热水直埋管道范文

2024-05-18

热水直埋管道范文（精选8篇）

热水直埋管道第1篇

关键词：热力管道,直埋敷设,弯头,大曲率半径

城市热力管道敷设在城市的市政道路下方时,规划部门一般给定路由为平行于某道路的中心线。然而道路的中心线并不都是笔直的,在路口等处会出现折点,甚至有些道路中心线会是大曲率半径的曲线。此时,热力管道的敷设路由不可能完全平行于道路中心线。在地沟敷设时通常的做法是将弧线等分成几条内接直线段,然后再分别在每段直线上设置补偿器及固定支架。由于近几年,热水热力网地下敷设时,一般优先考虑采用直埋敷设方式,因此本文结合工程实例,给出直埋敷设热水热力管道在上述情况下的处理方法。

在直埋敷设时,遇到上述情况时首先应尽量将平行于道路中心线的弧线等分成几条内接直线段,使直线段间的夹角均小于《城镇直埋供热管道工程技术规程》中表3.2.3规定的数值,将该管段视为直管段,而不设置任何补偿器及其他设备,从而在设计中按照长直管段来考虑。这种处理方法运用设备少,施工简单,占地少,投资小等优点,是应优先考虑的处理方式。

工程实例如下:星河湾小区集中供热工程中,供热管道管径DN 400,采用直埋敷设,小区绿化为古典园林风格,道路均弯弯曲曲,曲径通幽。星河街道路中心线为大曲率半径的曲线,热力管线管位为平行于道路中心线北4.5m。设计时将该曲线分割为16个直线段,直线段之间夹角最大为1°,均小于规程中规定的数值,于是将该段管线视为直线段(平面示意图见图1)。

设计时为节约管材,减少分割工作量,除应考虑夹角限制外,应尽量使每个管段长度控制为12的倍数(直埋预制保温管出厂长度一般为12m/根)。如上述实例中管长均为12m。

在实际工程中管线分段后管段的折角能满足规程要求的较少,此时该管段不能视为直管段。如果采用与地沟敷设一样的处理方式,则使用设备多,检查室多,造价高,占地大,施工周期长,易与相邻其他管线矛盾以及增加管网的局部阻力等缺点,一般不建议使用。

在阳泉市集中供热工程宝晋路支干线工程中就遇到了这个问题。宝晋路与郊区新北大街连接时存在一个月牙弯,管线要求平行于该道路中心线敷设。根据分割计算,此段管线的折角大部分为2°～3°之间,不能满足《城镇直埋供热管道工程技术规程》中表3.2.3规定的数值。因此考虑利用小角度的弯头来替代折角,并验算弯头应力,使之合格。

在进行弯头应力计算时,根据《城镇直埋供热管道工程技术规程》,直埋弯头的强度验算应满足下列条件:σbt+0.5σpt≤3[σ]。

钢管材料Q 235的钢材许用应力[σ]=125MPa,则3[σ]=375MPa,其中:

其中,σbt为弯头在弯矩作用下最大环向应力变化幅度,MPa;σpt为直埋弯头在内压作用下弯头顶(底)的环向应力,MPa;βb为弯头平面弯矩环向应力加强系数;M为弯头的弯矩变化范围;lcm为水平转角管段的平均计算臂长;γb0为弯头的外半径,m;Ib为弯头横截面的惯性矩,m 4;Ip为直管横截面的惯性矩,m 4;λ为弯头的尺寸系数;Rc为弯头的计算曲率半径,m;γbm为弯头横截面的平均半径,m;K为弯头的柔性系数;C为土壤横向压缩反力系数;A为钢管管壁的横截面面积,m 2;E为钢材的弹性模量,MPa;α为钢材的线膨胀系数,m/(m·℃);t1为管道工作循环最高温度,℃;t2为管道工作循环最低温度,℃;为转角管段的折角,rad;δb为弯头壁厚,m;Fmin为管道的最小单长摩擦力,N/m;Dbi为弯头内径,m;Dc为预制保温管外壳的外径,m。

以宝晋路支干线工程中其中一段管段为例,夹角为3°,管径为DN 800,t1=130℃,t2=10℃,弯头两侧的管长为24m,埋深1.5m,经计算结果见表1。

由表1看出,曲率半径不小于3DN的弯头强度能满足上述规程要求,这样既可以用大曲率半径的弯头来替代管道的折角,使直埋热水管道平行于曲线的道路中心线敷设,而不再需要在每段管段上设置补偿器等设备,使设计简化,造价降低(平面示意图见图2)。

综上所述,当直埋敷设热水管道平行于大曲率半径道路中心线敷设时的处理方法应首选将管道斜切成若干个直管段,将每两个管段的夹角控制在规程规定的数值内,则将该段管道视为直管段设计,如果不能满足规程的要求,可以用大曲率半径的弯头替代折角,使弯头的强度满足规程的要求。这两种处理方式可以简化设计,节约投资,降低施工难度,缩短工期。

参考文献

[1]CJJ/T 81-98,城镇直埋供热管道工程技术规程[S].

[2]王飞,张建伟.直埋供热管道工程设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

热水直埋管道第2篇

摘要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，冬季供暖始终牵动着民生问题。我国地缘以温带气候为主冬季漫长，特别北方城市采暖供热是必须的生活条件，因此对供热管道的施工质量更加关注。

关键词：室外直埋热力管道；施工质量；研究

热力管道是采暖供热的主要载体，其施工质量一方面关系着管道本身的质量安全，另一方面关系着正常的供暖供热，保障着人们的生产生活。特别是在严寒的北方，一天没有暖气就无法生活。采取直埋式热力管道进行供热有许多优越性：一是直埋式管道受力均衡，不管是来自内部的热力压力还是来自外部的重力受压，都是均衡的，因此有利于保护管道质量，防止受压不均衡而产生的爆管现象。二是直埋式管道可以避免与下水道、自来水管道、天然气管道的交叉冲突，因为供热管道往往与这些管道交织在一起，若是采取直埋式就可以避免与这些管道交叉敷埋，一旦哪一种管道发生破裂就会影响其他管道正常运转，从而发生更大的安全隐患，处理起来也很麻烦。三是直埋式管道可以减少管道链接，缩减施工时间和施工费用，从而降低了管道安装的成本，有利于施工企业的生存和发展。而且维修方便容易查找热力管道的裂缝，降低了供热管道的危害保障了人们的生产安全。

