蒸汽管道直埋技术的探析

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1、蒸汽管道直埋技术的探析【摘要】随着城市集中供热和热点联产等节能环保政策的推广，集中供热的范围由北方向南方扩展。为了适应直埋蒸汽管道迅速发展，我国在直埋蒸汽管道的研究、开发、应用等方面已有一定的研究，但仍存在许多问题。通过对以往工程进行分析总结，以促进直埋蒸汽管道技术的进一步提咼和完善。【关键词】蒸汽管道直埋技术一、蒸汽直埋管道的保温结构和材料控制1、保温结构蒸汽直埋管道的保温结构一般为工作管、有机保温层、无机保温层、外护管、防腐层，必要时，也可设置内滑动层、绝热反射层、空气绝热层或真空保温层。根据保温材料硬度的不同又可分为“软质”保温结构和“硬质

2、”保温结构。按外护管的材料分又可分为：钢套钢“保温结构、”塑套钢“保温结构和”玻璃钢套钢“保温结构。一般”硬质“保温结构为内滑动，内滑动即工作管相对保温材料滑动，”软质“保温结构为外滑动，外滑动即工作管和保温材料一起相对外护管滑动。内滑动保温结构可不设滑动支座，外滑动保温结构需设滑动支座。2、工作管工作管应选用流体输送钢管，DN^250mm,应选用20#钢无缝钢管，DN^300mm,可选用Q235A螺旋焊缝管或高频直焊缝管。工作管焊接采用对口焊接，应采用氮弧焊打底，电弧罩面，全部焊缝100%X光探伤检验。3、保温材料保温材料性能应能满足导热系数小

3、、吸水率低、干燥后性能基本恢复、机械强度好、耐热性能满足工作温度下长期使用、不易燃和对管道无腐蚀等条件。4、外护管外护管应具有一定的厚度、强度、刚度，能承受管道运输、施工及热网运行中的各种应力及动静荷载，并且有连续密封、防水防腐功能。外护管多采用钢管，优先采用Q235B螺旋焊接钢管或高频直焊缝钢管。钢外护管连接采用搭接角焊，全部焊缝釆用100%超声波探伤。在地下水位较低、降水量较少的地区，也可采用玻璃钢或高密度聚乙烯外护管，但应在应用中采取可靠的密封防水、防腐措施，并严格控制表面温度。外护管的壁厚应进行验算，以满足其径向及轴向稳定性。钢质外护管的

4、防腐，可采用单层和多层结构。多层结构面层为聚乙烯或玻璃钢，内层可为环氧涂料、胶黏剂、泡沫塑料等材料。单层结构采用环氧粉末喷涂或环氧煤沥青涂料防腐。采用单层防腐结构，还应采用牺牲阳性的阴极保护措施。二、蒸汽管道直埋的关键技术直埋蒸汽管道有10余处关键技术，包括检查井、固定支座、弯头、三通、变径管、排潮管、阀门井、疏水装置、补偿器等。每一处关键技术处理不当，都可能造成工程事故，隐患性很大。1、保温结构型式由于蒸汽管道的介质温度高，最高可达到300〜350°C,其保温结构型式需要做成“脱开式”，即工作钢管与保温层或外护管脱开。一般来说，保温结构型式主要

5、分为内滑动式和外滑动式。内滑动式的滑动血在工作钢管的外表面，保温材料和外护管相对不动，主要是工作钢管受热膨胀在保温材料中移动。该结构型式主要用于硬质的保温材料中，其优点是工作钢管与外护管Z间无须设置支承环，外护管的内壁不易被腐蚀，其缺点为热流的外泄问题难以处理。外滑动式的滑动面在外护管的内表面，保温材料随工作钢管一起运动。该结构型式主要用于软质的保温材料中，其特点是可以保证热流不外泄，但使用该结构型式时应注意三个问题：第一，工作钢管与外护管之间支承环的灵活性；第二，支承环外护管处局部温度；第三，外护管的内壁防腐。2、关于保温材料由于保温材料的选择

6、不当，造成工程事故的教训已屡见不鲜。目前直埋蒸汽管道使用的保温材料主要冇岩棉、超细玻璃棉、微孔硅酸钙、聚氨酯泡沫塑料、硅珠复合材料等，有单独使用某一种材料的，也有两种及两种以上的材料组合使用的。总的来说，无机保温材料要求在70°C时的热导率应小于0.055W/(mK),其耐温要求高于工作介质温度100°C,其含水量不得大于7.5%,有机保温材料要求其热导率应小于0.030W/(mK),耐温要求高于120°C,当使用无机保温材料和有机保温材料做组合保温层时，其无机保温材料和有机保温材料的界面温度不得高于110°Co选用何种直埋保温结构型式和保温材料

7、，应根据使用地点的气候、水文、地质等条件，因地制宜地做出技术和经济的最佳结构方案。对地下水位高的南方地区，主要矛盾是防水问题；对沿海地区，不仅有防水问题，重点要考虑防止氯化物、硫化物等对外护管的腐蚀问题；而对于我国西部的干旱地区，其突出的问题是土壤热阻高。3、外护管外护管的材料主耍有高密度聚乙烯、玻璃钢、钢管。高密度聚乙烯耐温能力较差，当局部热流外泄时，很容易造成外护管蠕变而破坏，外护管失效后，管道的保温失效，进而引起整体的直埋蒸汽管道报废。因此，高密度聚乙烯不适用直埋蒸汽管道的外护管己成为共识。玻璃钢虽然英耐温能力稍强于高密度聚乙烯，但市场上的

8、玻璃钢外护管质量难以保证，在运输、安装过程屮极易出现局部的开裂和破坏，加Z遇到热流外泄时，也不能保证安全。因此，玻璃钢作为直埋蒸汽管道的