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摘要：在供暖系统中，热网敷设的好坏对于供暖的效果有着直接的关系，同时，对于运行维护管理的成本费也有着很大的影响。由于我国在保温材料方面有了很大的进步，促使了供热管道的保温技术也有了很大的提高。由最初的苏联填充泥煤瓦直埋管道，到聚氨酯泡沫塑料作为主要保温材料，中间经过了很多次的改进，直到现在采用热力管道直埋技术，给供暖工程带来了革命性的变化，为供暖事业做出了很大的贡献。
关键词：暖通工程；热力管道直埋技术；应用
暖通工程中采用热力管道的直埋敷设方式,可以有效避免采用有沟敷设时产生的城市热力管道与上水、下水、电力、通讯、煤气等多种管线或地下构筑物发生矛盾。并且热力管道直埋敷设方式还具有防水防腐性能好、热损少,施工周期较短、工程造价低廉等优点,具有明显的经济优势。
1暖通工程中热力管道直埋技术的概述
暖通工程中热力管道直埋技术主要有四种形式：浇灌式、氰聚塑、填充式、管中管,在这四种形式当中,浇灌式与氰聚塑防水性能相对较差,同时外侧也比较容易出现严重的腐蚀现象,所以自身的使用寿命也不是很长,如果在施工的过程中保温层出现比较明显的破坏或者是渗漏的现象,其自身的保温性能也会随之丧失。所以这两种形式在质量方面并不能得到保障。而氰聚塑这种方式在表面涂上防腐材料,同时还要在其表面浇筑一层发泡材料,这样就形成了一个非常坚固的保温层,也使得保温的性能得到了有效的保护。管中管式通常是在高密度的聚乙烯材料当中注入适量的发泡材料,使得结构整体的性能得到很好的保障。氰聚塑与管中管热力管道直埋技术在生产的过程中采用的是工厂化的方式,同时在生产过程中可以有效的实现一次成型,同时所形成的结构在抗压性和防水性上都有着十分明显的优势,传统的保温材料和管壁之间会存在一定的缝隙,而这种热力管道直埋技术可以有效的弥补这种不足,其在施工的过程中采用的是现场发泡的形式,同时还能和原来的保温层有机的结合在一起,这样也充分的保证了其自身的整体性。在应用这两种技术的过程中也可以十分有效的防止其对周围的环境所产生的不利影响,此外如果遇到了雨季,还能减少雨水浸泡对管道产生的负面作用,但是保温的性能会有所下降。
2直埋热力管道技术的优点
直埋的管道可以根据变形、应力的特点进行分类，可以分为3种类型：第一种是过渡段，第二种是嵌固端，第三种是L型管段。在城市集中供热管网的工程中所使用的资金中，采用直埋敷设方式是最划算的，因为它具有多种社会经济效益。其中第一个是工程造价低；第二个是热损耗低，并能节约能源；同时直埋式方法可以使得供热管道的防腐、绝缘性很好，占地面积小，施工的工期短，有利于环保。直埋式管道技术不但比传统的地沟敷设供热管道更加先进，而且更加的节能。直埋的管道技术可以分为有补偿直埋敷设、无补偿直埋敷设。
3热力管道直埋技术的敷设方式
3.1一次性补偿敷设
热力管道直埋一次性补偿敷设的技术是指在热力管道系统当中进行架设的补偿器可以有效的为热力进行输送的过程提供充足的在预热温度以及实际施工的温度，输送端的补偿器始终都会在未热流体提供能够有效的满足实际要求的热延伸量。在热力管道进行安装完成之后，在管道进行预热处理的工作，热量作用下的管道能够形成一种膨胀伸长的作用，在管道处在伸长的状态当中再进行补偿器的焊接工作，最终能够使热力管道整体的进行覆埋。一次性补偿敷设的技术是现阶段来说应用最为广泛的也是最为普遍的一种热力管道直埋的技术方法。
3.2无补偿直埋敷设
