某DN 1000熱(re)(re)(re)(re)力管(guan)(guan)道(dao)，設(she)計溫(wen)度120℃，設(she)計壓(ya)力1.6MPa，鋼(gang)管(guan)(guan)材(cai)質為(wei)Q235B 碳素結(jie)構鋼(gang)，聚乙(yi)烯外(wai)保護殼保溫(wen)管(guan)(guan)，閥(fa)門采(cai)(cai)(cai)用金屬硬密封焊接蝶(die)閥(fa)，閥(fa)體(ti)、閥(fa)桿材(cai)質為(wei)碳鋼(gang)，密封材(cai)料為(wei)不銹鋼(gang)。采(cai)(cai)(cai)用直(zhi)(zhi)埋敷設(she)。管(guan)(guan)道(dao)是按(an)照(zhao)直(zhi)(zhi)埋無補(bu)償(chang)敷設(she)設(she)計的(de)，這(zhe)種(zhong)無補(bu)償(chang)設(she)計需要管(guan)(guan)道(dao)施工時采(cai)(cai)(cai)用預熱(re)(re)(re)(re)，從而降低管(guan)(guan)道(dao)的(de)應(ying)力幅度，經濟、安全(quan)與可(ke)靠。管(guan)(guan)道(dao)常見的(de)預熱(re)(re)(re)(re)方式有三種(zhong)，即(ji)熱(re)(re)(re)(re)水預熱(re)(re)(re)(re)、熱(re)(re)(re)(re)風預熱(re)(re)(re)(re)和電預熱(re)(re)(re)(re)。下面結(jie)合工程(cheng)實際對直(zhi)(zhi)埋供熱(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)道(dao)的(de)電預熱(re)(re)(re)(re)做簡單(dan)講述(shu)。
電(dian)預(yu)熱的(de)目的(de)是將管(guan)(guan)道受熱后(hou)產(chan)生的(de)熱應力提前(qian)(qian)釋放，見圖9.5.1設(she)備的(de)輸入口處接(jie)(jie)低電(dian)流，高電(dian)壓，在輸出(chu)(chu)口處接(jie)(jie)高電(dian)流、低電(dian)壓，一般輸出(chu)(chu)電(dian)壓不(bu)高于60V，輸出(chu)(chu)電(dian)流在3000～5000A。開機通(tong)電(dian)后(hou)，電(dian)流越(yue)(yue)大，時(shi)間(jian)越(yue)(yue)長，產(chan)生的(de)熱量(liang)(liang)就越(yue)(yue)多(duo)，使(shi)(shi)管(guan)(guan)道不(bu)斷(duan)伸長，當伸長量(liang)(liang)達到設(she)計預(yu)熱伸長量(liang)(liang)時(shi)即可進行(xing)補償(chang)器焊接(jie)(jie)固定和(he)管(guan)(guan)溝(gou)回(hui)填(tian)。如(ru)果(guo)管(guan)(guan)子(zi)較(jiao)長可以(yi)分段(duan)預(yu)熱，有的(de)工程(cheng)預(yu)熱段(duan)在350～900m左右。施工之前(qian)(qian)將預(yu)熱管(guan)(guan)段(duan)兩端管(guan)(guan)道口用端帽(mao)密封，防止氣體流通(tong)。為了使(shi)(shi)回(hui)填(tian)過(guo)程(cheng)中管(guan)(guan)道的(de)伸長量(liang)(liang)不(bu)回(hui)縮，需繼續(xu)預(yu)熱保持恒溫，直到焊接(jie)(jie)完(wan)成、回(hui)填(tian)結束(shu)后(hou)方可停止預(yu)熱。
預(yu)熱(re)(re)(re)安裝(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)基本原理(li)(li)是(shi)在管(guan)道的(de)(de)(de)最(zui)(zui)低溫(wen)(wen)度(du)和最(zui)(zui)高溫(wen)(wen)度(du)之間(jian)選取一個溫(wen)(wen)度(du)點tm，在該(gai)(gai)溫(wen)(wen)度(du)下，使管(guan)道內應力(li)為(wei)0．一般情況下，t值(zhi)選取中(zhong)(zhong)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)，即(ji)最(zui)(zui)低溫(wen)(wen)度(du)和最(zui)(zui)高溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)平均(jun)值(zhi)。