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高温热水直埋供热管道在无补偿冷安装条件下的应用研究

刘兆明  
【摘要】:供热管道直埋技术近年来在设计及施工方面都发展迅速,国内东北地区是应用最早也是最广泛的地区。在改扩建、新建的热水管网工程中大多采用了直埋敷设方式,并取得了明显的经济和社会效益。1998年,中华人民共和国行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81—98)颁布执行,为直埋供热管道的设计和安装起到了可靠的保障。同时,也为无补偿直埋方式提供了相应的计算方法。2011年,《城镇供热管网设计规范》(CJJ34-2010)的颁布执行,要求对设计压力小于等于1.6MPa,设计温度小于等于95℃的街区供热管网要求采取无补偿直埋。更为无补偿设计的应用提供了依据。 近年来,供热管道采用直埋安装方式已广泛采用,但无补偿冷安装条件下的高温热水管道直埋的在实际工程中的真正应用却有待进一步的推广,虽然其基本理论(采用安定性分析法)已得到了共识,但实际工程中,遇到的问题千变万化,有时有时很难处理。安定性分析法同弹性理论相比,即使管网的设计供水温度高达140℃也有可能采用无补偿直埋敷设。这样就极大的拓宽了无补偿直埋敷设的使用范围,简化了施工,缩短了工期,节省了工程造价。 在直埋供热管道的强度设计中,应采用不同的技术措施来避免管道不同性质的应力产生的不同破坏方式的发生,从而选择不同的安装方式,针对不同的情况,在不同的管段,灵活地采用不同的安装方式对直埋供热管网的安全经济运行有着十分重要的意义。 众所周知,波纹补偿器是直埋供热管道中发生事故最多的管件,在计算工况允许的情况下,管道中不设置波纹补偿器无疑对管道的安全运行提供了保障。《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81—98)中只对供热管径小于等于DN500进行了相应的规定,实际工程中,多数大型供热管网都已超出了这一规定,已有部分管网直径已达到DN1200。本次研究的工程项目为DN600,设计压力为2.5MPa,热媒参数为高温热水,供回水温度为130℃/90℃,供水峰值温度为135℃。实际运行参数供水温度均维持在130~135℃范围。在此供热参数工况的环境下,选择无补偿冷安装直埋安装方式,且超出了规范的规定管径,对设计计算及施工安装来说均是一个挑战。 本论文便是从管道强度计算基本理论的论述,并对实际工程的各薄弱环节按照理论的要求进行了详细的研究和计算,以确定合理的布置方式。在满足强度条件研究计算的同时,论文中也进行了整个管网的水力计算和保温热力研究计算,构成了项目完整的设计研究体系。


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