钢套钢直埋蒸汽管道保温层防进水设计规范与运行实践

区域供热2 0 0 6 . 2期 钢套钢直埋蒸汽管道保温层 防进水设计规范与运行实践 中冶集团包头钢铁设计研究总院王立文 邢台市煤气热力总公司王运杰 湖北省建安集团工程公司肖胜利 大连科华热力管道有限公司 杨秋杨明学 摘要 本文简述了蒸汽直埋管道防水设计及相关规范、 标准、 规定， 并根据多 年实践， 提出了常用的防水结构形式及事故处理有效作法。 【 关键词】 直埋蒸汽管防水设计规范排潮管排液管 蒸汽直埋保温管已在我国规模应用十多 年了， 由于节能、 美化环境、 经济和综合效益 显著， 已广泛实施。特别是在中央的领导下， 建设部组织编写、批准相关行业标准就有八 部之多，并已初步形成我国直埋管道规程系 列， 指导工程建设， 发挥了积极有效的作用。 在工程实践中， 发现尚有些问题未彻底解决， 其中保温层进水的防范设计或已进水影响管 道安全运行， 是极普通的、 又影响大而急待解 决的课题。本文专题谈谈这个问题。 1 直埋管标准、 规范中对防水设计的规 定 1 . 1“ 城市热力网设计规范” ( C J J 3 4 ) 规 定: 1 1 .3 .4 地下敷设管道严禁在沟 槽或地沟内用吸水性保 温材料进行填充式保 温。 1 .2 “ 城镇供热直埋蒸汽管道技术规程” ( 2 0 0 5 ) ( 报批稿) 规定: 3 . 2 6 3 . 3 . 1 . 4 3 . 3 . 2 3 . 3 . 4 6 . 1 . 1 6 . 1 . 2 蒸汽直埋管道与地沟敷 设的管道连接时，应采 取防止地沟侧向直埋蒸 汽管道保温层渗水的措 施。 井室内阀门与管道连接 处的管道保温端部应采 取防水密封措施。 直埋蒸汽管道必须设置 排潮管。 排潮管引出地面后， 开口 应下弯，且弯顶距地面 高度不宜小于0 .2 5 m ， 并 应采取防倒灌措施。 外护管应能承受动载荷、 静载荷及热应力，并应 具有密封、 防水、 耐湿、 防腐功能。 当地下水位高于敷 设直埋蒸汽管道底时 ， 应采用钢质外护管。 8 . 2 . 3 雨季施工应采取防雨排水 措施，保温管 ( 包括保温 层) 不得进水。 8 . 3 . 4 若管段已浸泡进水，应清 除浸湿的保温材料或烘干 后， 方可进行保温补口。 1 . 3( 城镇供热管网工程施工及验收规 范 ( C J J 2 8 ) 规定: 7 .2 . 1 1 保温层端部应做封端处 理 。 在条文说明中又明确提出: 5 . 5 . 8 为了保证直埋保温管道系 统的整体密封，因此规定 了在末端或设有进行保温 处理的局部连接处如补偿 器、 阀门等， 必须对裸露的 保温管端进水密封防水处 理，以防止湿气进人保温 材料中。 1 .4( 城镇供热预制直埋蒸汽保温管技 术条件 ( C J / T 2 0 o ) 规定: 3 . 4 外护管保护保温层免受地 下水侵蚀、支持工作管并能 承受一定外部荷力，保证工 作管正常工作的保护层。 4 . 3 外护管可采用钢制外护管或 玻璃纤维增强塑料外护管 考虑现场地质水文条件 确定钢外护管防腐等级 区域供热2 0 0 6 一期 ， 玻璃纤维增强塑料外 护管接口时必须做密封性 检查。 从上可看出，直埋蒸汽保温管不论从设 计、 产品的技术规定、 施工、 验收都对管道的 整体密封防水做出严格明确要求。 2 实际工程中蒸汽直埋管的防水设计 十多年来，我国蒸汽直埋管道技术发展 很快，大量的工程实践更进一步使我们不断 地积累经验， 改进设计， 使防止水浸人直埋管 道保温层的事故逐渐减少，有的正常运行达 十几年之久， 充分显现保温节能效果。 简要归纳有如下几个方面: 如设分隔板、 排潮管、 排液管、 端封帽、 改变补偿器保温结 构形式 2 . 1 分隔板: 根据地域、 水文地质、 管道 运行参数，将直埋管道分割成若干段 ( 一般 1 0 0 - 3 0 0 m / 段) ， 设分隔装置， 以防止保温层进 水浸透、 事故扩展， 起阻断作用， 对准确判断 事故原发地缩小检修范围十分有利( 图A ) o 2 .2 排潮管: 按分割段设计排潮管， 以便 及时排潮或发现问题， 确定事故点( 图B ) o 2 . 3 排液管: 在管段的最低处， 检查井内 设置保温层底点排汽( 液) 装置( 接口管和阀 门) ( 图C ) o 2 .4 端封帽:与地沟管道连接处设管端 封帽( 图D 1 ) 及直埋管盲端保温波纹端封帽 ( 图D 2 ) 。 2 .5 改变补偿器处保温梯形结构形式: 保温内套筒与保温管径口一致，使其保温层 内水分可沿保温管底直接流淌出来( 图E ) a 单波环分隔板 ;又拼 岑 + 簿群F 获 双波环分隔板多波环分隔板 :X+ r t+ + +3:+ 一 这士r一 图A 分隔板形式示意 区域供热2 0 0 6 . 