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为了降低工程造价,节约能源,直埋热力管道就应运而生。这种管道实质上是把传统管道的保温结构外保护层,用一个套管来代替。套管防水、耐压、防腐。
当输送介质的温度t≤130℃时,保温层用发泡聚氨脂,外套管用塑胶或玻璃钢的居多,对当输送介质的温度高于130℃时,保温层一般用矿物纤维,钢套钢直埋保温钢管外套管用钢管,这实际上是一条钢地沟。
这种直埋的管网,在我国的历史还不长,早些年还处在试验、研究阶段,这几年已有了不少工程实例,不仅有“塑(胶)套钢”低温热水管网,还有“钢套钢”高温蒸汽管网。
目前,国家还没有颁布直埋“钢套钢”管的专业技术规程和设计、施工验收规范。所以,不管是工程设计、管件制造、还是管道施工,都是参照与之相近的有关规程、标准、规范执行的。不同的人,经验不同,对工程性质的理解也不相同,所以做法各异,其中存在一些值得探讨问题。
1、 对直埋“钢套钢”管工艺特点的认识:钢套钢蒸汽保温钢管蒸汽管道直埋敷设与架空、地沟敷设传热状态不同,架空敷设是向无限空间传热,地沟敷设是热介质通过保温材料、流动空气层、沟壁等以不同传热状态向周围土壤传热,而直埋敷设,简化讲热介质是向周围土壤按一维稳态传热,土壤可视为保温结构一部分。以目前国内常用的内滑动式复合结构蒸汽保温管为例,计算过程中首先应划定三个界面温度。
钢套钢直埋保温管无机保温材料与有机保温材料接触处可视为界面,外保护层与土壤接触处视为第二界面,地表与空气接触面视为第三界面。计算时应先控制三个界面温度,界面温度控制在有机材料耐温能力以下;第二界面温度应控制保护层的防腐、防水及机械性能不遭受大幅度衰减或破坏;钢套钢直埋保温钢管第三界面温度则控制不会因界面温度升高而使得管道周围土壤热阻值提高,从而造成、二界面温度升高破坏保温结构。所以在保温结构计算过程中,应校核当地极高、极低环境温度的影响,必要时应适当调整保温结构各层保温材料的厚度,以确保保温结构安全。同时,计算过程中不能简单地按架空管道保温结构或按中公式进行计算,而应结合节能50%,管网输送效率提高到大于90%的要求。
2.1.2、钢套钢保温钢管保温计算中,对土壤、保温材料的导热系数选取不能草率,这两个系数的选取正确与否,往往影响保温效果和管道运行安全性。
土壤的导热系数在0.5~2.5w/m.k之间,跨度很大,其大小与土壤种类、含水量大小、化学成分、埋设条件等多种因素有关。在工程设计时应坚持实测当地土壤导热系数或求助当地地质部门提供资料,认真确定土壤导热系数值。如果只根据“无资料可查时取1.5w/m.k”确定土壤导热系数不是科学的,因为不能确切反映管道所处的土壤实际情况,造成计算结果误差很大。例如南方高水位地区和西部干燥地区的土壤导热系数值相差成倍,那么保温结构计算结果也会差异很大,如果草率计算,会造成管道表面温度过高或过低,破坏管道保护层或不经济。所以,应使用当地实测土壤导热系数值来计算。
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