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管道电预热的施工技术要求工程案例

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一、电预热施工技术要求[3、4]
 
    ①管道埋深不超过2.5m。
 
    ②敷设时管道周围要填厚度为150mm的中细砂。
 
    ③安装时各规格管道的折角不超过下列值:DN800~1000mm,1.7°;DN700mm,1.8°;DN600mm,2.1°;DN500mm,2.6°。当大管径管道折角超过3°时需设弯头,在3°与允许角度值之上间可采用折角加肋板补强或局部敞槽预热等施工方法。
 
    ④管道需均匀缠绕厚度为0.25~0.50 mm的塑料膜,以减小管道与土壤间的摩擦系数,塑料膜与外套管之间不允许夹杂砂土。
 
    ⑤管道的弯头、三通处需按要求加设泡沫垫,以吸收管道位移。
 
    ⑥其他要求与普通直埋敷设相同。
 
二、工程实例
 
    国内某地区热电联产集中供热工程采用覆盖式预热无补偿直埋敷设,供、回水温度为130、70℃,工作压力为1.3MPa,主干线管道规格为DN 500~1000 mm。预制直埋保温管的钢管材质为st44,钢材的许用应力σall=170 MPa。以规格为DN 600 mm的一段管段为例进行设计计算,钢管外径为630 mm,壁厚为9 mm,预制直埋保温管外径do=760 mm,钢管管壁横截面积A=17.55 ×10-3m2。管道最高工作温度tmax=130℃,预热时,注水温度t=10℃。该计算管段见图1,L1=L2=120 m,h1=0.90m,h2=1.05 m,h3=1.20m。
 
由式(5)、(6)计算得,tpre,c=53.64℃。由式(9)、(10)计算得,x1=61.54m,x2=61.33m。由式(7)、(8)计算得,LL=58.46m,Lr=61.33m。由式(13)计算得,Fl=18.08kN/m。由式(11)、(12)计算得,△Lr,L=8.8mm,△Lr,r=9.7mm。由式(14)计算得,tad=13.16℃。由式(15)计算得,tpre=66.8℃。由式(16)计算得,△L=86.2mm。实际预热温度为66.8℃,当一次性补偿器的伸长量由86.2mm减少至0时,即可焊死。
 
三、结语
 
    由于预热无补偿直埋敷设的工程设计中要求相邻两个一次性补偿器之间距离小于管道最大安装长度的2倍,因此管网中需要设置较多一次性补偿器。虽然一次性补偿器价格比普通直埋波纹管补偿器价格高,且需要预热,但这种敷设方式具有较高的安全可靠性。一次性补偿器仅使用一次,故障率极低。管道二次应力可以通过合理布置固定支座主动控制。
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