1室外直埋供热管道的受力分析

做好热力管道的施工质量首先应分析直埋供热管道的受力情况，只有准确把握管道受力情况，才能找到影响管道质量的因素，从而才能提高施工质量。供热管道受力来自两方面的因素：一是管道内部的受力，供热管道内部不管是汽暖还是水暖，都要承受汽暖和水暖的冲击力，温度的压力，这就需要供热管道质量过关，能承受起这两种力的影响，管道质量过关才能保障施工质量。二是管道外部的受力，主要是管道重力和覆土的压力影响，这两种力也是对管道质量的考量，也是反应施工质量的因素，如管道铺设不平在重力的影响下直埋管道就会发生断裂现象，所以受力平衡才能保障供热管道的安全，同时也反映出了施工质量好坏。

2直埋热力管道的特点

2.1滑动导向支架形式

滑动导向支架一般都是“钢套钢”形式的，通常情况下从里到外的顺序分别为工作芯管、滑动导向支架、玻璃棉层、空气隔热层及钢外护管。在工作状态下，芯管温度会受热气温度的影响变高，但是钢外护管的整体温度大都处于40℃左右，若内芯与外管是一体的化会产生极大的内应力对管道造成破坏。使用滑动导向支架形式后，使芯管能在外管内有一定幅度的滑动空间，将由于温差而产生的内应力基本抵消。

2.2热力直埋管道的固定方式

2.2.1内固定。即内外管道间的固定，内管因为管道的自身结构固定在了外围保护管上，在工作过程中可以利用外围保护管道的高硬度、高强度及其与外部土壤产生的摩擦力来完成对内管的固定工作，节省了建筑材料。只有在使用的保护管为钢质管的情况下才能使用内固定方法。

2.2.2外固定。即工作芯管与外保护管同时被固定，想要以这种方式完成固定，需要在每一段管道和补偿器的两边设立两个大型的钢筋混泥土搭建成的墩架。“塑套钢”及“玻璃钢套钢”的保温结构必须采用此种方式来完成固定。

3热力管道室外施工实例

以某市的热力工程为例，该市预备利用市区化肥厂生产过程中产生的过热蒸汽作为热源，将蒸汽通过DN500的螺旋焊接式的钢管输送至换热站，通过换热站内部的热交换器来实现将热蒸汽转化为热水为市区居民提供供暖。用以输送蒸汽的螺旋焊管为该工程的施工方所购买，在购买后由保温厂家实施保温，然后运输至施工地点由施工单位实施管道安装。该热力管道补偿器采用的是只具有单一的轴向补偿功能的波纹管补偿器，并以25米为间隔设置固定支架。中间两个补偿器之间的距离为20米，在固定支架的中间还设置了一些混凝土滑动支架。固定支架是在临时浇筑的钢筋混凝土基础之上搭建而成，在供气主管道上还有一些阀门井，阀门井内设有疏水阀，在管道正常工作时热力公司负责及时使用潜水泵抽出其中的凝结水。

3.1施工过程中出现的相关质量问题

该工程施工在4-10月，为当地的雨季，且该项施工在市区内进行，对市区的交通及居民的日常生活带来很大的不便，所以施工方实施的是边挖边装，边装边填的施工方式将影响控制在最小范围内。该单位在施工过程中发生了这些质量问题：

（1）施工期间实施管道试压的过程中，波纹补偿器产生了轻微的变形，管道整体出现了横移。

（2）由于天气即将下雨所以在实施回填时，施工人员在安装补偿器后未安装好固定支架便匆忙开始了试压工作，导致补偿器过度拉伸损害了波纹补偿器。

（3）在管道的预热过程中，管道内部的水产生了强烈的波动，管道也随之产生了跳动。

（4）在清洗过管道并通过检验得知其中无杂质之后，仍然在管网发现了若干固体杂质。

3.2上述质量问题出现的原因及解决方案

3.2.1安装方式错误。该施工单位在管道和补偿器安装过程中采用的是边挖边装，边装边填的方式，把管道一根一根的往前接，补偿器也是如此，这样就造成对用户管道支架的.位置调整不能做到最佳，管道安装时弯曲度偏差大。在实施试压过程中由于产生了一定的膨胀，管道横向位移。正确的做法是，将补偿器的安装工作放在后面，将管道整体安装完成后，保证管道整体的同心度符合相关规定及固定支架的安装足够坚固。等到上述步骤完成后在管道上标明补偿器安装的定位中线，根据所使用的补偿器具体长度画出补偿器的安装边线，在对管道实施切割并在处理过切口之后安装补偿器。补偿器在安装过程中要使用临时支架予以支撑。

3.2.2施工人员专业知识不足。对于补偿器的伸缩性没有一个清晰的概念。补偿器安装的作用就是利用其伸缩性实现对管道产生热胀冷缩时予以补偿。所以在需要试压时若该管道系统已安装了补偿器，就要先按照管道图纸的设计方案，完成固定支架的安装工作，对补偿器的伸缩度给予一定的限制，再实施试压。

3.2.3工作人员操作失当。在进行暖管工作时阀门打开太大，导致管道中瞬间涌入了大量蒸汽，并产生了过多的凝结水无法及时排除，在管道内回荡产生水击并引起了管道的剧烈跳动。这种情况极易造成管道或阀门破裂，影响整个管道系统的安装进度。正确的做法是在启动管道暖管工作时缓慢开启蒸汽阀门，使蒸汽逐步进入管道并产生一定量的凝结水，凝结水在水蒸气的推动下管道深处流去达到暖管的目的。在开始暖管之前要对疏水阀的状态予以确认，保障疏水阀在暖管结束后能做到排出凝结水。

4结语

总而言之，室外直埋热力管道施工是一项综合技术强、质量要求高的工作。施工单位的工作人员必须在施工之前对整个工程的特点、技术要求、难点重点以及施工规范标准牢牢掌握，并且要制定真实可行的施工方案、应急方案等，这样才能全面管控好施工质量，保证工程顺利完工。

参考文献

[1]任应华，徐庆伟.室外直埋热力管道施工质量问题分析[J].安装，2011.

[2]杨宁.室外直埋热力管道施工质量问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013.

