隨著科技的發(fā)展，熱水管道直埋敷設(shè)從設(shè)計、制造、安裝、驗收等方面都有了很大的進步，成為熱力管網(wǎng)工程敷設(shè)的主要敷設(shè)方式之一。本文研究高溫?zé)崴�管網(wǎng)直埋敷設(shè)技術(shù)的發(fā)展過程，闡述了此項技術(shù)的的理論依據(jù)。

　　《化工設(shè)備與管道》由全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站,全國化工 工藝配管設(shè)計技術(shù)中心站聯(lián)合主辦。國內(nèi)統(tǒng)一刊號:CN31一 1833/TQ:國際標(biāo)準(zhǔn)刊號:ISSN1009一3281:郵發(fā)代號:4一669,全 國各地郵局均可辦理訂閱。

　　一、 熱力管道直埋技術(shù)的引入與應(yīng)用

　　預(yù)制保溫管制造及熱水管道直埋敷設(shè)技術(shù)，20世紀60年代末在北歐率先應(yīng)用和發(fā)展，于20世紀80年初傳入我國。經(jīng)過20多年的應(yīng)用和發(fā)展，直埋技術(shù)2005年以前大致分三種情況。第一種，有補償直埋敷設(shè);第二種，低溫?zé)崴�管道利用管道自然補償實現(xiàn)無補償器直埋敷設(shè);第三種，利用預(yù)熱施工或設(shè)一次性補償器來實現(xiàn)“無補償”直埋敷設(shè)。全面體現(xiàn)直埋無補償敷設(shè)新技術(shù)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)保溫管-EN253、保溫管件EN448、保溫閥門EN488、保溫接頭EN489等早在1994頒布，我國參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)制定的行業(yè)規(guī)程《城鎮(zhèn)直埋供熱管道技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T81-98)也于1999年6月1日起執(zhí)行。然而應(yīng)用熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的比例尚太少，熱水管道直埋敷設(shè)還是有補償敷設(shè)的天下。熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)又鮮有相關(guān)手冊、規(guī)范。這些原因阻礙了熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。直埋無補償技術(shù)研究、應(yīng)用及推廣的工作任重道遠。高溫?zé)崴�管道目前指的是管道工作介質(zhì)溫度在130℃及以下。

　　二、高溫?zé)崴�直埋無補償冷安裝技術(shù)的理論基礎(chǔ)

　　以前的直埋熱水管道設(shè)計依據(jù)北歐的彈性變形分析方法進行。彈性變形分析方法，就是要保證熱水管道始終處于彈性變形的范圍之內(nèi)，處于彈性狀態(tài)。管道直管段通常采用熱補償裝置，采用預(yù)熱、一次性補償器的安裝方式。這種設(shè)計理論基于鋼材的彈性理論限度之內(nèi)進行，熱力管道是按“虎克定律”理論來設(shè)計的，溫升產(chǎn)生熱伸長，熱伸長產(chǎn)生摩擦力。然而實際上直埋敷設(shè)的熱力管道，存在著過渡段與錨固段兩種情況，它實質(zhì)上已經(jīng)超越了鋼材的彈性理論限度，即鋼材進入了彈塑性階段，也叫安定性理論。高溫水冷安裝無補償直埋技術(shù)依據(jù)的就是安定性理論。

　　三、 有補償與無補償?shù)谋容^、優(yōu)缺點

　　無補償冷安裝技術(shù)是經(jīng)過二十多年大量工程實踐逐步探索總結(jié)完善形成的。到目前已經(jīng)較為成熟。熱力管道無補償直埋的難點是設(shè)計時技術(shù)難度高。在現(xiàn)有的條件下(管網(wǎng)的走向條件及路障條件)除滿足管道流體功能要求外還要滿足管道承受應(yīng)力的要求。現(xiàn)場條件千差萬別，有些內(nèi)容在圖紙上無法完全反映，管道的實際運行一旦偏離設(shè)計時，還必需保證管網(wǎng)安全運行，這就要求設(shè)計人員不僅要熟練掌握管道應(yīng)力分析及應(yīng)力變化趨向分析，還要具有相當(dāng)?shù)膶嶋H工程經(jīng)驗，否則難以做到管網(wǎng)安全可靠運行。無補償冷安裝的主要優(yōu)點為以下幾點：