在實(shi)際(ji)預(yu)熱(re)(re)(re)安裝(zhuang)(zhuang)中(zhong)(zhong)，無(wu)論采用局部(bu)回填還(huan)是(shi)敞口預(yu)熱(re)(re)(re)，管(guan)段因(yin)加熱(re)(re)(re)發生伸長(chang)時，土壤與管(guan)道外壁(bi)的(de)(de)(de)摩擦力(li)是(shi)不可避(bi)免的(de)(de)(de)，它將(jiang)阻(zu)礙管(guan)道的(de)(de)(de)自由伸長(chang)。因(yin)此實(shi)際(ji)預(yu)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)比中(zhong)(zhong)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)t略高5℃．在該(gai)(gai)工程中(zhong)(zhong)預(yu)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)設定(ding)為(wei)65℃，預(yu)處(chu)理(li)(li)管(guan)段的(de)(de)(de)伸長(chang)量為(wei)：
按(an)要(yao)求(qiu)(qiu)對管(guan)道(dao)進(jin)行回填(tian)，回填(tian)土為(wei)均勻的密石(shi)土，要(yao)求(qiu)(qiu)分層碾(nian)壓，一般要(yao)求(qiu)(qiu)回填(tian)至管(guan)道(dao)上端200～300mm。
在預熱(re)管道(dao)管網兩端設置(zhi)標尺，以便預熱(re)伸(shen)長(chang)后(hou)計(ji)算(suan)(suan)管道(dao)伸(shen)長(chang)量(liang)(liang)。其設計(ji)計(ji)算(suan)(suan)伸(shen)長(chang)量(liang)(liang)應(ying)該等于管道(dao)兩端伸(shen)長(chang)量(liang)(liang)之和(he)。
在指定的(de)(de)時(shi)間內對管(guan)溝進行回(hui)填(tian)。回(hui)填(tian)時(shi)要(yao)嚴格控(kong)制管(guan)道的(de)(de)回(hui)縮(suo)量(liang)(liang)，對回(hui)填(tian)土每200～300mm就要(yao)分層(ceng)夯實與碾壓(ya)一(yi)次(ci)，回(hui)填(tian)時(shi)要(yao)按照從(cong)預熱管(guan)道的(de)(de)兩(liang)端向(xiang)中(zhong)間的(de)(de)順序進行回(hui)填(tian)。目的(de)(de)是(shi)要(yao)在管(guan)網中(zhong)形成錨固段，產生預應(ying)力(li)(li)，從(cong)而(er)使(shi)管(guan)路的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)應(ying)力(li)(li)降低(di)到冷安裝時(shi)的(de)(de)一(yi)半(ban)。回(hui)填(tian)土回(hui)填(tian)質量(liang)(liang)對后續施工質量(liang)(liang)起到很大制約作用。
管(guan)道電預熱無補(bu)償(chang)配管(guan)施工(gong)簡(jian)單方便，施工(gong)速度快，預熱均勻(yun)，預熱時間(jian)短，熱消耗量(liang)較小，有效(xiao)提(ti)高管(guan)網(wang)的(de)安(an)全性和可靠(kao)性及使用(yong)壽命，電預熱設備體(ti)積小、易操作、無噪聲，自(zi)動監控。管(guan)道的(de)軸(zhou)向應力可以降低到(dao)冷安(an)裝(zhuang)時的(de)一(yi)半，取消了一(yi)次性補(bu)償(chang)器(qi)安(an)裝(zhuang)中(zhong)大量(liang)使用(yong)的(de)一(yi)次性補(bu)償(chang)，施工(gong)費用(yong)相對(dui)較低。
在石油化工裝置配管(guan)設計(ji)過(guo)程(cheng)中，筆者(zhe)也采用了類似的(de)無補償配管(guan)設計(ji)，具有較(jiao)好的(de)效果。