热水直埋管道第3篇

直埋敷设具有多方位的社会经济效益:一是工程造价低, 可降低工程造价约25%。二是热损耗低, 节约能源, 较地沟敷设减少热损失40%, 降低耗煤20%。三是防腐、绝缘性能好, 使用寿命长。四是占地少, 施工快, 有利环境保护。供热直埋管道, 管道的保温措施经过30多年的发展已经相当完善, 通过减少直埋保温管道的散热损失来达到节能减排的目的效果已很不明显。

在热水供热管网系统中为数众多的固定墩、固定支架的散热损失一直被人们所忽略, 直埋供热管道固定墩存在热桥效应, 散热损失大, 钢筋混凝土的温度高、热应力大。钢筋混凝土长期处于高温及大热应力下, 其结构的稳定性受到很大影响, 随着管道使用时间的增加, 管道的稳定性、安全性必将收到影响。所以从集中供热的安全性、管道系统的稳定性方面考虑, 对固定墩、固定支架处的热桥效应及断桥措施进行研究非常必要。

1 热桥效应

对于热水直埋供热管道来说, 当供热管道的规格较大时, 管道的热应力也比较大。单纯依靠土壤提供的摩擦力不足以满足热水供热管道的稳定性。特别是对于高温水集中供热管网, 如果不设置固定墩热应力很容易破坏三通及弯头造成管道事故。直埋供热高温水与管道壁面存在着强烈的对流换热, 在对流换热作用下热量从高温水传至管道内表面。由于热水集中供热管道的管材为钢, 导热系数较大, 相应的热阻值很小, 热流比较轻易地穿过管壁到达管道外壁面。

固定墩处由于固定挡板与管壁焊接在一起, 挡板的材料也为钢, 大部分热量通过固定管板后进入钢筋混凝土。还有一部分热量通过裸露的管道外壁面直接传入钢筋混凝土。固定墩处传热过程的示意图如下图1所示。

凝土的导热系数相对于保温材料的导热系数来说相差两个数量级, 相应的热阻值非常小, 热流的趋利避害的特性驱使热量大量的从钢筋混凝土的固定墩处散失形成热桥, 导致整个热水供热管网系统散热损失增大。

2 传热模型

2.1 物理模型

计算模型以双管直埋敷设的热水管道为原型, 在固定墩周围建立30m×30m×12m的计算控制区域。所得固定墩的物理模型的示意图如图2所示。

2.2 数学模型

(1) 传热问题的控制方程, 建立整个计算区域的传热与流动问题的统一控制方程[2]:

式中:Φ为广义变量, 可以代表u、v、w、T等变量;Γ为表示相应于Φ的广义扩散系数;S为表示与Φ对应的广义源项。对于动量方程, 我们把压力梯度放到源项中。U为表示微元体速度矢量;ρ为表示密度;t为表示时间。

方程中, 左端第一项为扩散项, 第二项为对流项;方程右端第一项为扩散项, 第二项为源项。由于只分析温度达到稳定以后的状况, 所以简化为稳态问题, 略去非稳态项, 上述控制方程可化为[2]:

(2) 耦合传热模型的处理, 埋地固定墩周围的实际温度场比较复杂, 它与土壤的导热系数、埋地深度、地表温度的变化、管道发热量、管道直径等因素有关[3]。本文主要目的是研究固定墩及其周围土壤的温度场分布情况及其散热损失情况。为进一步方便求解, 忽略影响较小的次要因素, 做以下假设[4]:假定土壤和组成固定墩的钢筋混凝土为均质、各向同性的固体, 热物性参数均为常数;忽略土壤中因水分迁移而引起的热迁移;假定地表的温度不随时间做周期性变化。

2.3 求解取值

供暖期间, 供水管的平均水温tg=130℃, 回水管的平均水温th=70℃。供暖期间土壤地表面平均温度tdm=-10℃;供暖期间土壤表面的对流换热系数k=45 W/ (m2·K) 。本次计算中取土壤的导热系数1.5 W/ (m·K) , 密度为2000 kg/m3, 比热容为1.6 k J/ (kg·K) [5,6]。钢筋混凝土的导热系数取为:1.883 W/ (m·K) , 密度为2 500 kg/m3, 比热容为840 J/ (kg·K) 。模型的具体参数如下:管道公称直径为DN800;两管中心距b=1.4 m, 管子埋设深度h具体数值如表1中所示 (管顶到地表距离) 。固定墩的尺寸长×宽×高为:3 m×3.5 m×2.4 m。

计算结果显示, 随着固定墩埋设深度的增加, 固定墩的散热损失量逐渐降低但降低的幅度越来越小, 通过增加固定墩埋设深度来减少固定墩散热损失的效果不明显, 而且随着埋设深度的增加施工成本会越来越高。通过增加固定墩埋深来减少固定墩散热损失意义不大。

2.4 保温措施

采用的保温材料为新型复合夹心保温砌块, 即中心保温层为加气混凝土, 两侧为特种混凝土的复合砌块[7]。复合保温是把保温层夹在墙体中间, 在保温材料的两侧浇注混凝土构成。加气混凝土的强度高, 与两侧的混凝土粘结力强。具体做法如图3所示。

所选用的方法既要满足力学性能要求, 又要有效地阻断热桥, 使固定墩的散热损失大大减小。固定墩能起到固定作用时所需要的强度一般小于10MPa。所选加气混凝土砌块的抗压计算强度为12.3MPa, 能满足固定墩、固定支架稳定性的要求。加气混凝土砌块, 其密度为600 kg/m3, 导热系数为0.15W/ (m·K) , 两侧特种混凝土的导热系数为1.74W/ (m·K) 。本砌块不存在冷热桥, 能更好的发挥加气混凝土的保温性能, 其传热系数为1.01 W/ (m2·K) [7]。

2.5 温度场比较

采用CFD技术对固定墩断桥前后的温度场进行仿真, 结果如图4、5所示。供回水温度取95/70℃, 埋深取1.5 m, 其他参数如上。

仿真结果显示, 所选用的方法能有效的截断热桥, 使固定墩的散热量大大降低。未加保温措施时单个固定墩的散热损失为2 571 W, 增加保温措施后固定墩的散热损失为107.75 W。比较之下可见增加断桥保温措施后固定墩的散热损失大幅度减小, 热桥效应明显得到控制, 节能效果显著。

3 结语

通过对城市供热热水管网固定墩传热分析得出如下结论:通过不断改善热水供热管道的保温技术, 沿线直埋热水管道散热损失已经很小, 大大减小了直埋热水供热管道热损失;直埋热水管道固定墩处由于热桥的存在, 热损失较大, 对于DN800的管道, 每个固定墩的散热达到2 500 W以上;采用加气混凝土和特种混凝土复合砌块进行热桥隔断, 可以在满足强度要求的前提下, 大大降低固定墩的散热损失至100 W左右, 仅为未断桥的4.2%。环保效益、社会效益、经济效益明显。

摘要：本文分析了直埋供热管道的优势, 提出了直埋热水管道固定墩热桥散热损失严重的现状, 建立了直埋热水管道固定墩传热物理、数学模型, 通过CFD技术对直埋热水管道固定墩的断桥前后温度场进行了仿真, 得出通过加气混凝土断桥节能效果显著。

关键词：热水供热,固定墩

参考文献

[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008:8-70

[2]陶文铨.数值传热学 (第二版) [M].西安:西安交通大学出版社, 2003.

