无补偿直埋保温管的热风预热技术

试述无补偿直埋在集中供热工程中的应用摘要：集中供热对于城市发展来说有着重要的意义，以集中的方式敷设管网能够极大的提高供热效应，并降低环境污染，推动城市工期质量的提升。

关键词：无补偿直埋；集中供热1概述热力管道直埋敷设方式由于施工速度快、占地少、使用寿命长、节能降耗，在城镇供热管网中逐渐取代了传统的地沟和架空敷设方式，直埋管道中的应力是热胀变形不能完全释放而产生的。

因此，通过选择不同的安装方式，可以改变热胀变形的大小和变形的释放程度，进而改变管道的应力水平。

热胀变形的大小与零应力状态对应的温度有关，零应力状态温度的提高，可降低热胀变形的大小。

管道变形的释放程度与补偿装置的设置有关，当设置补偿装置时，补偿装置吸收了附近管道的热胀变形，使附近一定范围内的管道热胀变形得到释放。

根据热胀变形能否释放和零应力状态温度是否等于安装时的环境温度，管道安装又可分为：1.1无补偿冷安装管道回填时，既不进行预应力处理，也不安装补偿装置，温度变化时管段处于不动的锚固状。

无补偿冷安装是最简单和最经济的安装方式，但运行工况下管道承受较高压力。

在满足强度条件时应优先采取这种安装方式。

1.2有补偿安装当管段中设置补偿装置时，在补偿装置附近处于滑动状态的管道安装属于有补偿安装。

由于设置套筒补偿器等补偿装置，必然增加建设投资和管网运行中的事故点，应当尽量减少使用。

1.3预应力安装零应力状态温度等于安装时的预热温度。

当管道温度等于预热温度时，管道应力为零，而当管道温度恢复至环境温度时，管道产生预应力效果。

实现预应力方式包括预热和一次性补偿器两种方式。

管道预热安装一般采用充水预热或电加热，因充水加热温度控制方便，采用比较多。

施工基本采用临时送电线路，电加热条件较高，采用比较少。

2无补偿直埋在集中供热工程的的优势与问题2.1无补偿直埋在集中供热工程的的优势直埋敷设，即直接在土下埋设管道，无需进行挖地沟等前期操作，管道自身可以承受负载。

这种管道埋设的方式具有较强的应用价值，因而发展前景较为广阔。

供热管道冷安装无补偿直埋敷设技术的应用摘要：在没有补偿的情况下，直埋管的安装和布置方式采用了先进的应力分析，得到了国内外取暖界的普遍认可，已经是非常成熟的技术。

我们相信，今后在实际应用过程中，认真对待所有细节，掌握工程质量，在没有补偿的情况下，直埋热管技术将在节能减排过程中发挥巨大作用。

关键词：供热管道；冷安装无补偿直埋敷设技术；应用引言通过压力管网试验，采用非补偿布置方式，不仅减少了管网补偿装置的初期投资，还减少了管网的危险点，提高了管网的安全性和稳定性。

因此，无补偿制冷安装方式有助于直埋管网技术的发展，在国外直接供热管网建设中具有应用价值。

1供热管道冷安装工程概况某城市乡镇拟利用余热进行集中供热，现需要对集中供热管道进行设计并安装施工。

根据设计方案，采用的是双管闭式枝状布置系统，对于一次网管线拟采用冷安装无补偿直埋敷设技术，其中使用的管道为预制直埋保温管，管网整体结构简单、方便后续运行管理，且整个工程项目造价比较低。

根据设计方案，一次管网的温度差为30℃，其中供水温度和回水温度分别为80℃和50℃。

集中供热共设置了三条主管网。

2无补偿冷安装直埋技术的优势与不足2.1无补偿冷安装直埋技术的优势2.1.1管网布置形式简单在供热管网进行工作的时候，它所处的温度范围内是不需要设置补偿器来提高供热管网的强度的，从管网强度的角度考虑，供热管网中可不设置补偿器。

但由于些管件的强度或对其热位移的限制，有可能设置少量补偿器及固定墩。

因此，管网占空间小，布置形式简单。

2.1.2投资较少对于供热管网的投资包含很多内容，其中有管网在运行过程中所产生的费用、设备在进行更新时也会有费用产生以及在建设管网时也会产生费用，在建设过程中所产生的费用最多，比如，管网的采购、安装、回填或是保温等施工都需要一定的费用。

