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電預(yù)熱技術(shù)在城鎮(zhèn)供熱直埋保溫管道裝置中的應(yīng)用
本文理論與理論相分離,細致引見了管道的預(yù)熱裝置方式,剖析了幾種管道預(yù)熱方式的優(yōu)缺陷,在此根底上,重點引見了電預(yù)熱的根本原理、電預(yù)熱技術(shù)及電預(yù)熱設(shè)備在國內(nèi)直埋管道工程中的應(yīng)用狀況,本文對電預(yù)熱技術(shù)在國內(nèi)直埋管道工程中的普遍應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義,對國內(nèi)直埋管道裝置技術(shù)的開展具有重要的推進作用。
1、前言目前,城鎮(zhèn)直埋管道的應(yīng)用和開展曾經(jīng)進入嶄新的階段,產(chǎn)品的消費和加工工藝曾經(jīng)根本成熟,直埋管道產(chǎn)品的技術(shù)程度得到大幅度的進步。但是,直埋管道裝置技術(shù)程度不斷是限制國內(nèi)直埋管道開展的瓶頸,由于受國內(nèi)相關(guān)設(shè)備和技術(shù)程度的影響,國內(nèi)的管道裝置主要采用冷裝置無補償以及有補償裝置兩種方式,而愈加平安牢靠的管道預(yù)熱裝置卻很少在工程中應(yīng)用。北京豪特耐公司依據(jù)國內(nèi)管道裝置技術(shù)的開展現(xiàn)狀,為了滿足工程中對平安牢靠,實在可行的管道預(yù)熱技術(shù)及設(shè)備的迫切需求,與歐洲技術(shù)搶先的電預(yù)熱設(shè)備制造商協(xié)作,共同開發(fā)了合適中國直埋管道產(chǎn)品和施工請求的電預(yù)熱設(shè)備,并將這一技術(shù)和設(shè)備勝利應(yīng)用于國內(nèi)多個大口徑直埋供熱管網(wǎng)工程中,為國內(nèi)直埋管道裝置技術(shù)的開展翻開了嶄新的一頁。
2、直埋管道的裝置方式直埋管道的裝置方式能夠歸結(jié)為三種,無補償裝置、有補償裝置和預(yù)熱裝置。直埋管道裝置方式的選擇受很多要素的影響,鋼管直徑、鋼管壁厚、保送介質(zhì)溫度、敷設(shè)深度都將影響管道裝置方式的選擇,在管網(wǎng)設(shè)計中應(yīng)針對詳細的工程實踐狀況剖析計算以后肯定恰當?shù)墓艿姥b置方式。
2.1 無補償裝置管道在施工的同時就能夠回填,整體焊接收道時的溫度等于回填時的環(huán)境溫度,在管網(wǎng)中最大限度地減少以至完整取消補償器和固定支架,但是,由于管網(wǎng)運轉(zhuǎn)時的溫差較大,管道中錨固段的軸向應(yīng)力較大,必要時需求對管道停止增強處置。
2.2 有補償裝置在管網(wǎng)中用補償器吸收管道運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的收縮變形,管道中的軸向應(yīng)力最小,但由于在管網(wǎng)中大量應(yīng)用了補償器和固定支架,增加了管網(wǎng)的建立投資,降低了管網(wǎng)的平安性。
2.3 預(yù)熱裝置預(yù)熱裝置是界與無補償裝置和有補償裝置之間的一種裝置方式,管溝在回填之前管道的一半收縮變形曾經(jīng)提早釋放,管道軸向應(yīng)力降低到無補償裝置的一半,而且根本取消了管網(wǎng)中的補償器和固定支架,大大進步了管網(wǎng)的平安性。
