摘要：为了不断地提高直埋蒸汽以及热水供热管道安全性。对于直埋蒸汽供热管道，我们需要采取更加合理科学的方式布置固定支座，同时还需要划分好补偿管段。本文简要的分析了直埋供水管道的安全运行，以供参考。
关键词：直埋供热管道；热补偿；水击
1 直埋蒸汽管道
1.1 热补偿的处理
《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》CJJ 104—2005规定：直埋蒸汽管道的工作管，必须采用有补偿的敷设方式。往往在常规的设计当中，设计人员通常使用的方法就是通过设置固定的支座，进而达到人为补偿管段目的，但是这里需要引起注意的是，存在着一个固定支座数量是否合理减少的问题。同时，对于补偿管段的划分，往往设计人员会受到地形因素的影响，或者是为了能够方便进行施工活动而直接的参照直埋热水管道布设的形式，进行人为同时被动的减少固定支座的数量，依靠管道的驻点来进行补偿管段的划分工作，本人以为，此种方法在蒸汽管道当中运用的合理性值得商榷。
直埋热水管道的钢管所承受的摩擦力要实际上要远远的大于直埋蒸汽管道。当然这也就是说明直埋热水管道驻点的漂移会受到其他力或者是其他因素的干扰的可能性要小于直埋蒸汽管道。但是，实际上直埋热水管所受到的内压不平衡力以及补偿器弹性力等等在合力当中所占有的比例又要远远的高于摩擦力。因此，当补偿器或者是管道在受到安装质量或者是管材加工制作质量的影响的时候，其伸缩量以及受力的情况就将发生一定程度的变化，而这一系列的变化也将使得管道内部的热膨胀不均匀，同时引起驻点位置发生较大的漂移，最终导致补偿器由于补偿能力不足而最终造成损坏。
《城镇直埋供热管道工程技术规范》CJJ/T 81—98规定，对于钢制内管、保温层、保护外壳“三位一体”的预制直埋保温热水管道，驻点可作为一个划分管道补偿管段的依据[2]。但该规范也指出，驻点漂移也是不可避免的，由它划分的过渡段热伸长量应乘以1.2的系数[2]。我们由此可以看出，并不能够将驻点看作是管道进行计算的边界条件，而是在这个过程中，要将其列入到辅助计算机的条件。根据以上两点，本人进行总结得到，对于直埋蒸汽管道补偿的问题，我们需要进行认真和细致的分析，将其与直埋热水管道正确总结进行比较，进行区别性对待。通过合理的设置固定支座，使得每一段蒸汽管道都要处于安全可靠的有补偿状态之中是十分必要的。尤其需要注意的是，当采用波纹管轴向补偿器的时候，还需要按照美国膨胀节制造商协会标准中所规定的，将每两个固定支架之间都设置一个补偿器，并强行的通过固定由此可看出：驻点并不能作为管道计算的边界条件，而将其列入辅助计算条件更为稳妥。
由以上两点笔者认为，对于直埋蒸汽管道补偿问题，应认真分析，将它与直埋热水管道正确总结比较，区别对待。通过合理设置固定支座，使每段蒸汽管道均处于安全可靠的有补偿状态是非常必要的。特别需要指出的是，当采用波纹管轴向补偿器时，还应按照美国膨胀节制造商协会标准EJMA（2008版）的规定，每两个固定支架之间只设一个补偿器，强行通过固定支座来划分补偿管段。
1.2 水击的避免
在蒸汽管道的设计中，对管道疏水的要求越来越严格，例如2006版《动力管道手册》中直埋蒸汽管道疏水装置的设置距离由1994版《动力管道手册》中要求的顺坡400～500m、逆坡200～300m，均减小到了150～200m，目的就是为了在管道运行中能更够及时有效排出凝结水，防止水击的出现。
在设计中必须要严格的按照相关规范和手册当中的要求，确定出合理的疏水点，科学合理的选择出疏水装置，进而确保凝结水能够有效的得到排出。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆疏水点的设置除了在常规管道的最低点以及管道垂直上翻点以外，还需要注意有分段阀门的长距离输配管道或分段运行的管道，疏水点的设置需要充分考虑到阀门开关在关闭时的情况，避免整个过程中由于阀门关闭而造成疏水装置失效。除此之外，疏水点的设置必须要远离补偿器以及阀门等等一些薄弱的点，防止由于积水冲击而损坏补偿器的波纹管。在对疏水装置进行计算选择时，首先需要考虑到每年管网在初次运行的时候，管道内所存有的大量空气以及低温凝结水，要注意较低的入口压力会使得疏水阀超负荷进行运行，此时的疏水阀所需要的排水量要比平时工作时的排水量更大，因此就需要我们按照原来的2～3倍来选择疏水阀。