无补偿直埋敷设就指的是在不适用热能补偿器的状态当中，进行热力管道的安装焊接还有覆埋的一种技术放法，这一热力管道直埋的技术能够对管道埋深的要求方面相对要较高一些。当中在对热力管道沟槽进行敷土的过程当中，相关的施工人员一定要对管道进行预热的工作，通过对热力管道实际的工作温度、预热的温度以及最低温度进行严格的检查之后才能够进行确认。
3.3直埋补偿器敷设
这种敷设的方式只是适用在预热热源难以进行预热的情况下，并且施工的温度过高的状态当中来进行使用。在实际进行敷设之前，一定要先设置好固定墩的问题。墩之间的距离一定要经过严格的计算才能够进行确定。此外，还一定要算出管道在进行预热的阶段当中所能够形成的应力实际的大小情况，对管道的断面应力有效的进行控制，确保其不会超过管材在进行运行的过程当中所能够允许的最大应力管道的强度以及密实性，这也是两个非常重要的指标，这也直接关系到整个管道的质量优劣，所以，为了测量指标是否能够达到相应的规范标准的管道进行管道试压的实验工作。
4暖通工程热力管道直埋技术应用要点
4.1设计直埋蒸汽管道时需要遵循的原则
（1）直埋蒸汽管道与直埋热水管道的设计方法不同，管网的运行参数也不同。直埋蒸汽管道所输送的均为高温蒸汽介质，因其输送的蒸汽温度高，所以其设计方法不同于直埋热水管道。首先，按照我国住房和城乡建设部颁布的《城镇供热直埋热水管道技术规程》CJJ/T81-2013的规定，直埋热力管道的直管段的当量应力变化范围应满足一定的压力范围，直埋蒸汽管道的设计不能像直埋热水管道那样允许有锚固段存在，直埋蒸汽管道的设计必须使整个管系统的热应力释放掉，即管道必须能产生热位移。
（2）管道保温结构不同。直埋热水管道使用的是“三位一体”的预制保温管，即聚氨脂保温层紧密地粘结在工作钢管的外表面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但由于聚氨脂的耐热温度最高为140℃，因此直埋蒸汽管道只能做成包裹式的复合保温结构，即必须使用耐高温的保温材料，这种包裹式的结构使得工作钢管与保温层必然是脱开的，仅此一点区别就决定了直埋蒸汽管道不能按照直埋热水管道的设计方法进行设计。
（3）高温蒸汽管道的直埋敷设技术，目前国家尚无相应规范标准。近年来，经过我国广大工程技术人员在工程施工过程中不断摸索和实践，从直埋蒸汽管道的基础理论和基本构造研究，在实践中开发出来了不同结构、性能各异的直埋管道产品，而目前比较成熟的技术可归纳为：内滑动外固定（即工作钢管与保温结构脱开，工作钢管受热膨胀时，钢管运动，发生位移而保温结构层与外套管成一整体结构，不发生运动）、内滑动内固定（即固定端处将工作钢管固定在外套管上，不用钢筋混凝土结构固定）、外滑动内固定（即保温材料和工作钢管紧密结合，捆绑成一个整体，保温结构和工作钢管在管道热膨胀时同时运动）这三种结构。
4.2管道安装
在施工现场对管道进行排管时要确认施工图纸上管道的具体位置，以施工图纸为排管准则，此外应记录好每根管道的位置、尺寸等测量指标以便对管道进行后期管理。在进行下放操作前，清理管道内部的杂物并检查管道的质量，防止使用的管道质量不合格，然后用尼龙吊带将管道绑扎成捆后由吊车进行下放。最后在采用机械进行下放时要注意管道与沟缘的距离应大于2.5米。
4.3管道连接
在管道直埋敷设领域有很多的设计规范，它们对管道的轴线、坡度、附件的位置等参数指标提出了一定的要求，在进行技术操作时需要使指标达到规范标准。在管道接口时容易出现管道位置与设计位置发生偏离的问题，为了顺直连接管道在进行管道连接时先做好关口再辅助以对口焊技术。管道焊接连接要求技术人员操作时控制偏差至5mm以内同时焊接的接口处应平滑无起伏。
