直埋蒸汽管道各种结构形式的比较和分析

1、直埋蒸汽管道各种结构形式的比较和分析浙江省华业建筑设计研究院 陆建初一、前言蒸汽管道直埋敷设技术随着我国国民经济的发展，人民生活水平不断提高，人们对环境和城 市景观要求也越来越高的情况下，已开始在城市热网中逐步取代传统的蒸汽管道架空敷设方式。这项新技术前几年已在上海、大连等大中城市工程中试验应用。经过几年的工程实践运 行，已基本获得成功，并取得了许多宝贵经验。 国内目前蒸汽管道直埋敷设技术主要有二种类型： 1、高温型直埋蒸汽复合保温管它有“塑套钢、玻璃钢套钢、钢套管”三种。现在我国北方的大连、烟台、天津等城市工程应用比较多。 2、钢套管直埋蒸汽管，它实际上就是把架空蒸汽管道敷设到地底下去，钢套

2、管相当于全封闭地沟。上海浦东金桥开发区热网部分管道在前几年采用了此项技术进行工程试验，应用效果比较理想，但也存在不少问题。国外的西欧国家在直埋蒸汽管道也采用类似这种形式 。    以下根据文献和工程实践，就蒸汽管道直埋敷设技术作一肤浅的介绍，供大家商讨。  二、高温型直埋蒸汽复合管基本结构（见下图）1、高温型直埋蒸汽复合管，由金属钢管一般采用无缝钢管或螺旋钢管，外涂防锈漆和无机 润滑剂，使钢管与保温层之间脱开，钢管可在保温层内自由滑动。复合保温层结构内层为无 机保温材料一般用微孔硅酸钙，或者憎水型珍珠岩制品，外层采用耐150高温的聚氨酯泡沫保护层，主要保

3、证管道防腐、防水性能，同时也要考虑有一定强度，以防止管道变形裂开 。目前国内主要三种形式：（1）塑套钢，保护层是高密度聚乙烯；（2）玻璃钢套钢，保护 层是环氧树脂与玻璃布组成环氧树脂玻璃钢管；（3）钢套钢，保护层是经过防腐处理，螺旋钢管或直缝钢管。  2、高温型直埋蒸汽复合管设计基本要点 （1）整个管网由固定支墩，分隔成若干管段，即二个固定支墩为一段，分段进行设计考虑 。 （2）每个管段单独进行防腐防水设计，包括弯头、异径管、分支管、补偿器、疏放水装置。 （3）内管每一管段设补偿器，外保护管也应考虑温度补偿，设一次性补偿器。 （4）疏放水装置、设置位置及制作详图设计。 （5）固定支墩

4、设计，在强度和推力外，还应考虑防止热桥传递和高温下混凝土结构耐热性问题。 （6）每一管段在城市规划、市政管理部门允许情况下，尽可能在保温层外，设专门排湿管 ，同时也起管道损坏报警显示作用，排除管道内潮气。3、高温型直埋蒸汽复合管施工要注意事项 （1）选好高温型直埋蒸汽复合管高温型直埋蒸汽复合管，目前全国生产厂家很多，国家也没有统一标准。作为用户，选购时应注意复合保温管内保温材料的导热系数、抗压强度、耐热性、吸水率几个技术指标。 一般讲应选用硬质保温材料，导热系数要小，抗压强度越大越好，因为蒸汽主管是在保温层 内滑动。耐热性、吸水率主要考虑选用无机憎水型保温材料为好。蒸汽管度温度在250300

5、时外保护层应考虑钢套管，因为塑套钢，玻璃钢套钢外保护层长期在温度下运行，容易老 化，开裂渗水，造成整个管道爆管长期冒气等现象。（2）高温型直埋蒸汽复合管敷设时管沟开挖，当沟底土层的承载力80Kpa时，基础应考虑处理，一般浇150mm厚C15素混凝土层。防止地基沉降不均匀，造成管道断裂现象。 （3）现场保温补接口，应严格工艺准确操作，否则塑管收缩带粘接不好，易产生脱落撑开裂缝，尤其采用玻璃钢或多功能树脂补口时，要防水，否则固化不完全，强度不够，开裂渗 水。 （4）工作钢管焊接完成后必须经100%X射线探伤，合格后方可进行接头处的保温，外套管的焊接工作。（5）管道通汽暖管，要严格按规程进行，升温、

