某DN 1000熱力管(guan)(guan)道(dao)，設計(ji)溫度120℃，設計(ji)壓力1.6MPa，鋼(gang)管(guan)(guan)材(cai)質(zhi)為(wei)Q235B 碳素結構鋼(gang)，聚乙(yi)烯外保護(hu)殼(ke)保溫管(guan)(guan)，閥(fa)門采(cai)用(yong)金(jin)屬硬密封焊接蝶閥(fa)，閥(fa)體、閥(fa)桿材(cai)質(zhi)為(wei)碳鋼(gang)，密封材(cai)料為(wei)不銹鋼(gang)。采(cai)用(yong)直(zhi)埋(mai)敷設。管(guan)(guan)道(dao)是按照直(zhi)埋(mai)無(wu)補償敷設設計(ji)的，這種(zhong)無(wu)補償設計(ji)需要(yao)管(guan)(guan)道(dao)施工時采(cai)用(yong)預(yu)熱，從而降低管(guan)(guan)道(dao)的應力幅度，經(jing)濟、安全與(yu)可靠。管(guan)(guan)道(dao)常見的預(yu)熱方式有三種(zhong)，即(ji)熱水預(yu)熱、熱風預(yu)熱和電預(yu)熱。下面(mian)結合工程實際對直(zhi)埋(mai)供熱管(guan)(guan)道(dao)的電預(yu)熱做簡單(dan)講述(shu)。
電(dian)預(yu)熱(re)(re)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是將管(guan)道(dao)受熱(re)(re)后(hou)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)應力提前釋放，見圖(tu)9.5.1設備的(de)(de)(de)(de)輸入口(kou)(kou)處(chu)接(jie)低電(dian)流(liu)(liu)，高(gao)(gao)電(dian)壓，在輸出(chu)口(kou)(kou)處(chu)接(jie)高(gao)(gao)電(dian)流(liu)(liu)、低電(dian)壓，一般輸出(chu)電(dian)壓不(bu)高(gao)(gao)于60V，輸出(chu)電(dian)流(liu)(liu)在3000～5000A。開(kai)機(ji)通電(dian)后(hou)，電(dian)流(liu)(liu)越大，時(shi)間越長(chang)(chang)，產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)就(jiu)越多，使(shi)管(guan)道(dao)不(bu)斷伸長(chang)(chang)，當伸長(chang)(chang)量(liang)(liang)(liang)達(da)到設計預(yu)熱(re)(re)伸長(chang)(chang)量(liang)(liang)(liang)時(shi)即可(ke)進行(xing)補償器焊接(jie)固定和(he)管(guan)溝回填。如(ru)果管(guan)子較長(chang)(chang)可(ke)以(yi)分段預(yu)熱(re)(re)，有(you)的(de)(de)(de)(de)工程預(yu)熱(re)(re)段在350～900m左右。施工之前將預(yu)熱(re)(re)管(guan)段兩端管(guan)道(dao)口(kou)(kou)用端帽(mao)密(mi)封，防(fang)止氣體流(liu)(liu)通。為了使(shi)回填過(guo)程中管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)(de)伸長(chang)(chang)量(liang)(liang)(liang)不(bu)回縮，需繼(ji)續預(yu)熱(re)(re)保持恒溫，直到焊接(jie)完成、回填結束后(hou)方可(ke)停止預(yu)熱(re)(re)。
預熱(re)(re)安(an)裝(zhuang)(zhuang)的(de)基本原理(li)是在管道(dao)的(de)最(zui)(zui)低溫(wen)(wen)度(du)和最(zui)(zui)高溫(wen)(wen)度(du)之間(jian)選取(qu)一(yi)個溫(wen)(wen)度(du)點tm，在該(gai)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)，使管道(dao)內(nei)應力為(wei)0．一(yi)般情況(kuang)下(xia)，t值(zhi)選取(qu)中(zhong)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)，即最(zui)(zui)低溫(wen)(wen)度(du)和最(zui)(zui)高溫(wen)(wen)度(du)的(de)平均值(zhi)。在實際預熱(re)(re)安(an)裝(zhuang)(zhuang)中(zhong)，無論采用(yong)局部(bu)回填還是敞口預熱(re)(re)，管段因(yin)加(jia)熱(re)(re)發生伸(shen)長時，土壤(rang)與(yu)管道(dao)外(wai)壁的(de)摩擦力是不可避免的(de)，它將(jiang)阻礙管道(dao)的(de)自(zi)由(you)伸(shen)長。因(yin)此實際預熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)比中(zhong)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)t略(lve)高5℃．在該(gai)工程中(zhong)預熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)設(she)定為(wei)65℃，預處理(li)管段的(de)伸(shen)長量為(wei)：
按要(yao)求(qiu)對管道進行回填(tian)，回填(tian)土(tu)為(wei)均勻的密(mi)石土(tu)，要(yao)求(qiu)分層碾壓，一般(ban)要(yao)求(qiu)回填(tian)至(zhi)管道上端(duan)200～300mm。
在預熱管道管網兩(liang)端設置標(biao)尺(chi)，以(yi)便預熱伸長后計(ji)算管道伸長量。其(qi)設計(ji)計(ji)算伸長量應該等于管道兩(liang)端伸長量之和(he)。
在指(zhi)定的(de)時間(jian)內對管(guan)溝(gou)進行(xing)回(hui)(hui)填(tian)。回(hui)(hui)填(tian)時要嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)管(guan)道(dao)的(de)回(hui)(hui)縮(suo)量，對回(hui)(hui)填(tian)土(tu)每200～300mm就要分層夯實與碾(nian)壓一次，回(hui)(hui)填(tian)時要按照從(cong)預(yu)熱管(guan)道(dao)的(de)兩端向中間(jian)的(de)順序進行(xing)回(hui)(hui)填(tian)。目(mu)的(de)是要在管(guan)網中形成錨固段(duan)，產生預(yu)應力，從(cong)而(er)使(shi)管(guan)路的(de)軸向應力降低到(dao)冷安裝(zhuang)時的(de)一半。回(hui)(hui)填(tian)土(tu)回(hui)(hui)填(tian)質(zhi)量對后續施工質(zhi)量起到(dao)很大制(zhi)(zhi)約(yue)作(zuo)用。
管道(dao)電預熱(re)無補償(chang)配管施工(gong)簡單方(fang)便(bian)，施工(gong)速度快，預熱(re)均(jun)勻，預熱(re)時(shi)間(jian)短，熱(re)消耗量較小，有效提高(gao)管網的(de)安全性和可靠(kao)性及使(shi)用(yong)壽命，電預熱(re)設備體積小、易操作、無噪聲(sheng)，自動監控(kong)。管道(dao)的(de)軸(zhou)向應力可以降低(di)到冷安裝時(shi)的(de)一(yi)(yi)(yi)半(ban)，取消了一(yi)(yi)(yi)次性補償(chang)器安裝中大量使(shi)用(yong)的(de)一(yi)(yi)(yi)次性補償(chang)，施工(gong)費用(yong)相對較低(di)。
在石油化工裝置配管(guan)設計(ji)過程(cheng)中，筆(bi)者也采用了類似的(de)(de)無補償(chang)配管(guan)設計(ji)，具(ju)有較(jiao)好的(de)(de)效果(guo)。
