直埋熱水保溫管道無補償敷設技術應用

1熱水管網(wǎng)直管強度設計

熱水管網(wǎng)直管一次應力（工作壓力在直管中產(chǎn)生的應力）必須保證小于屈服極限，以防止管道出現(xiàn)塑性流動，考慮到安全系數(shù)，其極限分析的強度條件為小于基本許用應力。二次應力亦稱溫度應力（熱漲冷縮不能自由釋放，在直管中產(chǎn)生的應力，如溫度升高產(chǎn)生的軸向應力），二次應力的有限塑性變形不會引起破壞，但為了保證熱水管網(wǎng)運行期間處于安定狀態(tài)，必須保證一次應力和二次應力的變化范圍小于2倍的屈服極限，考慮到安全系數(shù)，其極限分析的強度條件為小于3倍的基本許用應力。三次應力亦稱峰值應力（承受一次應力和二次應力直管向管件釋放變形，在該管件上產(chǎn)生的應力）僅出現(xiàn)在有限的局部區(qū)域，其引起的塑性變形對熱水管道內(nèi)部的金屬結(jié)構造成的損傷小，可以允許一定次數(shù)的循環(huán)塑性變形的出現(xiàn)，允許的循環(huán)次數(shù)與應力變化的范圍有關。為保證熱水管網(wǎng)處于安全狀態(tài)，要根據(jù)運行參數(shù)的變化控制一次應力、二次應力、三次應力的變化范圍，考慮到安全系數(shù)，其疲勞分析的強度條件為小于6倍的基本許用應力。

熱水管網(wǎng)直埋敷設中，直管段在一定的工況條件下，可能出現(xiàn)循環(huán)塑性變形、整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)等破壞現(xiàn)象。整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)取決于溫度變化的軸向應力，可以采用設置補償裝置以釋放熱漲變形的有補償方法，或者采用預熱、設置一次性補償裝置而減少熱漲變形的預應力方法。循環(huán)塑性變形取決于溫度應力變化的范圍，為降低溫度應力變化的范圍，只能采用設置補償裝置的有補償方法。

.2熱水管網(wǎng)管件的強度設計

直埋熱水管網(wǎng)管件，如：彎頭、大小頭、三通、閥門等，可以產(chǎn)生疲勞破壞。管件的破壞取決于其本身結(jié)構和所連直管的熱脹變形向該管件的轉(zhuǎn)移。設計中可以采用如下方案解決：

管件的結(jié)構要采用強度特性好的結(jié)構、尺寸，以降低應力；設置必要的固定墩，阻止熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移；局部設置有補償方法，吸收熱脹變形，減少熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移。

因此，在目前我國無相關標準的情況下，宜選用符合歐洲標準制造的管件和直埋焊接閥門。

3熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的強度設計

熱水管網(wǎng)系統(tǒng)補償器或補償彎管的設置，不僅由直管的強度和穩(wěn)定條件確定，還取決于連接直管的管件及閥門的強度。直管可以采用無補償冷安裝時，并不能保證熱水管網(wǎng)系統(tǒng)皆可以采用無補償冷安裝。為使熱水管網(wǎng)系統(tǒng)管件及閥門處于安全狀態(tài)，必須根據(jù)管件及閥門的強度來決定是否設置補償裝置。熱水管網(wǎng)系統(tǒng)不同的管段選擇不同的安裝方式是熱水管道直埋無補償敷設設計的重要環(huán)節(jié)。

4熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的控制與報警設計

直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，早期發(fā)現(xiàn)、查找、檢修較為困難，多為某個區(qū)域參數(shù)出現(xiàn)較大異常和冒水直地面時才被發(fā)現(xiàn)，已造成較大損失。

近年來，滲漏檢測報警系統(tǒng)已較為普遍地應用在熱水管網(wǎng)系統(tǒng)，然而，時至今日，滲漏檢測報警沒有體現(xiàn)在相應的行業(yè)規(guī)程之中，國內(nèi)大型熱網(wǎng)鮮有完整的報警系統(tǒng)的運行、使用?！冻擎?zhèn)直埋供熱管道技術規(guī)程》（CJJ/T81-98）中又無相關內(nèi)容要求，因此，應盡快修改、補充相關內(nèi)容，適應技術發(fā)展的需要。