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聚氨酯保溫直埋管在供熱工程中的應(yīng)用
發(fā)表時(shí)間:2013-3-8
聚氨酯保溫直埋管在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家已成為一項(xiàng)比較成熟的先進(jìn)技術(shù)。近十幾年,我國(guó)供熱工程技術(shù)人員通過消化、吸收這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),正推動(dòng)著國(guó)內(nèi)管網(wǎng)敷設(shè)技術(shù)向更高的層次發(fā)展。十幾年來(lái)的實(shí)踐成果充分證明了聚氨酪保溫直埋管敷設(shè)方式與傳統(tǒng)的地溝及架空敷設(shè)相比,具有諸多優(yōu)點(diǎn)。這也正是聚氨酪保溫直埋管在我國(guó)供熱工程上得以迅猛發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。
  聚氨酯保溫直埋管的優(yōu)點(diǎn):1.降低工程造價(jià)。據(jù)有關(guān)部門測(cè)算,雙管制供熱管道,一般情況下可以降低工程造價(jià)的25%(采用玻璃鋼做保護(hù)層)和10%(采用高密度聚乙烯做保護(hù)層)左右。2,熱損耗低,節(jié)約能源。由于直埋管采用聚氨酪硬質(zhì)泡沫塑料進(jìn)行保溫,其導(dǎo)熱系數(shù)為:λ=0.013-0.03kcal/m·h·oC,比其他過去常用的管道保溫材料低得多,保溫效果提高4~9倍。再有其吸水率很低,約為0.2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的閉孔率高達(dá)92%左右。低導(dǎo)熱系數(shù)和低吸水率,加上保溫層和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃鋼保護(hù)殼,改變了傳統(tǒng)地溝敷設(shè)供熱管道“穿濕棉襖”的狀況,大大減少了供熱管道的整體熱損耗,熱網(wǎng)熱損失為2%,小于國(guó)際10%的標(biāo)準(zhǔn)要求。3.防腐,絕緣性能好,使用壽命長(zhǎng)。直埋保溫管由于聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫層緊密地粘結(jié)在鋼管外皮,隔絕了空氣和水的滲入,能起到良好的防腐作用。同時(shí)它的發(fā)泡孔都是閉合的,吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機(jī)械性能。因此,工作鋼管外皮很難受到外界空氣和水的侵蝕。只要管道內(nèi)部水質(zhì)處理好,據(jù)國(guó)外資料介紹,聚氨酪保溫管道的使用壽命可達(dá)50年以上,比傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)、架空敷設(shè)使用壽命高3~4倍。4.占地少,施工快,有利環(huán)境保護(hù)。直埋供熱管道不需要砌筑龐大的地溝,只需將保溫管埋人地下,因此大大減少了工程占地,減少土方開挖量約50%以上,減少土建砌筑和混凝土量90%。同時(shí),保溫管加工和現(xiàn)場(chǎng)挖溝平行進(jìn)行,只需現(xiàn)場(chǎng)接頭,可以縮短工期約50%以上。5.國(guó)外生產(chǎn)聚氨酪保溫預(yù)制管,均設(shè)有滲漏報(bào)警線,一旦管道某處發(fā)生滲漏,通過報(bào)警線的傳導(dǎo),便可在專用檢測(cè)儀表上顯示出保溫管道滲水、漏水的準(zhǔn)確位置及滲漏程度的大小,以便通知檢滲人員迅速處理漏水的管段,保證供熱管網(wǎng)的安全運(yùn)行。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的保溫管目前末設(shè)滲漏報(bào)警線,有待補(bǔ)上這一空白。總之,聚氨酯保溫直埋管不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設(shè)管道難以比擬的先進(jìn)技術(shù)、實(shí)用性能,而且還具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,也是供熱節(jié)能的有力措施。采用直埋供熱管道技術(shù),標(biāo)志著我國(guó)供熱管道技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了新的起點(diǎn)。隨著這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步完善和發(fā)展,供熱管道直埋取代地溝和架空勢(shì)在必行。聚氨酯保溫直埋供熱管設(shè)計(jì)和施工應(yīng)注意的問題聚氨酪保溫直埋管從節(jié)約能源、降低造價(jià)、縮短施工周期、保護(hù)環(huán)境多方面來(lái)看,不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設(shè)管道難以比擬的技術(shù)和實(shí)用性能,而且具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,但一個(gè)優(yōu)質(zhì)的直埋供熱管道工程還必須具備設(shè)計(jì)合理、保溫管道質(zhì)量可靠1精心施工3個(gè)條件。
  由于直埋供熱技術(shù)在我國(guó)起步較晚,以上3個(gè)條件尚需不斷完善。從工程實(shí)踐中出現(xiàn)的質(zhì)量問題來(lái)看,應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工中特別注意以下幾個(gè)問題:
