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預製蒸汽直埋保溫螺旋鋼管的技術 ,預製蒸汽直埋保溫螺旋鋼管的技術

更新时间:2019-11-08 12:14人气:4527

隨著我國國民經濟的總拉動,基本建設向基礎設施項目傾斜,我國近年來區域供熱、集中供熱 、冷熱熱“三聯供”的發展 ,蒸汽直埋管道逐步增多,投資額和裏程數突飛猛漲。據不完全統計,現每年蒸汽直埋管道項目投資額已超過地25000萬元以上,數百近千公裏之長。管徑已超過DN600,有的單位已達DN700-DN800之規 。全國城鎮供熱協會及分部,中國機電工程學會熱電專委會分別組織了多次蒸汽直埋管或以其為主的專題研討會(北京、廬山、五夷山 、福州 、重慶、寧波、上海、三亞等會議)並出論文集.   2000年5月由中國城鎮供熱協會技術委員會主持,大連市供熱協會協辦,召開了“全國第一屆直埋蒸汽管道技術研究會”,參加會議代表260多人,並出版了“全國直埋蒸汽管道技術研討會論文選集”[16]刊出70餘篇專論。第一次全國範圍廣泛研討和交流 ,反映十分強烈。在全國城鎮供熱協會理事長李秀的倡導下,擬組織氣力(大連、北京、上海、天津……)編寫蒸汽直埋管道產品技術標準和技術規程事宜,由建研院標準化所申報建設部。 次後山東省熱力協會又於2000年9月在大連再次召開了山東省以蒸汽直埋管道技術為主的年會,並出版專刊“直埋管道技術研討會論文集”收集論文30餘篇[17]。2001年11月中國熱電專委員會在開封專門召開了“預製保溫管直埋敷設學術研討會”[18]並出版論文集發表新論文27篇 ,集出達40篇專著。2002年5月中國城鎮供熱協會技委會,中國工程標準化城鎮供熱委員會 ,大連市供熱協會又召開第二次全國直埋蒸汽管道技術研究會,更為熱烈,又出新論文集.  各個學會、協會的有力組織,極大地推動了我國蒸汽直埋管道技術的發展。一些著名高校、研究院所積極參進. 隨著我國經濟騰飛,西部大開發,建設現代化城市 ,我國一些設計研究院更是大力投進蒸汽直埋管道工程設計工作。最為直接地還是國內極廣大的建設單位——他們在物力、人力 、財力投注最大,探索和累積的經驗最多。大連熱電團體、天津熱電總公司、洛陽熱力公司、邢台煤氣熱力總公司、寶鋼 、邯鋼、廣州、無錫、寧波、杭州、駐馬店、青島熱電總公司 、銀川熱電公司、鄭州熱力總公司、寶雞、西安遍布全國的熱力係統等世行貸款、亞行貸款,國家重點工程 ,省市重點工程都為我國蒸汽直埋管作出了巨大的貢獻. 建設部正式下文[2000]197號批準《建設部二○○○年第一批產業產品國家標準行業準則、修訂項目計劃》擬擬定《城鎮供熱蒸汽直埋管技術條件》產品標準. 建標[2000]284號文,建設部又正式下文批準編寫《城鎮供熱蒸汽直埋管技術規程》行業標準,由大連熱電團體、大連供熱辦承擔,大連科華熱力管道有限公司、大連熱力設計院、中國市政華北設計院、上海金山石化院、中國石油自然氣總公司技術研究院、大連理工大學等,共同撰寫我國行業標準,這也可能是世界上第一部幅員廣闊,麵對各種不同用戶(產業用、民用、商用)利用最廣,型式最多樣化(鋼套鋼、塑套鋼、玻璃鋼或鋼、玻璃鋼複合套鋼、複合保溫、多屏(反射)保溫 、內滑動、外滑動、導管式滑動;單一、二PE、三PE及多反複合防腐;內固定、外固定、內外(位移)固定;上疏水、下疏水和單麵 、雙端麵密封、隔斷、節點處理……)的預製蒸汽直埋管道技術規程。<BR>二、我國蒸汽直埋管道技術的進步.  二十年來,我國預製蒸汽直埋管道技術,在廣大科技職員、領導、工人共同努力下,進行了廣泛的科學實踐,不斷地從失敗和經驗教訓中汲取營養,豐富和進步本身。特別是對外開放 ,近些年國家 、協會多次派員出國考查,學習國外先進技術,引進先進設計和設備,先進科學治理,和體製改革。使我國在短短的不到二十年,特別近五年發生質的奔騰,蒸汽直埋管道從數目上、規模上、品種上和技術水平、理論研究等都取得為眾人驕傲的進步,某些方麵已達到世界先進水平或領先。