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火電廠輸送蒸汽保溫管道滑動方式設計

直埋蒸汽管道的幾個特點
對于直埋蒸汽管道做為供暖行業的新興材料，因具有施工進度快、保溫性能好、工程造價低、節約建筑材料等優點而得到了越來越廣泛的應用。由于對于高溫蒸汽管道尚無設計規范，因而其保溫結構及固定形式各廠家不相同。本文對市面上常見的幾種直埋蒸汽管道的特論述。 
：直埋蒸汽管道；直埋；外固定；內固定 近年來，直埋蒸汽管道在北方城市做了不少的嘗試。在蒸汽管道穿越城市主干道以及涉及到美化環境的問題時，直埋的敷設方式能夠很好的解決上述問題，而且因其施工進度快、保溫性能好、工程造價低、節約建筑材料等特點得到了越來越廣泛的應用。由于蒸汽直埋管道是一種新興事物，目前國家建設部門并未制訂正式的標準對蒸汽直埋管道進行詳盡的規定。現筆者根據近年來所從業的保溫管道生產及施工的經驗來淺談一下直埋蒸汽管道的幾個特點。 
溫形式  
    蒸汽直埋管道的保溫形式各個廠家都不盡相同，現對于目前采用較多的保溫層結構進行如下概述： 
    一、復合保溫形式 
    蒸汽直埋管道由于輸送的介質溫度很高，一般超過200℃，所以不能象直埋熱水管那樣采用聚氨酯作為*的保溫層（因為聚氨酯的碳化溫度在142度左右）。因而不少廠家的蒸汽直埋管道采用了復合保溫的結構，而復合保溫的結構又可大致分為"塑套鋼"和"鋼套鋼"兩種結構： 
    1、"塑（玻璃鋼）套鋼"結構： 
 火電廠輸送蒸汽保溫管道滑動方式設計

  從里到外依次為工作芯管、潤滑層、復合保溫層、高密度聚乙烯（或玻璃鋼）外保護層。其中潤滑層的作用是使工作芯管與隔熱層之間能產生相對滑動，避免因管道的工作芯管和與其接觸的無機保溫層因熱膨脹系數不同而產生相互牽拉的破壞作用。潤滑層材料一般為無機潤滑劑或無機減阻層，復合保溫層從內到外一般為無機憎水保溫材料＋聚氨酯泡沫保溫層。為了能進一步減少因輻射所帶來的熱損失，有時還在無機保溫層外加設鋁箔反射層。這種管道一般應用于溫度在220℃以下的低溫蒸汽輸送中。雖然在安全性和使用壽命上不及下面將要介紹要的"鋼套鋼"結構的復合保溫管道，但是由于價格相對低廉，因此適用于輸送蒸汽要求不高的工程。 
    2、"鋼套鋼"結構： 
    結構與"塑套鋼"大致相同，從里到外依次為工作芯管、潤滑層、復合保溫層（內設鋁箔反射層）、鋼外護管。這種結構無論從耐高溫、高壓的能力還是從使用壽命、安全系數來看，都比前者有較大的提高。由于外保護層為鋼管，因而對于工作內管在運行當中出現泄漏的事故能起到一定的延緩破壞的作用，防止蒸汽溢出傷人。鋼外護管的防腐一般采用兩布三油、三層PE、玻璃鋼纏繞、聚脲噴涂以及環氧粉末噴涂等多種形式。 
    1、工作芯管 2、潤滑層 3、無機保溫層4、聚氨酯保溫層5、外護管（高密度聚乙烯、玻璃鋼或經過防腐處理的鋼管） 
    二、滑（滾）動導向支架形式 
