供热工程直埋管道保温技术

供热工程直埋管道保温技术

邱坤

淄川区供热保障服务中心 山东省 255100

摘要：随着国内房地产的快速发展，高档、高品质的住宅小区不断出现，配套设施齐全的住宅小区日益满足人们的消费需求。同时，我国的供热行业也得到了很好的发展。随着我国供热行业的不断发展，直埋式保温管道技术也得到了很好的开发，各种保温材料以保温结构的应用技术也得到了更好的发展。基于此，本文详细探讨了供热工程直埋管道保温技术。

关键词：供热工程；直埋管道；保温技术

随着科技的进步，当前暖通工程建设迎来了巨大的发展空间和现实挑战,管道施工技术在供热工程中的应用呈现出新的特点。在当前暖通工程施工中新材料、设备、技术不断涌现的背景下，施工人员应对这些技术应用点进行深入研究和实际应用，努力提高供热工程管道直埋保温技术水平，为区域热力管网建设和暖通施工业发展创造条件。

一、供热工程概述

供热工程是指向生活、生产区域输送热能的设施设计、建造、运行活动的总称，其设施和专业技术包括：①热源：如锅炉房、热电厂，是燃料转化为热能的设备和技术；②热网：是通过管道和热载体(工作介质，常用水或水蒸汽)把热能输送到热用户；③热用户，如住宅楼和使用蒸汽的工厂。

二、直埋供热管道的作用及应力特点

温度与压力是热力管道最重要的两种作用。对于直埋管道，还存在由轴向位移引起的土壤轴向摩擦力及由侧向位移引起的土壤侧向压缩反力。此外，管道局部结构不连续处会出现应力集中，对应的应力称为峰值应力。峰值应力不会导致显著变形，但循环峰值应力会导致钢管内部结构损坏，致使管道疲劳失效。弯头和三通处管道产生的应力属于峰值应力。由于土壤的均匀支撑，管道自重不会产生自重弯曲应力，因而一般忽略不计。然而，对于热网中常用的管道，其公称壁厚远大于压力所需的设计壁厚，内压产生的实际应力远小于管材的屈服应力。相反，由于管道中热胀变形的不完全释放，管道产生较大的轴向压力及压应力，其中轴向压应力可能与屈服应力处于同一数量级上。因此，在直埋敷设热力管道中，内压的影响较小，管道爆裂的可能性小，温度的影响则较大，管道强度设计应主要考虑温度变化引起的循环塑性变形及疲劳破坏。

三、直埋敷设网的分类

首先，无补偿冷安装直埋敷设。该技术在管道铺设中，通过无预应力的深埋方式使土壤与管道产生摩擦，从而限制供热管道在受热时可能出现的热拉长。因土壤与管道间的摩擦，管道铺设过程中会出现两种情况：锚固段和滑动段。供热管道受热时，锚固段的部分将热胀应力转化为温度应力，使管道在运行状态下承受轴向压力。在计算过程中，供热管道的压应力与温度变化成正比。此时，滑动段的供热管道不能将热胀应力完全转化为温度应力，管道会自然拉长。其次，直埋敷设方式为敞沟预热安装。在这种敷设方式下，需对管道进行预热，即在回填前对管道进行加温预热，通过预热温度对管道运行的不同作用，可省去供热管道的补偿器，降低工程成本。具体来说，当供热管道在实际运行中的温度正好等于预热时所加温度时，管道所受应压力为零，当管道实际运行温度高于预热温度时，管道会产生压应力，当管道温度恢复到正常温度时，会产生拉应力，这种通过温度调节影响管道铺设的方式即是预应力效果。最后，供热管道直埋敷设方式为增设补偿器。其中又分为增设一次性补偿器、增设直埋供热管道补偿器。前者适用于在交通繁忙路段，在维持正常交通情况下，对供热管道进行预热前的填土处理。后者需设置固定墩，直埋敷设供热管道补偿器的补偿能力必须超过每两个固定墩之间管道的热伸长量。

四、供热工程直埋管道保温技术

1、直埋管道对保温材料的要求。对于直埋管道，必须依靠良好的保温材料来保证良好的保温效果。直埋管道的保温材料要求为：①直埋管道的保温材料应具有一定的强度，使其能承受覆土和顶面可能发生的静荷载或动荷载。②对于直埋管道的保温材料，除与地面设备和管道保温材料的常规要求外，还应具有更好的耐水性，使其紧密无缝。此外，还应具有更好的防腐性能，以获得更长的使用寿命，并且在使用中不会出现安全问题。

