某DN 1000熱(re)(re)(re)力(li)管(guan)道(dao)，設計(ji)溫(wen)度120℃，設計(ji)壓力(li)1.6MPa，鋼(gang)管(guan)材(cai)質為(wei)(wei)Q235B 碳素結構鋼(gang)，聚乙烯外保(bao)護殼保(bao)溫(wen)管(guan)，閥(fa)(fa)門(men)采(cai)用(yong)(yong)金屬硬密封焊接(jie)蝶閥(fa)(fa)，閥(fa)(fa)體、閥(fa)(fa)桿材(cai)質為(wei)(wei)碳鋼(gang)，密封材(cai)料(liao)為(wei)(wei)不銹鋼(gang)。采(cai)用(yong)(yong)直(zhi)埋(mai)敷設。管(guan)道(dao)是按照直(zhi)埋(mai)無補償敷設設計(ji)的(de)(de)，這種無補償設計(ji)需要管(guan)道(dao)施工時采(cai)用(yong)(yong)預(yu)熱(re)(re)(re)，從而降(jiang)低管(guan)道(dao)的(de)(de)應力(li)幅度，經(jing)濟、安全與可(ke)靠(kao)。管(guan)道(dao)常見的(de)(de)預(yu)熱(re)(re)(re)方式有三(san)種，即熱(re)(re)(re)水預(yu)熱(re)(re)(re)、熱(re)(re)(re)風(feng)預(yu)熱(re)(re)(re)和電預(yu)熱(re)(re)(re)。下面結合工程(cheng)實際對(dui)直(zhi)埋(mai)供熱(re)(re)(re)管(guan)道(dao)的(de)(de)電預(yu)熱(re)(re)(re)做簡單講述。
電(dian)(dian)(dian)預(yu)(yu)熱(re)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是將管道(dao)受熱(re)后產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)應(ying)力提前釋(shi)放，見圖9.5.1設備的(de)(de)(de)(de)輸入口處(chu)接(jie)低電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，高電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，在(zai)輸出口處(chu)接(jie)高電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)、低電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，一般輸出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)不(bu)高于(yu)60V，輸出電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)在(zai)3000～5000A。開機通電(dian)(dian)(dian)后，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)越大(da)，時(shi)間越長(chang)(chang)，產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)就(jiu)越多(duo)，使管道(dao)不(bu)斷伸(shen)長(chang)(chang)，當伸(shen)長(chang)(chang)量(liang)達到(dao)設計(ji)預(yu)(yu)熱(re)伸(shen)長(chang)(chang)量(liang)時(shi)即可進(jin)行補(bu)償器焊(han)接(jie)固定和(he)管溝(gou)回填(tian)(tian)。如(ru)果(guo)管子較(jiao)長(chang)(chang)可以(yi)分(fen)段(duan)預(yu)(yu)熱(re)，有的(de)(de)(de)(de)工程(cheng)預(yu)(yu)熱(re)段(duan)在(zai)350～900m左右。施工之前將預(yu)(yu)熱(re)管段(duan)兩端管道(dao)口用(yong)端帽密封，防止氣(qi)體流(liu)(liu)通。為了使回填(tian)(tian)過程(cheng)中管道(dao)的(de)(de)(de)(de)伸(shen)長(chang)(chang)量(liang)不(bu)回縮，需繼(ji)續預(yu)(yu)熱(re)保(bao)持恒(heng)溫，直到(dao)焊(han)接(jie)完成(cheng)、回填(tian)(tian)結束后方(fang)可停止預(yu)(yu)熱(re)。
預(yu)熱(re)(re)(re)安裝的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理是在(zai)管(guan)(guan)(guan)道的(de)最低溫(wen)度(du)和(he)最高溫(wen)度(du)之間(jian)選取一個溫(wen)度(du)點(dian)tm，在(zai)該(gai)溫(wen)度(du)下(xia)，使(shi)管(guan)(guan)(guan)道內應力(li)(li)為0．一般情況下(xia)，t值選取中間(jian)溫(wen)度(du)，即(ji)最低溫(wen)度(du)和(he)最高溫(wen)度(du)的(de)平(ping)均值。在(zai)實際預(yu)熱(re)(re)(re)安裝中，無論采用局部(bu)回填(tian)還是敞(chang)口預(yu)熱(re)(re)(re)，管(guan)(guan)(guan)段因加熱(re)(re)(re)發生伸長(chang)(chang)時，土壤與(yu)管(guan)(guan)(guan)道外壁的(de)摩擦力(li)(li)是不可避免的(de)，它將阻礙管(guan)(guan)(guan)道的(de)自(zi)由伸長(chang)(chang)。因此實際預(yu)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)比(bi)中間(jian)溫(wen)度(du)t略高5℃．在(zai)該(gai)工程中預(yu)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)設定(ding)為65℃，預(yu)處理管(guan)(guan)(guan)段的(de)伸長(chang)(chang)量(liang)為：
按要(yao)求(qiu)對管道進行回填(tian)，回填(tian)土為均勻的密(mi)石土，要(yao)求(qiu)分層碾壓，一般要(yao)求(qiu)回填(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)，以便預熱(re)伸(shen)(shen)長(chang)(chang)后計(ji)算管道伸(shen)(shen)長(chang)(chang)量。其(qi)設計(ji)計(ji)算伸(shen)(shen)長(chang)(chang)量應該等于管道兩端(duan)伸(shen)(shen)長(chang)(chang)量之和。
在指定的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)內(nei)對(dui)管(guan)(guan)(guan)溝進(jin)行(xing)回填(tian)。回填(tian)時(shi)(shi)要(yao)嚴(yan)格控制管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)回縮(suo)量(liang)，對(dui)回填(tian)土每200～300mm就要(yao)分層夯實(shi)與碾壓一(yi)次，回填(tian)時(shi)(shi)要(yao)按照從預熱管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)兩端向中間(jian)的(de)(de)順序進(jin)行(xing)回填(tian)。目的(de)(de)是(shi)要(yao)在管(guan)(guan)(guan)網中形成錨固段(duan)，產(chan)生預應力，從而使管(guan)(guan)(guan)路(lu)的(de)(de)軸(zhou)向應力降低到(dao)冷安(an)裝時(shi)(shi)的(de)(de)一(yi)半(ban)。回填(tian)土回填(tian)質量(liang)對(dui)后續施工質量(liang)起到(dao)很(hen)大制約作用。
管(guan)(guan)道電(dian)預(yu)熱(re)無補償配管(guan)(guan)施工簡(jian)單方便，施工速度快(kuai)，預(yu)熱(re)均勻，預(yu)熱(re)時(shi)間短，熱(re)消耗量較小，有效(xiao)提高管(guan)(guan)網的安(an)全性(xing)(xing)和可靠性(xing)(xing)及(ji)使(shi)用(yong)壽命(ming)，電(dian)預(yu)熱(re)設備體積小、易操作、無噪聲，自動(dong)監控。管(guan)(guan)道的軸向應力(li)可以(yi)降低(di)到冷安(an)裝(zhuang)時(shi)的一半，取消了一次性(xing)(xing)補償器安(an)裝(zhuang)中大(da)量使(shi)用(yong)的一次性(xing)(xing)補償，施工費用(yong)相對較低(di)。
在石油化(hua)工(gong)裝置配管設計過(guo)程中，筆者(zhe)也(ye)采用了類(lei)似的無(wu)補償(chang)配管設計，具(ju)有較好的效果。