先後被評為國家級新產品、重點推廣產品3項,獲中國發明曆屆展覽會金獎,省市獎達15項之多. 1、盡熱(保溫)材料 我國自選研發或采用了多種新型有特色的盡熱材料,超輕質矽酸鈣(1990年),複合鋁鎂矽酸鹽(1993年),體相全憎水複合矽酸鹽(1996),整筒式憎水珍珠岩管(1997年)。隨著開放,國外產品大量進進中國市場 ,礦(岩)棉、玻璃棉保溫成品在北京、上海、廣州、長春先後落戶。1998年美國OwensCorning公司超細離心玻璃棉(包括預製小管徑管殼)就在我國蒸汽直埋管中利用,2000年大麵積推廣,獲良好效果 。耐高溫矽酸鋁纖維也在直埋蒸汽管或管件預製中利用(1997年)。 聚氨酯材料,特別是耐高溫(≥140℃)聚氨酯保溫材料的原料,我國已深進研究,生產並有部分出口;我國也大量引進Bayer、BASF耐140℃高溫的聚氨酯料做蒸汽直埋管複合保溫的構成部分,使產品壽命可達25年之久. 2、保溫(盡熱)結構 地域寬廣的我國 ,市場極大,數以百計的生產、研究、設計單位研發了型式多樣,材料各異,性能不同幾乎世界上包羅萬象的各種保溫結構。塑套鋼(1993)、玻璃鋼套鋼(1993)、鋼套鋼(1994);內滑動(1993)、外滑動(1994)、空氣層(1995)、導管式(1999) 、抽真空(1999),並在我國實際工程中曆經8年之多的考驗,其性能、好壞、特點、水平基本清楚。有些保溫結構、性能/價格比高,建造工藝簡便,已達世界水平。多屏(反射)保溫結構,盡熱性能更大的優於矽鈣瓦——聚氨酯複合保溫,特別是多屏(反射)玻纖鋁箔結構,其性能僅亞於高抽真空保溫 ,比一般抽低真空要好,其基本造價、安全可靠性,都大大優於其它型式保溫,也是國際上先進技術,其產品多次獲國際金獎——英國倫敦世界專利展覽會金獎、日內瓦國際專利展覽會金獎(大連科華)。  3、防腐材料及技術  近年來國際新研究開發的對於直埋管鋼外護管的防腐,已引進多條生產線和材料及主機,使我國的防腐水平明顯進步。五十年代起用的石油瀝青或稍後的環氧煤瀝青,已逐步被國內本身開發的TO多功能樹脂,熔融環氧粉末(噴塗)替換(1997年上海浦東機場已規模利用——凱華)、二PE新工藝和材料1998年新疆多處使用[19]。高PU聚氨酯防腐(1999)、鋼/玻璃鋼(三維)短切玻纖與網格布交替複合防腐,使其各向均性更好地防水防腐也在我國實施(2002);三PE多防腐已在石油管道使用(1998)現已寫也蒸汽直埋管道技術規程(草稿)當中 ,引進美國聚脲高性能防腐塗料和技術也在工程上推廣(2001)、台灣獨資企業高PU防腐已在少量管件上試用。 陰極保護防腐技術,在我國很多工程利用[20];采用纏繞式和套複PE(擠出)防腐方式[21],也都獲得較好的效果。 4、管件 我國很多較大的蒸汽直埋管生產廠,經曆了十餘年的工程實踐,能設計、建造一般規格管件。推製三通(1996)、大曲率半徑彎頭(1997)、加長補償器(1996)、專用疏水節(1996) 、固定架(支座)(1997)、閥門井室件(2000)……其技術、結構 、應力、保溫計算或一些專有技術已達世界先進國家行列。工廠化、預製化的管件建造對產品質量保證,現場安裝十分方便。<BR>  5、滑動支架及內固定支架(座) 隨著我國蒸汽直埋管的開發,這方麵有著驚人的進步。最新研究成果“直埋式保溫熱力管道內外(位移)固定支座”專利[7],該項技術較全麵的解決了力的傳遞,冷(熱)橋、熱損失 ,和隔斷密封,外殼防水防腐、熱位移,建造工藝加工及外部施工躲障等係統題目。工程利用詳見北京市建築工程質量測試中間分析報告: 300℃介質溫度下,φ426工作管道,盡熱保溫離心玻璃棉TIWⅡ-140mm多層反射鋁箔屏蔽,外表麵溫度僅30.4℃(9點均勻值)、熱流損失84.7W/m2,綜合導熱係數λ300=0.060W/m℃效果良好。(與德國FW-長途輸送技術股份有限公司的抽真空3mbar接近。注:兩者測試方法不同)。 6、接口(補口)技術 管道對焊接外套鋼管時采用耐高溫的矽酸鋁纖維氈進行保護 ,選用阻燃性能良好的TIWⅡ離心玻璃纖維,更不怕電汽焊渣和弧光損壞。 