大管径长输热网特殊节点处理及保温管道设计.docx

《大管径长输热网特殊节点处理及保温管道设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大管径长输热网特殊节点处理及保温管道设计.docx（6页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、大管径长输热网特殊节点处理及保温管道设计目录1 .概述12 .特殊节点处理12.1. 穿越城市道路12.2. 穿越铁路22.3. 穿越河流23 .保温管道设计23.1. 工作管23.1.1. 钢材23.1.2. 钢管壁厚33.1.3. 工作管购置费33.2. 外护层、保温层生产工艺3参考文献：51 .概述泰安市城区外主热源至主城区长输热网项目的主干线长度约17.5 km,其中DN 1 200 mm主干线长度约12.5km, DN 900 mm主干线长度约5 km。设计压力为2.0 MPa,设计供水温度为120C,设计回水温度为60。供热管道主要敷设于非机动车道、农田以下，全部采用直埋敷设方式。

2、自2019年3月15日开始方案设计，2019年11月15日全线投入运行。本文结合该项目，对长输热网特殊节点（主要为穿越城市道路、铁路、河流节点）处理及保温管道设计进行探讨。2 .特殊节点处理2.1. 穿越城市道路主干线与城市道路交叉6处。在供热管道穿越城市道路时，主要采用人工顶管施工。与机械顶管施工相比，人工顶管施工成本低，能适应大卵石地层，噪声小。施工过程开挖小，对周围造成的影响比较小。过路供热管道采取供、回水管道分设钢质外护套管方式，DN 1 200 mm管道选用D182020钢套管，DN 900 mm管道选用D152018钢套管。2.2. 穿越铁路DN 900 mm主干线与京沪高铁泰安段

3、交叉1处。经铁路部门审批，利用现状铁路预留箱涵（为可通行箱涵）穿越供热管道。采取供、回水管道分设钢质外护套管方式，采用D152022的螺旋焊缝钢管作为外护套管，钢材为L360,管外壁采用3PE加强级外防腐，管内壁采取喷锌处理，外护套管焊缝接头处采用辐射交联聚乙烯热收缩套防护。设置牺牲阳极的阴极保护措施，以保证外护套管的使用寿命。穿越完成后，采用C30混凝土将外护套管与箱涵间的空隙填满，彻底封堵箱涵。2.3. 穿越河流主干线与泮河、梳洗河各交叉1处。过河供热管道采用C30钢筋混凝土箱涵穿越，箱涵顶位于河道冲刷深度以下2m。这种穿越河流方式不遮挡河道行洪断面，对河道泄洪无影响。泮河河道软弱，在进行

4、箱涵地基处理时，虽然进行了降水操作，但仍然无法通过常规方式完成混凝土支模浇筑。因此，穿越泮河项目采用抛石挤淤技术进行地基处理，选用直径均大于300 mm的石头，从高侧坡脚向低侧坡脚填筑，当石头露出河底淤泥后，采用小石块处理平整,随后进行基础处理。3 .保温管道设计3.1. 工作管3.1.1. 钢材对于城镇供热直埋热水管道,DN 200 mm及以下常采用无缝钢管，选用20钢。DN 250 mm及以上采用螺旋焊缝钢管，常用的钢材有Q235B、L290、Q355B0从化学成分角度分析，Q355B、L290各项指标控制比Q235B更为严格。从力学性能角度分析，Q355B在屈服极限、抗拉强度上明显优于L

5、290、Q235Bo从物理特性角度分析，对于城镇供热直埋热水管道（供水温度不超过150C）, Q355B的受热伸长量最小，从变形协调角度更适用。Q235B钢材:屈服极限235 MPa,许用应力125 MPa,线膨胀系数12.2lO6KT L290钢材：屈服极限290 MPa,许用应力138 MPa,线膨胀系数Q355B：屈服极限355 MPa,许用应力156 MPa,线膨胀系数9.1lO6KT3.1.2. 钢管壁厚直埋热水管道的管壁厚度计算、热伸长量计算及应力验算应按CJJ/T 81-2013城镇供热直埋热水管道技术规程的第5章规定执行。管道的壁厚有多种限制因素：一次应力验算、安定性分析、局部