6、疏水、排湿、排潮。要严格控制，保证到位，不然产生水锤击，对蒸汽管网及波纹补偿器破坏很大，除内导流板吹掉外，波纹补偿器 也会损坏。 （6）高温型直埋蒸汽复合管应尽量避免埋设过深，制管时要保证质量，外保保层不能漏损 ，施工时应注意回填土一定要分层夯实。运行时应注意管道疏水畅通，防止水击。   三、钢套钢直埋式预制蒸汽管道1、产品构造钢套钢直埋式预制蒸汽管道一般适用于输送温度在150300之间，压力小于1.6MPa的蒸汽 。该产品，在技术上解决了埋地管道在防水、防腐、热桥、疏水等方面关键性问题，使蒸汽 管道全线处于全密封状态下运行，经过工程实践证明是安全、可靠。钢套钢直埋式预制蒸

7、汽 管道：由输送介质内钢管、憎水复合硅酸盐保温层、钢套管及防腐层构造，其结构见下页 图： 内钢管：公称直径20600毫米，采用符合GB8163-87的无缝钢管，公称直径600毫米以上，采用符合GB/T3092-93的焊接钢管，或符合SY/T5037-92的螺旋钢管，并符合GB8163-87中的水 压试验要求。保温层：保温材料采用二层憎水型复合硅酸盐管壳，错缝包扎在内钢管上与内钢管形成一体 ，与钢套管通过导向支座滑动。外套管：钢外套管采用符合GB/T3092-93的焊接钢管式SY/T5037-92的螺旋钢管，并100%进行0.6MPa的水压试验。防腐层：钢套管外壁的防腐结构采用二度环氧富锌底漆，

8、五层超厚浆环氧煤沥青涂料和三层中碱玻璃布交叉缠绕的做法。一般情况下保证使用20年。2、技术特点 （1）采用以管道支座与钢套管内壁之间作为滑动，界面的结构形式，使工作钢管与保温材料之间无相对运行，解决了一般直埋管的保温材料的机械磨损、粉化问题。（2）钢套管强度高，密封性能好，可有效地防水、抗渗。（3）钢套管：外壁采用二度环氧富锌漆三布五油环氧煤沥青加强级防腐处理和采用牺牲阳 极保护，使钢套管的防腐层的寿命在20年以上。 （4）采用二层憎水复合硅酸盐管壳保温材料，内外错缝包扎在蒸汽管道上，减少了热损失 。 （5）钢套管中导向支座与固定支座采取隔热措施，防止了热桥的产生。 （6）疏水系统采用全密封形

9、式，疏水管线采用内插式布置灵活，无需另设检查井。 （7）钢套管设透气管既能及时排潮也可作为日常运行的信号管。 （8）工作钢管的弯头、三通及波纹补偿器，固定支座均布置在钢套管内。整个工作钢管处于密封的环境下运行，既安全又可靠。3、设计要素 （1）钢套钢直埋式预制蒸汽管道的热伸长一般采用波纹补偿器进行补偿。补偿器补偿量应为管段热伸量的1.112倍。 （2）当钢套钢直埋式预制蒸汽管道以L型、Z型布置时，可考虑采用自然补偿，但需计算管内的空隙是否满足要求。 （3）波纹补偿器最好选用直埋式压力平衡以减小固定支架受力。补偿器的材质应选用抗氯离子腐蚀材料SUS316L不锈钢。 （4）波纹补偿器最好在固定支架

10、左右对称设置，以平衡固定支架受力，同时便于设置疏放水装置。 （5）固定支架根据计算，受力大小可选择内置式和外置式。 （6）当地沟底部土层的承载力80Kpa时，地沟底部应加垫C15素混凝土层，避免管道埋地产生不均匀沉降。 （7）外套钢管外壁涂了做防腐。 4、安装注意事项（1）工作钢管焊接完成，并经100%X射线探伤合格方可进行接头处的保温，外套管的焊接工作 。 （2）外套钢管应选用经水压试验合格的产品。安装完毕后再进行气密性试验，一般试验压力为0.2MPa，稳压5分钟确保外套钢管不渗漏为合格。（3）疏放水装置，接管位置应尽量靠近固定支架，以免疏放水接管因管道热位移过大而受损坏。疏放水管应考虑保温、防腐措施。 四、结束语 近几年，