除了需要满足设计方面的要求，相关的运行单位还需要进行正确的操作，这才是避免水击的关键性问题。在管道初次进行送汽运行的时候，不能够快速的将阀门进行打开，要慢慢的使得管道升温，只有这样才能确保凝结水不会大量的涌出，有效的排除凝结水，确保管网能够平稳正常的运行。
2 直埋热水管道
直埋热水管道比蒸汽管道应力水平低，对循环温差及管径较小的长直管段，在管道安定性分析下的强度验算及竖向稳定性验算满足要求时，允许无补偿管段出现，可采用无补偿冷安装方式敷设。
无补偿冷安装的敷设方式虽然降低了工程造价，方便了施工，但是由于无补偿装置用以释放二次应力，管道在运行过程中一直处在一个较高的应力水平下，这就要求设计人员在计算时要更加谨慎。尤其是对于大管径管道，当常规壁厚的钢管直径超过700mm时，会因椭圆效应产生椭圆变形，使得力学计算复杂化。管道椭圆化变形主要与两个因素有关：直埋管道上面作用的垂直荷载，包括随埋深增加而加大的土壤荷载和随埋深增大而减小的车辆等动荷载。钢管的截面参数，在相同的垂直荷载作用下，钢管半径越大，椭圆化变形越大；管壁越厚，椭圆化变形越小。钢管椭圆化变形如超过一定限值，易造成局部失稳破坏，最终导致管道系统破坏。因此，在设计计算无补偿冷安装的直埋管道时，若管径较大，不仅需要对管道的安定性和竖向稳定性进行验算，还需要按照受压薄壁壳体模型进行受力分析，以保证管道的局部稳定性，防止出现局部皱结。
对于设置一次性补偿器等预应力安装方式，虽然管道热伸长降低，管道的整体及局部稳定性会有所提高，但由于管道运行温差不变，管道温度应力变化并未改变，管道仍与冷安装具有同样的强度状态，安定性条件仍需保证方可通过。
《城镇直埋供热管道工程技术规程》中规定：“直埋供热管道坡度不宜小于千分之，高处宜设放气阀”。设置坡度的目的：“1.在停止运行时，应有管道坡度以利于排净管道中的水；2.具有一定的坡度以利于排出空气”。我们知道，充满水的管道要比排净水后的管道氧化腐蚀轻得多，因此在停运后供热系统应充满水，而不是排净水。在每一段的高点设排气阀，来排出运行时管道中的空气是设置坡度的主要目的，由于直埋供热管道的坡度和坡向随着地势的变化而变化，供热管网中存在很大高点，如果每个高点都应设置排气阀，就要相应见很多检查井，增大施工费用，增加了维修工程量，由于供热管道中水流速度均大于0.5m/s，远大于气泡的浮升速度0.1~0.2 m/s，管道中的空气将会随热网循环水一起流动，流动到热力分配站和热用户中的排气装置排入大气，根本不会影响到热网的正常运行和热用户正常供热，这已经在多年的供热实践中得了验证，因此建议在供热规程或规范中不再作此规定。
结束语
对于直埋蒸汽管道，首先就需要我们采取合理的方法进行支座的固定，同时还要确保每一段管道都处于安全可靠的有补偿管段内。同时，对于有补偿管道的划分途径必须要与直埋热水管道进行区别性对待。而水击问题的解决必须要结合实际的管网运行状况进行疏水装置的选择。对于直埋热水管道，尤其在大管径的情况下进行设计时，必须对管道安定性、竖向稳定性及局部稳定性进行验算，确保管道安全。
参考文献：
[1]CJJ 104—2005，城镇供热直埋蒸汽管道技术规程[S]
[2]CJJ/T 81—98，城镇直埋供热管道工程技术规程[S].
论文作者:王志勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/10
标签：管道论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 支座论文; 热水论文; 凝结水论文; 坡度论文; 《基层建设》2017年第36期论文;