直埋高温热水管道指介质温度明显高于环境温度且直接埋在土壤中的管道系统。本文所指的高温热水管道是指设计压力为1.6MPa,设计温度为130℃/70℃的一次水管道。
80年代初,我国首次在一些城市的热网工程中采用从北欧国家引进的预制保温管进行直埋敷设,经历了二十多年的发展,无论是在预制保温管的生产和安装技术上,还是在直埋供热管网的设计理论和方法上,我国的供热管道直埋技术都得到了飞速发展,直埋管道现已成为我国城市热网的主要敷设方式。
我们环保供热有限公司目前敷设直埋供热管网460多公里,其中高温热水管网80多公里。从2005年开始,根据市场需求和供热规划,陆续安装敷设了联通路、西八路、西九路、西十路、西十三路等市政高温热水管网40多公里。工作钢管全部采用Q235B螺旋焊管,外护管采用高密度聚乙烯外壳和高密度聚乙烯电容套袖,聚氨酯现场发泡保温。工程技术人员根据现场实际应用经验,结合理论数据,和设计院充分沟通交流,提出许多合理有效的建议。经过运行实践证明,效果非常好,热损失小,末端温度下降不到1℃,安全经济。本文通过实例介绍高温热水管道的几点做法。
一、三通加强的新做法
在新区西十三路高温水管线工程中共有7处横过路管线,14个三通口,为了解决管道热补偿的问题,过路管线与主管道的连接设计为平行三通形式,就是过路管线用R=3D大倍率弯头与主管道平行敷设一定水平距离以后,再用弯头翻起与主管道连接。传统的做法就是用成品三通,而成品三通不但造价很高,而且三通口的制作工艺为从母管冲压而成,经过冲压以后三通口周围很难保证母管的壁厚,也很难保证母管腹部和背部的壁厚均匀度。而该管道为一次网高温热水管道,管道内压和主管轴向荷载联合作用产生的应力很大,而三通口是应力最为集中的关键部位。通过查资料、咨询设计部门及根据现场经验,我们工程技术人员找到一种既节约成本、便于安装,又能满足技术要求的三通加强的新做法,就是在母管上加装加强护板,在支管上加加劲肋。护板采用与母管管径相同的钢管,除护管与支管开口区域留有20~30mm间隙不予焊接外其余全部满焊,三角肋板下部与支管焊接,上部与护板进行满焊。这样在应力作用下,三角肋板受力不会伤及母管,而且护板与支管开口区域不予焊接,还能抵消一部分应力。通过加装护板把支管应力传递到护板和肋板上,提高了三通口处的总体强度,满足了技术要求,确保了工程质量。
二、直埋过路管道无补偿
在新区西十三路高温水管道工程中有3处顺过路管道,长度在60~90米,埋深在6.5米~8.5米左右,热补偿量150mm左右。传统的做法是在翻起的立管上加装复式拉杆横向波纹补偿器,补偿器需要砌筑满足补偿自由活动要求的井室,这样做的弊端一是复式拉杆补偿器的造价高,并且在日后的运行中需要进行定期的维护,补偿器是整个管网体系中最薄弱的环节,是易损件,二是需砌筑井室,井室大而深,不但造价高,更重要的是市政道路管线是严格按管线综合线位进行安装敷设的,现场根本没有足够的空间,给工程施工带来极大的难度,并且由于地下水位的原因,井室很难做防水处理,容易进水,从而使补偿器长期浸泡在水中,加大热损失和损坏度。为避免以上弊端,经过测算,两端立管采用R=3D的大倍率弯头加臂长,并在安装过程中根据补偿量进行预拉伸,从而满足技术要求。
三、回水管道做直埋无补偿
高温水管道的供、回水温度是按130℃/70℃来设计的,以往的做法是供、回水管道统一做固定支架和补偿器,只是回水补偿器的补偿量小点而已,补偿器是易损件,在运行中容易损坏,从而影响供热效果。因设计回水温度70℃,运行中可能低一些,因此可以考虑不做补偿,但由于市政道路高温热水管道是长距离管线,必须严格按管线综合做,因此可以借助过路口的下翻弯头和臂长来满足相对较小的热补偿量,从而满足技术要求。这样做,可少用一倍的补偿器,不但降低了工程初投资,更重要的是减少了易漏点,确保一次高温热水管道的安全经济运行。
另外在直埋高温热水管道施工中要注意以下施工要点; 1.管道保持同轴度。
2.注意补偿器的介质流向,双流向补偿器要明确主流方向,注意区分双流向和双向补偿器。
3.补偿器安装完毕,固定支架浇注后,保温前(补偿器保温)才可以去掉补偿器临时固定拉杆,并将固定拉杆的临时焊点打磨平。
4.管道接头要刷漆并做好接头保温防腐,这是关系整个管道体系寿命的关键部位,这一点许多施工人员很容易疏忽。