[3]郑平, 马贵阳.埋地管道周围温度场数值模拟的研究现状及趋势[J].管道与技术设备, 2006, (2) :5-7、10.

[4]郭孝峰, 夏再忠.埋地管道温度特性数值模拟与相似性实验研究[J].太阳能学报, 2010, 31 (6) :727-730.

[5]李艳杰, 邹平华.土壤热导率对直埋蒸汽管道保温层厚度的影响[J].煤气与热力, 2006, 26 (3) :56-58.

[6]杨锦东.钢筋混凝土结构的温度场分析[J].广东建材, 2004, (7) :29-31.

直埋供热管道设计分析第4篇

关键词：直埋,供热管道,设计

1 概述

同传统的地沟敷设相比, 直埋供热管道敷设方式具有很多优点, 比如工程施工时间短、施工占地面积少、管网使用寿命长、人工维护量小等。直埋敷设非常适合目前城市及地方建设的要求, 其技术的的发展越来越成熟, 在工程中也越来越多地被采用。本文是对《城镇直埋供热管道工程技术规程》 (以下简称为规程) 的一点理解。

1.1 规程适用条件

本规程适用于公称直径≤DN500、供热介质温度≤150℃的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。规程的适用条件有两个界限, 即管径和温度, 且必须同时满足这两个条件。

规程总则条文说明中的解释:管径:因为在管道进行热伸长计算、强度计算中对荷载作了简化处理, 计算结果对大管径管道来说, 偏差较大, 其性能是不安全的, 但是对小管径管道影响不大;温度:供热管网的安全性和经济性与设计温度密切相关, 直埋供热管道保温材料的使用寿命、耐温能力也是根据设计温度来选择的, 这个温度界限在强度方面是安全的。

1.2 直埋供热管道的布置

根据各用户点提供的接管点条件, 在管网总平面图上统筹布置管道, 直埋供热管道与其它管线的间距要满足相关规定的要求。直埋供热管道还有一些要求, 如分支管三通弯头的保护、阀门附件、排气泄水、管道覆土深度等, 请按照规程中的条文要求来执行。

1.3 直埋供热管道的敷设方式

直埋供热管道敷设分无补偿敷设和有补偿敷设两种。管道无补偿敷设具有施工工期短、施工操作简便、投资省的优点;有补偿敷设相对于无补偿敷设来说, 工期较长、占地较多、施工操作较复杂、投资较大。因此, 我们在布置满足安全的直埋供热管道时, 先要考虑无补偿敷设, 无补偿敷设不能满足要求时再考虑有补偿敷设。现在, 在直埋供热管网工程实例中, 使用无补偿敷设的越来越多。

2 直埋供热管道的应力验算

规程要求, 应力验算是采用国内外先进的应力分类法来进行。应力分类法的定义:将管道上的应力分为一次应力、二次应力和峰值应力三类, 并采用相应的应力验算条件。

由管道内压及持续外载产生的应力为一次应力。

由管道变形 (热胀冷缩等) 受约束而产生的应力为二次应力。

由管道或附件 (如三通等) 由于局部热应力效应或局部结构不连续而产生的应力增量为峰值应力。

直埋供热管道的应力计算, 必须满足的要求:

1) 一次应力的当量应力≤钢材在计算温度下的基本许用应力[б];

2) 二次应力及一次应力的当量应力变化范围≤钢材在计算温度下基本许用应力[б]的3倍;

3) 管道局部应力集中部位的一次应力、二次应力和峰值应力的当量应力变化幅度≤钢材在计算温度下基本许用应力[б]的3倍。

根据规程的相关理论, 当直管段管系中允许有锚固段存在时, 其当量应力变化范围必须满足下列表达式的要求:

公式中бj-热胀应力和内压的当量应力变化范围, MPa;

бt-计算段管道内压引起的环向应力, MPa;

[σ]-所选用的钢材在计算温度下的基本许用应力, MPa,

v-所选用钢材的泊松系数;

α——所选用钢材的线膨胀系数, m/m·℃;

E-所选用钢材的弹性模量, MPa;

t1-管道在工程设计中的工作循环最高温度, ℃;

t2-管道在工程设计中的工作循环最低温度, ℃。

例如:当t1=115℃、t2=10℃、管道设计压力P=1.4MPa时, DN500管道当量应力变化范围为285.84MPa, DN80管道的当量应力变化范围为267.68MPa, 而Q235-A钢管的基本许用应力为125MPa, 它的的三倍为375MPa。

因此, 满足这个验算条件的直管段是允许管道存在锚固段, 即完全可以无补偿, 也就是说直管段的布置长度是不受限制的。当满足不了这个应力验算公式时, 必须采用过渡段布置管道, 按规程上的公式来计算管道过渡段的最大允许长度, 这叫有补偿敷设管道。

3 直埋供热管道保温结构组成与性能

直埋供热管道的保温结构组成是:保温层、保护外壳。

直埋供热管道保温结构的功能:管道保温、抵抗土壤压迫和传递力。为了克服管道在土壤中横向位移时土壤对管壳的挤压和土壤对管壳在管道径向产生的压力、保证保温结构形状完整, 保温层和外壳必须具有足够的强度, 规程中要求保温层的抗压强度≥200k Pa。

保证保温结构完整的另一个必须条件是:外壳、保温层和钢管相互之间的粘结强度。为了克服管道轴向位移时土壤对管道外壳的摩擦力, 直埋供热管道的保温层需要能传递剪切力。土壤与管道外壳之间的摩擦力, 其计算公式为:

公式中F-轴线方向每米管道的摩擦力, N/m;

Dc-管外壳直径, mm;

g-重力加速度, 9.81m2/s;