2 期 4 + + 斗 + + + + + 十 + 十 + 十 备于 十十+丰 + 小 小 +十奋于 +小+ + +4小 十+ 十 +十+ + +去 令 十+ + + + + 啥 B ; 地上式防腐排潮管B 2 地上式带保温排潮管 氏地下井式带阀 排潮管 图B 排潮管形式示意 窦 n ; 一1 粱娜行 原地沟保温管 直埋保温管 直埋管 D iD 2 检查井内带阀门排潮( 液) 管 图D 直埋管连接波纹端封帽 井室内阀门处管道端封帽处理 ( 图 F ) 。 3 蒸汽直埋管防水运行实践 3 . 1 运行前: 新建或重新启动投运的蒸汽直埋管道工 程， 应首先检查直 埋管 保温 层气密 性是否完 好。通常方法如下: 3 . 1 . 1 用 0 . 2 M P a 空气按管道分隔段充 气打压， 稳压 1 0 分钟， 保温层内、 外护管均良 补偿保温外套筒 好， 无泄露点。 3 . 1 . 2 对于已投运过， 或曾遭雨水( 地下 水)浸袭过的管道要打开在保温层最低点设 的排液管阀门检查， 并放尽所有存液( 水) ， 检 查进水原因， 找出漏点， 修复。 3 . 2 运行中: 3 . 2 . 1 经过气密性或低点排水检查完好 的直埋管可以 按程序升温投运， 但由于已 进 人少量水分或保温材料含湿量高，升温投运 狡有片洲寸材六泊 1、旧 卜/，/，/，/，/，尸/.、 :万 冲洲: :.+ 冲 牢李卞，1食 于， ， + ， f ， 宁 ， 气，气十 了 . 俘t，1十， ，中 于1十1了，If 巨二 三 Tm灼. ， 产/，产，.、门 匕华共泣理城草日 图E 补偿器外保温形式 图F 井室阀门处管道端封帽 ( 下转第3 1 页) 2 6 用于柱顶水平推力f ) 决定的。因本例V = f x = 2 0 K N很小， 故所需抗弯配筋量A s , = 6 .5 c m 2 也 就很小， 致使A S 总 变得很小， 因而造成了原例 配筋总量偏大许多。 二、 原例纵、 箍筋配筋强度比c) 1 .7 ( 交点 落在相关线直线段上) ， 甲的取值也不够合 理， 因而造成了纵筋的浪费。 结束语 一、 对于弯剪扭硷结构的配筋计算， 必须 区域供热2 0 0 6 . 2 期 根据其剪力、 弯矩、 扭矩的大小， 按本文计算 方法详细计算， 这样才能确保其配筋总量、 纵 筋布位的合理性， 以避免配筋失当。 二、 为节省工程投资， 支架柱在一般情况 下要选用适宜的矩形断面，并采用根粗顶细 的变截面柱。 这样也有利于运输和吊装。 在钢 筋用量对比上， 对纵筋、 箍筋都要计算， 因而 在大截面、 强箍筋的情况下， 箍筋用量比纵筋 用量还要多， 此点要特别注意。 .，- . . ， ， - . - .- . . . ， 二 ”.“二 . ”.，.“.”.一 ，- 一. . .- 加 ”二 - ”.-.臼. ( 上接第2 6页) 时， 排潮管向外冒汽。 3 . 2 . 2 此时严格控制管道暖管升温速 度， 使水汽逐渐排出， 不能温升变化过快， 应 力增大或集中， 破坏外护管焊口， 勿发生管爆 裂。 3 .2 . 3 对进水的管道，可适当增加临时 排潮管数( 或扩径) ， 加速排潮， 烘干保温材 料， 降低热损失。 3 .2 .4 巡检管路排潮管冒汽的情况， 及 时正确判断保温层进水的原因或水量，找出 进水( 汽) 漏点。 3 .3 运行中止: 3 . 3 . 1 正常停止运行后可将所有排潮管 阀门全部关闭， 以防止外界水的浸人。 3 . 3 .2 保温层低点排水( 汽) 阀一定要及 时关闭， 防止水倒灌入管内。 4 事故判断及应急处理 4 . 1 蒸汽直埋保温管正常运行时， 排潮 管冒汽，可不必惊慌，只需静心观察汽的颜 色、 喷出汽的声音以及出汽量变化， 基本可判 断是内管泄漏还是外壳保护管进水所致。 4 . 2 排潮管的汽量逐渐加大、并带压且 时间较长， 冒出汽有多为蓝白色时， 此可能内 管泄漏为多。 4 . 3 对于保温层已进水的排潮管，根据 进水量及升温速度， 介质操作温度不同， 排放 汽时间大不相同，有的连续排汽达半月之久 才完结。 4 .4 如发现为外管泄漏进水，一般情况 可降压运行， 检修外护管漏处; 如是内管( 则 多是补偿器、 三通、 变径、 补口焊接处) ， 应立 即停气检查抢修。 4 . 5 由雨水过大或地下水管线破裂等因 素所致时，排潮管冒汽要多检查管端封是否 有漏点进水， 以及阀门是否关闭严紧， 外管焊 口处也是重点检查点。 4 . 6 临时增加部分排潮管数或扩大排潮 管径是及时有效排出保温层水分最有效措施 之一 。 本文是作者多年的工程实践和初浅体 会， 敬请大家指正。 参考文献 1 中华人民共和国行业标准 城市热力网设计规范 C J J 3 4 - 2 0 0 2 J 2 1 6 - 2 0 0 2 2 l 杨明学等 预制蒸汽直埋保温管道技术在我国的