城镇供热直埋热水管道工程设计

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　　摘    要：在对城市热力管网进行设计的过程当中，当管道度土的深度过浅的时候，那么就会影响到管道竖向的稳走问题，从而导致管道局部发生凸出的问题，甚至严重的时候会供出地面的情况;而当管道覆土过深的时候，那么就会致使管道外的护管表面的实际的温度不断的升高，甚至会超过要求的温度范围，为了能够确保外表面的温度保持正常的状态，一定要合理的、科学的增加管道保温层的厚度问题，这就在一定程度上增加了工程材料的支出。此外，如果管道覆土的深度过深的时候，就会致使沟槽挖方工作量有很大的增加，这就大大的增加了施工的难度以及工程造价，这也在一定程度上埋下了安全问题。所以，合理的、科学的进行设计管道的埋深是现阶段设计人员一定要加强重视的内容，本文就希望本篇文章能够对相关的工作人员或者是单位提供一定的帮助。
　　关键词：城镇供热;直埋热水管道;设计
　　1  直埋供热管道的分类
　　直埋供热管道根据管道热膨胀量被压缩的程度，管段可分为有补偿管段和无补偿管段;根据变形和压力分布特点可分为直管和弯管。
　　1.1  直管和弯管
　　（1）直管段。直管段又可分为过渡段（或称之为有补偿管段、摩擦段、滑动段）和锚固段（或称之为无补偿管段、嵌固段）。第一，过渡段：管段的主动力克服管段的约束反力———被动力作用，使热膨胀得以全部或部分释放的管段。过渡段通常有一个自由端，能够自由伸缩，如补偿器、弯头等处。过渡段极限长度取决于土壤摩擦力的大小以及与安装方式和运行条件有关的温度升高等因素。第二，锚固段：由于被动力的作用，使管段进入自然锚固状态（就像使用固定支架强制固定一样）。这类管段是管道中内力、轴向应力最大的直线管段，是直管段強度验算的重点。
　　（2）弯管段。第一，L形管段：它与地沟敷设或架空敷设的L形自然补偿器相类似。第二，Z形管段：一般情况下可作为两个相连的L形补偿器使用，应按两个独立的 L 形管段进行计算，只有在一定条件下可以作Z形补偿器使用。
　　1.2  有补偿管段和无补偿管段
　　（1）有补偿管段：在最大过渡段长度范围内的管段中，管道的热膨胀量部分转移到补偿器或补偿弯管，部分被压缩变形。由于补偿装置对过渡段内管道的热膨胀起到了补偿作用，因而过渡段也称为有补偿管段。
　　（2）无补偿管段：处于锚固段管道的热膨胀量完全被压缩，补偿装置对管道的热膨胀起不到任何补偿作用，故锚固管段也称无补偿管段。
　　2  城镇供热直埋管道的布置和敷设
　　2.1  管道布置
　　直埋的供热管道在对河底进行覆土穿越的过程当中，实际穿行的深度一定要根据水流实际进行冲刷的情况还有管道的稳定来严格的进行确定。而直埋的供热管道与设备之间的实际水平或着是垂直中的实际距离，一定要根据相关的规定要求来进行确定。
　　2.2  管道教设
　　直埋的供热管道应当采用转角自然补偿的方式，而十度一直到六十度之间的弯头就无法有效的进行使用;管道当中的坡度一定要不能够小于2%的状态，而在高处的地方应当装置好气阀，而在低处的地方就需要安装放水阀。管道当中的平面折角必须要能够小于所进行规定的要求。管径所带来的影响非常的明显，随着管径不断的加大，在同一环境当中，这一折角就会在一定程度上减小。为了能够有效的保证直埋管道竖向更加的稳定，就一定要做到相关规定的埋深要求。当一定要对管道的轴向力进行降低的情况下，就可以采用相应的补偿器或着是一些其他比较有效的方法。
　　2.3  直埋供热管安装