ρ-施工所在地的土壤密度, kg/m3;

µ-施工所在地的土壤与管壳之间摩擦系数;

H-施工所在地的管顶覆土深度, 当H>1.5m时, 取1.5m。

直埋供热管道保温层与内钢管、外壳与保温层都传递轴向剪切力, 剪切强度的计算公式为:

公式中µmax-土壤与管壳之间最大摩擦系数;

Fmax-土壤与管壳最大摩擦力, N/m。

例如:对于DN500保温管外壳与内保温层粘结抗剪强度要大于13.6k Pa;对DN20保温管保温层与内钢管表面粘结抗剪强度必须大于37.2k Pa。在规程中, 要求直埋供热管道的保温层剪切强度 (含与内管和外壳粘结) ≥120k Pa。

4 结论

1) 在每个直埋供热管网设计中, 采用无补偿敷设还是有补偿敷设, 需要对直管段按照设计条件进行应力验算, 看验算结果再确定采用哪种方式;

2) 直埋供热管道应有足够的强度并与钢管粘结为一体, 其抗压、剪切强度必须满足规程要求。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.城镇直埋供热管道工程技术规程 (CJJ/T81-98) .北京:中国建筑工业出版社, 1999.

直埋供热管道拖管设计第5篇

在供热管道施工中, 经常会遇到穿越现状道路、地下构筑物、河道等障碍物, 因此, 管线在设计中需要结合现场环境、施工条件、投资成本等进行综合比较, 确定采用什么样的施工方式, 使设计和施工紧密结合, 使经济效益和社会效益达到最佳。

某市热力公司一次网集中供热工程, 管网设计压力为1.6 MPa, 设计供水温度为130℃、回水温度为70℃, 管径为2×DN800, 管道采用预制直埋保温管 (材质为Q235B, 绝热材料采用改性聚氨酯泡沫, 保护层采用高密度聚乙烯外壳) 。根据现场踏勘的结果, 热力管道需要穿越新修建的道路, 该道路下有多种市政管线。若采用大开挖的施工方式, 对交通影响较大, 而且新修建的道路重复开挖会产生不良的社会影响, 初步考虑采用非开挖的施工方式。道路红线宽50 m, 道路东侧有现状临时建筑, 难于拆迁, 预计一次穿越300 m。

2 非开挖方式的选取

非开挖施工的方式有:顶管、拖管、冲击矛、夯管、盾构等。管线施工常用顶管以及拖管方式, 以下将顶管和托管的优缺点进行对比。

采用顶管施工的优点:1) 占地面积小;2) 井底高程好控制;3) 检查井同步施工;4) 开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑, 土方量少, 而且安全, 对交通影响小;5) 施工完毕后, 对道路影响小。

缺点:1) 造价高, 且工作井施工难度大;2) 速度慢, 工期长;3) 易偏差;4) 需在管线周围降水;5) 需加套管;6) 小管径, 工人不易操作, 需预先顶DN1 000DN800DN700套管;7) 在软土层中容易发生偏差, 管道容易产生不均匀下沉, 会影响工期。

采用拖管施工的优点:1) 工期短;2) 可按设计管径施工;3) 易控制管线走向;4) 无需在管线周围降水;5) 施工作业人员少。

缺点:1) 占地面积大, 需有泥浆坑、管线焊接存放地;2) 距离短的管线, 不易操作;3) 施工过程中如果遇到障碍物时处理这些障碍物则比较困难;4) 施工完毕后, 可能对道路产生影响;5) 遇卵石地层无法施工。考虑到该路段周边现状建筑多, 交通量较大, 采用顶管方式对相交道路影响时间长, 而且周边建筑物较多无法降水, 同时顶管方式需要先顶进水泥套管, 供热管线相当于在水泥地沟中敷设, 没有土壤束缚热伸长量变大, 两端需要增加补偿器。为减少对交通的影响, 采用工期较短的拖管施工, 本次管线较深, 拖管对路面影响较少, 被穿越道路西侧有现状道路可用于存放336 m的管道, 同时采用拖管方式不用水泥套管, 可减少两端的补偿器设置。

3 管道设计

穿越入土点为新建道路东侧木材市场内, 穿越出土点为新建道路西侧, 热力管线穿越长度为300 m。采用100 t的拖管设备, 管线的焊接抗拉强度能满足钻机回拖力的要求, 最少不能低于100 t, 详见图1。

热力管道平行两条, 由于供回水管线分别拖管, 为防止供水管之间土壤坍塌在管道之间留有约3.0 m的净距, 两管中心距4.0 m, 详见图2。

3.1 管道纵断面设计

拖管管段的纵断面高程主要考虑, 拖管造斜段的需要, 要穿越的障碍物的底高程, 并留有一定的安全距离。穿越该道路下有多种市政管线, 其中2×DN1 000的热力方涵 (埋深3 m) 和2×DN800电力方涵 (埋深10 m) , 考虑一定的安全余量, 供热管线穿越高程选在11.0 m, 详见图3。

3.2 节点处理

拖管管线的入土端和出土端, 均处于造斜段, 该段管线与水平管线间有较大的折角, 高温热力管线对折角的要求较为苛刻, 使得入土端和出土端的节点处理成为拖管设计的难点。本工程入土端供水管折角14°, 回水管12°, 出土端供水管12°, 回水管10°。设计时考虑到折角的存在, 管线平面设计时在入土端设计了90°水平转角, 使得竖向的折角消除, 出土端考虑了三种方案, 方案一是单缝焊接, 在出土处安装补偿器, 保护折角, 方案二是采用R=60DN大曲率弯头, 方案三是采用弹性弯管, 详见图4。

方案一, 补偿器离折角太近会使得套筒补偿器摩擦力加大, 甚至漏水, 离折角太远又起不到保护作用。方案二, 大曲弯头定制周期长, 但是能很好的消除折角的应力集中, 能满足设计要求。方案三, DN800的弹性弯管曲率半径为421 m, 在工程中很难实施。最终选定方案二。

3.3 施工时不确定因素的处理

300 m管线在地面上焊接后, 整体拖入导向孔内, 停止注入膨润土浆一段时间后, 供热管会被土壤抱死, 无法拖出地面检修, 而且管道的每道焊口都要承受拖管设备100 t的拉力。所以在地面上焊接管线后应按照规范规定数量进行探伤, 并按工作压力的1.5倍压力进行水压试验, 以确保管线焊接质量。水压试验后方准许拖入。

4 结论及建议

在设计、施工和监理等多方面的共同努力下, 本供热管道拖管工程达到了设计和使用要求, 并已经正常工作两个采暖季。工程实践表明在不允许开挖, 地上地下已建构筑物较多的情况下, 拖管施工是一种有效的解决方案。

参考文献

[1]王飞, 张建伟.直埋供热管道工程设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[2]李双贵.非开挖拖管施工供热管道出土转角的处理[J].煤气与热力, 2012 (10) :15-18.

