浅谈蒸汽直埋管道设计

　　摘要：蒸汽直埋管道在设计上要解决的主要问题是：蒸汽管道的固定结构形式选择;蒸汽管道的保温;疏水节点的处理;防腐措施及固定结构形式等等。

　　关键词：蒸汽管道,直埋敷设,保温结构

　　近几年来，城市热网建设中大量采用直埋技术，蒸汽直埋管道在设计上要解决的主要问题是：蒸汽管道的固定结构形式选择、蒸汽管道的保温、疏水节点的处理、防腐措施及固定结构形式等等。下面就简要谈谈笔者对蒸汽直埋管道设计中的几点体会。

　　1、蒸汽直埋管道的固定结构形式

　　目前蒸汽管道直埋敷设就其保温结构形式，基本可归纳为以下三种形式，即内滑动外固定、内滑动内固定和外滑动外固定。

　　(1)内滑动外固定：所谓内滑动就是工作钢管与保温结构式脱开的，工作钢管受热膨胀时，钢管运动，发生位移，而保温结构层与外套钢管成一整体结构，不产生运动。马鞍形作固定支座，支座焊于土建预埋件上。优点：造价低、固定点可外接钢筋混凝土固定墩承受较大推力。缺点：排潮通道不畅、水击后容易破坏保温层和隔热层、外固定肋会产生热桥效应。

　　(2)内滑动内固定：所谓内固定就是固定端处将工作钢管固定在外套钢管上，不用钢筋混凝土结构固定，其固定端应有隔热措施，以减少热桥效应。优点：造价低、固定点处可不采用外接固定墩。缺点：排潮通道不畅、水击后容易破坏保温层和隔热层、固定点承受推力小。

　　(3)外滑动内固定：所谓外滑动就是保温材料和工作钢管精密结合，捆绑成一体，保温结构和工作钢管在管道热膨胀时同时运动，外套钢管与保温结构之间有10mm间隙，既保温隔热又方便排潮。工作钢管与外套管之间每隔一段距离采用隔热导向环支撑。优点：排潮通道畅通、固定点可外接钢筋混凝土固定墩承受较大推力。缺点：造价高。

　　综和以上优缺点，目前我们设计时直管道一般采用内滑动内固定，转弯处采用内滑动外固定形式。

　　2、蒸汽直埋管道的热补偿

　　蒸汽直埋管道的热补偿和架空管道的热补偿形式基本相同，直埋管道的走向及平面布置应充分考虑管道本身的自然补偿，当自然补偿不能满足要求时，才考虑用补偿器补偿，由于蒸汽管道温度较高，管道热伸长量也较大，因此补偿器应有较大的补偿量和较小的刚度，同时应保证补偿器的制造质量，以确保蒸汽直埋管道的安全运行。

　　3、蒸汽直埋管道的保温

　　蒸汽管道直埋敷设技术在国内的发展已经有十几年，蒸汽直埋保温管的目的概括性的解释有两个：一是保证蒸汽管道能在地下长期稳定运行;二是保证保温管能起到良好的保温效果，不浪费能源，不破坏园林绿化。在保温结构上由起初的“塑套钢”保温管，到玻璃钢保护层保温管，到现在使用最广泛的“钢套钢”保温管。经过多年对蒸汽管道直埋敷设技术的实践摸索，并结合我们当前的具体状况，我们选用的保温材料是硅酸铝棉毡+硅酸镁瓦块+聚氨脂发泡。

　　4、蒸汽直埋管道的疏排水

　　疏水节点是蒸汽直埋管道中一个重要环节，由于所占比例较小，往往容易被人忽视。据统计，无论是架空管道还是直埋管道，由于疏水节点没处理好导致蒸汽管道停汽检修的事时有所闻。尤其是蒸汽直埋管道，一旦该点出了问题，还可能涉及众多的其他地下管线的安全运行。蒸汽直埋管道疏水点的设置方法与架空管道基本相同，一般是在固定点和管道翻高以前，直管段每150-200米范围内应有疏水装置，疏水原理是利用蒸汽的压力把蒸汽凝结水排入疏水井或排水沟。正常疏水采用疏水器自动把凝结水排至疏水井，疏水装置采用上排水形式，即疏水管从蒸汽管道上部直接插入蒸汽管道的集水囊中，解决了疏水节点施工难度大、易出现蒸汽泄漏的问题。

　　5、蒸汽直埋钢套管的防腐层

　　现在广泛使用的“钢套钢”保温管，虽已克服了“塑套钢”保温管和玻璃钢保护层保温管保温结构的缺点，但又出现不少新问题，其中外套钢管的防腐问题最为关键。钢套管的防腐层是决定管道寿命的关键。防腐层材料有多种多样，我们采用的是两层环氧富锌底漆后，加三层密纹玻璃布、五层环氧煤沥青的结构。该结构的耐温高达110℃，因此当钢套管在施工中可能由于进水导致试运行阶段钢套管外表温度上升到100℃时，防腐层也不会被破坏。蒸汽直埋管道在运行中固定支座处的钢套管外表温度会达到70℃左右，如采用其他标准的防腐层将会出现软化现象，且长期使用易出现老化，影响管道寿命。而使用该结构则有效地解决了这个问题。近年来，新的防腐层材料不断出现，有的可耐温达140℃，但价格偏高。新材料的使用将使钢套管的使用寿命进一步延长。

　　6、蒸汽直埋管道的排潮

　　蒸汽直埋管道保温层应设置排潮管，以排除保温结构内的潮气。排潮管一般靠近固定端设置，与外套管焊接时，应保证焊接质量。排潮管应做防腐，防腐层与外套管做法相同，排潮管的排潮口处应有安全警示牌以保证排潮口安全，不被破坏，排潮管一般设计直径为DN50，出口成鹅型管，排潮口距地200mm，口部向下。

　　7、蒸汽直埋管道的安装

　　蒸汽直埋管道安装时，应尽量在施工现场将多段管件进行拼接后才能下沟，沟下只能做少量的蒸汽管道接头。因其作业环境很差，焊工的人为因素较难把握焊接质量，根据以往经验，蒸汽直埋管道最容易出现问题的是钢套管现场的焊缝，所以应严格按操作规程施工，打坡口，打磨，留出对口的间隙，按照单面施焊，双面成型的规定操作，并采用超声波探伤或渗漏检查焊缝的质量，待管系连通后，做1.2MPa的气密性试验，试验全部合格后，才能对接口处进行防腐修补填土。以上采取种种措施的目的，是为了保证其焊缝质量。虽然检验的费用增加了，但相对整个工程造价不到千分之一，从而对保证整个蒸汽直埋管道的安全和使用寿命起到了事半功倍的效果，解除了后顾之忧。

　　综上所述，在蒸汽直埋管道技术的运用中，合理的设计是基础，规范的安装是关键，严格的管理是保障。只有这样，才能保证蒸汽直埋管道全线在全封闭状态下安全、持久运行。

　　参考文献：

　　[1] 动力管道设计手册 .

　　[2] 城镇供热管网设计规范 CJJ 34-2010 .

　　[3] 城镇供热直埋蒸汽管道技术规程 CJJ104-2005 .

《浅谈蒸汽直埋管道设计》

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