城鎮供熱直埋熱水管道工程設計

劉晨燕

摘 ? ?要：在對城市熱力管網進行設計的過程當中，當管道度土的深度過淺的時候，那么就會影響到管道豎向的穩走問題，從而導致管道局部發生凸出的問題，甚至嚴重的時候會供出地面的情況;而當管道覆土過深的時候，那么就會致使管道外的護管表面的實際的溫度不斷的升高，甚至會超過要求的溫度范圍，為了能夠確保外表面的溫度保持正常的狀態，一定要合理的、科學的增加管道保溫層的厚度問題，這就在一定程度上增加了工程材料的支出。此外，如果管道覆土的深度過深的時候，就會致使溝槽挖方工作量有很大的增加，這就大大的增加了施工的難度以及工程造價，這也在一定程度上埋下了安全問題。所以，合理的、科學的進行設計管道的埋深是現階段設計人員一定要加強重視的內容，本文就希望本篇文章能夠對相關的工作人員或者是單位提供一定的幫助。

關鍵詞：城鎮供熱;直埋熱水管道;設計

1 ?直埋供熱管道的分類

直埋供熱管道根據管道熱膨脹量被壓縮的程度，管段可分為有補償管段和無補償管段;根據變形和壓力分布特點可分為直管和彎管。

1.1 ?直管和彎管

（1）直管段。直管段又可分為過渡段（或稱之為有補償管段、摩擦段、滑動段）和錨固段（或稱之為無補償管段、嵌固段）。第一，過渡段：管段的主動力克服管段的約束反力———被動力作用，使熱膨脹得以全部或部分釋放的管段。過渡段通常有一個自由端，能夠自由伸縮，如補償器、彎頭等處。過渡段極限長度取決于土壤摩擦力的大小以及與安裝方式和運行條件有關的溫度升高等因素。第二，錨固段：由于被動力的作用，使管段進入自然錨固狀態（就像使用固定支架強制固定一樣）。這類管段是管道中內力、軸向應力最大的直線管段，是直管段強度驗算的重點。

（2）彎管段。第一，L形管段：它與地溝敷設或架空敷設的L形自然補償器相類似。第二，Z形管段：一般情況下可作為兩個相連的L形補償器使用，應按兩個獨立的 L 形管段進行計算，只有在一定條件下可以作Z形補償器使用。

1.2 ?有補償管段和無補償管段

（1）有補償管段：在最大過渡段長度范圍內的管段中，管道的熱膨脹量部分轉移到補償器或補償彎管，部分被壓縮變形。由于補償裝置對過渡段內管道的熱膨脹起到了補償作用，因而過渡段也稱為有補償管段。

（2）無補償管段：處于錨固段管道的熱膨脹量完全被壓縮，補償裝置對管道的熱膨脹起不到任何補償作用，故錨固管段也稱無補償管段。

2 ?城鎮供熱直埋管道的布置和敷設

2.1 ?管道布置

直埋的供熱管道在對河底進行覆土穿越的過程當中，實際穿行的深度一定要根據水流實際進行沖刷的情況還有管道的穩定來嚴格的進行確定。而直埋的供熱管道與設備之間的實際水平或著是垂直中的實際距離，一定要根據相關的規定要求來進行確定。

2.2 ?管道教設

直埋的供熱管道應當采用轉角自然補償的方式，而十度一直到六十度之間的彎頭就無法有效的進行使用;管道當中的坡度一定要不能夠小于2%的狀態，而在高處的地方應當裝置好氣閥，而在低處的地方就需要安裝放水閥。管道當中的平面折角必須要能夠小于所進行規定的要求。管徑所帶來的影響非常的明顯，隨著管徑不斷的加大，在同一環境當中，這一折角就會在一定程度上減小。為了能夠有效的保證直埋管道豎向更加的穩定，就一定要做到相關規定的埋深要求。當一定要對管道的軸向力進行降低的情況下，就可以采用相應的補償器或著是一些其他比較有效的方法。