以某建设供热管网工程时，采用无补偿冷安装直埋敷设的工程总造价比采用有补偿直埋敷设节约总投资的15%左右，由于减少或不采用补偿器，降低了管网的阻力，约能减少管网阻力的30%，有利于节能运行。

简述直埋供热管道的电预热方法随着近几年集中供热工程的发展，直埋供热管道的敷设得到了推广，其敷设方式和方法在不同的地区和不同的设计院选择是不大相同的，随着供热技术的发展，在确保管道在运行过程中的安全性，人们在朝着降低施工难度、降低工程造价、加快施工进度的方面努力，其中直埋供热管道无补偿敷设安装技术，目前已经得到了广泛应用，其核心技术是管道的预热，降低了管道的应力幅度，从而提高了系统运行的安全与可靠性。

常见的预热方式有三种，即热水预热、热风预热和电预热。

下面结合工程对直埋供热管道的电预热方式做以简单介绍。

一、工程介绍在山西晋城我公司承接一直埋供热管道工程，采用了电预热方式进行无补偿敷设。

本工程沿晋长高速西北侧敷设，高速路至中继泵站管网，管道直径为DN1200聚乙烯外护壳形式的保温管，长度约2670m。

二、电预热工作的基本原理管道电预热是通过预热设备提供一个低电压、高电流的电能，将供回水管道作为电阻，通过电缆连接起来，与预热设备形成回路，利用电能对钢管进行加热，将钢管温度加热到设计预热温度。

相对于水加热和风加热而言，管内没用介质，减少管道和介质的自重，减少系统的摩擦力，从而显现出电预热沿管道长度方向预热均匀，时间短。

一般输出电压不高于60V，输出电流在3000-5000A。

其接线原理如下图1：三、电预热技术及安装特点3.1技术优势①施工简单方便，施工速度快；②预热均匀；预热时间短；热消耗量较小；③有效提高管网的安全性和可靠性及使用寿命；④电预热设备体积小、易操作、无噪音, 自动监控。