热水直埋管道第6篇

1 直埋热力管道的特点

1.1 滑动导向支架形式

滑动导向支架一般都是“钢套钢”形式的, 通常情况下从里到外的顺序分别为工作芯管、滑动导向支架、玻璃棉层、空气隔热层及钢外护管。在工作状态下, 芯管温度会受热气温度的影响变高, 但是钢外护管的整体温度大都处于40℃左右, 若内芯与外管是一体的化, 会产生极大的内应力对管道造成破坏。使用滑动导向支架形式后, 使芯管能在外管内有一定幅度的滑动空间, 将由于温差而产生的内应力基本抵消。并使得钢管固定支架的架设工作更轻松, 在做到节省支架材料的同时, 也增强了其安全性。

1.2 热力直埋管道的固定方式

1.2.1 内固定

即内外管道间的固定, 内管因为管道的自身结构固定在了外围保护管上, 在工作过程中可以利用外围保护管道的高硬度、高强度及其与外部土壤产生的摩擦力来完成对内管的固定工作, 节省了建筑材料。只有在使用的保护管为钢质管的情况下才能使用内固定方法。

1.2.2 外固定

即工作芯管与外保护管同时被固定, 想要以这种方式完成固定, 需要在每一段管道和补偿器的两边设立两个大型的钢筋混泥土搭建成的墩架。“塑套钢”及“玻璃钢套钢”的保温结构必须采用此种方式来完成固定。

2 热力管道室外施工实例

以某市的热力工程为例, 该市预备利用市区化肥厂生产过程中产生的过热蒸汽作为热源, 将蒸汽通过DN500的螺旋焊接式的钢管输送至换热站, 通过换热站内部的热交换器来实现将热蒸汽转化为热水为市区居民提供供暖。用以输送蒸汽的螺旋焊管为该工程的施工方所购买, 在购买后由保温厂家实施保温, 然后运输至施工地点由施工单位实施管道安装。该热力管道补偿器采用的是只具有单一的轴向补偿功能的波纹管补偿器, 并以25米为间隔, 设置固定支架。中间两个补偿器之间的距离为20米, 在固定支架的中间还设置了一些混凝土滑动支架。固定支架是在临时浇筑的钢筋混凝土基础之上搭建而成, 在供气主管道上还有一些阀门井, 阀门井内设有疏水阀, 在管道正常工作时, 热力公司负责及时使用潜水泵抽出其中的凝结水。

2.1 施工过程中出现的相关质量问题

该工程的施工时间在4~10月, 为当地的雨季, 且该项施工在市区内进行, 对市区的交通及居民的日常生活带来很大的不便, 所以施工方实施的是边挖边装, 边装边填的施工方式, 将影响控制在最小范围内。该单位在施工过程中发生了这些质量问题:1) 施工期间实施管道试压的过程中, 波纹补偿器产生了轻微的变形, 管道整体出现了横移。2) 由于天气即将下雨, 所以在实施回填时, 施工人员在安装补偿器后未安装好固定支架便匆忙开始了试压工作, 导致补偿器过度拉伸, 损害了波纹补偿器。3) 在管道的预热过程中, 管道内部的水产生了强烈的波动, 管道也随之产生了跳动。4) 在清洗过管道并通过检验得知其中无杂质之后, 仍然在管网发现了若干固体杂质。

2.2 上述质量问题出现的原因及解决方案

该市在热力管道施工过程中产生的质量问题, 很早被发现且被处理, 保证了工程的整体质量。但是上述问题对于今后的直埋热力管道施工来说具有借鉴意义。在施工过程中产生上述问题, 影响了工程的整体进度并使施工方经济受损。所以笔者对上述问题作出了一系列的分析:

1) 安装方式错误。该施工单位在管道和补偿器安装过程中采用的是边挖边装, 边装边填的方式, 把管道一根一根的往前接, 补偿器也是如此, 这样就造成对用户管道支架的位置调整不能做到最佳, 管道安装时弯曲度偏差大。在实施试压过程中, 由于产生了一定的膨胀, 管道横向位移。正确的做法是, 将补偿器的安装工作放在后面, 将管道整体安装完成后, 保证管道整体的同心度符合相关规定及固定支架的安装足够坚固。等到上述步骤完成后, 在管道上标明补偿器安装的定位中线, 根据所使用的补偿器具体长度画出补偿器的安装边线, 在对管道实施切割并在处理过切口之后安装补偿器。补偿器在安装过程中要使用临时支架予以支撑。

2) 施工人员专业知识不足。对于补偿器的伸缩性没有一个清晰的概念。补偿器安装的作用就是利用其伸缩性实现对管道产生热胀冷缩时予以补偿。所以在需要试压时若该管道系统已安装了补偿器, 就要先按照管道图纸的设计方案, 完成固定支架的安装工作, 对补偿器的伸缩度给予一定的限制, 再实施试压。

3) 工作人员操作失当。在进行暖管工作时, 阀门打开太大, 导致管道中瞬间涌入了大量蒸汽, 并产生了过多的凝结水无法及时排除, 在管道内回荡产生水击并引起了管道的剧烈跳动。这种情况是相当危险的, 极易造成管道破裂或阀门破裂, 影响整个管道系统的安装进度。正确的做法是在启动管道暖管工作时, 缓慢开启蒸汽阀门, 使蒸汽逐步进入管道, 并产生一定量的凝结水, 凝结水在水蒸气的推动下管道深处流去, 达到暖管的目的。在开始暖管之前, 要对疏水阀的状态予以确认, 保障疏水阀在暖管结束后能做到排出凝结水。

4) 施工人员不了解施工规范。在设置冲洗排出口时设置在了末端管道的上方, 导致较大体积的固体杂质不能顺利排除。正确的做法是在管道系统的末端设置冲洗口, 要注意不能对交通等产生影响。冲洗口应使用钢管焊接在热力传输管道的下侧且冲洗管的横截面积应当≥被冲洗管道横截面积的75%。

3 结束语

总而言之, 室外热力管道工程是一项具有很强的专业性以及技术性的工作, 其对于管道的施工质量有很高的的要求, 施工人员在实施施工之前一定要对该工程的相关特性及注意事项有一定的了解, 并制定好周详的施工计划保障施工过程有条不紊。

参考文献

[1]任应华, 徐庆伟.室外直埋热力管道施工质量问题分析[J].安装, 2011.