2.3 ?直埋供熱管安裝

因為在初步設計的階段，對于埋地管道實際的坡度是具體要求的，應當就一定要保持在2%以上。這個狀態下就能夠把閥門來進行安裝在合適的恰當的位置，并且一定要進行安裝排水閥。有部分主管道要進行裝置分支管，這個階段就一定要按照實際的情況，在分支管上面來進行安置固定墩或者是軸向補償器。埋地管道在管道當中所具有的負荷壓力一定要能夠具備承受的實際能力，現階段對于這一問題，大部分都是使用的鋼制閥門，所以在對于這一環節進行連接的時候通常情況下都是選擇焊接的方法來進行。對固定墩以及補償器所進行安裝的位置，通常情況下都是安裝在變化比較大的管壁當中，之后在進行安裝固定墩在管壁當中比較厚的位置。對管道進行焊接的時候，通常情況下都是選擇手工進行焊接的方法，焊接的技術一定要用操作比較熟練的工人。在進行焊接的過程當中，一定要確保焊接的質量，在進行焊接完之后，一定要對焊接的質量嚴格的進行檢查，只有進行檢驗之后才能夠進行下一步的操作。

3 ?城鎮供熱管道的保溫設計

直埋供熱管道保溫層結構應當具有良好的絕緣性能。保溫管直埋地下，如果吸水，將使絕熱性能惡化，而且聚氨酯泡沫塑料吸水后對鋼管有腐蝕性，因此外殼必須有良好的防水功能。

3.1 ?直埋熱水管道的保溫結構

（1）三位一體保溫管。整體式預制保溫管是由鋼管制成、保溫層和保護層粘結成一整體的多層結構管道，保溫層通常采用聚氨酯泡沫塑料和改性聚異氫脲酸酯泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料的耐熱溫度不超過130℃，改性聚異氫脲酸酯泡沫塑料也只能達到150℃，整體式預制保溫管僅能用于介質溫度不大于150℃ 的熱水管網。

（2）柔性保溫管。柔性保溫管一般是由波紋合金鋼或高密度交聯聚乙烯構成的內管、保溫層及保護層粘結成一整體的多層結構管道。該產品主要應用在工作溫度不大于95℃、工作壓力不大于10bar的區域供熱網中。

3.2 ?直埋蒸汽管道保溫結構

（1）內滑動復合結構。復合式預制保溫管用于蒸汽等高溫介質，保溫層由兩種保溫材料組成，內層用耐高溫的保溫材料，如巖棉、玻璃棉、珍珠巖等，外層仍用聚氨酯泡沫塑料。

（2）滑動“鋼套管”保溫結構。非真空“鋼套管”結構形式。優點：采用材料為國產材料，價格便宜。缺點：采用隔熱環為石棉橡膠類材料，長期受熱以后容易老化，進而隔熱材料將失去強度導致導向支架失去支撐而脫落，造成整個管道破壞;防腐采用環氧煤瀝青或者玻璃絲布樹脂涂層，與鋼管之間的粘結強度低，而且玻璃絲布與瀝青或者樹脂的浸潤程度不容易控制，目前大多采用手工加工，防腐不均勻;內固定支架中采用與導向支架相同的石棉橡膠材料容易老化，造成固定支架破壞。“鋼套管”抽真空外滑動式保溫結構。優點：“鋼套管”直埋管道強度高，穩定性好，因此不容易破壞，使用壽命30年以上;將傳統“鋼套管”直埋蒸汽管道中的空氣層抽成真空層，排除了空氣中的潮氣及保溫層中吸收的水分，有效地防止內、外鋼管的腐蝕，大大降低了管道的熱損失和表面溫度，延長了管道的使用壽命;管網中采用自然補償和新型的內固定支架，減少了補償器及外固定支架等薄弱環節，提高了管網運行的安全性。缺點：價格較貴，施工質量要求高。

經過長期的工程實踐表明，熱水管的結構形式已經成熟，柔性管操作靈活、安裝簡便，有其他形式管道不可代替的優勢，在城鎮供熱管網中得到推廣和應用。

4 ?結語

總之，城鎮當中的供熱管道不僅具有傳統的地溝敷設供熱管道沒有辦法進行比較的技術能力，并且還有非常好的經濟收益，這也是在供熱節能方面比較有效的措施，在今后的城鎮供熱管道工程中，要不斷推進直埋熱水管理的應用。

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