3.2预热安装特点①管道的轴向应力可以降低到冷安装时的一半；②取消了一次性补偿器安装中大量使用的一次性补偿器；③施工费用相对较低。

四、主要施工方法及控制要点1、在施工前，与预热专业队伍进行协商与配合，明确电预热的施工条件。

2、在预热管端焊接接线端子，如图2所示。

3、按要求对管道进行回填，回填土为均匀的密石土，要求分层碾压，一般要求回填至管道上端200-300mm，如图3所示。

埋 无补偿 冷安装技术 的应用
葛 全 君
（ 包头华源热 力有 限公 司， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 详细介绍了直埋预制管道敷设常用的安装方式， 分析了几种安装方式的优缺点， 重点介绍了直埋无补偿冷安装在 实际供热
工程 中的应用 ， 同时对于设 计施 工过程 中一 些细节 问题 ， 结合 实际情 况提 出了我们的解决 办法和建议 。 关键词 ： 供热； 无补偿直埋 ； 冷安装 ； 方法 近十来年预制保温管的直埋敷设在我国得到迅速发展 ，已经成为 程中采取了一系列有针对性 的措施将进行了解决。３ ． １ ． １ 土方开挖前严 供热管网的主要敷设方式， 其主要原 因是土建工程量小 ， 施工进度快 ； 格测量放线 、 测设高程 ； 土方开挖过程 中进行 中线 、 横断面 、 高程的校 占地小 ； 安全性高 ； 节省投资费用 ； 管道寿命长； 输送热效率高。另外在 核 ； 机械挖土预留 ２ ０ ０ ａ ｒ ｍ的余量 ， 而后用人工配合机械开挖 ， 挖至管底 利用该技术进行设计施工过程中， 我们遇到一些问题 ， 同时也积累了一 标高 。３ ． １ ． ２沟槽 回填 时采用人工配合机械 的回填 方式 ，管 底以下 些办法 ， 与大家共同探讨。 ２ ０ ０ ｍ ｍ、 管顶 以上 ２ ０ ０ ａ ｒ ｍ及管腔 中砂 回填 ， 人工夯实 ， 其余采用粉状土 １直埋管网敷设方式 回填 ， ４ ０ ０ ｍｍ一夯实然后进行密实度检测达 ９ ７ ％后继续进行下一步 回 直埋管网敷设方式简单的讲有两种 ， 一种是有补偿直埋敷设 ， 另一 填夯实 ， 管顶 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ后采用机械夯实。 自２ ０ ０ ７ 年供热开始至 ２ ０ １ ２ 年 种是无补偿直埋敷设 ， 还有一种是介于以上两种方法之间 ， 即供水管采 采暖期， 供热管网工程未因土方工程质量影响到热网的安全可靠运行。 用有补偿直埋敷设 ， 回水管采用无补偿直埋敷设。无补偿直埋敷设 ， 改 ３ ． ２管材要求。３ ． ２ ． １ 一次管网的供水设计温度一般为 １ ３ ０ ％。 所以 变 了以往利用补偿器来吸收管道的热膨胀变形从而使管道应力下降的 次网对管道的要求很高 ， 一方面输送介质温度高 ， 所以要求保温材料 模式， 而是充分利用 了钢材本身的强度应力特性 ， 在降低应力水平的前 要有很好的保温 陛能及耐温 『 生 能采，以避免高温运行情况下保温材料 提下实施的—种方法。 碳化而导致预制保温管失去其固有的性能； 另一方面由于输送距离、 输 ２直埋管网安装方式 送介质温度高需要管道要承受较大压力 ； 再者由于管道直埋 ， 管道热胀 直埋管网的安装方式 从有补偿、 预应力安装发展为冷安装方式。 冷缩时， 保温管高密度聚氯乙烯外壳要承受很大的摩檫力 ， 因此要求外 ２ １ 无补偿冷安装 。 无补偿冷安装是管线焊接和沟槽 回 填等安装过 壳与保温层 、保温层与钢管都要有很强的结合力 ，以保证其 “ 三位一 程都是在正常的环境温度下进行的。管道应力验算采用分类法和安定 体” ， 同时土壤的压力也要求外壳具有—定的承载能力。基于上述技术 性分析理论 ， 设计 中考虑各种载荷条件可能的组合 ，将应力根据其起 要求 ， 包头华源热力有限公司供热管道采用直埋预制保温管， 直埋预制 因、 来源 、 作用范围、 性质和危害程度不 同 进行分类 ， 采用不同的强度验 保温管 由 输送介质的钢管（ 工作管 ） 、 聚氨酯硬质泡沫塑料（ 保温层 ） 、 高 算条件。 按照以上方法设计的直埋热水管道 ， 直管段通常可以 不设补偿 密度聚乙烯外套管（ 保护层 ） 紧密结合而成。直埋预制保温管“ 三位一 装置且不必预热，管道焊接和沟槽回 填等安装过程都在冷态条件下进 体 ” ， 当管道温度变化时 ， 钢管的热胀冷缩变形可以通过保温层传到外 行。 在冷态的环境温度下管道处于零应力状态， 在运行工况下热应力增 护管 ， 使外护管与周 围回填土之间发生滑动， 同时外护管上的土壤摩擦 大， 但应力变化范围 始终控制在 允许值之 内。 