[2]杨宁.室外直埋热力管道施工质量问题分析[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013.

[3]刘雄飞.余健.室外直埋热力管道施工质量问题措施[J].城市建设, 2013.

供热管道直埋无补偿施工工法第7篇

1 特点

无补偿较原有有补偿取消了支敦、补偿器, 故障率低、维护工作量低;供热管道采用高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管, 该管道在防水、防腐、保温及机械强度等方面的性能非常优越;直埋施工工艺简单有效, 施工工期短, 质量容易控制, 适用于我国北方集中供热区域。

2 适用范围

本工法适用于城镇集中供热管道的施工。

3 工艺原理

直埋无补偿是靠管材与土壤之间的摩擦力来对管道产生约束, 实现弹性敷设。

4 工艺流程及操作要点

4.1 测量放线

4.1.1 测量工作开始前, 由工程技术人员带领测量人员认真熟悉图纸和标准要求, 对测量基准点和参考标高进行复核测量。

4.1.2 对管道中心线、管沟边界线、布管中心线、施工通道和施工作业带进行放线, 用白灰线作出明显标志, 并将管线中心桩移到管沟堆土区的外侧保护起来。

4.2 土方开挖

4.2.1 管沟开挖时, 宜以现场具体情况分段 (尽量长) 开挖, 最小长度不小于100米。

4.2.2 高水位地段管沟采用分层开挖, 首先机械挖至-1.5米深左右, 进行井点降水, 降水后再挖至设计深度。

4.2.3 对不稳定淤泥段沟壁, 应采取支护措施。

4.2.4 开挖地段遇到沼泽地或低洼地带时应垫管床。

4.3 管道组对焊接

4.3.1 管道组对采用机械吊管、内外对口器组对、人工配合。

4.3.2 管道焊接采用氩气保护焊打底, 手工电弧焊盖面。

a.焊接工艺要求

(1) 焊接作业必须严格按焊接工艺指导书进行; (2) 焊接引弧应在管道坡口内进行; (3) 根焊道起弧点必须焊透, 整个根焊道内部成型要均匀熔透; (4) 管道焊接时每层焊缝必须一次连续焊完, 把层间溶渣清除干净。对表层气孔、飞溅, 根焊道突起处用砂轮打磨, 检查合格后方可进行下一层焊接, 两层相邻焊道起点位置应错开20-30mm; (5) 当直管与弯管或弯头连接时, 不留预留口, 采用一次顺序焊接; (6) 为保证施工质量, 减少环境对施工质量影响, 配备专用的防风棚。

b.焊缝检验

(1) 外观检查:管道焊缝要进行100%外观检查, 用焊检尺进行实测检查, 质量检查必须严格执行《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50235-97要求; (2) 无损检测:依据设计要求在外观检查合格后进行100%超声波探伤检查, Ⅱ级合格, 再用X射线探伤复检20%, Ⅲ级合格。

4.4 管道防腐保温

采用保温接头的外护管与套袖连接采用热熔焊及热收缩带双重做法。

4.4.1 电热熔接头保温

a.对准备使用的接头套管用万能表进行测试, 测试合格后将热熔套袖套入接口处, 保证两边搭接100 mm以上。

b.安装好热熔套管后用专用夹夹紧, 使热熔套管与原保温管紧密连接在一起。

c.接通电热熔套皮电源启动控制箱按钮, 将热熔套管的电阻丝与保温管的管皮进行充分加热待两体充分熔为一体时为止。

d.将电熔机电源关闭, 待热熔好的热熔套管冷却, 恢复原固体形状即可。冷却时间为20min～30 min。

e.外表合格后拆下夹紧装置, 开始打孔进行气密性试验, 钻孔用P25钻头, 钻孔与放气孔的间距为15cm～20cm之间。用空气压缩机打压到0.02 MPa, 保持10秒种以上不掉压为合格。

f.进行机器注料, 注料时精确计算发泡打料时间, 保证密实度且不浪费, 泡沫密度应大于50kg/m3。聚乙烯塞盖用榔头封实, 振捣到不漏气为止, 一个工作流程即完成。当管道有坡度时, 排气孔应设在最高处。

4.4.2 热缩带接头保温施工

a.包热收缩带:将热收缩带始端的胶面用喷枪加热至软化状态后, 以套袖边端为中心将其压粘在补口处并粘牢, 将热缩带末端用同样的方法加热后环向搭接在始端, 使热缩带呈环状, 然后在末端加热覆盖固定片。

b.用喷枪均匀地由热缩带中部开始沿圆周方向加热至一端, 中端与加热端环向收缩, 然后再从中部另一端用同样的方法加热, 使热缩带两端圆周均有胶溢出为止。

c.待热缩带完全冷却后, 一个工作流程即完成。

4.5 管线下沟

4.5.1 管道下沟前应检查沟槽底高程、坡度、基地处理是否符合要求。沟槽开挖后应将沟槽中的砖头瓦块等杂物清理干净。

4.5.2 管道下沟后, 不得出现管底悬空现象, 否则应用细土进行填实。填细土后管子标高应符合设计要求, 不得出现浅埋现象, 并立即回填细土及稳管, 预留连头处管口用盲板封焊, 防止进水。

4.6 土方回填

4.6.1 回填细土的粒径不大于20mm, 细土来源以就地筛土为主。

4.6.2 细土 (中砂) 回填全部采用机械回填, 人工分层夯实。

4.6.3 回填时先填管腔, 后填管两侧。分层夯实, 回填土压实系数:管顶下部≥95%, 管顶上部500mm≥85%, 500mm以上按原状土回填。

4.7 管线吹扫试压

管道试压在管道下沟回填之后进行, 清管设备为高、低压压风车, 试压采用清水为介质。

4.7.1 作业顺序:管道充水→总体强度试压→清洗→试运行

4.7.2 用压风车清管后, 排尽管内空气。以水为介质, 将管线内充满水。

4.7.3 管线试压要求以水为介质进行总体强度及严密性试验, 升压应均匀缓慢进行, 每小时升压不得超过1Mpa, 分三次升压, 分别在0.3和0.6倍设计压力时各稳压半小时, 并对管道进行检查, 若未发现问题, 可继续升至强度试验压力, 稳压10min后对全线进行详细检查, 无渗漏, 然后将压力降至严密性试验压力, 用1Kg重的小锤在焊缝周围对焊缝逐个进行敲打检查, 稳压1h无渗漏、压降率不大于1%且总压降≤0.05MPa为合格。