6、稳定性验算、径向稳定性验算、整体稳定性验算，并综合考虑大管径管道抵抗局部屈曲、管道腐蚀、磨损。安装方式选取无补偿冷安装，安装温度取10。3种钢材工作管计算壁厚见表lo对于该项目，当工作管采用Q235B时丁 DN 1 200 mm供、回水管的取用壁厚分别选取16、14 mm, DN 900 mm供、回水管的取用壁厚均选取12 mm。当工作管采用L290时，DN 1 200 mm供、回水管的取用壁厚分别选取14、12 mm, DN 900 mm供、回水管的取用壁厚均选取10 mn当工作管采用Q355B时，DN 1 200 mm供回水管的取用壁厚分别选取14、12mm, DN 900 mm供回水管的

7、取用壁厚均选取10 mm。表1 3种钢材工作管计算壁厚钢材公称直径mm工作管计算壁厚mmQ235B1 20012.79009.8L2901 20010.89008.4Q355B1 2008.79006. 63.1.3. 工作管购置费根据钢材价格，设计压力2.0 MPa条件下，采用Q235B的工作管购置费为5 830l04元。与工作管钢材采用Q235B相比，当采用L290、Q355B时，由于工作管壁厚减薄，工作管购置费反而出现下降。综合考虑技术经济性后，工作管钢材选用Q355B。3.2. 外护层、保温层生产工艺保温层（硬质聚氨酯泡沫塑料）厚度按CJJ/T 81-2013城镇供热直埋热水管道技术规

8、程第3.2节给出的方法计算（忽略外护层）。除控制保温层外表面温度不超过50C外，还根据GB50264-2013工业设备及管道绝热工程设计规范附录B的规定，要求最大允许热损失小于等于104Wm2计算时，土壤热导率取1.5 W(mK), DN 1 200 mm供回水管道水平中心距取1.72m, DN 900 mm供回水管道水平中心距取1.45 m,管顶覆土深度取1.5 m,聚氨酯保温材料热导率取0033W(mK)符合设计要求的保温层厚度见表2o表2符合设计要求的保温层厚度管道规格保温层厚度mmDN 1 200 mm供水管60DN 1 200 mm回水管40DN 900 mm供水管55DN 900

9、mm回水管35在保温层厚度一致的前提下，外护层(高密度聚乙烯)、保温层的传统管中管工艺成本、喷涂缠绕工艺成本分别见表3、表4。表中的单价指包含外护层、保温层在内的单位长度造价。表3传统管中管工艺成本管道规格外护层厚度/mm单价/（元m-）成本/元DN 1 200 mm供水管163 4784 347.50 x104DN 1 200 mm回水管163 0733 841.25 x 104DN 900 mm供水管141 984992.00 104DN 900 mm回水管141 828914.00 104表4喷涂缠绕工艺成本|管道规格外护层厚度mm单价/(元 m,)成本/元DN 1 200 mm供水管8

10、2 7983 497.50 104DN 1 200 mm回水管82 4113 ()13.75 1()4DN 9(X) mm供水管61 599799.50 104DN 900 mm回水管61 447723.50 x104由表3、表4可知，对于该工程，传统管中管工艺成本、喷涂缠绕工艺总成本分别为10094.75x1()4、8034.25x104元。与传统管中管工艺成本相比，喷涂缠绕工艺成本低204%。喷涂缠绕工艺不仅成本低，而且避免了传统管中管工艺存在的外护管开裂问题，为大管径直埋供热管道的安全运行提供了保障。因此，外护层、保温层的生产采用喷涂缠绕工艺。保温层、外护层的相关技术指标应符合GB/T 290472012高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件、GB/T 34611-2017硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制直埋保温管o参考文献：1杨良仲，张连钢，曹宝军，等. 大管径热水直埋供热管道保温层厚度的计算川.3煤气与热力，2007(2)： 70-72.4周日从.喷涂缠绕保温管聚乙烯外护层壁厚减薄成因几煤气与热力，2017(3)： A43-A48.第6页共5页