浅析直埋蒸汽管道的设计

蒸汽管道工程建设期间，直埋敷设方式较为常用。直埋蒸汽管道建设方式的施工具有简便、高效的特点，敷设施工质量强化效果更加良好。在直埋蒸汽管道建设期间，补偿器结构安装是较为重要的环节，补偿器安装方式设计的合理性，对直埋蒸汽管道整体结构建设质量提升有重要影响作用。若是补偿器安装方式存在问题，后续直埋蒸汽管道运行及维护管理难度会增加，出现不良问题的概率也会增加。

1蒸汽管道直埋敷设安装的主要特征

蒸汽管道在上个世纪中还处于摸索应用实践阶段，经过多年的优化改良，如今已经广泛应用于城镇供热管网系统建设当中。蒸汽管道直埋敷设方式的应用，在性能与效益方面均优于传统管道敷设方式，再加上2005年我国就城镇供热直埋蒸汽管道敷设也推出其技术应用的规程文件，为供热管道安装管理活动开展的规范性提升，提供了重要的动力。蒸汽管道直埋敷设方式的工程造价较低，还具有节约能源的功能，运行期间产生的热损失率较低。并且施工效率较高，可以进行提前预制，建设完成后工程运行对于城市环境改善和城市美化都有显著助益，后期工程维护管理简单，若是建设区域途径农田，不会对农田造成任何的不良影响。而蒸汽管道直埋敷设安装工程当中，包含多样化的结构设备，补偿器安装就是非常重要的环节，补偿器是蒸汽管道运行热力效应消除的功能设备，对管道运行可靠性有重要的保护作用。

2直埋蒸汽管道补偿器安装方式设计分析

直埋蒸汽管道敷设方式设计的结构形式分为多种，包括钢套钢、塑套钢、玻璃钢外护管以及水泥套管等，本文就钢套钢结构为例，对直埋蒸汽管道补偿器安装方式设计展开分析。钢套钢结构是指蒸汽管道的工作管与外护管都采用钢管结构，利用工作管和外护管座位固定节，然后对外护管表面进行防护处理之后，直接进行直埋敷设。在这种结构安装方式施工期间，工作管道对温度变化的敏感度较强，在温度变化的情况下，存在热胀冷缩的问题。在实际直埋管道补偿器安装的过程中需要综合考虑管道热力的问题，管道因热力产生的影响效果需要补偿器进行消化，以保证蒸汽管道运行稳定性和可靠性。蒸汽管道的热伸长量需要根据两固定节间的直管段计算长度、管道的膨胀系数、管内介质温度与环境温度差等参数进行计算。并且当两固定节间的直管段计算长度保持固定的状态下，管道热伸长量就会随着管内介质温度与环境温度差值的增长而变大。这就是补偿器安装必要性的体现，在直埋蒸汽管道敷设当中应用的补偿器种类主要有波纹补偿器和自然补偿。球形补偿器和套筒补偿器因其密封（滑动）面的局限性对蒸汽管道直埋敷设不适应。波纹补偿器结构安装设计，通常是在补偿器外护管，待补偿器完全封闭之后进行直埋敷设安装。这种方式施工环节简单，效率高，可实现预制后安装。但这种方式也有缺陷，当补偿器出现故障时，维修的难度较大。而且波纹补偿器的设计安装具有特殊性，补偿器设备损坏的概率较大，如果波纹补偿器存在潜在的缺陷，在短时间内不会出现明显的征兆，但是蒸汽管道长期运行下，补偿器长期伸缩，设备损坏、泄露等问题就极易发生。由于在安装之前很难及时的发现，在封闭安装之后，想要维修处理故障就会非常困难。因而波纹补偿器安装设计应用与传统模式有很大的不同，单纯保证蒸汽管道系统管材与设计合理、工程建设规范，并不能完全避免补偿器维修。经过多年直埋蒸汽管道工程运行的实践经验分析，在工程运行一段时间之后，若是出现排潮管冒汽的现象，就说明补偿器出现泄露问题。而城镇蒸汽管线分布在各个区域，若出现故障的管线在城镇的主干道区域，通常由于建设环境限制的缘故，封闭补偿装置处不会设置排潮管，这种情况下补偿器故障检查的难度会进一步增加。实际检修期间，需要挖掘故障上方土体，确定安装位置，然后超出补偿器保护外壳，解体，之后再进行试漏、处理、无损检测，合格后恢复，费时费工。况且一旦补偿器泄露，势必导致外护管温度升高，这时外护管也要产生膨胀，当外管温度升至100℃以上时，对焊接缝的薄弱部位将造成很大威胁，特别对变径部位的焊缝，在超过钢材的屈服极限时将会产生严重变形或开裂而造成运行环境恶化。对于上述这种情况，可以将直埋管道补偿器外护结构从封闭式转换成开放式，开放式能够改善上述存在的问题。开放式结构适应于地表水较深的地段，当地表水较浅时，由于外护管与检查井井壁密封防水要求比较苛刻，一旦反水不利就会造成井内积水进入保温层导致后患。直埋蒸汽管道补偿器外护开放式结构设计应用，能够降低后续设备检查、故障处理难度，城镇蒸汽管道封闭补偿装置及时不设置排潮管也能够顺利开展检查。并且通过建设积水井，能让少量积水自渗，补偿装置安装也不需要利用钢管封闭，疏水效果良好，内外管的稳固性加强，位移问题基本不会出现。但是此结构安装造价较高，在实际应用期间要求固定支架要符合管道规格和轴向推力设计需求，检查井结构中要预留充足的检修空间。

综上所述，直埋蒸汽管道敷设方式在城镇供热管网工程建设当中应用广泛，并且直埋敷设方式应用的工程造价较低，施工周期较短。而直埋蒸汽管道补偿器安装方式的优化设计，对于整体蒸汽管道工程运行质量提升以及工程维护检修简便度提升有重要作用。在实际补偿器安装方式设计期间需要结合实际情况和要求，对设计策略进行有效强化。

参考文献

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作者:张富强 单位:秦皇岛北方管业有限公司