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鋼套鋼直埋蒸汽保溫管保溫層外表面溫度的探討

1 引 言
鋼套鋼直埋蒸汽保溫管直埋技術(shù)已在我國(guó)一些地區(qū)集中供熱管道敷設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。從延長(zhǎng)外套管使用壽命和減少對(duì)周邊設(shè)施影響考慮，希望保溫層外表面溫度低一些，要降低保溫管外表面溫度，就得加大保溫
厚度并增加保溫投資。當(dāng)土壤熱阻較大時(shí)，降低保溫層外表面溫度，往往導(dǎo)致保溫厚度大幅度增加，從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，是很不合理的。本文主要討論合理確定外表面溫度的問(wèn)題。
2控制直埋保溫管外表面溫度的因素
鋼套鋼直埋蒸汽保溫管外表面溫度過(guò)高，可能會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，如對(duì)保溫外套管壽命、周邊設(shè)施及建筑物，
以及對(duì)附近的綠化樹(shù)木、草坪的影響等。溫度影響有多大，下面做簡(jiǎn)要分析。
外表面溫度對(duì)保溫外套管使用壽命的影響外表面溫度一般小于80度時(shí)對(duì)金屬或其他無(wú)機(jī)類(lèi)套管的壽命是沒(méi)有影響的，有影響的是有機(jī)類(lèi)套管和防腐涂層，現(xiàn)就我們常遇到的幾種材料做分析如下。
（1）高密度聚乙烯套管
高密度聚乙烯是一種熱塑性材料。使用溫度過(guò)高，聚乙烯會(huì)軟化，影響機(jī)械性能，也會(huì)老化。老化試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1在 80度使用溫度下，聚乙烯的壽命可達(dá) 40年。在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的高密度聚乙烯的使用溫度要低一些。德國(guó)、法國(guó)以及我國(guó)均規(guī)定聚乙烯防腐管道的ZUI高使用溫度為70度。（2）玻璃鋼套管
玻璃鋼的耐溫性能同所采用的樹(shù)脂有關(guān)。目前不飽和聚酯玻璃鋼管應(yīng)用比較廣泛，不飽和聚酯玻
璃鋼的使用溫度一般建議不超過(guò) 70度。
（3）鋼套管外防腐層
鋼外套管的防腐，有采用涂層防腐的，也有采用電化學(xué)保護(hù)的，還有的是兩種并用。防腐涂層多采
用環(huán)氧煤瀝青，也有用富鋅涂料或其他高溫防腐涂料的。無(wú)機(jī)富鋅涂料耐溫可達(dá) 200-300度，環(huán)氧富鋅涂料的使用溫度也可達(dá)到 100度以上。環(huán)氧煤瀝青防腐層的使用溫度不可超過(guò) 110度.

綜上分析，直埋蒸汽保溫管的外表面溫度不超過(guò) 70度，對(duì)哪一類(lèi)外套管的使用壽命影響都不大。
2.2 鋼套鋼直埋蒸汽保溫管對(duì)周邊管線(xiàn)和設(shè)施的影響
有關(guān)規(guī)范對(duì)供熱管道與其他管線(xiàn)、建筑物之間小水平和交叉凈距均有規(guī)定，理由之一是供熱管道運(yùn)行溫度較高，間距過(guò)小可能會(huì)對(duì)其他管線(xiàn)安全行帶來(lái)影響。在規(guī)范中并未規(guī)定供熱管道保溫外
表面溫度，也未對(duì)其周?chē)寥赖臒嶙韬蛯?dǎo)熱系數(shù)做出規(guī)定。，我們認(rèn)為，如果直埋蒸汽管道保溫外表面溫度不大于 70度，就可按現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。

2.3溫度對(duì)樹(shù)木、植被的影響
直埋蒸汽管道造成近旁樹(shù)木、植被死亡的原因可能是由于大氣溫度與地溫不平衡造成的。但園林專(zhuān)家認(rèn)為，樹(shù)木根系邊緣比正常地溫高出 10度以?xún)?nèi)不會(huì)帶來(lái)太大危害。我們暫且就以此為條件進(jìn)行限定直埋管外表面溫度問(wèn)題的討論。

3目前在直埋供熱管道保溫設(shè)計(jì)中，主張把外表面溫度設(shè)計(jì)低些。外表面溫度太低，對(duì)于熱水（含高
溫水）直埋管道是可行的，但對(duì)于200度以上的蒸汽管道則往往難以實(shí)施，或者說(shuō)是實(shí)施起來(lái)很不經(jīng)濟(jì)。我們認(rèn)為確定直埋保溫管外表面溫度控制指標(biāo)，應(yīng)考慮下列幾項(xiàng)原則：
（1）環(huán)境安全原則，即對(duì)周?chē)O(shè)施和樹(shù)木、植被的安全是有否影響。
（2）材料壽命原則，即外護(hù)材料能否保障設(shè)計(jì)要求的使用壽命。
（3）地區(qū)特點(diǎn)原則，即考慮管道埋設(shè)地區(qū)的地溫，地下水位及土壤熱阻特點(diǎn)。
（4）經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)原則，即是否滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)保溫厚度的要求。
從這些原則出發(fā)，結(jié)合各種因素的分析，我們認(rèn)為對(duì) 200度以上的直埋蒸汽管道的保溫外表面溫度控制指標(biāo)定為 50-60度比較合適。高限定為 60度，考慮到對(duì)材料壽命和環(huán)境帶來(lái)不可承受的影響，但卻可以大大降低保溫造價(jià)，尤其是對(duì)土壤熱阻較大的地區(qū)。下限定到 50度，是照顧到有些老城區(qū)地
下設(shè)施多，且又難以探明，需偏安全考慮，也有些地區(qū)地下水位較高，土壤熱阻較小，外表面溫度設(shè)計(jì)為50度時(shí)，保溫厚度無(wú)需太厚。
經(jīng)過(guò)對(duì)控制直埋保溫管外表面溫度需要考慮的主要因素，直埋保溫管所造成熱環(huán)境影響范圍和降
低外表面溫度可能帶來(lái)的投資增加的研究分析，可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：
（1）目前常用的保溫外護(hù)套材料在 .70度以下時(shí)，可以保證常規(guī)設(shè)計(jì)的壽命要求。
（2）在滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的凈距要求的條件下，直埋保溫管對(duì)周邊設(shè)施和樹(shù)木、植被的熱影響是可以
承受的。

3）保溫造價(jià)分析結(jié)果表明，降低保溫管外表面溫度，保溫造價(jià)會(huì)明顯提高，尤其對(duì)土壤熱阻大的
地區(qū)。
（4）在進(jìn)行蒸汽直埋供熱管道保溫設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)據(jù)實(shí)按經(jīng)濟(jì)保溫原則確定外表面溫度 ，以 50-60度

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