文档介绍：大口径供热管道无补偿直埋热风预热施工技术攻关
(中国二冶管铁公司,内蒙古包头 014010)
摘要:文章介绍了大口径供热管道无补偿敷设方式的原理、拍风、预热技术的特点,预热方式、预热条件及施工方法,并提出了安全、环保措施,运用实例分析了其经济效益及社会效益。
关键词:大口径供热管道;无补偿直埋敷设;热风预热
中图分类号:TU833+.12 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(XX)06—0234—03
1 工程概况
本工程是鄂尔多斯市康巴什新区供热管网工程,根据设计要求对大口径管道安装预制保温管道采用无补偿直埋敷设方式,采用热风预热技术。×2。按设计要求分段进行预热,每个预热段均不大于1 000m。共计分12个预热段。管材采用高密度塑料外壳聚氨酯保温螺旋焊管。本工程设计管道壁温为70℃。
2 无补偿敷设方式的基本原理
在管道安装一定数量时,首先给管道加热到一定温度,当管道恢复到安装温度时(温度降低),管道预先承受了一定的拉应力。当管道通热工作时,随着温度的升高,管道拉应力逐渐减少;当达到预热温度时,整段管道在此温度下应力为零;继续升温,管道的压应力产生,并随着温度的升高而逐渐增加,当温度升到工作温度时,管道的压应力仍然小于管道的许用应力,管道的压应力(热应力)仍小于许用应力。这样,管道可以不用补偿装置而正常工作了。这种无补偿方式应用的是第四强度理论。
3 热风预热技术特点
热风预热技术特征
①对直埋预制保温供热管道进行热风预热,使管道自由伸长,消除管道中安装残余应力;②当管道伸长量达到或接近理论伸长量时,回填沙土压住管道;③将管道降温,并在各个预热段之间用一次性补偿器连接封闭;④管道应力在运行前得到充分的释放,提高管道热伸长的均匀性。
热风预热技术优点
①管道壁温均匀升高,管道可以均匀自由伸长,试验表明预热达到理想管道预热效果;②减少补偿器和固定支墩的数量,相对传统工艺,降低工程造价;③减少管道运行时的维护、维修费用,提高系统的稳定性和安全性;④施工周期可大大缩短,预热费用较低;⑤对于环境的污染小;⑥节约能源。
4 技术创新点
减少应力集中点
预热前,管道安装时,严格控制管道安装标高,保证预热段管线坡度变化平稳,减少应力集中点。
缩短预热时间
预热前,最好增加吹扫次数,尽可能将管内试压积水泄净,缩短预热时间。
采用大风量小温差,控制送风壁温,减少温差应力
预热过程,根据设计要求的管道壁温,控制送风壁温不超过85℃,当送风壁温与回风壁温逐渐接近时,严格控制送风壁温,使整个系统维持在60℃±5℃的范围内进行恒温。
缩短回填时间,降低成本
系统恒温2h后从管道的两端开始进行沟槽回填,并在6h内回填完毕。
5 预热方式的选择
预热管道采用预应力安装,其预热方式有三种:①利用热水作介质循环加热;②利用热风作介质通风加热;③利用电加热。
本工程结合内蒙古东胜康巴什新区缺水的特点及国内的实践经验. 确定选用热风作介质,采用大风量小温差的工艺进行热风预热。由于热风预热技术预热热源直接、预热介质轻而减少了热量传递过程,降低了换热损失,克服了预热时间长,热膨胀受到管道与砂垫层间摩擦力约束的缺陷。减少了设计膨胀量与实际膨胀量的误差,管道应力得到充分释放,提高了管道热伸长的均匀性。
由于新区道路与供热管网同时施工,过路段管网施工完毕需立即回填,因此选用两种热风预热方式。一种是无过路段的,选敞开式热风预热;一种是有过路段并回填的,选用增加一次性补偿式热风预热。
6 预热条件
预热前管道上的三通、弯头、阀门及其他附件均需安装完毕;预热段管线水压试验合格;敞槽预热时,其任何管段至少有一端为自由端,如任何管段中的两端均已覆土,在该管段上应按设计规定位置增加一次性补偿器。
7 施工方法
施工准备
现场准备。
①预热热源。采用直燃式燃油热风机为热源,供热量为465kW,风机风量4XXm3/h,风压4 000Pa,功率75kW。电源为150kW发电机。②设备布置安装。主加热设备的安装,从回水管道端口开始依次为:软接头、45°弯头、软接头、2m直管、软接头、45°弯头、主风箱、风机软接头、主风机、软接头、方变圆接头、保温直管、45°弯头、软接头、2m直管、软接头、45°弯头、软接头、到供水管结束。副加热设备的安装顺序与主加热设备一致。应注意:部分主、副配件的不同,不要安错。
热风预热设备一套,包括主、副送风机75kW两台,自耦减压启动柜两台,主、副风