    滑（滾）動導向支架形式一般都為"鋼套鋼"，從里到外依次為工作芯管、滑（滾）動導向支架、玻璃棉層、空氣隔熱層、鋼外護管。由于運行時，芯管溫度近似為蒸汽的溫度，鋼外護管的溫度在40℃左右，兩者較大的溫差導致兩者的伸長量有較大的差異。如果內外鋼管為一體的話，就會產生很大的內應力，帶來極大的破壞性。采用了滑（滾）動支架，就可以使芯管在鋼外護管內自由滑動，基本消除了內應力。而且，因此也使固定支架所承受的推力大大減小，節省材料的同時，也增大了安全系數。同樣，為了能進一步減少輻射散熱，因此在玻璃棉層之外加設鋁箔反射層，或者直接采用帶有鋁箔反射層的玻璃棉管殼。如果將管腔內部抽成真空，即抽去玻璃棉層及空氣層內的空氣，還可以進一步的減小整個管道的導熱系數以及縮小外護鋼管的外徑，節省了成本。這樣一來，整個芯管、管件及附件都被外護鋼管包容在一個封閉的空腔內，成為一個有機的整體。 
    1、工作鋼管 2、玻璃棉保溫層 3、鋼外護管 4、防腐材料 5、支架（滾動或滑動） 6、空氣層 
    除此之外，也有兩種保溫結構相結合的方式：即工作芯管、滑（滾）動導向支架、玻璃棉保溫層、鋁箔反射層、空氣隔熱層、鋼外護管、聚氨酯保溫層、高密度聚乙烯（或玻璃鋼）外保護層。這種保溫方式結構更為復雜，制作工藝更為繁瑣，成本更高。 
火電廠輸送蒸汽保溫管道滑動方式設計

    在遇到工作芯管泄漏時，復合保溫結構的管道因為本身結構和保溫材料選用的原因，不但無機保溫層可能會被高壓的蒸汽沖碎，而且還無法將蒸汽所凝結的水分排出，而滑動支架形式的保溫管道因為工作芯管與鋼管外保護層之間形成的是一個通腔，因此可利用真空泵通過排潮管將管腔內水分及潮氣都吸出。離心玻璃棉在水分被吸干后可繼續使用，基本不影響隔熱性能。 
    蒸汽直埋管道的固定形式 
    蒸汽直埋管道的固定形式有兩種即內固定形式和外固定形式，外固定即工作芯管和外保護管同時固定，在每一段管道和補償器的兩端，都要設兩個很大的鋼筋混凝土支墩，才能保證管道的固定。"塑套鋼"和 "玻璃鋼套鋼"保溫結構必須采取這種固定形式。內固定即內外管間的固定，內管通過一定的結構形式固定在外保護管上，充分利用外保護管的強度和剛度以及外保護管與土壤之間的磨擦力來使內管固定，可節省鋼筋混凝土支墩。只有以鋼管作為外保護管才可能采用內固定形式。外固定因為必須設鋼筋混凝土支墩,所以施工占地大、投資多，工期長,而且支墩是管道的薄弱部位，該部位易產生"熱橋"，也易出現滲水現象，管道運行不正常時，該部位也易出現事故。特別是對"鋼套鋼"保溫結構，由于溫升引起的外鋼管熱應力特別大，鋼筋混凝土支墩的尺寸也特別大，該部位也更易出現事故。對"鋼套鋼"保溫結構，采用內固定結構具有很大的*性。 

    摘要：對于直埋蒸汽管道做為供暖行業的新興材料，因具有施工進度快、保溫性能好、工程造價低、節約建筑材料等優點而得到了越來越廣泛的應用。由于對于高溫蒸汽管道尚無設計規范，因而其保溫結構及固定形式各廠家不相同。本文對市面上常見的幾種直埋蒸汽管道的特點進行論述。 