　　因为在初步设计的阶段，对于埋地管道实际的坡度是具体要求的，应当就一定要保持在2%以上。这个状态下就能够把阀门来进行安装在合适的恰当的位置，并且一定要进行安装排水阀。有部分主管道要进行装置分支管，这个阶段就一定要按照实际的情况，在分支管上面来进行安置固定墩或者是轴向补偿器。埋地管道在管道当中所具有的负荷压力一定要能够具备承受的实际能力，现阶段对于这一问题，大部分都是使用的钢制阀门，所以在对于这一环节进行连接的时候通常情况下都是选择焊接的方法来进行。对固定墩以及补偿器所进行安装的位置，通常情况下都是安装在变化比较大的管壁当中，之后在进行安装固定墩在管壁当中比较厚的位置。对管道进行焊接的时候，通常情况下都是选择手工进行焊接的方法，焊接的技术一定要用操作比较熟练的工人。在进行焊接的过程当中，一定要确保焊接的质量，在进行焊接完之后，一定要对焊接的质量严格的进行检查，只有进行检验之后才能够进行下一步的操作。
　　3  城镇供热管道的保温设计
　　直埋供热管道保温层结构应当具有良好的绝缘性能。保温管直埋地下，如果吸水，将使绝热性能恶化，而且聚氨酯泡沫塑料吸水后对钢管有腐蚀性，因此外壳必须有良好的防水功能。
　　3.1  直埋热水管道的保温结构
　　（1）三位一体保温管。整体式预制保温管是由钢管制成、保温层和保护层粘结成一整体的多层结构管道，保温层通常采用聚氨酯泡沫塑料和改性聚异氢脲酸酯泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料的耐热温度不超过130℃，改性聚异氢脲酸酯泡沫塑料也只能达到150℃，整体式预制保温管仅能用于介质温度不大于150℃ 的热水管网。
　　（2）柔性保温管。柔性保温管一般是由波纹合金钢或高密度交联聚乙烯构成的内管、保温层及保护层粘结成一整体的多层结构管道。该产品主要应用在工作温度不大于95℃、工作压力不大于10bar的区域供热网中。
　　3.2  直埋蒸汽管道保温结构
　　（1）内滑动复合结构。复合式预制保温管用于蒸汽等高温介质，保温层由两种保温材料组成，内层用耐高温的保温材料，如岩棉、玻璃棉、珍珠岩等，外层仍用聚氨酯泡沫塑料。
　　（2）滑动“钢套管”保温结构。非真空“钢套管”结构形式。优点：采用材料为国产材料，价格便宜。缺点：采用隔热环为石棉橡胶类材料，长期受热以后容易老化，进而隔热材料将失去强度导致导向支架失去支撑而脱落，造成整个管道破坏;防腐采用环氧煤沥青或者玻璃丝布树脂涂层，与钢管之间的粘结强度低，而且玻璃丝布与沥青或者树脂的浸润程度不容易控制，目前大多采用手工加工，防腐不均匀;内固定支架中采用与导向支架相同的石棉橡胶材料容易老化，造成固定支架破坏。“钢套管”抽真空外滑动式保温结构。优点：“钢套管”直埋管道强度高，稳定性好，因此不容易破坏，使用寿命30年以上;将传统“钢套管”直埋蒸汽管道中的空气层抽成真空层，排除了空气中的潮气及保温层中吸收的水分，有效地防止内、外钢管的腐蚀，大大降低了管道的热损失和表面温度，延长了管道的使用寿命;管网中采用自然补偿和新型的内固定支架，减少了补偿器及外固定支架等薄弱环节，提高了管网运行的安全性。缺点：价格较贵，施工质量要求高。
　　经过长期的工程实践表明，热水管的结构形式已经成熟，柔性管操作灵活、安装简便，有其他形式管道不可代替的优势，在城镇供热管网中得到推广和应用。
　　4  结语
　　总之，城镇当中的供热管道不仅具有传统的地沟敷设供热管道没有办法进行比较的技术能力，并且还有非常好的经济收益，这也是在供热节能方面比较有效的措施，在今后的城镇供热管道工程中，要不断推进直埋热水管理的应用。
　　参考文献：
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