總之,高溫預制直埋保溫管不僅具有傳統地溝和架空敷設管道難以比擬的先進技術、實用性能,而且還具有顯著的社會效益和經濟效益,也是供熱節能的有力措施。采用直埋供熱管道技術,標志著中國供熱管道技術發展已經進入了新的起點。隨著這項先進技術的進一步完善和發展,供熱管道直埋取代地溝和架空勢在必行。
鋼套鋼保溫
一種是由輸送介質的鋼管、防腐外套鋼管以及鋼管與外套鋼管之間填充的超細玻璃棉組合而成,也可采用石墨、硅鈣瓦管殼及填充聚氨酯泡沫復合而成。鋼套管(鋼套鋼)埋設技術是一種防水、防漏、抗滲、抗壓和全封閉的埋設新技術,是直埋敷設技術在地下水位較高地區使用的一次較大突破。直埋管道的保護管的首要問題是嚴密防水的可靠性,此外要有良好的機械強度,鋼套管由于強度高采用焊接連接,防水的密封性能可靠性十分高,另外,其耐高溫性能也是其它外保護管所不能比擬的。在地下水位高的地區,為保證地下水不影響蒸汽直埋管道的正常運行,外保護層*好采用堅固、密閉的鋼管外殼。一、保溫結構防腐層 外護鋼管 聚氨酯泡沫層 阻隔、反射層 無機硬質保溫層 減阻層 工作鋼管(Φ159以下的鋼管加定心環保證內外管同心度)二、結構機理 1.防腐層:保護外鋼管避免腐蝕物腐蝕鋼管,延長鋼管使用壽命。 2.外護鋼管: 保護保溫層免受地下水侵蝕,支撐工作管并能承受一定的外部荷載,保證工作管正常工作。 3.聚氨酯泡沫層: 保證介質溫度,保證外護管表面保持常溫。 4.阻隔、反射層: 保證有機泡沫材料不進入無機硬質耐高溫層;反射耐高溫層部分熱量。 5.無機硬質保溫層:耐高溫,保證與有機保溫層之間的界面溫度,保證泡沫不被炭化。 6.減阻層: 保證工作鋼管熱脹冷縮自由運動。 7.工作鋼管:保證輸送介質正常流動。
2.1、關于保溫結構計算
2.1.1、蒸汽管道直埋敷設與架空、地溝敷設傳熱狀態不同,架空敷設是向無限空間傳熱,地溝敷設是熱介質通過保溫材料、流動空氣層、溝壁等以不同傳熱狀態向周圍土壤傳熱,而直埋敷設,簡化講熱介質是向周圍土壤按一維穩態傳熱,土壤可視為保溫結構一部分。以目前國內常用的內滑動式復合結構蒸汽保溫管為例,計算過程中首先應劃定三個界面溫度。
無機保溫材料與有機保溫材料接觸處可視為*一界面,外保護層與土壤接觸處視為第二界面,地表與空氣接觸面視為第三界面。計算時應先控制三個界面溫度,*一界面溫度控制在有機材料耐溫能力以下;第二界面溫度應控制保護層的防腐、防水及機械性能不遭受大幅度衰減或破壞;第三界面溫度則控制不會因界面溫度升高而使得管道周圍土壤熱阻值提高,從而造成*一、二界面溫度升高破壞保溫結構。所以在保溫結構計算過程中,應校核當地極高、極低環境溫度的影響,必要時應適當調整保溫結構各層保溫材料的厚度,以確保保溫結構安全。同時,計算過程中不能簡單地按架空管道保溫結構或按中公式進行計算,而應結合節能50%,管網輸送效率提高到大于90%的要求。
2.1.2、保溫計算中,對土壤、保溫材料的導熱系數選取不能草率,這兩個系數的選取正確與否,往往影響保溫效果和管道運行安全性。
土壤的導熱系數在0.5~2.5w/m.k之間,跨度很大,其大小與土壤種類、含水量大小、化學成分、埋設條件等多種因素有關。在工程設計時應堅持實測當地土壤導熱系數或求助當地地質部門提供資料,認真確定土壤導熱系數值。如果只根據“無資料可查時取1.5w/m.k”確定土壤導熱系數不是科學的,因為不能確切反映管道所處的土壤實際情況,造成計算結果誤差很大。例如南方高水位地區和西部干燥地區的土壤導熱系數值相差成倍,那么保溫結構計算結果也會差異很大,如果草率計算,會造成管道表面溫度過高或過低,破壞管道保護層或不經濟。所以,應使用當地實測土壤導熱系數值來計算。石家莊供熱指揮部等單位堅持實測導熱系數的做法是科學態度。 |
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