由以上剖析可見,假如思索管網(wǎng)的長期運轉(zhuǎn)的平安性和穩(wěn)定性,預(yù)熱裝置是管道直埋敷設(shè)的最佳裝置方式。特別對管網(wǎng)設(shè)計溫度高于140℃大管徑直埋管道采用預(yù)熱裝置方式具有明顯的優(yōu)勢。
3、幾種預(yù)熱裝置方式的比擬目前,在工程中應(yīng)用的預(yù)熱方式主要有水預(yù)熱、風預(yù)熱和電預(yù)熱三種,下面對各種預(yù)熱方式的施工條件請求、預(yù)熱效果、熱耗費量、預(yù)熱時間停止比擬。
3.1 施工條件請求水預(yù)熱當沒有便當并且能夠應(yīng)用的熱水為預(yù)熱管道提供熱源時,必需具備加熱鍋爐等加熱設(shè)備對預(yù)熱管道提供熱水熱源,管道中必需為預(yù)熱準備閥門和一次性補償器,而且在管道預(yù)熱之前,預(yù)熱管道必需焊接終了構(gòu)成連續(xù)的回路。
風預(yù)熱風預(yù)熱須具備大功率風機對管道提供持續(xù)風源,預(yù)熱管段必需焊接終了,構(gòu)成完好回路,以便氣流順利經(jīng)過。
電預(yù)熱除須專用的預(yù)熱設(shè)備以外,對預(yù)熱管道請求相對較低,由于管道中不需求流通水或者風等介質(zhì),因而,不需求管道構(gòu)成封鎖的回路,也不需求在管道中設(shè)置一次性補償器和閥門。
3.2 預(yù)熱效果水預(yù)熱預(yù)熱溫度比擬平均,但由于管道在預(yù)熱過程中必需注滿熱水,所以管道重量很大,管道與土壤之間的摩擦力較大,因而,設(shè)計伸長量不容易到達,大管徑管道水預(yù)熱時,管道中容易呈現(xiàn)錨固段,影響預(yù)熱的效果。
由于熱風在管道回路中活動時熱損失十分大,因而,管道的預(yù)熱溫度不平均,通常狀況下,管道起始端和末端的預(yù)熱溫差在20℃左右,影響管道熱伸長的平均性。
電預(yù)熱管道電預(yù)熱將鋼管作為電阻,應(yīng)用電能對鋼管停止加熱,鋼管中沒有介質(zhì),因而,管道沿長度方向預(yù)熱平均,預(yù)熱時間短,而且管道中不存在錨固段,可以到達理想的管道預(yù)熱效果。
3.3 熱耗費量針對各種預(yù)熱方式,依照相同的計算條件下,對各種預(yù)熱方式所耗費的熱量停止了計算。
計算條件:鋼管直徑:DN700mm,鋼級:ST52鋼管壁厚:8mm預(yù)熱溫差:60K管溝長度:500m計算結(jié)果:
不思索熱水和熱風在傳輸過程中的熱損失,熱傳輸效率依照100%計算,三種預(yù)熱方式熱耗費量的比值約為:
電預(yù)熱:熱水預(yù)熱:熱風預(yù)熱/1:25.8:60 3.4 預(yù)熱時間管道預(yù)熱時間受鋼管的管徑、壁厚,以及管道的熱損失的影響,在相同的條件下,由于電預(yù)熱的熱耗費量最小,因而,將管道加熱到預(yù)熱溫度所需求的時間最短;風預(yù)熱的熱耗費量最大,而水預(yù)熱的熱耗費量固然相對較小,但水預(yù)熱由于管道的摩擦力較大,因而,到達設(shè)計伸長量所需求的時間很長,因而,風預(yù)熱和水預(yù)熱的預(yù)熱時間大約為電預(yù)熱的3~5倍。
4、電預(yù)熱技術(shù)的根本原理管道電預(yù)熱是經(jīng)過預(yù)熱設(shè)備提供一個低電壓、高電流的電能,將供回水管道作為電阻經(jīng)過電纜銜接起來,與預(yù)熱設(shè)備構(gòu)成回路,將鋼管溫度加熱到設(shè)計預(yù)熱溫度。
預(yù)熱設(shè)備輸出的電壓不高于60V,輸出電流依據(jù)管道的詳細狀況在3000~5000A.