该谢 斗 Ｉ 方法在热水管道直 阻力又通过保温层限制钢管的热胀冷缩变形。３ ． ２ ． ２三通加固及分支抽 埋敷设中可以发挥明显优势， 利用温度应力具有 自限性的特点。 充分发 出。 在工 程设计时 ， 三通 管位 分不 同管径趟 朱 力 Ｉ １ 固。但三通 加固长 挥管材的承载能力。 ． ． 期 以来有个误区 ， 认为加 固的 目的是为了保护分支管道 ， 实际上三通加 ２ ２预应力安装方式。 预应力安装方式有敞沟预热安装和采用一次 固的主要目的是为了保护主管道 ，因为三通在主管道上开孔后焊接支 性补偿器预热安装两种 ，在管道温度升至或高于预热温度时回填或焊 管 ， 主管道被挖孔切割了一部分 ， 会在管道运行时产生应力集 中， 而管 接。 从环境温度到预热温度间的热膨胀量提前释放。 在管道温度下降至 道在运行时要承受和传递巨大地轴向荷载，为了避免主管道在运行时 环境温度时 ， 管道处于拉应力状态 ， 但管道温度升高超过预热温度时 ， 产生屈服破坏， 就必须对主管道削弱的部分进行加强 ， 以承受和传递轴 管道处于压应力状态而产生预应力效果。 在运行状况下 ， 由于一定量的 向荷载。在大 口径直埋管道上设置的三通采用加披肩或带加强板的三 热胀变形提前释放 ，管道在工作过程中压应力和拉应力均不超过钢材 通。 在三通支管上设置 ｚ 型弯来降低三通处的直 力， Ｚ 型弯距主管的距 的许用应力。 ２ ． Ｚ１ 敞沟预热安装。 在覆土前， 管道可以进行敞开式预热。 离为 ｌ Ｏ ～ ｌ ５ ｍ ； 平行主管采用 Ｌ 型弯管抽出等布置方法。 由于没有土壤摩擦力 ， 管道 的热胀变形可以提前释放， 预热温度为管段 ３ ． ３阀门的选择。无补偿直埋管道运行时所有管道及附件要承受巨 内平均应力为零时的温度 。 管道被办 Ｉ １ 热到预热温度时覆土后再冷却 ， 使 大的轴向荷载 ， 弯头处还要承受巨大的环向应力， 另外所有管道及附件 管道达到一定的平均应力水平。 在首次运行加热移动后 ， 其管端的位移 全部位于地下 ， 环境恶略， 空间有限。所以阀门及附件选择必须满足一 与冷安装的位移大致相同， 但避免了冷安装在首次移动时的较大位移。 些特殊要求。包头华源热力有 限公司一次网阀门采用三偏心双向硬密 ２ ． ２ ： ２ 采用一次性补偿器安装。 这种方法是在管道的直段部分， 按计算的 封焊接蝶阀、排气泄水采用焊接球 阀、压力表采用针型阀使用效果较 间距分段安装一次 眭补偿器 ， 并仅在补偿器附近的沟槽处 敞口， 其余沟 好 ， 但阀门选择是务必选择国内优质阀门。 槽回填。 在首次加热过程中 ， 一次陛补偿器的补偿量达到补偿管段所要 ３ ． ４ 焊接及检测要求。由于无补偿直埋管道在运行中要承受巨大的 提前释放的热膨胀量时将一次 陛补偿器焊死 ， 最终实现管道整体焊接 ， 管道 的热胀变形得到了提前释放 。由于土壤摩擦力 的作用 ， 在两个一次 性补偿器之间的局部应力 ， 将高于补偿器处的应力 ， 然而 ， 由于系统温 度的变化 ， 在多次变化以后 ， 应力将均匀一致。 管及管件采用双面焊 ， Ｄ Ｎ ７ ０ ０ 以下的管道采用氩弧焊打底电焊盖面 ， 焊 ３直埋无补偿冷安装在设计及施工中的注意事项 接完毕采用焊Ｅ ｌ １ ０ ０ ％无损检验 、 谢 线抽检 ，不合格的焊口绝不放 ３ ． １ 管道沟槽的要求。 供热管道直埋无补偿冷安装设计及 施 工过程 过 ， 且 连续返工两次的焊Ｉ ： ３ 重新对Ｅ ｌ 焊接。 在： ２ ｍ６ — ２ ０ １ ２ 年管网施工建 中， 土方工程是—个重要的环节， 直接关系到供热管网施工的质量。供 设 中， 焊接质量得 以绝对保证。 ． 热管网施工土方工程的好多案例显示 ： 部分沟槽开挖在 回 填土上， 沟槽 ４结论 基底未按照设计要求进行处理 ， 将管道直接 吊装安装 ， 造成基底不实 ， 直埋预制保温管无补偿冷安装敷设方式采用先进的应力分析法 ， 致使管道底部不均匀沉降 ； 沟槽开挖过程 中， 沟槽底部高程校核不好 ， 已得到国内外供热界的普遍承认， 已 经是一项很成熟的技术 ， 我们相信 致使管底不能与沟底 紧密接触 ， 造成局部底部悬空； 还有在管道对 口 焊 在 日后的实际应用过程中认真对待每—个细节 ， 把握好工程质量 ， 供热 接时 ， 采取抬高管道的方法强制对 口 焊接 ， 使管底悬 空， 管道失去均匀 管道无补偿冷安装直埋技术会在节能减排的过程中发挥巨大作用。 支撑 。 最终造成管道焊口开