直埋热力管道钢套钢外滑动结构应用实例

直埋热力管道钢套钢外滑动结构

应用实例

摘要：近几年，随着我国各项事业的飞速发展，城镇居民对生活品质舒适性的要求和城镇建设环保节能要求的不断提高，“热电联产”事业得到了前所未有的发展。而与热电联产事业密切相关的蒸汽管道直埋技术因其特殊性和重要性逐渐成为国内供热行业攻关重点。近年来通过广大技术人员长期不懈的努力，在蒸汽管道直埋技术的研究、相关产品开发和管理方面都取得了长足进步，并大量应用于工程实践。本文将结合直埋蒸汽管道钢套钢外滑动结构应用实例进行探讨，从而使大家对钢套钢外滑动结构有一个更深的了解。

关键词：直埋热力管道；钢套钢外滑动；补偿器；玻璃钢防腐

Application example of the outside sliding

structure of “steel sheathed steel”of

directly-buried thermal pipe

HU Mao-Hui

(TAISHAN FIBERGLASS INC.,Taian 271000,China) Abstract: In recent years, along with the fast development of every undertaking in our country, and the increasing demands for the urban residents on the comfort of the quality of living and environment protection and energy conservation in the town construction, the cause of “combined heat and power”(CHP) has acquired unprecedented development. The technology of direct-buried steam pipe, which was closely related to CHP and had some particularity and significance, has gradually become the key projects in the domestic heating industry. Recently, through a long period of hard work of many technicians,

considerable progress has achieved in the investigation of the technology of direct-buried steam pipe and the development and management of some related products, and the technology was widely applied to the engineering practice. In this paper, application example of the outside sliding structure of “steel sheathed steel” of directly-buried thermal pipe was studied, and can make people understand the structure more deeply and widely than before.

Key words: directly-buried thermal pipe; outside sliding structure; steel sheathed steel; compensator; corrosion protection of fiber reinforced plastics

某开发区新建直埋供热管网，介质为过热蒸汽，冬季的供汽能力１０0吨／小时，现建成DN700,DN600,DN500,DN400的直埋蒸汽供热管道约7公里，已连续运行两年多，运行平稳。在具体的工程实践中钢套钢直埋敷设常会遇到各种各样的具体问题，从设计、施工角度讲如何处理好这些问题对于整个工程来讲是非常重要的。本文主要介绍设计钢套钢直埋敷设热力管道的一些实例以供大家参考。

1 有关直埋钢套钢管网设计理论

目前，国内采用的"外滑动钢套钢"结构型式（钢地沟）基本上是仿照国外直埋蒸汽管道型式。德国、美国采用外滑动式，即绑缚着保温材料的工作钢管在钢外护层内滑动。只有意大利萨克索姆公司是采用工作钢管在保温层内滑动，即内滑动式（但他们没有设内滑动层）。

此管网采用外滑动结构，有些资料称其为有空气层复合保温结

构，分为抽真空式和不抽真空式，这里采用不抽真空式。其结构由内向外分别为工作管、保温层、空气层、钢套管、防腐层（参见图1）。

1)芯管及端封2)芯管3)外护钢管端封4)外防腐层5)外护钢管6)铝箔反射层7)离心玻璃棉8)导向支架组件9)空气层10)不锈钢打包带

图1蒸汽管道保温结构

这种结构在工作时，工作管与保温层一起伸长变形，能够很好的保护保温层，这种型式的结构使用保温材料的选择面较宽，不必全面考虑保温材料的抗压性能指标。

2 钢套钢直埋热力管网设计、施工中的实际问题及其解决方法

这里就此供热工程从设计、施工角度谈谈出现的问题及解决问题的方法，与大家共同探讨。

①管网路线的选择：

管道在路线选择时，由于外护管管径最大为1087mm,为防止外护管椭圆化变形，影响内管滑动，所选路线避开了交通主干道，减少了在道路下铺设的距离。

②钢管的选用：

管网起点为开发区电厂，终点为开发区内某大型企业，全长约7公里。管线较长，管径较大，管材选用螺旋焊管，外护管执行SY/T5037-2000标准，工作管执行GB/T9711.1-1997标准。