5 工程实例

5.1 工程简介:

登峰地区燃煤锅炉房集中供热工程, 新建一级热网33Km, 设计采用直埋无补偿敷设方式。

5.2 计划工期:

2007年6月15日至2007年9月15日, 日历天数93天。

5.3 主要工程量

5.4 本工程施工工期短:

热网直埋管道的失效方式浅析第8篇

由于力作用而产生的应力称为一次应力,取决于静力平衡条件。如果一次应力超过了极限状态,管道会发生无限的塑性流动,会导致爆裂或断裂。位移作用可以是由于给定的位移或变形,如热胀变形或管道沉降;也可以是由于位移或变形引起的力,如土壤的轴向摩擦力和压缩反力。由位移作用所产生的力称为二次应力,取决于变形协调条件,所产生的变形总能使压力下降,使变形不再发展。如果二次应力超过了极限状态,钢材也会产生屈服,发生塑性变形,但不会产生无限的塑性流动。另外,在管道局部不连接处,力作用和位移作用都会产生应力集中,所产生的应力称为峰值应力。峰值应力不会引起显著的变形,但循环变化的峰值应力也会造成钢材内部结构的损伤,导致管道的局部疲劳破坏。

2热网直埋供热管道的失效方式分析

强度失效:因管道中各类应力超出其相应的强度条件而产生的断裂破坏。

稳定失效:管道在受压状态下丧失其稳定性而产生的破坏。

下面分析这两种失效方式产生的原因。

2.1 强度失效

1)塑性流动。

内压产生的一次应力所引起的变形具有非自限性。当一次应力超过屈服极限σs时,管壁会产生较大的塑性变形(塑性流动),塑性变形的进一步增加,可导致管道的爆裂或断裂。

2)循环塑性变形。

温度变化产生的二次应力,取决于变形协调条件,所引起的变形具有自限性。变形的同时总能使应力下降,反过来又使变形不再发展,故当二次应力超过屈服极限σs时,也只会产生有限的塑性变形。

然而,这种塑性变形会对管壁内部结构造成一定程度的损伤,循环往复的塑性变形将使管道发生破损。在管道的使用期间内,当压力和温度所产生的应力变化范围超过了两倍的屈服极限σs时,在升温过程中将出现压缩塑性变形,在降温过程中将出现拉伸塑性变形,最终导致管道的循环塑性破坏。

3)疲劳破坏。

应力集中通常发生在弯头、折角、大小头及三通等管件处。在温度和压力变化过程中,应力集中引起的峰值应力只在很小的局部范围内产生循环塑性变形。

一方面,该区域是被弹性区域包围的,故不会引起爆裂或断裂;另一方面,塑性变形对钢材的损伤作用使管件经历了一定的运行周期后,产生疲劳破坏。疲劳破坏也与应力变化有关,峰值应力的变化范围越大,疲劳破坏所经历的时间就越短。

2.2 稳定失效

1)整体失稳。

从整个管线看,管道属于杆件。当热胀不能完全释放时,运行工况下的轴压力最大,在轴压力作用下,由于压杆效应,可能会引起管线的整体失稳。

2)局部失稳。

从管道局部看,管道属于薄壁壳体。在轴向压应力作用下,管壁可能出现局部皱结,引起局部失稳。

3)椭圆化变形。

横断面上的土壤荷载和交通荷载也会使管道界面产生椭圆形变化,过大的椭圆形变化也会使管道产生破坏。

3管径大于500 mm的供热管道的失效方式分析

由于现阶段在各大城市大力推广集中供热,热网的最大管径都超过500 mm,而在《城镇直埋供热管道工程技术规程》中给定的管道受力计算均为500 mm以下。在直埋敷设的热力管道中,当管径小于500 mm时,管道只会出现无限塑性流动、循环塑性流动、疲劳破坏和整体失稳,而不会出现其他形式的破坏。在强度计算中,满足相应破坏方式的强度条件时,管径500 mm以下的管道将处于安全状态。当管径大于500 mm时,除上述破坏方式外,局部失稳和截面椭圆化变形将成为直埋管道的主要失效方式。

针对管径大于500 mm的供热管道的这两种主要的失效方式做如下分析:

1)局部失稳。

产生局部失稳的因素是管道的轴向应变,轴向应变取决于热胀变形的大小和释放程度。此外,产生局部失稳的可能性还与管道的截面参数有关。在轴向应变相同的管道中,局部失稳的可能性随着管壁的增厚而减小,随着钢管平均半径的增大而增加。

2)椭圆化变形。

产生径向变形的原因是管道上作用的垂直荷载,包括土壤荷载和车辆荷载。土壤荷载随着管道的埋深增加而加大,车辆荷载则随着管道的埋深增加而减小。同样,径向变形的大小也与管道的截面参数有关,在相同的垂直荷载作用下,钢管平均半径越大,径向变形越大,管壁越厚,径向形变越小。

验算土壤压力和车辆荷载作用下控制钢管截面椭圆化变形的稳定条件为:保证钢管截面的径向变形不大于钢管外径的30%。

4大管径热网直埋供热管道设计中应注意的问题

在大管径热网直埋供热管道设计中,除按照规程进行强度设计外,同时还要采取相应的措施来避免出现整体失稳、局部失稳和椭圆化变形。

1)适当增加钢管壁厚,增大管道的刚度,以提高抗失稳能力,保证不出现截面椭圆化变形和局部失稳。采取增加覆土深度及避免在管线附近平行开沟等措施,增大外界的抗纵向失稳反力和保持外界抗水平失稳能力,防止出现整体失稳。

2)采用预应力安装方式,提高安装温度,减小运行工况下的温升及相应的轴向应力,降低热胀变形量,防止出现局部失稳的现象。

3)通过设置补偿器或弯管的方法,提高热胀变形的释放程度,保证不出现局部失稳。

参考文献