(一)因本文僅涉及熱水管道,其中水溫較高的是供暖熱水為95℃,空調(diào)用熱水、生活熱水在55℃-65℃即可,因此決定了直埋管道承受的熱應(yīng)力不會太大,具體到實(shí)際工程必須區(qū)分是采用無補(bǔ)償直埋敷設(shè),還是有補(bǔ)償直埋敷設(shè);
(二)無補(bǔ)償直埋敷設(shè)是利用土壤與外套管之間的摩擦力固定管道。管道敷設(shè)完覆土前應(yīng)預(yù)熱管道,管線上無需設(shè)補(bǔ)償器,通常也無需設(shè)固定支架。為減小工程費(fèi)用,可在預(yù)熱的同時(shí)進(jìn)行水壓試驗(yàn)、管道接頭處的保溫發(fā)泡;
(三)有補(bǔ)償直埋敷設(shè)時(shí),土壤與外套管之間的摩擦力僅對預(yù)制保溫管起約束作用。管線補(bǔ)償器與固定支架間的距離應(yīng)小于摩擦長度lf, 摩擦長度為溫差引起的鋼管軸向力和摩擦力相等時(shí)的直鋼管長度。補(bǔ)償器根據(jù)補(bǔ)償方式的不同而不同,一次性直埋波紋補(bǔ)償器設(shè)在兩個(gè)固定支座中間;自由補(bǔ)償直埋波紋補(bǔ)償器應(yīng)靠近其中一個(gè)固定支座(原理類似地溝、架空做法);
(四)區(qū)域供冷供熱的管線特點(diǎn)是管內(nèi)介質(zhì)溫度不高(<100℃),工作壓力<1.0mpa,但管線較長,直管段經(jīng)常長達(dá)幾百米。土壤摩擦力遠(yuǎn)大于溫度應(yīng)力,在直管段中間出現(xiàn)“錨固段”, 錨固端為危險(xiǎn)斷面,要應(yīng)力驗(yàn)算使之滿足鋼材許用應(yīng)力。直埋敷設(shè)供熱管道應(yīng)力驗(yàn)算條件為[3]:
對于連續(xù)供熱的熱力管網(wǎng),f取2500次足夠,而對于江蘇許多非供暖地區(qū)的間歇供暖或生活熱水系統(tǒng)是不夠的,應(yīng)取5000次以上。一般直埋管道材料為20號無縫鋼管或q235管材,在15℃以上的溫度下安裝時(shí),直埋敷設(shè)供熱管道(<100℃)不用采取任何措施,按無補(bǔ)償安裝形式將管道直接埋設(shè)地下(無固定支座、無補(bǔ)償器),管道就可達(dá)到安全運(yùn)行。因此對于區(qū)域供冷供熱(<100℃的水系統(tǒng))使用無補(bǔ)償安裝形式將是便捷、安全和經(jīng)濟(jì)的。
(五)使用無補(bǔ)償安裝形式的直埋敷設(shè)供熱管道的水平彎頭、三通處應(yīng)力集中。實(shí)際工程中對本文論及的工程類型,彎頭可使用p=2.5mpa的熱壓彎頭,
三通可選用p=2.5mpa的加強(qiáng)型三通,三通主支管均為20號無縫鋼管,做法如下[3]:
實(shí)際工程中在合理的地質(zhì)條件下,及直埋深度,管道周邊處理等正確前提下,直埋敷設(shè)供熱管道的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)有保障的。某一居民小區(qū)用直埋保溫?zé)崴艿溃?000年12月底安裝完試熱水時(shí)有17處三通,15處彎頭裂壞,地面冒熱氣,經(jīng)查,其所有三通、彎頭均為普通型,壁厚小且非熱壓處理,也無加強(qiáng)措施。更換所有三通,彎頭后再無類似事故發(fā)生。
(六)直埋熱力管道工程對地質(zhì)條件的要求比較多,對土壤腐蝕性強(qiáng)的地區(qū)(土壤電阻率低于是20Ω/cm),回填土區(qū),土壤下沉性> 二級的地區(qū),> 八級的地震區(qū)等區(qū)域需慎用直埋方式或?qū)ν寥肋M(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)后方可使用直埋方式。沿海地區(qū)需測土壤腐蝕性。
4、工程實(shí)例
某新建居民小區(qū),建筑面積55000m2,經(jīng)熱電能源有限公司建議,開發(fā)商在進(jìn)行了可能性研究后,增設(shè)全小區(qū)65℃生活熱水集中供應(yīng),并且經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較后決定采用直埋保溫管技術(shù)。
下面是該工程保溫直埋管與地溝敷設(shè)概算比較:
表(二)保溫直埋管與地溝敷設(shè)工程工程造價(jià)比較
敷設(shè)方式
工程完工后實(shí)測機(jī)房出水至每幢樓入口接管處水溫降均不超過1℃,因管道熱損失很少,運(yùn)行費(fèi)用也控制得較低,開發(fā)建設(shè)單位和物業(yè)都相當(dāng)滿意。
實(shí)際直埋保溫管道不僅保溫效果好,綜合造價(jià)低,而且在嚴(yán)格按要求施工的情況下,保溫管經(jīng)六年實(shí)物解剖分析和人工老化試驗(yàn)證實(shí)使用壽命在15年以上,而地溝敷設(shè)保溫管保溫材料為巖棉或離心棉一般3-5年需更換一次。