1.蒸汽管道/直埋蒸汽保溫管保溫技術

 

1.1 蒸汽管道/直埋蒸汽保溫管計算保溫結構

 

      蒸汽管道敷設傳熱狀態架空、地溝敷設不同，架空敷設是向大氣空間傳熱，地溝敷設是熱源以不同傳熱狀態向周圍土壤傳熱，直埋敷設是熱介質向周圍土壤按一 態傳熱，土壤可視爲保溫結構一部分。以目前國內常用的內滑動式複合結構蒸汽保溫管爲例，計算過程可以劃定三個界面溫度。無機保溫材料與有機保溫材料接觸處可視爲 界面，外保護層與土壤接觸處視爲 界面，地表與空氣接觸面視爲 界面。在計算溫度時應先控制三個界面的溫度， 界面的溫度應控制在有機材料得耐溫能力以下， 界面溫度應控制保護層的防腐、防水及機械性能不遭受大幅度衰減或破壞的前提下； 界面溫度則控制不會因界面溫度升高而使得管道周圍土壤熱阻值提高，從而影響 、二界面溫度升高從而破壞保溫結構。所以在保溫結構計算過程中，應準確校驗當地極高、極低環境溫度的影響，必要時應及時調整保溫層結構的厚度來確保結構的 。同時，計算過程中還應符合結合節能50%管網輸送效率提高到大於90％的要求，不能簡單地按架空管道保溫結構或按中公式進行計算。

 

1.2蒸汽管道/直埋蒸汽保溫管 影響管道運行安全性的因素。

 

      土壤的導熱係數跨度很大，一般在0.5～2.5w/m.k之間，它的係數大小大小與土壤種類、含水量大小、化學成分、埋設條件等多種因素有關。在工程設計時可以求助當地地質部門提供相關資料，堅持實測當地土壤導熱係數，認真確定土壤導熱係數值。根據1.5w/m.k”確定土壤導熱係數不是科學的，因爲這個絕對的數位不能確切反映管道所處的土壤實際情況，在實際工作中會使計算結果誤差很大。例如南方高水位地區和西部乾燥地區的土壤導熱係數值翻倍，那麼保溫結構計算結果就會差距很大，如果這樣草率計算，會造成管道表面溫度過高或過低，破壞管道保護層。所以， 使用當地實測土壤導熱係數值來計算。另外，對各種保溫材料的導熱係數，不能簡單以生產廠家標示上所提供的單體數值爲準，而識應考慮到該數值是在哪種溫度，哪種條件，哪一級部門下檢測而來的，有否導熱係數方程式。然後儘量參照行業標準來確定導熱方程式以此來選取、確定導熱係數。

 

2.蒸汽管道/直埋蒸汽保溫管內固定支架技術

 

由於蒸汽管道熱伸長量大，爲了保證管道有效地實現熱脹冷縮，需要設置固定支架。如果還是按外固定設置方法，由於蒸汽管道溫度高，補償段短，固定墩設置多，尺寸大，這樣一是增大工程量，二是造成施工難度。爲解決這項技術難點，通過對國內外充分調研、交流，我校於1995年立題研究，題目是：《蒸汽管道內固定支架試驗方法研究》，並上了一名研究生專題研究了三年。在研究過程中曾得到蔡啓林教授、姚約翰總工、楊明學研究員等專家熱誠指導，課題完成了，但爲什麼至今沒有向社會發表，原因是有些問題尚需要深入探討，鑑於目前已有單位使用，爲了 ，現將兩個主要技術問題予以簡要說明，供參考。

 

2.1 計算理論依據：根據彈性力學理論，內固定支架是採用薄壁小圓環理論進行計算，這種計算方法的邊界條件要求內外鋼環必須緊密結合，受力均勻，但施工過程中很難達到要求，如果採取沿管道周邊分幾片組成不連續圓環， 不可能達到邊界條件要求。所以需要進一步研究、探討可以滿足計算邊界要求的施工技術措施，否則運行後會產生不安全因素。

 

2.2 爲了防止冷橋作用，熱流外泄，內固定支架的內外環採用石棉橡膠墊隔熱。採用石棉橡膠墊，有兩個問題需要考慮。

 

2.2.1 石棉橡膠熱老化問題，一般蒸汽管道壽命介定大於20年，石棉橡膠墊肯定達不到（由於橡膠原因），一旦石棉橡膠老化粉化，不僅隔熱目的達不到，而且造成結構破壞，影響管道 運行。

 

      2.2.2 根據石棉橡膠墊導熱係數計算，每10mm只能隔熱26℃左右，如果介質溫度高，又要控制外套鋼管的表面溫度，則石棉橡膠墊需要很厚，難以實現。

 

3.蒸汽管道/直埋蒸汽保溫管因地制宜的選擇保溫結構形式

 

      我國地大物博，南方北方條件差距巨大，不能像國外的一些國家只採用一種模式的保溫結構。例如南方主要矛盾是防水問題，沿海地區不僅有防水問題， 關鍵是防止氯、硫氧化物腐蝕問題，大多採用鋼套鋼型式，爲解決防腐困難，從而採用按“標準”製造的玻璃鋼外護層，這種防護層既能防水又能防腐，而城市主要街道地區敷設的管道不能與由電廠通過野外向城區輸送蒸汽的管道相提並論。前者比後者要求 嚴格。而在西部地區乾旱，地下水位低，待解決的主要問題是土壤熱阻值等問題，因此，保溫層應採用廉價的材料。外護層也不一定採用價高的鋼外護層。所以，不同地區當選用蒸汽保溫結構時，一定要根據當地的氣候、水文、地質、經濟以及介質溫度高低、管徑大小等，全面、認真地進行經濟、技術比較，經過嚴格的實地考察後確定方案，不能盲目草率仿照其他地區。

 

結束語：

 

      綜上所述，在蒸汽管道/直埋蒸汽保溫管技術結構型式的長期探索過程中，廣大供熱科技人員和開發商都注入了大量心血。而具體哪一種結構形式 優質， 適合我國蒸汽管道的使用，應當根據我國具體國情，繼續深入研究、實踐、總結。本文只是就目前我國蒸汽管道的技術條件，提出設計、施工探索模式。