起保溫材料的受潮或少量浸水，在管道運(yùn)行時(shí)借助高溫介質(zhì)的熱量將保溫材料中的水份蒸發(fā)出來，通過保溫層和外套管之間的空氣層流動(dòng)，這就需要在管道設(shè)計(jì)時(shí)考慮設(shè)置排潮裝置，以及時(shí)排出內(nèi)外管之間的水份。和輸水裝置一樣，排潮管也應(yīng)設(shè)置在固定支架附近，當(dāng)設(shè)置在波紋補(bǔ)償器處時(shí)可從補(bǔ)償器外套管接出。排潮管應(yīng)高出地面0.5m，頂端設(shè)置彎頭向下，以防雨水侵入。另排潮管還是內(nèi)外管道是否損壞的信號管，一旦內(nèi)外管道破裂，將有蒸汽從排潮管排出（外管破裂，水進(jìn)入內(nèi)外管之間，將被高溫介質(zhì)的熱量汽化而變成蒸汽）。