摘要：隨著城市生活小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善，小區(qū)熱力管網(wǎng)的建設(shè)問題也開始逐漸被人們所關(guān)注。針對這個問題，我們對小區(qū)熱力管網(wǎng)無補償直埋敷設(shè)以及一次性補償直埋敷設(shè)這兩種技術(shù)進行了分析和探討，最后再簡單介紹了敷設(shè)熱力管網(wǎng)時一些應(yīng)該注意的事項。
關(guān)鍵詞：熱力管網(wǎng)；直埋敷設(shè)；應(yīng)用
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程也在不斷深入，城市生活小區(qū)的數(shù)量越來越多，規(guī)模也越來越大，這些情況都要求要完善各小區(qū)的基礎(chǔ)生活設(shè)施建設(shè)，以提高人們的生活質(zhì)量，而熱力管網(wǎng)正是城市和小區(qū)的基礎(chǔ)生活設(shè)施之一。熱力管網(wǎng)是現(xiàn)代化城市建設(shè)中一個重要的組成部分，通過科學(xué)敷設(shè)熱力管網(wǎng)進行集中供熱，以改善分散供熱中熱能利用率低，以及對城市空氣污染嚴(yán)重的問題。敷設(shè)熱力管網(wǎng)，對于促進城市節(jié)約型經(jīng)濟的發(fā)展，改善城市空氣質(zhì)量，提高人們的生活質(zhì)量具有重要的意義。
1小區(qū)熱力管網(wǎng)敷設(shè)的方式選擇
目前城市供熱管網(wǎng)的敷設(shè)主要有三種方式，分別是管架敷設(shè)、地溝敷設(shè)以及直埋敷設(shè)。而我們所要討論的是熱力管網(wǎng)的直埋敷設(shè)方式。根據(jù)城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，小區(qū)供熱管網(wǎng)的建設(shè)不宜采用地溝敷設(shè)，因為熱力管網(wǎng)采用的是巖棉保溫材料，這種材料的吸水性比較強，在受潮之后，其保溫效果就會大大降低，造成供熱過程中熱量的大量損失。再加上如果遇到地溝堵塞、內(nèi)部積水的情況，保溫管線長期浸泡在水中就會被嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致保溫材料脫落。另外，和地溝敷設(shè)相比，直埋敷設(shè)則具有更小的占地、更短的施工期、更長的使用壽命和更小的維護量等優(yōu)點；而相對于管架敷設(shè)來說，直埋敷設(shè)則具有更好的城市美觀效果，而且供熱過程中的熱量損失較��；因此，根據(jù)對這三種熱力管網(wǎng)敷設(shè)方式的比較，采用直埋敷設(shè)對于目前的小區(qū)熱力管網(wǎng)建設(shè)來說無疑是最合適的。
2小區(qū)熱力管直埋敷設(shè)的方式和技術(shù)分析
在一般的情況下，直埋敷設(shè)熱力管道由于和土壤之間的摩擦和支撐作用，其熱應(yīng)力要比供熱管道內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力要高很多，因此，熱應(yīng)力就決定了直埋敷設(shè)供熱管道的安全性能。而由于熱應(yīng)力的影響，供熱鋼管在使用的時候會發(fā)生熱變形，從而影響到管路。為此，目前，供熱管網(wǎng)直埋敷設(shè)的方式主要分為無補償直埋敷設(shè)方式以及一次性補償直埋敷設(shè)方式這兩種。
2.1無補償直埋敷設(shè)
無補償直埋敷設(shè)即是在熱力管路中沒有設(shè)置補償裝置，是一種比較特殊的管道安裝方式。又可以分為無補償冷敷設(shè)和無補償預(yù)應(yīng)力敷設(shè)。而根據(jù)采用的加熱介質(zhì)不同，又可以將無補償預(yù)應(yīng)力敷設(shè)分為熱水預(yù)熱、電預(yù)熱和風(fēng)預(yù)熱三種敷設(shè)方式。
2.1.1無補償冷敷設(shè)
無補償冷敷設(shè)是指熱力管線的焊接溫度和溝槽回填溫度相同，即是在正常的環(huán)境溫度下進行熱力管線的焊接以及溝槽回填工作，是一種不采取補償器的安裝方式。這種方式的設(shè)計充分發(fā)揮了管道自身的承載能力以及自限性特點，通過利用相應(yīng)的力學(xué)理論來進行不同載荷條件的組合可能性，按不同的性質(zhì)、來源、危害程度以及作用范圍來對熱應(yīng)力進行分類，同時，結(jié)合不同強度條件的驗算、從而實現(xiàn)熱力管線的無補償安裝。在城市供熱工程的建設(shè)中，供熱管道管壁的厚度主要取決于介質(zhì)的溫度和壓力，同時還要考慮跨度和腐蝕余量等因素，不過對于直埋敷設(shè)熱力管道，由于存在土壤支撐的作用，所以可以不必考慮跨度的影響。因此，熱力管道的管壁厚度則主要是由溫度、壓力的等級決定，而相關(guān)的規(guī)定也對各種溫度和壓力下的管壁厚度做出了要求。