為減少現場補口焊接數目,采用了滑移外套管殼,對接焊或搭焊方法,內套袖推拉結構焊接[26]。可見我國現場接(補)***術是比較全麵的,有其特點和先進性 。 7、管道端麵密封技術  內管、外管或穿牆套管實施密封,單端麵、雙端麵密封防水處理技術已替換過往止水帶、油麻密封,井室閥門前管道單端密封也可采用 ,用環氧粉末噴塗防腐更保證安全使用壽命上千次伸縮不破壞,達國際先進水平[28]。 8、疏水(節)技術 上海金山石化設計院為我國蒸汽直埋管道疏排凝聚水作了先導性工作[31]。隨著地域冷熱地帶不同,又出現北方地下井 、華東地平井、南方地上不同型式 ,並有的加設冷卻裝配,使之凝聚水排出二次蒸化減少。主動疏排凝水節約大量勞動力和防範了事故發生。 9、管道補償 這方麵我國已在深進研究、工程實踐的基礎上,使供熱管道的設計和選材、安裝達到一個新水平。7000次應力循環技術要求[32],達世界1級化工管道技術水準,為直埋管道最薄弱環節加強了措施,大曲率半徑彎頭的自然補償又是很多設計單位優先選取的方式[33],補償器計算富裕量10-15%已被浩繁單位采納實施[34]。 采用平衡式、半平衡式無推力補償器在很多管道係統利用[36、37] ,大大降低外固定墩推力或造價 。我國蒸汽直埋式內壓、外壓 、平衡式補償器製造商上百家,申請專利多達近百餘項,技術開發已由軍品擴向民品 ,走活著界先進行列中。  10、管線分段隔斷技術 我國較長管道係統中,根據地形和分支線需要增設中間隔斷板。劃長管道為多個短管路技術,已在1997年申請我國的專利並獲批準[38],若幹個封閉的保溫管段,實施分域檢查、防止全線“竄通”事故發生,效果明顯[39]。其後又與管道中的排潮管聯係使用,進行保溫外套的係統密封實驗。 11 、理論研  “三通受力分析與計算的簡化方法”[41]、“固定墩用於保護彎頭優化設計”[42]、“玻璃鋼外殼管橢圓效應研究”[43];“蒸汽管道穩態傳熱的邊界之模型及積分方程”[44]、“直埋蒸汽管道瞬態導熱題目的邊界方法分析與利用”[45]、“供熱管道保溫結構散熱損失與保溫效果測試評定方法”[47]更為我國直埋蒸汽管道技術的發展作出新的貢獻,保溫結構評定提供科學根據 。三、抽真空“鋼套鋼”蒸汽直埋管技術和多屏(反射)保溫技術  1、隨著我國集中供熱規模不斷擴大,預製直埋式蒸汽保溫管道新技術近年得到快速發展  國外80年代出現了在內外鋼套管之間抽除空氣或濕氣,運行充氮(1/3bai)已在美國Pipecomduil公司利用[47],德國事在90年代較大區域采用,並有技術發展和進步。 (1)2000年天津桑萊特節能材料有限公司與德國“FW-運行輸送技術股份有限公司”技術合作引進“鋼套鋼外滑動(轉動型)-抽真空”保溫結構技術[48],並在廣州進行了小規模的工程試驗。 (2)北京豪特耐集中供熱設備有限公司2001年12月又與德國漢諾威工程谘詢事務所簽署了技術合作協議,引進該事務所真空“鋼套鋼”外滑動直埋蒸汽管道係統全套技術[49]。  對於“鋼套鋼”直埋蒸汽管道,采用真空係統比非真空係統可以降低熱損失約40%,管道表麵溫度可降低11℃擺布。根據計算,采用真空係統的管網,運行30年降低的熱損失所節約的資金,可以回收管網的全部初投資。  2、多屏(反射)保溫  此技術國外發展也很快,在核電站的設備和管道利用,1995年英國首先在熱力工程上利用。60年代初前蘇聯在600-800℃燃氣輪機上使用。現已在火電、化工、石油、食品等產業中利用[52]。為降低造價,充分挖掘纖維材料的潛能,能一步降低對流傳熱的空間間隔,選用傳導熱係統極小的玻璃纖維材料組合,獲得良好的效果。大連科華熱力管道公司的工作給我們提供有益的啟迪。<BR>  多屏(反射)複合保溫結構,隨實在驗的深進,特別是新材料(納米)超級盡熱材料引進,盡熱效果會發生新變化。現已有將氣凝膠SiO2引進加強盡熱,使對流傳熱大幅度降低,多屏金屬材料的反射,界麵材料的改性使熱輻射反射,散射和吸收降為最低。新材料新技術發展將帶給我們新的概念,新的發展。