直埋熱水保溫管道無補償敷設(shè)技術(shù)應(yīng)用

1熱水管網(wǎng)直管強度設(shè)計

熱水管網(wǎng)直管一次應(yīng)力（工作壓力在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力）必須保證小于屈服極限，以防止管道出現(xiàn)塑性流動，考慮到安全系數(shù)，其極限分析的強度條件為小于基本許用應(yīng)力。二次應(yīng)力亦稱溫度應(yīng)力（熱漲冷縮不能自由釋放，在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力，如溫度升高產(chǎn)生的軸向應(yīng)力），二次應(yīng)力的有限塑性變形不會引起破壞，但為了保證熱水管網(wǎng)運行期間處于安定狀態(tài)，必須保證一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的變化范圍小于2倍的屈服極限，考慮到安全系數(shù)，其極限分析的強度條件為小于3倍的基本許用應(yīng)力。三次應(yīng)力亦稱峰值應(yīng)力（承受一次應(yīng)力和二次應(yīng)力直管向管件釋放變形，在該管件上產(chǎn)生的應(yīng)力）僅出現(xiàn)在有限的局部區(qū)域，其引起的塑性變形對熱水管道內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)造成的損傷小，可以允許一定次數(shù)的循環(huán)塑性變形的出現(xiàn)，允許的循環(huán)次數(shù)與應(yīng)力變化的范圍有關(guān)。為保證熱水管網(wǎng)處于安全狀態(tài)，要根據(jù)運行參數(shù)的變化控制一次應(yīng)力、二次應(yīng)力、三次應(yīng)力的變化范圍，考慮到安全系數(shù)，其疲勞分析的強度條件為小于6倍的基本許用應(yīng)力。

熱水管網(wǎng)直埋敷設(shè)中，直管段在一定的工況條件下，可能出現(xiàn)循環(huán)塑性變形、整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)等破壞現(xiàn)象。整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)取決于溫度變化的軸向應(yīng)力，可以采用設(shè)置補償裝置以釋放熱漲變形的有補償方法，或者采用預(yù)熱、設(shè)置一次性補償裝置而減少熱漲變形的預(yù)應(yīng)力方法。循環(huán)塑性變形取決于溫度應(yīng)力變化的范圍，為降低溫度應(yīng)力變化的范圍，只能采用設(shè)置補償裝置的有補償方法。

.2熱水管網(wǎng)管件的強度設(shè)計

直埋熱水管網(wǎng)管件，如：彎頭、大小頭、三通、閥門等，可以產(chǎn)生疲勞破壞。管件的破壞取決于其本身結(jié)構(gòu)和所連直管的熱脹變形向該管件的轉(zhuǎn)移。設(shè)計中可以采用如下方案解決：

管件的結(jié)構(gòu)要采用強度特性好的結(jié)構(gòu)、尺寸，以降低應(yīng)力；設(shè)置必要的固定墩，阻止熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移；局部設(shè)置有補償方法，吸收熱脹變形，減少熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移。

因此，在目前我國無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，宜選用符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)制造的管件和直埋焊接閥門。

3熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的強度設(shè)計

熱水管網(wǎng)系統(tǒng)補償器或補償彎管的設(shè)置，不僅由直管的強度和穩(wěn)定條件確定，還取決于連接直管的管件及閥門的強度。直管可以采用無補償冷安裝時，并不能保證熱水管網(wǎng)系統(tǒng)皆可以采用無補償冷安裝。為使熱水管網(wǎng)系統(tǒng)管件及閥門處于安全狀態(tài)，必須根據(jù)管件及閥門的強度來決定是否設(shè)置補償裝置。熱水管網(wǎng)系統(tǒng)不同的管段選擇不同的安裝方式是熱水管道直埋無補償敷設(shè)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。

4熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的控制與報警設(shè)計

直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，早期發(fā)現(xiàn)、查找、檢修較為困難，多為某個區(qū)域參數(shù)出現(xiàn)較大異常和冒水直地面時才被發(fā)現(xiàn)，已造成較大損失。

近年來，滲漏檢測報警系統(tǒng)已較為普遍地應(yīng)用在熱水管網(wǎng)系統(tǒng)，然而，時至今日，滲漏檢測報警沒有體現(xiàn)在相應(yīng)的行業(yè)規(guī)程之中，國內(nèi)大型熱網(wǎng)鮮有完整的報警系統(tǒng)的運行、使用?！冻擎?zhèn)直埋供熱管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T81-98）中又無相關(guān)內(nèi)容要求，因此，應(yīng)盡快修改、補充相關(guān)內(nèi)容，適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。