關(guān)于供熱管道無補償直埋敷設(shè)方式的探討

摘要：本文從供熱管道直埋敷設(shè)技術(shù)出發(fā)，著重對無補償直埋敷設(shè)進行計算與設(shè)計，并對設(shè)計無補償直埋供熱管道時需注意的問題簡單介紹，文末說明了供熱管道無補償直埋的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：供熱管道；無補償直埋敷設(shè)；計算與設(shè)計；注意問題；經(jīng)濟效益

供熱管道的直埋敷設(shè)可以節(jié)省工程材料，降低施工難度，同時可以延長管道的使用時間，具有節(jié)能降耗、節(jié)約成本的優(yōu)點。目前，該技術(shù)已經(jīng)在我國各地區(qū)得到推廣使用，具有良好的應(yīng)用前景。供熱管道直埋的敷設(shè)形式常見的有增加建設(shè)直埋管道熱補償器、增加建設(shè)一次效應(yīng)的補償器以及無補償直埋敷設(shè)等，其中，前兩種敷設(shè)方法都需要進行補償活動，而第三種敷設(shè)方法無需進行專門的補償活動，土壤與管道之間的摩擦阻礙了供熱管道的熱伸長，取消了熱補償。下面筆者將對第三種直埋敷設(shè)方式——無補償直埋敷設(shè)進行詳細(xì)介紹。

1. 無補償直埋供熱管道敷設(shè)的計算與設(shè)計

常用的無補償直埋供熱管道敷設(shè)方法是預(yù)先加熱敷設(shè)法，但該方法也因為預(yù)熱介質(zhì)以及敷設(shè)進行方法的不同而有所差異，下面以水為預(yù)熱介質(zhì)對無補償直埋供熱管道敷設(shè)做一些計算與設(shè)計。

（1）預(yù)先所需加熱溫度的計算

（2）預(yù)先所需加熱長度的計算

（3）應(yīng)力計算與分析

通過該計算可以判斷出管道所受應(yīng)力是否在承受的許可范圍內(nèi)，一般超過彈性應(yīng)力極限時，管道會產(chǎn)生不可恢復(fù)的形變；達到屈服極限時，管道會出現(xiàn)破裂等問題，因此，對其進行壓應(yīng)力計算與校核是非常必要的。

一般，由溫度升降帶來的壓力是熱應(yīng)力轉(zhuǎn)變成壓應(yīng)力的，屬于二次應(yīng)力，該應(yīng)力達到材料的屈服強度時，會使管道發(fā)生微弱形變，重新處于受力平衡狀態(tài)，不會繼續(xù)發(fā)生變形破壞管道。因為，二次應(yīng)力具有一定的自限能力，所以，一般不會造成管道材料發(fā)生大的變形。

不過，在日常敷設(shè)安裝中，常常采用預(yù)先對管道進行加熱的方法來盡力減弱這種溫度應(yīng)力造成的管道形變。對管道進行預(yù)先加熱，可是管道在熱力作用下發(fā)生彈性伸長或膨脹，隨后對其進行敷設(shè)填土；隨著預(yù)熱溫度的逐漸流失，管道材料發(fā)生的彈性伸長或膨脹會有復(fù)原的趨勢，此時，土壤和管道間的摩擦作用會阻礙這一進程，使其不至于發(fā)生大的形變；另外，當(dāng)管道中熱介質(zhì)流入時，也不會因為熱應(yīng)力發(fā)生較大的形變，致使材料破壞。

2. 設(shè)計無補償直埋供熱管道時應(yīng)注意的問題

無補償直埋供熱管道一般采用鋼管材料，可以滿足使用強度和使用環(huán)境的要求。除此之外，該管道仍然要注意一些其他問題。

（1）管道保溫材料的選擇。管道要滿足供熱需求，必須進行保溫處理。針對無補償直埋供熱管道，一定要采用聚氨酯才能滿足保溫目標(biāo)，實現(xiàn)持續(xù)供熱。而且，必要時為了實現(xiàn)保溫層與管道間的粘結(jié)力要求，常采用發(fā)泡處理，使保溫材料均勻分散在管道周圍。

（2）閥件的安裝。直埋管道中盡量不要安裝閥件，這樣會造成管道壽命間斷，介質(zhì)運行阻力增大等缺陷，即使必須安裝閥件時，也要和伸縮器放在一起，以防出現(xiàn)故障后的及時維護和修理。

（3）管道混合敷設(shè)情況。如果是直埋供熱管道與一些地溝敷設(shè)和架空敷設(shè)混合使用時，盡量采用固定墩進行固定，并將其安裝在直埋管道距離地面2 m深的位置。如果在直埋敷設(shè)的支管敷設(shè)中遇到一些非直埋敷設(shè)的管道，要實現(xiàn)其完好連接，必須在支管與主管接近的位置預(yù)留地溝，可以預(yù)防主管與支管間焊接處的斷裂，實現(xiàn)主管的伸縮變化，并滿足支管的橫向擺動要求。

（4）固定墩結(jié)構(gòu)的設(shè)計。一般根據(jù)反推力負(fù)荷來對固定墩進行計算和設(shè)計，但是這個過程的干擾因素較多，計算和設(shè)計并不一定精確、符合實際需求。在設(shè)計時，要考慮選材、連接工藝以及位置選擇等方面。

（5）雙管平行直埋時的注意要點。雙管平行直埋時，盡量采用斜向排布，來減少支管較多時的應(yīng)力問題，保護焊接縫口。

3. 供熱管道無補償直埋的經(jīng)濟效益

供熱管道無補償直埋敷設(shè)具有施工周期短、施工工程量小、保溫效果優(yōu)以及投入資金少等優(yōu)點，具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟效益，滿足新時代綠色建設(shè)的要求。相對于其他的地溝敷設(shè)或者架空敷設(shè)，該敷設(shè)對其他工程的施工干擾較小，而且難度較低，是比較實用的敷設(shè)方式。此外，該敷設(shè)管道的使用年限也較長，在使用期間無需進行維修監(jiān)護，大大節(jié)省了維修成本。

5. 結(jié)束語

供熱管道的直埋敷設(shè)技術(shù)是隨著新中國起步的一項新技術(shù)，在長達半個多世紀(jì)的發(fā)展歷程中，無補償直埋敷設(shè)技術(shù)逐漸被開發(fā)并得到了推廣使用，相信該技術(shù)會以優(yōu)良的保溫能力、較高的經(jīng)濟效益以及便捷的敷設(shè)方式在未來得到更好的發(fā)展。

參考文獻

[1] 邱煌坷. 供熱管道直埋敷設(shè)方式的探討[J]. 包鋼科技， 2004，30（6）： 94-95.

[2] 談叢熙. 供熱管道無補償直埋技術(shù)的合理性[J]. 北京節(jié)能， 2000（6）： 31-32.

[3] 梁秀哲， 隋赫. 供熱管道無補償直埋敷設(shè)方式的探討[J]. 區(qū)域供熱， 2012（2）： 88-90.