供热管道直埋敷设要解决的首要问题就是热膨胀。管道电预热对于高温水集中供热系统当管道介质温度即水温低于66℃时,直埋管道敷设可以采用无补偿冷安装,但集中供热工程的一级网供水设计温度一般在120℃以上,回水温度在80℃左右,故管道在直埋敷设时须考虑其热应力。以往供热管道敷设方式多采用有补偿直埋方式,即在管线中设置补偿器和固定墩,以消除因温升引起的热伸长。此种方式的应力分析采用的是弹性分析法,是按第四强度理论即变形能强度理论进行的应力验算,管道只容许在弹性状态下运行;管道电预热近年来供热管道敷设方式开始采用无补偿预热安装直埋敷设方式,这种安装方式在管线上不设补偿器和固定墩,而是在管道安装结束后沟槽回填前,对供、回水管道进行预热,使管道热膨胀达到一定的伸长值,然后再进行回填,利用土壤与管道的摩擦力,将管道锚固在土壤中,提前消除供暖期时因高温引起的部分热应力。此种方式的应力分析采用的是弹塑性分析法,安定性分析原理,是按第三强度理论即最大剪应力强度理论进行的应力验算,管道在升温热胀过程中可以允许有限量塑性变形,管道材料在热冷状态下引起的拉、压屈服的总弹性应力在其两倍的屈服极限或三倍的许用应力之内,则结构不会发生破坏,管道仍能安定在弹性状态下工作。根据此种应力分析法计算只要管道提前预热产生60℃左右温差即可满足要求,当管道在采暖期运行温度达到70℃左右时,此时管道热应力理论值为零,当管道的运行温度继续升温至120℃以上时,管道仍能安定工作。 |