热水管道直埋无补偿敷设技术的应用

摘要：通过结合工程实践，分析了大管径热水供热系统直埋无补偿敷设技术的技术要点和工程实际应用。

主题词：大管径 热水管道 无补偿

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

一、问题的提出

1、几十年来，我国的供热管道沿袭采用地沟敷设方式。供热管道地沟敷设主要存在一系列的问题：

地沟敷设管道常用的保温材料多数防水性差，保温层容易脱落，不仅降低了保温效果，增大了管网的热损失（热损失高达 25% 左右），而且增加了维护工作量。钢管经常处于热湿环境中，腐蚀情况严重，缩短了使用寿命。

地沟敷设供热管道的挖沟、砌沟、管道安装、管道保温、地沟回填等施工工序均在现场进行，施工人员劳动环境恶劣，施工周期长，对城市交通影响大，工程造价高。

2、预制保温管直埋敷设的优点

2.1工程造价低

对热水供热管道，可以降低 10%左右。

地沟敷设与直埋敷设供热管道经济技术比较（DN200）

2.2热损失小，节约能源

直埋保温管采用聚氨酯硬脂泡沫塑料作保温材料，其导热系数比其他普通保温材料低得多，保温效果提高4～8倍。

保温材料导热系数

聚氨酯硬质泡沫塑料吸水率低，小于10%。低导热率和吸水率，加上保温层外面防水性能好的高密度聚乙烯，大大减少了供热管道的整体热损失。

2.3防腐、绝缘性能好、使用寿命长

高密度聚乙烯外保护层具有良好的防腐、绝缘和机械性能，所以只要管道内部水质处理好，保温管道使用寿命可达 30 年，比传统的地沟敷设提高寿命3～4 倍。

2.4占地少、施工快、有利于环境保护

总之，供热管道中采用直埋敷设和地沟敷设相比，有不可比拟的优越性。

二、大管径热水管道直埋无补偿技术的主要内容

整体式预制保温管道和周围回填土壤系统共同构成了供热管网的完整系统，管道系统由直管、弯头包括L形、几子形、U形等补偿弯管、折角、变径管、三通、补偿器、和固定墩（或固定支架）等构成，回填土壤包括周围回填砂和回填土。

直埋供热管道与地沟敷设和架空敷设的不同之处在于土壤对直埋管道应力的影响。土壤对直埋管道应力的影响包括土壤的支撑作用和土壤对热胀冷缩的约束作用。一方面，土壤的支撑作用使管道自重不会产生横向弯曲变形；另一方面，土壤的摩擦阻力压缩了热胀冷缩，使管道产生了较大的二次应力即热应力，与地沟敷设和架空敷设相比，热应力作用对直埋管道的影响变得十分突出。直埋供热管道中热应力的水平远远高于内压产生的一次应力。因此，直埋供热管道的安全性取决于管道中应力的大小，而应力的大小又取决于作用于管道上的荷载。管道热膨胀变形不能完全释放时，温变应力超过管道屈服极限时，仅会使管道结构产生塑性变形，塑性变形产生的应变只要是在安全范围内，不会对管道结构造成危害，管道仍能在安全工作条件下运行，管道就处在安定状态。充分发挥管道的材料潜力，使管道不出现物理破坏，这就是应力分类、安定性分析设计方法的主要出发点，它是一种先进的设计方法。

热水管道的直埋敷设方式分为有补偿敷设和无补偿敷设。即通过应力验算可以确定管道在一定的温差范围内，长直管线不需要设置补偿器即采用无补偿直埋敷设，当最高运行温度和循环最低终温温差超过最大允许温差后，直埋管道应采用有补偿敷设，并应控制过渡段的最大允许安装长度。

三、大管径直埋热水管网应用的意义

3.1提高输送热能的能力，通过大管径可以实现大规模供热；通过直埋敷设节约投资，节省占道空间，完成向远距离送热。

3.2管道无补偿敷设和同等管径有补偿敷设方式相比，大大减少了补偿器的数量，即减少了管网危险点，提高了管网安全运行可靠性，节约了工程资金，施工周期短，管道寿命长，维护费用低。

3.3如果适合条件热水管网系统全面应用直埋无补偿敷设技术，将极大程度减少泄漏损失。不仅使供热系统降低10%的输送热能损失、工程寿命达到30年以上是可能的，亦将使我国供热系统整体达到国际先进水平。在全国范围内，其经济效益将十分巨大。是我国热水管网系统设计、制造、安装、运行、管理上的一次深刻变革，将具有十分积极的现实意义。

3.4 对节能减排、保护环境、创建绿色生态园林城市具有积极的意义。由于能源利用效率的提高，可节省大量能源，从而由于燃煤量的减少可相应减少灰渣量，减少烟尘、SO2和氮氧化物的排放；其次，由于取消分散燃煤锅炉房而减少了噪声源；并由节煤减少了煤和灰渣的堆放场地和汽车运输量，将改善城市卫生和交通状况等。

参考文献：1、《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98

2、《供热规程》第三版 贺 平 孙 刚