电预热技术在供热工程管道装置中的应用问题

本文理论与理论相分离，经过电预热技术在燕郊开发区供热工程中的应用，剖析了电预热技术的根本原理、电预热技术及电预热设备在直埋管道装置过程中的应用状况以及留意事项。印证了电预热无补偿（或少补偿）直埋技术对大管径管道的可行性和适用性。   

一、前言

关于大管径管道直埋敷设，通常采用两种方式：有补偿装置和预应力装置。依据现场条件的不同，预应力装置方式又可分为敞槽预热方式和覆土预热方式。由于敞槽预热方式比覆土预热方式能更快到达预应力效果，通常在现场条件允许的状况下，首选敞槽预热方式。

采用敞槽预热方式的前提是要具备稳定的暂时热源，敞槽预热的热源主要为四种，分别为热水、热风、蒸汽及电预热。电预热与前三种预热技术相比拟对加热设备的请求更小，更易施行，具有如下明显的技术优势：

  1.请求简单，不需求在管道中装置阀门和固定支架；

  2.热耗费量小，预热平均；

  3.电预热设备体积小、易操作、无震动、无噪音，自动監控；

  4.适用范围广，只需钢管为介质保送管，都能够完成；

  5.低电压能够保证施工平安。    

二、电预热技术在燕郊开发区供热工程中的应用

燕郊开发区海油大街热力管线管径为DN800，供、回水温度为140℃/90℃，设计压力为1.6MPa。海油大街热力管线于2008投入运用，依据现场实践状况及工程进度，并思索到甲方的资金情况，管线的敷设方式为预应力直埋敷设，工程采用了电预热方式。经过电预热技术在燕郊开发区供热工程中的应用，积聚了一些理论经历供大家参考。

  1、预热准备工作

    a.管道预热应在直埋管道装置终了后停止，若管道已作水压实验，应确保将管道中的水排放完，防止在预热过程中呈现风险；

    b.预热前先对沟槽停止回填，回填高度不高于管道外径的3/4，这是为了保证管道在预热过程中一直坚持同心；

    c.在预热管段的两侧分别设标尺，并派专人记载管道的伸长量，伸长量应等于两侧伸长量的总和；

    d.将预热管段两端用端帽密封，避免气体流通；

    e.检查预热设备及电缆能否正确衔接，管道上有无短路衔接，假如存在短路衔接点，应在预热之前及时切断或调整预热管段，避开短路点。

  2、预热温度

    鉴于管道预热前，已对沟槽停止了局部回填，管道须克制土壤的摩擦力，且高温时管道的屈从应力降落，预热温度应该略高于循环中间温度。附加温度的引荐值为0～8℃，即

    tdp=tm＋（0～8）（公式1）

    tm=0.5×（t1＋t2）（公式2）

    式中：tdp—计算预热温度（℃）；

    tm—循环中间温度（℃）；

    t1—管道工作循环最高温度（℃）；

    t2—管道工作循环最低温度（℃）。

    以燕郊开发区海油大街热力管线为例，其最高循环温度为140℃，管道仅在供暖季工作时最低循环温度为10℃，计算预热温度为80℃最为适宜。

  3、预热段的划分

    合理肯定预热段的长度。既可以保证施工进度、降低施工难度，同时还俭省了施工费用。以燕郊开发区海油大街热力管线为例，该段管线总长度约为3.5km，全线共设3座检查室，检查室内设分支、固定支架及补偿器（见图1）。分离工程的施工难度及工程的总体时间布置，最后肯定两检查室之间管线分为两个预热段，工程共设六个预热段，预热段长度在500~800米之间（预热段编号见图1）。

  4、升温速度及预热时间

    燕郊开发区海油大街热力管线沿道路敷设，热力管线在遇到障碍时采用了连续小折角处置方式避开障碍，折角不大于2度。这种状况预热时常常由于管道收缩不平均，形成夹角处部分应力过大。为使管道得到充沛收缩，应严厉控制升温速度。升温速度为4℃/小时，并在温度升至计算预热温度时恒温6小时。纵观整个预热过程，管道的温度根本依照设定的温升速度直线平均上升，管道的加热速度平均平稳，没有大的起伏。预热时间需求20至30小时。