  一、在設(shè)計(jì)和施工中,一定要真正理解供熱管道直埋敷設(shè)方式分為有補(bǔ)償直埋敷設(shè)及無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)兩種方式,確實(shí)掌握兩種方式各自的工作原理,特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合,以便在設(shè)計(jì)上合理選用,施工上安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。1.首先要掌握概念:有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式,是通過管線自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器(如方形和波紋管補(bǔ)償器)來(lái)解決管道熱伸長(zhǎng)量的,從而使熱應(yīng)力為最小;無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè),簡(jiǎn)單地說(shuō)就是管道在受熱時(shí)沒有任何補(bǔ)償措施,而是靠管材本身強(qiáng)度來(lái)吸收熱應(yīng)力。2.無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)方式的基本原理:在安裝管道時(shí),首先給管道加熱到一定溫度,然后將管道焊接固定,當(dāng)管道恢復(fù)到安裝溫度時(shí)(溫度降低),管道預(yù)先承受了一定的拉應(yīng)力。當(dāng)管道通熱工作時(shí),隨著溫度的升高,管道應(yīng)力為零,當(dāng)繼續(xù)升溫時(shí),管道的壓應(yīng)力增加,當(dāng)溫度升到工作溫度時(shí),管道的壓應(yīng)力(熱應(yīng)力)仍小于許用應(yīng)力。這樣,管道可以不用補(bǔ)償裝置而正常工作了。這種無(wú)補(bǔ)償方式應(yīng)用第四強(qiáng)度理論,施工時(shí)需要對(duì)管道預(yù)熱,施工比較麻煩,但國(guó)內(nèi)外已有大量工程實(shí)踐,理論計(jì)算可靠,能確保安全。另一種無(wú)補(bǔ)償方式是近幾年由我國(guó)北京煤氣熱力設(shè)計(jì)院提出的計(jì)算方法和應(yīng)力分類采用安定性分析,應(yīng)用第三強(qiáng)度理論。這種方式充分發(fā)揮鋼材塑性潛力,施工方便,無(wú)需預(yù)熱。3.兩種敷設(shè)埋設(shè)深度考慮不同因素。
  一是當(dāng)確定采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí),埋設(shè)深度只考慮由于地面荷載的作用不會(huì)破壞管道的穩(wěn)定便可,從經(jīng)濟(jì)、施工方便等方面考慮。當(dāng)采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí),盡量淺埋,一般覆土厚度大于0.6米即可,且與管徑大小無(wú)關(guān)。
  二是當(dāng)采用無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí),埋設(shè)深度要考慮管道的穩(wěn)定要求,穩(wěn)定性主要與覆土厚度有關(guān),一般比有補(bǔ)償埋得深,當(dāng)采用不預(yù)熱的無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)管道時(shí),最小覆土深度應(yīng)按《城市熱網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ34-90)第7.2.15條執(zhí)行,覆土厚度應(yīng)與管徑大小成正比。4.設(shè)計(jì)中究竟采用無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)還是有補(bǔ)償敷設(shè)方式,原則是直管道較長(zhǎng),中間分支較少,供熱介質(zhì)不超過100℃時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)方式,否則,應(yīng)考慮有補(bǔ)償敷設(shè)方式。具體的熱網(wǎng)主干線應(yīng)采用無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)方式,而分支庭院管網(wǎng)則應(yīng)采用有補(bǔ)償敷設(shè)方式,但目前有的設(shè)計(jì)者偏愛有補(bǔ)償敷設(shè),應(yīng)提倡優(yōu)化設(shè)計(jì)。二、施工前必須對(duì)生產(chǎn)預(yù)制聚氨酪保溫直埋管的廠家進(jìn)行調(diào)研,進(jìn)場(chǎng)后認(rèn)真進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)不合格的保溫管拒絕使用。
  三、在直埋管道施工中,焊接是一項(xiàng)保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵工作。1.必須是取得合格證書的焊工,方可在合格證書準(zhǔn)許的范圍內(nèi)施焊,沒有合格證書的焊工絕對(duì)不能參加焊接施工。2.焊接管接頭時(shí),應(yīng)做好工作坑,且應(yīng)注意接頭打坡口及接頭焊接質(zhì)量。
  四、固定支架,各種井室的施工質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量和管道的使用壽命,如井室防水不好,將使部件因浸水遭到破壞。因此,應(yīng)認(rèn)真施工,確保施工質(zhì)量。
  五、必須重視直埋管管道的打壓,在滿足打壓條件下,首先進(jìn)行灌水排凈空氣,然后分兩步做:
  1.強(qiáng)度試驗(yàn):把管道內(nèi)的壓力升至工作壓力的1.5倍后,在穩(wěn)壓10分內(nèi)無(wú)滲漏。2.嚴(yán)密性試驗(yàn):把管內(nèi)的壓力降至工作壓力時(shí),用1kg的小錘在焊縫周圍對(duì)焊縫逐個(gè)進(jìn)行敲打檢查,在30分鐘無(wú)滲漏且壓力降不超過0.2個(gè)大氣壓即為合格。3.應(yīng)按規(guī)范要求做好試壓記錄。六、現(xiàn)場(chǎng)接頭保溫施工。這一項(xiàng)內(nèi)容是直埋管道施工特有的,施工質(zhì)量好壞直接影響使用壽命,必須引起足夠重視。保溫管現(xiàn)場(chǎng)接頭保溫須在試壓合格后方可進(jìn)行,保溫層有現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡施工和保溫瓦施工兩種方法,不管采用哪種方法施工,都不能出現(xiàn)環(huán)形空間,開裂、脫層等缺陷,保護(hù)層的做法有多種(如高密度聚乙烯和玻璃鋼保護(hù)層),但都必須保證接頭的整體性,嚴(yán)密性,防水性。七,回填土應(yīng)在管道試壓,接頭,竣工測(cè)量,清掃完畢后方可進(jìn)行,且必須按直埋管施工特點(diǎn)回填規(guī)定厚度砂子,千萬(wàn)不可偷工減料。
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