2、直埋管保温结构形式

①输送低温介质管道。对于输送常温至150℃的管道，通常使用泡沫塑料作为绝热层。100℃以下使用聚氰脲酸酯硬质泡沫；100～150℃使用耐高温硬质泡沫塑料。外保护层由有机材料制成，如高密度聚乙烯、环氧树脂或不饱和聚酯玻璃钢等。为防止钢管腐蚀，有时在钢管表面设置一层防腐层，防腐层一般采用有机防腐涂层和高密度聚乙烯防腐层。这样，管道外侧为防腐层、绝热层和外保护层三层结构。

②输送高温介质的管道。有机绝热材料具有导热系数低、吸水率小、比压强度高等优点，是直埋管道绝热的理想材料，但其耐温性一般较低(不超过l50℃)，不能直接用于高温管道的绝热。无机绝热材料具有耐高温优点，但吸水率高。若将这些材料的优点结合起来，形成无机-有机复合绝热结构，可达到耐高温、绝热效率高、防水的理想效果。

3、发展中不断采用新技术。采用真空系统，直埋蒸汽管道采用抽真空系统，可降低管道的表面热损失及表面温度，建立在线产品检测装置和管道泄漏报警系统。生产直埋管道时，应配备在线检测聚氯酯泡沫保温层密度均匀性测试装置；同时建立整个管网系统的监测报警系统，对整个管网进行实时监控，及时发现任何原因造成的泄漏，并准确定位，以利于维护工作的顺利进行，确保热网的安全经济运行。

五、保温直埋管道在施工时的注意事项

1、在有偿直埋敷设过程中，土壤与外套管之间的摩擦力不在起固定管道的作用，而是对其产生约束作用。管道补偿器和固定支架间的距离必须小于摩擦长度。摩擦长度为温差引起的钢管轴向力与摩擦力相等时的直钢管长度。补偿器根据补偿模式的变化而变化。对一次性直埋波纹补偿器应设置在两个固定支座之间，自由补偿直埋波纹补偿器在设置时必须靠近某一固定支座，其类似于架空地沟的做法。

2、固定支承的密封防水。由于直埋高温管道温度变形大，为减少补偿量及稳定运行目的，一条直埋管道往往需设置多个固定支墩，固定支墩支固件温度高，外形大，密封防水较困难。因此，应采取必要的隔热措施，将温度降至外防水层可承受温度；另外，将支墩在内进行整体防水处理，以避免支墩渗水影响相邻绝热层；最后，做好与相连绝热管段的密封连接。

3、预制绝热管段焊接部位的现场补口应采用与预制管段等强、等效的绝热结构，以高密度聚乙烯套管热熔为宜。但应检测热熔接环缝和纵缝接口气密性，必要时应使用热收缩带加强密封。

4、膨胀节绝热防水密封。当前，多数主张在干井内设置膨胀节，但很难保证干井内不进水。我国已有无干井膨胀节绝热密封结构的技术成果，既能对膨胀节绝热，又能使钢管胀缩自如，并采用活动密封结构补偿绝热层外护层的温度变形。

5、对连续供热的热力管网，直埋管道的材质一般为20号无缝钢管或Q235钢材，当安装温度高于15℃时，直埋敷设供热管道(＜100℃)无需采取任何措施，

若管道以无补偿安装形式直接埋在地下(无固定支座、无补偿器)，则管道可实现安全运行。因此，无补偿安装形式方便、安全又经济。

综上所述，实际直埋保温管道不仅保温效果好，综合造价低，而且无补偿直埋保温管道在保温性能、初投资、施工条件、维护工作量、日常运行费等方面具有很大优势。随着这项工程技术的不断发展，必将为供热工程提供一个较有前景的选择。未来，随着该项工程技术的不断完善，其将为供热工程的发展带来诸多有利条件。

参考文献：

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[2]司楠楠.供热工程直埋管道保温技术[J].建筑工程技术与设计,2016(08).

[3]李建文.供热工程直埋管道保温技术[J].中国新技术新产品，2015(27).