    關鍵詞：直埋蒸汽管道；直埋；外固定；內固定 近年來，直埋蒸汽管道在北方城市做了不少的嘗試。在蒸汽管道穿越城市主干道以及涉及到美化環境的問題時，直埋的敷設方式能夠很好的解決上述問題，而且因其施工進度快、保溫性能好、工程造價低、節約建筑材料等特點得到了越來越廣泛的應用。由于蒸汽直埋管道是一種新興事物，目前國家建設部門并未制訂正式的標準對蒸汽直埋管道進行詳盡的規定。現筆者根據近年來所從業的保溫管道生產及施工的經驗來淺談一下直埋蒸汽管道的幾個特點。 
    保溫形式  
    蒸汽直埋管道的保溫形式各個廠家都不盡相同，現對于目前采用較多的保溫層結構進行如下概述： 
    一、復合保溫形式 
    蒸汽直埋管道由于輸送的介質溫度很高，一般超過200℃，所以不能象直埋熱水管那樣采用聚氨酯作為*的保溫層（因為聚氨酯的碳化溫度在142度左右）。因而不少廠家的蒸汽直埋管道采用了復合保溫的結構，而復合保溫的結構又可大致分為"塑套鋼"和"鋼套鋼"兩種結構： 
    1、"塑（玻璃鋼）套鋼"結構： 
    從里到外依次為工作芯管、潤滑層、復合保溫層、高密度聚乙烯（或玻璃鋼）外保護層。其中潤滑層的作用是使工作芯管與隔熱層之間能產生相對滑動，避免因管道的工作芯管和與其接觸的無機保溫層因熱膨脹系數不同而產生相互牽拉的破壞作用。潤滑層材料一般為無機潤滑劑或無機減阻層，復合保溫層從內到外一般為無機憎水保溫材料＋聚氨酯泡沫保溫層。為了能進一步減少因輻射所帶來的熱損失，有時還在無機保溫層外加設鋁箔反射層。這種管道一般應用于溫度在220℃以下的低溫蒸汽輸送中。雖然在安全性和使用壽命上不及下面將要介紹要的"鋼套鋼"結構的復合保溫管道，但是由于價格相對低廉，因此適用于輸送蒸汽要求不高的工程。 
    2、"鋼套鋼"結構： 
    結構與"塑套鋼"大致相同，從里到外依次為工作芯管、潤滑層、復合保溫層（內設鋁箔反射層）、鋼外護管。這種結構無論從耐高溫、高壓的能力還是從使用壽命、安全系數來看，都比前者有較大的提高。由于外保護層為鋼管，因而對于工作內管在運行當中出現泄漏的事故能起到一定的延緩破壞的作用，防止蒸汽溢出傷人。鋼外護管的防腐一般采用兩布三油、三層PE、玻璃鋼纏繞、聚脲噴涂以及環氧粉末噴涂等多種形式。 
    1、工作芯管 2、潤滑層 3、無機保溫層4、聚氨酯保溫層5、外護管（高密度聚乙烯、玻璃鋼或經過防腐處理的鋼管） 
    二、滑（滾）動導向支架形式 
    滑（滾）動導向支架形式一般都為"鋼套鋼"，從里到外依次為工作芯管、滑（滾）動導向支架、玻璃棉層、空氣隔熱層、鋼外護管。由于運行時，芯管溫度近似為蒸汽的溫度，鋼外護管的溫度在40℃左右，兩者較大的溫差導致兩者的伸長量有較大的差異。如果內外鋼管為一體的話，就會產生很大的內應力，帶來極大的破壞性。采用了滑（滾）動支架，就可以使芯管在鋼外護管內自由滑動，基本消除了內應力。而且，因此也使固定支架所承受的推力大大減小，節省材料的同時，也增大了安全系數。同樣，為了能進一步減少輻射散熱，因此在玻璃棉層之外加設鋁箔反射層，或者直接采用帶有鋁箔反射層的玻璃棉管殼。如果將管腔內部抽成真空，即抽去玻璃棉層及空氣層內的空氣，還可以進一步的減小整個管道的導熱系數以及縮小外護鋼管的外徑，節省了成本。這樣一來，整個芯管、管件及附件都被外護鋼管包容在一個封閉的空腔內，成為一個有機的整體。