四、展看 從1882年美國創建世界上第一個集中供熱的紐約公司以來,120多年世界發生了翻天覆地變化。進進二十一世紀的今天,技術進步已差未幾每隔3-5年一個浪潮(裏程)。高新技術計算機時代,微電子、現代通訊、信息技術日新月異,而資本、能源日趨枯竭,環境汙染日漸加重。保護環境,節約能源,回回自然,維持生態平衡是世界各國共願。我國科技發展計謀要求我們“根據我國國力 ,對準節能,改善人居環境重大價值的關鍵技術 ,精心研究開發 ,引進技術消化吸收,開創我國本身的高新技術產業。”蒸汽直埋管道技術,必將在新形勢下邁出更堅實的步伐。 1、“城鎮供熱直埋蒸汽管道技術規程”和“城鎮供熱直埋蒸汽管道產品技術條件”等行業標準的推出(收羅定見稿)將會對日漸成熟而方興未艾的全國蒸汽直埋管道工程實施建設和技術發展,超催化加速感化。一個新的建設浪潮將不久出現。我國的外網節能事業將騰飛發展。隨著科學發展,工程實踐,“規程”、“技術條件”將會進一步修正和進步。  2、蒸汽直埋管道技術,隨著國內科研、設計、生產、建設規模的發展,技術不斷進步,奔向世界的前沿。 (1)保溫材料和新結構將進一步開發、研製、性能高,價格適宜,使用奉命更長,工藝更科學的新產品將不斷麵世。多屏反射保溫材料(結構) ,含納米新材料複合保溫新型式[47],將隨著時間奔騰而層出不窮的出現。高真空係統也將日趨完善。 (2)新防腐材料和技術發展 我國還創新出“柔性近陽極技術”、“高土壤電阻率區域淺埋陽極長效降阻技術”、“帶狀鎂陽極間隔敷設技術”。上述技術尚未見國外報告[54],這些都是我們城鎮供熱,蒸汽直埋管道敷設可學習參考的。而我國DN1200玻璃鋼熱水管道的試用和接***術[55]、鋼塑(或玻璃鋼)複合外護防腐層技術[56]、鋼/玻璃鋼(三維)纖維切噴射防腐工藝技術[57]也將發揮感化。紐科聚脲(NukotePolyurea)外防腐塗層技術[58]、高膜厚PU防腐技術[59]都將對我國蒸汽直埋管道的外防腐事業作出新貢獻 ,一個更高水準、長壽命的直埋蒸汽管道防腐技術將揭示活著界的東方。 (3)主動檢測 、安全生產技術及可靠性分析、展看技術 自然條件或人為性破壞管道發生事故是難以避免的。隨著生產使用年限的延長,管道及管件日趨老化,事故率將逐年進步。如何強化隱患治理 ,防範重點、大事故的措施,迫於我們眼前;研究主動檢測、巡檢、監測技術,包括儀器、設備的開發;管道失效機理及判定準則;管道製造生產、安裝、運行缺陷的識別、判定技術;和管線使用後剩餘強度評定方法、剩餘壽命評估展看方法,急待我們開發,加強這些基礎工作[60]。(4)蒸汽直埋管道技術理論的研究 管道設計理論,安裝運行的技術要求,進步管道的安全使用壽命,這都要求我們更深進的開展蒸汽直埋管道理論研究管道受力計算和應力分析、材料彈性和彈塑性研究 ,特別是埋地狀況、衝擊載荷感化下,管道的靜力 、動力屈曲(彈性屈曲、塑性屈曲、彈塑性屈曲)[61],管係的剛度、撓度穩定性的研究[62];玻璃鋼外護管和複合材料成的外護管[63]更急切需要我們組織院校、科研、建設單位協力合作,加大科研力度,進行理論和實驗探討,摸清基本規律 ,不斷修正錯誤,指導生產實踐,創出中國的蒸汽直埋管道高新技術產業和理論研究群體。 3 、清算建築市場,貫徹質量法,蒸汽直埋管道事業更上一層樓。環保和“十五”節能規劃對集中供熱,蒸汽直埋管道技術提出更高要求,管網輸送效率從目前的0.85進步到0.9[64]。指標明確,采用高效節能或環保型保溫新材料、新結構、新技術、新工藝是實現目標關鍵所在之一。進一步加強產業化的技術研究,係統工程設計基礎數據集整,解決目前行業尚存在研究、設計、生產、材料、施工、運行 、檢測、信息治理諸多題目十分首要。貫徹“中華人民共和國產品質量法”[65]加強建築市場的科學 、法製治理[66],行業推行統規、統標,揚優淘劣,剔偽除假,蒸汽直埋保溫管事業將會獲重大動力 ,在國家、部、省、協會等同一領導下會蒸蒸日上,健康發展,揭示在故國大地。,

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