摘 要： 結(jié)合工程實(shí)例，分析了直埋蒸汽管道在暖管過(guò)程中出現(xiàn)的異常及原因，對(duì)解決方法進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞： 直埋蒸汽管道； 波紋管補(bǔ)償器； 外護(hù)管； 泄漏； 暖管
Abstract：The abnormalities and causes during warning directly buried steanl pipeline are analyzed with an engineering example，and their solutions are discussed．Key words：directly buried steam pipeline； bellows-type expansion joint； outer protective pipe； leak； warming pipe

隨著城市集中供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)等節(jié)能環(huán)保政策的推廣，直埋蒸汽管道的應(yīng)用量越來(lái)越大。我國(guó)對(duì)直埋蒸汽管道的敷設(shè)技術(shù)、水力計(jì)算、絕熱材料的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了許多研究^[1-27]。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)直埋蒸汽管道在暖管過(guò)程中出現(xiàn)異常工況的原因及對(duì)策進(jìn)行探討。

1工程概況

    邯鄲熱電廠至高開(kāi)區(qū)蒸汽管道是邯鄲市高開(kāi)區(qū)供汽主干線，根據(jù)《邯鄲市供熱規(guī)劃》，其承擔(dān)高開(kāi)區(qū)3.5 km²內(nèi)工業(yè)用戶(hù)生產(chǎn)用汽和建筑供熱用汽。供氣管道的工作管規(guī)格為DN 600 mm，凝結(jié)水管道的工作管規(guī)格為DN 300 mm，供汽溫度為270℃，壓力為l.0 MPa，全長(zhǎng)為3.5 km。

    凝結(jié)水管道按蒸汽管道設(shè)計(jì)。供氣管道、凝結(jié)水管道均采用直埋敷設(shè)方式，絕熱材料采用離心玻璃棉，外護(hù)管為鋼管外滑動(dòng)結(jié)構(gòu)。供汽管道、凝結(jié)水管道的絕熱層厚度分別為133、95 mm，外護(hù)管分別選用￠920×8、￠529×7，過(guò)路部分采用￠920×10、￠529 ×8。管道途經(jīng)邯鄲市低洼區(qū)，地下水位較高。根據(jù)CJJ l04—2005《城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程》的要求，直埋蒸汽管道的工作管采用有補(bǔ)償設(shè)計(jì)，外護(hù)管采用無(wú)補(bǔ)償設(shè)計(jì)。為確保蒸汽管道安全穩(wěn)定運(yùn)行，管道的彎頭、支線三通均采用內(nèi)外固定支座(分別見(jiàn)圖1、2)，其他位置均采用內(nèi)固定支座。

2暖管異常工況及原因

2．1 異常工況

    在暖管過(guò)程中，排潮管排出大量汽水混合物，管道沿線局部位置有熱水滲出地面。經(jīng)過(guò)分析，選擇若干開(kāi)挖點(diǎn)，開(kāi)挖后進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)工作管與外護(hù)管問(wèn)的絕熱層有大量進(jìn)水，有4處外護(hù)管接口漏焊，有1處波紋管補(bǔ)償器外殼有砂眼漏汽，部分波紋管補(bǔ)償器外殼兩端變形嚴(yán)重、臺(tái)肩部位的焊口開(kāi)裂(見(jiàn)圖3)。

2．2原因

①直埋蒸汽管道現(xiàn)場(chǎng)存放條件不佳以及外護(hù)管接口漏焊，是造成工作管與外護(hù)管問(wèn)絕熱層進(jìn)水的原因，這反映出現(xiàn)場(chǎng)存放、安裝、監(jiān)理工作的不到位。暖管升壓速度過(guò)快，也加劇了管子、管件的損壞。

②直埋蒸汽管道絕熱層內(nèi)有大量的水，這是不允許出現(xiàn)的，易導(dǎo)致在暖管過(guò)程，絕熱材料熱導(dǎo)率增大^[28]。由于水的蒸發(fā)，使外護(hù)管溫度驟然升高，可達(dá)到110℃，超過(guò)外護(hù)管設(shè)計(jì)溫度(60℃)，外護(hù)管軸向應(yīng)力增大，使得波紋管補(bǔ)償器外殼的臺(tái)肩部位破壞。

3對(duì)策

① 由于外護(hù)管與工作管內(nèi)固定支座處為全封閉結(jié)構(gòu)，因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)外護(hù)管進(jìn)行分段嚴(yán)密性試驗(yàn)，介質(zhì)為空氣。以排潮管為接入點(diǎn)，分段進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，查找漏點(diǎn)。氣壓一般控制在0.2～0.4 MPa，保壓時(shí)間可視實(shí)際情況而定。

②將波紋管補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)挖，對(duì)所有波紋管補(bǔ)償器進(jìn)行修復(fù)甚至更換。采用變徑管替代波紋管補(bǔ)償器外殼原有的臺(tái)肩結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)，避免應(yīng)力集中而發(fā)生破壞。

③暖管應(yīng)采用“低溫烘烤”的方法，以排除絕熱層中的潮濕氣體和積水。暖管過(guò)程按下列步驟進(jìn)行：在蒸汽壓力0.1 MPa下，穩(wěn)壓暖管30 min，檢查暖管過(guò)程是否正常。若無(wú)異常，將蒸汽逐步升壓至0.2、0.4、0.6 MPa。

4結(jié)論與建議

    ①應(yīng)避免直埋蒸汽管道在現(xiàn)場(chǎng)存放、安裝等環(huán)節(jié)絕熱層進(jìn)水，若有少量進(jìn)水，應(yīng)在安裝前對(duì)工作管采用“低溫烘烤”的方法，排除絕熱層中的水分。

    ②直埋蒸汽管件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分考慮最不利工況，提高設(shè)計(jì)能力，對(duì)于管件的應(yīng)力集中點(diǎn)，應(yīng)采取必要措施，避免發(fā)生破壞。

③工程各方應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，各方人員應(yīng)增強(qiáng)責(zé)任感，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

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本文作者：張振國(guó)¹， 尹紅霞²， 徐樂(lè)云^l， 梁 磊¹

作者單位：1．邯鄲市規(guī)劃設(shè)計(jì)院；2．河北工程大學(xué)水電學(xué)院