5、電預(yù)熱的技術(shù)優(yōu)勢與其他預(yù)熱方式相比擬,電預(yù)熱技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢:
施工條件請求簡單,不需求在管道中裝置一次性補償器和固定支架;
熱耗費量小,預(yù)熱平均,預(yù)熱時間短;
電預(yù)熱設(shè)備體積小、重量輕、易操作、無震動、無噪音,自動監(jiān)控;
適用范圍廣,只需鋼管為介質(zhì)保送管,都能夠完成;
低電壓能夠保證施工平安。
6、電預(yù)熱設(shè)備的適用范圍電預(yù)熱的技術(shù)優(yōu)勢必需依托先進的電預(yù)熱設(shè)備來完成。目前,針對直埋保溫管道的現(xiàn)場裝置實踐狀況,還沒有完整牢靠的技術(shù)設(shè)備完成鋼管的電預(yù)熱。公司的電預(yù)熱設(shè)備,填補了這個空白。詳細適用范圍如下:
直徑DN50-DN1200;
單管、多管系統(tǒng)并用;
供回水管不同材質(zhì)的鋼管線;
鋼套鋼方式的保溫管和聚乙烯外護殼方式的保溫管銜接管線;
不同直徑的管線同時預(yù)熱;
兩個有距離的預(yù)熱段同時預(yù)熱;
7、電預(yù)熱技術(shù)的工程應(yīng)用目前電預(yù)熱技術(shù)應(yīng)用于國內(nèi)多個集中供熱管網(wǎng)工程中,獲得了很好的預(yù)熱效果,同時,積聚了豐厚的工程經(jīng)歷,下面以某個集中供熱管網(wǎng)工程中的一段DN900mm管道電預(yù)熱為例,討論電預(yù)熱在工程中的應(yīng)用效果。
預(yù)熱管段根本參數(shù):
管道規(guī)格:920×12/1055×14mm管道長度:480m運轉(zhuǎn)溫度:130℃環(huán)境溫度:15.5℃預(yù)熱溫度:68℃設(shè)計伸長量:303mm管道預(yù)熱溫度與時間關(guān)系曲線(圖3):
由圖3可見,在預(yù)熱過程中,管道的溫度根本依照直線平均上升,闡明這種預(yù)熱方式,管道的加熱速度十分平均平穩(wěn),沒有大的起伏,這樣能夠保證管道良好的預(yù)熱效果。
管道伸長量與時間關(guān)系曲線(圖4):
由圖4剖析可知,在管道預(yù)熱的最初1~2個小時,管道中由于溫升產(chǎn)生的軸向力首先要克制管溝中土壤的摩擦力,因而,在預(yù)熱開端階段,管道的熱伸長速度很慢,當溫度繼續(xù)升高到超越土壤摩擦力以后,管道的收縮量根本依照直線勻速上升。
管道長度與伸長量關(guān)系曲線(圖5):
圖5為管道長度與管道伸長量關(guān)系曲線,在管道預(yù)熱過程中,當管道上沒有固定點時,管道向兩側(cè)伸長,由圖4可見,在預(yù)熱管線上只要一個伸長量為零的駐點,而且在駐點兩側(cè),管道的伸長量的增加曲線沿直線變化,斜率相同,這闡明管道的預(yù)熱平均,不存在沒有預(yù)熱的管段。
8、管道電預(yù)熱應(yīng)留意的問題管道的電預(yù)熱施工是一個系統(tǒng)工程,施工中的各個環(huán)節(jié)必需嚴厲依照施工請求執(zhí)行,認真準備,親密配合,這樣才干到達預(yù)期的預(yù)熱效果。
8.1 預(yù)熱時間管道的預(yù)熱應(yīng)避開冬季施工,由于冬季環(huán)境溫度低,管道的伸長量大,預(yù)熱所需求的時間長,在條件允許時,盡量選在夏季施工。
8.2 施工準備在預(yù)熱施工之前,應(yīng)完成預(yù)熱管段的接頭保溫;
管溝回填土應(yīng)回填至管道高度的3/4處;
假如管道作水壓實驗,應(yīng)確保將管道中水排放完;
在預(yù)熱設(shè)備的兩側(cè)分別設(shè)標尺,設(shè)計伸長量應(yīng)等于兩側(cè)伸長量的總和;
將預(yù)熱管段兩端用端帽密封,避免氣體流通;
檢查供、回水管道上有無短路銜接,假如存在短路銜接點,應(yīng)在預(yù)熱之前及時切斷或調(diào)整預(yù)熱管段,避開短路點;
檢查預(yù)熱設(shè)備及電纜能否正確銜接;
8.3 回填請求在管道到達設(shè)計伸長量以后,開端管溝回填。為了控制管道的回縮量,回填土應(yīng)每200~300mm夯實一次,回填的次第為由預(yù)熱管段的兩端向中間回填。
9、總結(jié)直埋保溫管道的預(yù)熱裝置是一種平安牢靠的管道裝置方式,而電預(yù)熱是管道預(yù)熱方式的創(chuàng)新,它具有預(yù)熱時間短、預(yù)熱平均、操作簡單、容易完成等優(yōu)點,使管道預(yù)熱裝置變成一種可能,進步了管道的平安性和穩(wěn)定性以及長期的運用壽命,推進了直埋管道裝置技術(shù)的開展。