电预热中无补偿大管径直埋供热管道工程

摘要:随着太原市集中供热的快速发展，DN1400的供热管道已用在一次管网中，针对大口径直埋供热管道，为了减少补偿器和固定墩的数量，增加管网在运行过程中的安全性，分析了几种无补偿管道安装方式的优缺点，在此基础上，分析了电预热技术的基本原理，电预热施工的基本程序和应注意的问题，印证了电预热少补偿(无补偿)直埋技术对大管径管道的可行性和实用性。

关键词:直埋，管道工程，无补偿，电预热技术

1概述

直埋供热管道因其热损失小、交通影响小、寿命长等特点已经广泛应用到集中供热管网中，随着太原市集中供热的快速发展，DN1400的供热管道已用在一次管网中，常规的有补偿敷设设计，补偿器的数量和固定墩的数量非常多，对于长距离的敷设大管径的供热管道，不仅会给施工带来许多困难，而且会给运行增加泄漏点的风险。随着供热技术的发展，无补偿设计及其敷设安装技术，能在管网中最大限度的减少补偿器和固定支架的数量，增加管网在运行过程中的安全性。

2无补偿敷设安装方式比较

无补偿敷设安装分为冷安装与预热安装两种。无补偿冷安装供热管网，与有补偿安装施工方式类似，施工可以边开挖，边安装，边回填，加快施工进度，但管道整体安装焊接温度与回填时的环境温度相同，管网处于零应力状态，随着管网运行时的温度升高，管道中的锚固段承受较大的轴向应力，所以对管道需做加强处理，对管道壁厚要求加厚，管道不能有折角，焊口的质量要求更高。无补偿冷安装对于直埋较深的管道实际运行风险较大。无补偿预热安装是在管道安装过程中，利用预热装置，使管道提前释放一部分轴向应力，在运行工况下，管道的应力得到有效的降低。预热方式有热水预热、热风预热和电预热三种。热水预热供热管道是将热水灌满整个管道，管道受热膨胀，达到释放应力的目的。热水预热不仅需要加热设备对水提前加热，还需要安装输送热水的连接装置循环泵、阀门、补偿器等，安装工艺要求较高。热水预热是在管网中注满热水，对于大管径管道重量加大许多，管道锚固段承受压力加大，预热效果不理想。热风预热供热管道是加热管道内的空气，管道受热膨胀，达到释放应力的目的。风预热设备由风机、风管、空气加热设备等组成，对于长距离的管道为防止管道的预热温度不一致，在供、回水管道两端各加装一套热风装置。即便如此仍存在热风在管道流动时，受室外环境温度影响产生较大的热损失，从而影响管道伸长，预热效果不佳。热风预热升温速度较慢，大概是电预热的30%。电预热供热管道是利用预热装置直接加热管道，使管道受热膨胀，达到释放应力的目的。电预热装置由硅整流设备和大电机组成，通过电缆将电预热设备与工作钢管连接并构成闭合回路，将低电压、高电流的电能作用于预热管段，利用钢管自身电阻发热的原理，将工作钢管的温度加热到设计预热温度，由于钢管中没有介质，因此，管道预热均匀，预热时间短，无补偿预热安装以电预热技术尤为先进。

3电预热技术减小直埋供热管道轴向应力的原理

一般情况下，一个电预热段的长度不宜大于1000m，预热段之间待管道温度降低，端头回缩稳定后，用一次性补偿器连接成管网。补偿器参与管网试运行，将管网注入与电预热温度一致的热水，再把一次性补偿伸缩缝固定焊接，这时补偿器已失去补偿能力，成为管网中的一个管件。当管道的温度降到与安装温度一致时，管道冷缩产生拉应力，当管道在运行过程中，拉应力会随着管网温度的升高逐渐减小，当达到预热温度时，应力中和为零，继续升温，管道的压应力产生，并随着温度的升高而逐渐增加，当温度升高到设计工作温度时，管道的压力仍然小于管道的许用应力.

4电预热施工程序及注意事项

1)按照正常的施工程序先开挖管沟，管道焊接并将其探伤、打压和接头保温工作。2)为确保预热效果，必须将钢管内的积水排放干净。3)电预热设备放置位置干燥、安全，且与管端连线位置的距离不得超过8m。4)在管道上距离管端(放置预热设备端)向内12m处的塑料外壳上开口，安装传感器，必须将传感器探头紧密贴合并固定在钢管表面。5)为保证补偿器的补偿能力，所有补偿器不参与预热，预热段内的补偿器两端用电缆连接，预热完成后进行焊接。6)在预热管段两端、补偿器两端和弯头两端分别按照长度检查装置，用来测量管道伸长量。7)管道末端需安装密封装置(塑料端帽)，严禁管道内空气流动。8)预热段内不能存在不同材质的钢管，但是可以带着阀门一起预热。9)所有三通分支在预热过程中必须敞沟，而且不能与三通分支连接。10)除了预热段末端为了形成回路而进行的连接，供、回水管之间不能在其他位置形成短路。11)对于敞沟部分，达到目标温度和热伸长量后，按设计要求及时进行回填，以防止管道回缩量过大。12)预热段之间的补偿器，待管道温度降低，端头回缩稳定后，焊接补偿器。13)预热敷设的管道，后期尽量不要在管道上开口接分支，避免形成局部应力集中，如果需开口，必须制定加强方案。

5结语

大管径直埋供热管道的无补偿预热安装是一种安全可靠的安装方式，其中以电预热技术尤为先进，能够最大限度的在管网中减少补偿器的数量，降低施工难度及工程造价，加快施工进度。电预热技术还具有预热均匀、预热时间短、操作简单预热容易实现等优点，提高了管网后期运行过程中的稳定性及使用寿命，推动了大管径直埋供热管道安装技术的发展。

参考文献:

［1］孛晓杲．利用预热工艺减小无补偿直埋供热管道轴向应力［J］．江西建材，2014(17):75．

［2］何聪，赵玉军，李祥瑞．无补偿预热直埋敷设方式的探讨［J］．煤气与热力，2002(15):21-23.

作者:李婷 单位:太原市热力公司