③保温材料的选用及保温做法：

管道应采用软质保温，保温材料采用：高温玻璃棉毡。高温玻璃棉毡的物理性能为：容重为48Kg/m3；导热系数λ

=0.027+0.00016tm；吸湿率<0.2%;渣球含量<0.1%;丝径<5.5um,丝长大于10cm;使用温度>538℃，防火等级：A级不燃。此种材料能保证工作管与保温层一起变形并具有较好的物理特性。保温层做法：可采用专用缠棉机将离心玻璃棉卷毡均匀缠绕到芯管上，铝箔反射布按布幅宽度的1/2搭接，分二次缠绕在离心玻璃棉保温层的中间和外表面，最后用不锈钢打包带按300~500mm间隔距离进行固定。此种做法有效的杜绝了，在高湿热条件下保温材料脱落现象。

④空气层的大小：

空气层是作为辐射传热的保温层，空间不能产生流动气流。国外是抽真空达到防止产生气流，国内由于条件所限，采用抽真空措

施，暂时还难以实现。但预留的空气层厚度不能随意，一般不大于20 mm，以防止空气对流产生，提高隔热效果。

⑤外护管的防腐：

由于工作管内工作介质为过热蒸汽，钢套管外防腐层采用玻璃钢防腐，做法采用机械湿法缠绕玻璃纤维〔环向+螺旋+环向=3mm〕，耐电击空强度达到20000V以上，能达到国外同类产品水平。

⑥阴极保护的采用：

可根据工程所在地的土质情况、湿度大小选用外护钢管阴极保护。

此工程考虑到工程所在地为山东省泰安市，属于北方地区，并且不是沿河铺设，土地湿度不大，故本工程没用采用阴极保护。

⑦外护钢管补口方式：

外护管应采用对接补口，虽然增加了施工难度，但外护管横向强度明显优于搭接补口。

⑧外套钢管补口处焊接衬环的使用：

外套钢管在补口时，沿焊缝方向局部温度较高，为防止破坏超细玻璃棉，可在焊缝处加焊接衬环如下图，并严禁在焊缝处修口。

⑨补口表面除锈、防腐的方式：

补口处表面除锈应严格要求。除锈方法可采用火焰+钢丝刷，其除锈标准达到GB8923-1988中规定的St2级。然后采用无碱玻璃纤维毡、触变树脂及无碱玻璃丝布进行手工玻璃钢的制作。制作好的玻璃钢壳经过约60分钟的固化达到可回填的强度。

⑩补偿器限位装置的去除：

补偿器应预拉，限位装置不采用拉杆形势，做临时限位。原则上应在补偿器两端固定支架安装完毕后，方可去除限位装置，但这样给施工带来一定的难度。可采用以下形式解决：补偿器与工作管连接后，可在接口处进行局部补口（局部补口不要超过补口大小的1/3，以便去除临时限位装置），同时在另一端将工作管与外护管临时固定，固定完毕后方可拆除临时限位装置，最后对补偿器处进行保温、补口。

?保温层进水的处理方式：

施工时如在雨季，保温层进水。可适当加大进水处，排潮管的管径，并严格执行管道预热方案，在排潮口无潮气排除后，管道再投入正常使用。

?遇有不可预知地下障碍时管道安装方法：

在工程施工中遇有不可预知地下障碍时，为不耽误工期，避免重复施工浪费人力、物力、财力，可采用短距离变坡的方法躲过障碍点，并根据管道坡向，调整管道疏水点位置或增加疏水点。?开挖沟槽过程超挖的处理：

土建施工应严禁开沟槽过程超挖，如果出现超挖、沟槽基础非原土、沙土等可能出现地基承载力不均匀现象，将情况及时通知土建的设计者，按土建专业工程师的处理方案进行处理；回填土一定要夯实，以防直埋管道失稳。

3 结束语

该热力管网自2005年投入运行来无异常的情况发生，管道运行状态良好，保温效果达到设计要求。如此可见只要设计合理，施工规范，钢套钢外滑动结构是一种很好的直埋蒸汽管道结构形式。随着钢套钢外滑动结构应用的越来越广泛，钢套钢结构理论会在热力工作者的努力下更加完善。

参考文献：

1、穆树方："对开发蒸汽管道直埋技术的几点意见"，《全国供

热情报网文》1997；

2 、穆树方："蒸汽管道直埋技术应加强科技力度：，《区域供

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3、王松涛："直埋蒸汽管道保温结构型式及计算方法研究"《研

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4、冯永申、穆树方："直埋供热管道固定墩用于保护弯头的优化

设计方法"《区域供热》2000年（6）

5、刘领诚等："蒸汽直埋管道技术调研报告"《区域供热》1998

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