　　(1)安裝簡單，施工進度加快，縮短了施工周期;

　　(2)較預(yù)熱或有補償直埋敷設(shè)方式，投資大大降低;

　　(3)減少或不采用補償器，大大降低了熱網(wǎng)故障發(fā)生率，減少了管網(wǎng)維修工作量，提高了運行安全性;

　　(4)固定墩大量減少，減少了管道對城市道路資源的占有量;

　　(5)降低工程總造價，一般能節(jié)省工程總投資的12%～15%;

　　(6)管網(wǎng)停運期間管道處于底應(yīng)力狀態(tài)，管道維修施工和分支安裝不必采取特殊措施;

　　(7)減少管網(wǎng)熱損失。與有補償直埋敷設(shè)管道相比可減少3/5～4/5的管網(wǎng)熱量損失。有實測數(shù)據(jù)每公里管道內(nèi)介質(zhì)溫降為小于0.2℃。

　　四、 寧夏電投西夏熱電公司應(yīng)用工程實例

　　冷安裝無補償直埋技術(shù)是經(jīng)過長期工程實踐(初步實驗始于上世紀八十年代未)的技術(shù)，此項技術(shù)目前已比較成熟，并被廣泛應(yīng)用。寧夏電投銀川熱電有限公司1999年設(shè)計熱網(wǎng)管道時采用的是有補償直埋設(shè)計方法。截止到目前為止，熱水管道已經(jīng)運行11年。經(jīng)過長年運行，此種設(shè)計方法的弊端逐年顯現(xiàn)。在運行過程中，我們發(fā)現(xiàn)最易損壞的部位就是補償器。而供熱管線多敷設(shè)于城市主干道下，維修難度大，補償器的維修成為我們供熱公司的難點和重點。根據(jù)銀川熱電的運行經(jīng)驗，西夏熱電公司引入了無補償冷安裝直埋技術(shù)，管徑小于DN500的管道均按設(shè)計要求采用冷安裝無補償直埋技術(shù)。運行實踐證明采用這項技術(shù)后，西夏熱電公司的維修量較銀川熱電公司大大減少。管網(wǎng)維護工作也大大減少。這項技術(shù)非常好，大大減少了維修工作量。此技術(shù)如果推廣，將會產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益、節(jié)能效益及社會效益。

　　五、 無補償技術(shù)應(yīng)用中需要注意的問題

　　采用無補償直埋的管道內(nèi)部存在巨大的應(yīng)力，所以如何處理好應(yīng)力使管道不被損壞是首要任務(wù)。管道上的附件也要考慮此問題。高溫水無補償直埋管道在施工時，并沒有更特殊的要求，只是個別特殊做法有要求。一般按普通施工要求，執(zhí)行上要求更準(zhǔn)確。普通管道敷設(shè)有時執(zhí)行起來可能出現(xiàn)偏差，但在使用時卻不一定能顯現(xiàn)出問題。但對于高溫水無補償設(shè)計而言，如有偏差就可能會導(dǎo)致較嚴重后果，所以要更嚴格地執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。在管道的彎頭或三通處，必須進行應(yīng)力計算或驗算其應(yīng)力是否符合要求，這是無補償直埋敷設(shè)管網(wǎng)設(shè)計必需進行的，也是管網(wǎng)安全運行的重要前提，不可忽視。設(shè)計人員不僅要熟練掌握管道應(yīng)力分析及應(yīng)力變化趨向分析，還要具有相當(dāng)?shù)膶嶋H工程經(jīng)驗，否則難以做到管網(wǎng)安全可靠運行。