某DN 1000熱(re)力管道(dao)，設(she)計(ji)溫(wen)(wen)度120℃，設(she)計(ji)壓力1.6MPa，鋼(gang)管材(cai)質為Q235B 碳素結構鋼(gang)，聚(ju)乙烯外保(bao)(bao)護殼保(bao)(bao)溫(wen)(wen)管，閥門采(cai)用(yong)(yong)金屬硬密(mi)(mi)封焊(han)接蝶(die)閥，閥體、閥桿材(cai)質為碳鋼(gang)，密(mi)(mi)封材(cai)料為不(bu)銹鋼(gang)。采(cai)用(yong)(yong)直(zhi)埋敷設(she)。管道(dao)是按照直(zhi)埋無補償敷設(she)設(she)計(ji)的(de)，這(zhe)種無補償設(she)計(ji)需(xu)要(yao)管道(dao)施工(gong)時采(cai)用(yong)(yong)預(yu)熱(re)，從而降低管道(dao)的(de)應力幅度，經濟、安全(quan)與可靠。管道(dao)常見的(de)預(yu)熱(re)方式有(you)三種，即熱(re)水預(yu)熱(re)、熱(re)風預(yu)熱(re)和電預(yu)熱(re)。下面結合工(gong)程實際(ji)對(dui)直(zhi)埋供熱(re)管道(dao)的(de)電預(yu)熱(re)做簡(jian)單講述。
電(dian)(dian)預熱(re)(re)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)將(jiang)管道(dao)受熱(re)(re)后(hou)產生的(de)(de)熱(re)(re)應力提(ti)前釋放，見圖9.5.1設(she)備的(de)(de)輸(shu)入口(kou)處接(jie)低電(dian)(dian)流(liu)，高(gao)電(dian)(dian)壓(ya)，在(zai)(zai)輸(shu)出口(kou)處接(jie)高(gao)電(dian)(dian)流(liu)、低電(dian)(dian)壓(ya)，一般(ban)輸(shu)出電(dian)(dian)壓(ya)不高(gao)于60V，輸(shu)出電(dian)(dian)流(liu)在(zai)(zai)3000～5000A。開機通(tong)電(dian)(dian)后(hou)，電(dian)(dian)流(liu)越(yue)(yue)大，時間越(yue)(yue)長(chang)，產生的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)就越(yue)(yue)多，使(shi)管道(dao)不斷伸長(chang)，當伸長(chang)量(liang)達(da)到(dao)設(she)計預熱(re)(re)伸長(chang)量(liang)時即可(ke)(ke)進行補償(chang)器焊接(jie)固定和(he)管溝(gou)回填。如果管子較(jiao)長(chang)可(ke)(ke)以分(fen)段預熱(re)(re)，有的(de)(de)工程(cheng)(cheng)預熱(re)(re)段在(zai)(zai)350～900m左右(you)。施工之前將(jiang)預熱(re)(re)管段兩端管道(dao)口(kou)用端帽(mao)密封(feng)，防止氣體流(liu)通(tong)。為了使(shi)回填過程(cheng)(cheng)中管道(dao)的(de)(de)伸長(chang)量(liang)不回縮(suo)，需繼續(xu)預熱(re)(re)保持恒溫，直到(dao)焊接(jie)完成、回填結束后(hou)方可(ke)(ke)停止預熱(re)(re)。
預熱(re)安裝的(de)(de)基本原(yuan)理(li)是(shi)在(zai)(zai)管(guan)(guan)道的(de)(de)最低(di)溫(wen)(wen)度(du)和(he)最高(gao)溫(wen)(wen)度(du)之間選取(qu)一個溫(wen)(wen)度(du)點tm，在(zai)(zai)該(gai)溫(wen)(wen)度(du)下，使管(guan)(guan)道內應力(li)為0．一般(ban)情況下，t值選取(qu)中間溫(wen)(wen)度(du)，即最低(di)溫(wen)(wen)度(du)和(he)最高(gao)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)平均值。