4.4阀门及补偿器的安装
暖通管道直埋施工中的阀门与地面间的距离应维持在1100mm-1200mm之间，安装后应对阀门垂直度进行检测。对于部分管道上的弯曲部件，当走向角度小于等于150°时，应使用法兰元件进行连接，补偿器采用焊接方法接入管道系统。在有些情况下，即使安装了自然补偿装置管道依旧无法满足补偿要求，此时需要在管道内安装补偿器。根据补偿能力的不同将管道划分成不同的段落，段落与补偿器呈一一对应关系，在安装时将导向架设在管道的两侧并保证在安装过程中补偿器和管道的中心线总是在一条线上的。安装补偿器最大的优点就是可以解决管道受温度影响产生的热胀冷缩问题。
4.5灌水浸泡
为检查管道接口和预留口是否漏水，将管道浸泡在水中至少2天的时间，通过一段时间的浸泡可以使接口的性能更加可靠，且可以对出现的接口处漏水问题进行及早的解决，从而保证管道的质量。
4.6管道试压
管道的强度和密实性是非常重要的两个指标，直接决定管道的质量好坏，因此为测量指标是否符合规范标准对管道进行管道试压实验。管道试压包括严密性试验和强度试验，试压过程管道承受的压力为大于0.5MPa小于1.5倍设计压力水平；严密性的检验过程中，应始终维持暖通管道内0.35MPa的冲水压力水平，持续冲水12h，当实验2小时后管道无渗水现象时则认为严密性达标。
4.7直埋蒸汽管道外的保护结构
由于技术发展的限制性，我国现有的在保护结构主要有三种形式：
（1）高密度聚氯乙烯管外护，由于高密度聚氯乙烯管其本身材料的物理特性，使其不耐高温，适合较低的温度环境，同时，会随着外界温度变化而发生强度的改变，所以，高密度聚氯乙烯管适合低温度的管道应用，例如热水直埋管道，而对于会产生高温的直埋蒸汽管道则不适合使用。
（2）钢套管外保护，属于外滑动的保温结构，当供暖管道移动时，钢套管也会随之移动，减少了土壤对供暖管道产生的压力，对供暖管道起到了很好的保护作用，在实际应用中比较多。但是，由于钢套管的主要材料是钢材，会因为本身的物理特性而易受到腐蚀，使得钢套管形成破漏处，进而失去了部分对于供暖管道的保护。另一方面，钢套管的导热作用很强，当供暖管道中的传热媒介温度升高时，钢套管由于受热升高时其腐蚀速度加快，进一步减少了钢套管的使用时间。
（3）玻璃钢外保护，主要是在内滑动保温结构中应用较多。钢套管的防腐问题较为重要。首先,钢套管外护层一般防腐用环氧煤沥清刷涂,由于与土壤反复摩擦,不久就失去防腐能力,造成外护钢管腐蚀破洞。其保温层2—4米就要做夹环支撑,此处保温材料导热系数明显大于不做夹环处,沿管道形成数量很大的热桥泄温点,对外钢管传导大量的热量,会加剧外钢管的腐蚀速度,降低管系的使用寿命。玻璃钢外保护由于耐温能力强、防水防腐性能好、强度高便于施工,是外护层的理想材料。
结语
在近几年来的发展中，热力管道直埋技术取得了很大的成果，其中“氰聚塑”和“管中管”的热力管道直埋技术最为成熟，它们的应用为供暖系统工作节省了能源，减少了热耗，且因其性能好而增加了使用寿命，进而节约了使用成本，同时，这种技术还有占地小、施工快捷、环保等特点，使得供暖技术更加完善，为供暖事业做出了很大的贡献。
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论文作者:陈洁1,朱颖2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第3期
论文发表时间:2017/6/30
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