國內外直埋技術的發(fā)展,已經有60余年的歷史,早在30年代,原蘇聯(lián)zui初采用泥作保溫材料,40年代又改用澆灌泡沫混凝土作直埋管道的保溫材料。實踐證明,這些保溫材料吸水率大,直埋管道腐蝕嚴重。50年代初的美國、丹麥和加拿大等國的各大公司研制了預制保溫管,即“管中管”技術,從而使管道直埋技術發(fā)展到了一個新水平。
國內在50年代曾采用過澆灌泡沫混凝土的管道直埋敷設方式,70年代開始研究瀝青珍珠巖保溫材料的直埋熱力管,取得了很大成績,80年代我國出現(xiàn)了兩種新型預制保溫管:一類是天津大學根據(jù)國外經研制的保溫結構為“氰聚塑”型式的預制保溫管;另一種是引進國外生產線的“管中管”型式的預制保溫管。目前這種型式的預制保溫管已先后在天津、北京、鄭州等地進行大批量生產并廣泛用于城市熱力管網。
2 直埋預制保溫管技術性能
表1 國內外部分廠家生產的預制保溫管技術性能
| 天津市建 | 哈爾濱東 | 廊坊金星化工有限公司 | 瑞典供熱 | 芬 蘭 |
鋼管防銹防腐層 | 氰凝 | ||||
保溫材料 | 聚氨脂 | 聚氨脂 | 聚氨脂 | 聚氨脂 | 聚氨脂 |
工作溫度℃ | <120(通用型) | <120 | <120 | <130 | <130 |
容重kg/m3 | 80~100 | 45~80 | 60~100 | 80 | 80 |
閉孔率% | 90~92 | 90 | 90 | >88 | >88 |
導熱系數(shù) | <0.035 | 0.027 | ≤0.027 | 0.027 | 0.027 |
吸水性kg/m3 | 0.2~0.3 | 2~3 | ≤4 | <10 | 2 |
抗壓強度MPa | 0.5~0.6 | >0.2 ≥100 | |||
防護外殼材料 | 玻璃鋼 | 聚乙烯管 | 聚乙烯管 | 聚乙烯管 | 聚乙烯管 |
直徑mm | 94~880 | 100~630 | 25~900 | 110~1000 | 110~1000 |
厚度mm | 1~2 | 3~11.6 | 2~17.6 | 3~10.6 | 3~19.6 |
耐腐蝕性 | 耐酸堿 | 耐酸堿 | 耐酸堿 | 耐酸堿 | 耐酸堿 |
耐用年 | 15年以上 | 50 | 50 | 50 | 50 |
氰聚塑直埋保溫管是用硬質聚氨脂泡沫塑料作保溫材料,外部用玻璃鋼作防護外殼,鋼管外壁刷一層“氰凝”作防腐層。通用型適用于120℃以下介質的熱力管網。高溫型適用于250℃以下介質的熱力管網,其保溫材料為硅酸鎂發(fā)泡聚氨脂復合保溫材料,保護外殼為玻璃鋼。第二種類型是“管中管”預制保溫管,其保溫材料為聚氨脂硬質泡沫塑料,保護外殼為高密度聚乙烯外套管,適用于120℃以下部介質的熱力管網。
3 保溫層厚度及熱損失計算
保溫層厚度應根據(jù)熱損失法或經濟厚度計算后并經綜合經濟效益比較后確定。直埋管道的直埋管道的保溫計算其原理與一般保溫管道相同,但一般熱力管的表面散熱由外界空氣吸收,而直埋管道由周圍土壤來吸收,一般管道屬于無限空間放熱,直埋管道放熱與管道埋設深度有關。
直埋敷設的供熱管道熱損失計算,它和預制保溫管結構、介質溫度、管徑大小、土壤性質、保溫層的導熱系數(shù)及管間距等多種因素有關。一般可按圖2給定的尺寸進行管道熱損失計算。