在(zai)(zai)實(shi)際預熱(re)安裝中，無論采用局部回填還是(shi)敞口預熱(re)，管(guan)(guan)段(duan)因(yin)(yin)加(jia)熱(re)發生伸長時(shi)，土壤與管(guan)(guan)道外壁的(de)(de)摩擦力(li)是(shi)不可避免的(de)(de)，它將阻礙管(guan)(guan)道的(de)(de)自(zi)由伸長。因(yin)(yin)此(ci)實(shi)際預熱(re)溫(wen)(wen)度(du)比(bi)中間溫(wen)(wen)度(du)t略高(gao)5℃．在(zai)(zai)該(gai)工程中預熱(re)溫(wen)(wen)度(du)設定為65℃，預處(chu)理(li)管(guan)(guan)段(duan)的(de)(de)伸長量為：
按(an)要(yao)求(qiu)對管道進(jin)行回(hui)填(tian)，回(hui)填(tian)土為均勻(yun)的(de)密石土，要(yao)求(qiu)分層碾壓，一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)回(hui)填(tian)至管道上端200～300mm。
在(zai)預熱(re)管道管網兩端(duan)設置(zhi)標尺(chi)，以(yi)便預熱(re)伸(shen)(shen)長(chang)后(hou)計算(suan)管道伸(shen)(shen)長(chang)量(liang)。其設計計算(suan)伸(shen)(shen)長(chang)量(liang)應(ying)該等于(yu)管道兩端(duan)伸(shen)(shen)長(chang)量(liang)之和。
在指定的(de)時間內對(dui)管(guan)溝(gou)進行回(hui)(hui)填(tian)(tian)。回(hui)(hui)填(tian)(tian)時要(yao)嚴(yan)格控(kong)制管(guan)道(dao)的(de)回(hui)(hui)縮量(liang)，對(dui)回(hui)(hui)填(tian)(tian)土每(mei)200～300mm就要(yao)分層(ceng)夯實與(yu)碾壓一次，回(hui)(hui)填(tian)(tian)時要(yao)按照從預(yu)熱(re)管(guan)道(dao)的(de)兩端(duan)向中間的(de)順序進行回(hui)(hui)填(tian)(tian)。目的(de)是要(yao)在管(guan)網(wang)中形成(cheng)錨固段，產(chan)生預(yu)應力(li)(li)，從而使管(guan)路的(de)軸向應力(li)(li)降低(di)到(dao)冷安裝(zhuang)時的(de)一半。回(hui)(hui)填(tian)(tian)土回(hui)(hui)填(tian)(tian)質量(liang)對(dui)后續施工質量(liang)起到(dao)很大(da)制約作(zuo)用(yong)。
管(guan)(guan)道(dao)(dao)電(dian)預(yu)熱(re)(re)無(wu)(wu)補(bu)償(chang)配(pei)管(guan)(guan)施工簡(jian)單方(fang)便，施工速度(du)快，預(yu)熱(re)(re)均勻，預(yu)熱(re)(re)時(shi)間短，熱(re)(re)消耗量較(jiao)小，有(you)效提高管(guan)(guan)網(wang)的(de)(de)安(an)全(quan)性(xing)和可靠性(xing)及使(shi)用壽(shou)命，電(dian)預(yu)熱(re)(re)設備(bei)體(ti)積小、易操(cao)作、無(wu)(wu)噪聲(sheng)，自動監控。管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)軸向(xiang)應力可以降低到冷(leng)安(an)裝時(shi)的(de)(de)一半，取消了(le)一次(ci)性(xing)補(bu)償(chang)器安(an)裝中大量使(shi)用的(de)(de)一次(ci)性(xing)補(bu)償(chang)，施工費用相(xiang)對較(jiao)低。
在(zai)石(shi)油化工裝(zhuang)置配管設(she)計(ji)過(guo)程中，筆(bi)者(zhe)也采用(yong)了(le)類似的(de)無補償配管設(she)計(ji)，具有較好的(de)效果(guo)。