同時，由于無補償冷安敷設(shè)的管道安裝是在一個冷態(tài)環(huán)境下進行的，在這個環(huán)境中，管道的應(yīng)力為零應(yīng)力，而在熱力管網(wǎng)運行時，由于運行過程中的溫差比較大，就會在管道中錨固段產(chǎn)生一個比較大的軸應(yīng)力，因此如果有必要的話，還要對熱力管道采取相關(guān)的技術(shù)處理，可以嘗試加大管壁的厚度。而對于小區(qū)熱力管道敷設(shè)中的折角的問題，可以在管道敷設(shè)的時候?qū)Ρ容^大的折角進行分解，分解成幾個角度比較小的折角，而如果兩個或者幾個以上的大折角之間的距離比較近，不易分解，則可以采用加厚的弧形彎管來取代這些折角，從而降低供熱高峰期時管道發(fā)生疲勞破壞的幾率。雖然熱力管網(wǎng)的無補償冷敷設(shè)有著比較嚴(yán)格的施工工藝要求，但是相對于有補償直埋敷設(shè)來說，其工作量就要小得多了。
2.1.2無補償預(yù)應(yīng)力敷設(shè)
無補償預(yù)應(yīng)力敷設(shè)是指在熱力管道敷設(shè)到1000m以上的時候，先將管道進行預(yù)熱，加熱到一定溫度，待管道為溫度下降到正常安裝溫度再繼續(xù)進行敷設(shè)。由于熱力管道事先承受了一定的拉應(yīng)力，因此，在后面的進行供熱工作的時候，管道的拉應(yīng)力會隨著溫度的升高而減小，在管道的溫度升高到敷設(shè)時的預(yù)熱溫度時，其拉應(yīng)力就為零，而管道的溫度繼續(xù)升高的話，管道的的壓應(yīng)力、也就是熱應(yīng)力也會隨之開始上升，在管道的溫度達到正常工作溫度的時候，其內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力仍然比管道的許用應(yīng)力要小，其安全性就在可控范圍以內(nèi)。因此，就可以實現(xiàn)在沒有補償裝置下熱力管道的正常工作。簡單說來，無補償預(yù)應(yīng)力敷設(shè)的工藝流程和原理是：首先對直埋敷設(shè)熱力保溫管道進行加熱預(yù)熱，從而使熱力管道可以自由的伸長，以便消除熱力管道在敷設(shè)過程中的殘余應(yīng)力；然后是在熱力保溫管道達到或者接近理論上的伸長量時，將管道回填，并用沙土壓住使其降溫，再利用一次性補償器來封閉連接各個預(yù)熱階段的熱力管道；最后使熱力管道的應(yīng)力在進行通熱工作運行之前可以得到比較充分的釋放，進而提高熱力管道熱伸長的均勻性。
2.2一次性補償直埋敷設(shè)
一次性補償直埋敷設(shè)是在管道的某處設(shè)置一個固定的支架和一個一次性補償器，其工作原理是通過將一次性補償器焊接在熱力管道上，然后把定位角鋼拆除，對管道進行加熱，使之達到預(yù)定溫度，管道受熱后會伸長，而該波紋膨脹節(jié)段的補償器就會被壓縮，在這種狀態(tài)下，再將補償器外套筒鋸形搭接焊縫焊死，在這之后，補償器就成為了熱力管道的一個剛性的整體，而失去補償能力。在工作過程，則通過熱力管道自身的壓縮以及拉伸彈性變型來補償。一次性補償?shù)闹甭穹笤O(shè)方法補償了熱力管道在某一段管道設(shè)計溫差上的一部分變型量，使管道壓縮和拉伸的平衡點和變形總量的中心點重合，使管道壓縮應(yīng)力和拉伸的應(yīng)力基本上平衡，從而降低熱力管道受到的壓縮和拉伸變形應(yīng)力降低。
因為一次性補償器適用于工作溫度在120℃以下，壓力≤1.6Mpa的工作環(huán)境中，根據(jù)使用壽命可達30年以上。因此，這也就決定了一次性補償直埋敷設(shè)方式也是適用于工作溫度在120℃以下的高溫水管道，以及埋深達不到穩(wěn)定要求的熱力管線。
3小區(qū)熱力管網(wǎng)直埋敷設(shè)應(yīng)注意的相關(guān)事項
進行小區(qū)熱力管網(wǎng)的直埋敷設(shè)，首先要注意選擇防水、防腐以及機械強度等各項性能都符合相關(guān)指標(biāo)的管材管件；其次要盡量減少彎管的使用，管道自然彎曲的角度最好小于5°；再者，從主管引出支管時，如果支管長度大于6m到8m，憎應(yīng)該設(shè)置“Z”型或者“L”行的彎管；還應(yīng)該注意直埋敷設(shè)管道不能和排水井以及雨水井交叉等。
4 結(jié)語
城市小區(qū)熱力管網(wǎng)的直埋敷設(shè)由于具有成本低、造價低、工期短、壽命長以及技能環(huán)保等優(yōu)點，目前在國內(nèi)外都得到了比較廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)已經(jīng)逐漸趨于成熟。因此，直埋敷設(shè)技術(shù)可以作為城市小區(qū)熱力管網(wǎng)建設(shè)的一種理想技術(shù)，并以其集中供熱、降低浪費、減少污染等特點實現(xiàn)著城市熱力管網(wǎng)的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
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