  5、预热伸长量

    ΔL=α（tm－t0）L（公式3）

    式中：ΔL——预热段管道伸长量（m）；

    t0——预热段管道初始位移为零时管道温度（℃），普通可取预热前环境温度；

    L——预热段管道长度。

    上式为预热段管道理论伸长量计算公式，在管道预热过程中，管道中间没有固定点，管道向两侧伸长。经察看发现管道的收缩并不是连续稳定的。在预热开端阶段，管道的热伸长速度很慢，伸长量并没有太大变化（见表1）。但当温度继续升高后，管道的收缩量根本依照直线匀速上升（见图2）。这阐明管道的预热是根本平均的，不存在没有预热的管段。同时也印证了坚持合理的升温速度是十分有必要的。

    预热时肯定管道预热处置的规范应为预热伸长量，当管段的伸长量到达计算预热伸长量时，应立刻回填。预热温度能够作为预热升温时的一个参考值。若附加温度已到达引荐的最大值，而伸长量尚未到达计算值，则须认真剖析缘由，不要自觉升温，最好采取恒温让管道充沛收缩或外力拉伸等方法，以到达计算伸长量。

  6、预热段之间的处置办法

    如何处置好预热段之间的衔接是影响管道预热效果的重要要素，两个预热段之间的管端因降温会惹起管端回缩。遂采用设置一次性补偿器的方式来补偿回缩量。详细步骤如图3所示。

    一次性补偿器焊死后将成为管道系统的一局部，整个预热管道系统最后将构成一个完整与土壤隔绝的封锁系统。

但这样做势必增加了工程费用，且一次性补偿器需长时间敞槽，会对交通形成一定的影响，故还须合理划分预热段，尽量减小管端收缩量和一次性补偿器的数量。以海油大街热力管线工程为例，两检查室之间分为两个预热段，可在供水管上装置三个一次性补偿器，一次性补偿器装置位置如图1所示。一次性补偿器补偿量的选择应依据管道冷却后的收缩量肯定，经察看海油大街热力管线工程每个预热段的收缩量在160mm至200mm之间，一次性补偿器的补偿量选定为240mm。

  7、管道回填

    当管道到达预热伸长量以后，应立刻开端管沟回填。回填的次第为由预热管段的两端向中间回填。回填土中不得含有碎砖、石块大于100mm的冻土块及其他杂物。

  8、管道预热后对管道的影响

    直埋管道预热后，即便在冷态时，管道中也散布着应力。在管道上开分支时，应留意维护干管的预应力状态，增加暂时措施。    

三、结论

燕郊开发区海油大街热力管线已平安运转了4个采暖季，证明电预热技术应用于大管径管道直埋敷设是平安牢靠的。采用预热装置技术比冷装置有补偿敷设方式减少了约7座补偿器检查室，不只俭省了投资，而且减少了管网的维修工作量，降低了劳动本钱。关于公开水位较高、土壤具有一定腐蚀性，含氯离子较高的地域，特别适用该技术。

供热管网无补偿直埋装置电预热引见

保温管无补偿直埋电预热装置，我们的优势在于预热时间短，一次可预热的管沟长度可达1000米（DN1200管线供回水各1000米长），进一步减少了一次性补偿器的数量。一个预热段无论长短几，它的自在段长度是一定的，假如一次性预热长度越长，自在段长度所占预热段长度比例就越小，自在段收缩量所占的比例就越小，管线所要克制的均匀应力就越小。所以在一定范围内，一次性预热的管沟长度越长就越好。我公司关于DN1200mm以上规格的管材冬季施工时，预热时间也能控制在16小时以内，是同行业预热时间最短的厂家,工程业绩遍及新疆、内蒙、山西、山东、河南、河北等多个省市,现已具备DN1400管线预热才能。电预热www.tdl-pipe.com