简述供热管道无补偿直埋电预热施工技术

陈 立 新

(太原市热力公司，山西 太原 030001)

简述供热管道无补偿直埋电预热施工技术

陈 立 新

(太原市热力公司，山西 太原 030001)

介绍了无补偿直埋预热方式，结合古交兴能电厂长输供热管线实例，重点介绍供热管道敞槽预热敷设方式的基本原理，电预热技术、施工方法等及电预热技术的优势，大大降低了工程造价，节约投资。

电预热，温度，敞槽电预热，无补偿，回填，技术优势

古交兴能电厂至太原供热主管线由中国市政工程华北设计研究院提供主体设计图，依据CJJ 34—2010城镇供热管网设计规范，CJJ 28—2014城镇供热管网工程施工及验收规范，GB 50235—2010工业金属管道工程施工规范，CJJ/T 81—2013城镇直埋供热管道工程技术规程。管线由古交市经3座供热隧道敷设至太原市，敷设4根DN1 400管道，两供两回。热水网设计温度130/30 ℃，压力等级为公称压力2.5 MPa。属于GB2类压力管道。管道钢管采用螺旋缝埋弧焊钢管，材质为L290，壁厚18 mm。

供热主管线供热管道采用敞槽预热敷设方法，预热平均温度68 ℃±2 ℃，回水管道不需要预热，采用冷安装。无补偿直埋预热方式根据管槽在预热时所处状态分为敞槽预热和覆土预热两种方式。古交管线位于裸露而不影响交通、生活地段，故采用敞槽预热。敞槽预热是用电预热技术将预热管段伸长至此管网运行后最大伸长量的一半，预热后马上回填夯实，利用钢管、保温层、外护层及土壤各部分间的摩擦力抵消钢管冷却回缩，使钢管一直处于拉伸状态，提前释放管道运行时一半膨胀变形，从而降低管道轴向应力。

由于这种敷设方式不需要设固定支墩和补偿器，所以降低了工程造价。

1 预热准备工作

1)管道预热应在直埋管道安装完毕后进行[1]。2)预热前需先回填沟槽，为了保证管道在预热过程中始终保持同心，回填土高度需小于管道外径的3/4。3)在预热管道两端分别设置标尺，并对管道伸长量由专人记录。4)预热管段两端用端帽密封。5)确保预热设备及电缆连接正确。

2 施工准备

1)预热前在预热口预留3 m左右的短管一端打磨成型备用。

2)土方开挖已施工完成，供水管顶预留1 m覆土。

3)预热开始前，应在预热的补偿器两端与分段的始端和末端分别焊接预热所用的螺栓，DN1 400 mm供回水钢管的上半圈分别均匀地倒立焊接 18个M16 mm×50 mm的通螺纹螺栓。

每两个螺栓的间距为50 mm，如图1所示。

4)施工现场平整电预热设备放置场地，确保电预热设备位置干燥、安全，发电机及设备准备并调试好，备好燃油。

5)安装温度传感器：在保温管上距离管端(放置预热设备端)向内12 m处的塑料外壳上开口，以安装传感器，必须将传感器探头紧密贴合并固定在钢管表面。

6)在预热管段两端分别安装一个长度检查装置，用来测量管道伸长量。

3 预热温度

管道预热前沟槽已进行部分回填，管道须克服土壤摩擦力，并且预热温度应略高于循环中间温度(附加温度推荐值为0 ℃～8 ℃)[1]。

tdp=tm+(0-8)；

tm=0.5×(t1+t2)。

其中，tdp为计算预热温度；tm为循环中间温度；t1为管道工作循环最高温度;t2为管道工作循环最低温度。

古交供热管网预热起始温度为10 ℃，预热结束温度为65 ℃。

4 电预热原理及施工技术

电预热技术的原理是将工作钢管与电预热设备通过电缆连接并构成闭合回路，预热管段经过低电压高电流的电能作用，并且利用电阻自身发热的原理，将工作钢管的温度加热到设计预热温度，从而达到预热效果。

分段电预热一般宜以直管段1 000 m为一个预热段，把钢管管线作为负载电阻进行管道加热。加热段供、回水管线末端用电缆线连接，始端接加热设备的正、负极(如图2所示)。

5 预热伸长量

ΔL=α(tm-ti)Lpr。

其中，ΔL为预热长度伸长量，mm；α为钢材线性膨胀系数，mm/(m℃)；tm为预热温度，℃；ti为预热时的管道温度，℃；Lpr为预热段长度，m。

预热长度为1 km，钢材线性膨胀系数为0.001 2。预热开始阶段，管道伸长速度很慢，随着温度的升高，管道伸长量基本按照直线匀速上升，因此保证合理的升温速度是非常必要的。

敞槽电预热无补偿直埋供热管网施工技术具备使用寿命长、维修量小、运行成本低的特点。目前正在供热行业广泛应用。古交兴能电厂至太原供热主管线作为太原市集中供热长输管线工程第一次采用敞槽电预热施工设计，将工作钢管与电预热设备连接形成闭合回路，经过低电压、大电流的电能将钢管温度加热到设计温度，实现了无补偿预热安装。这一工程的顺利完工为太原市长输供热管线施工提供了更大的选择空间。新技术、新工艺的应用既安全可靠又可降低工程整体投资，具有远大的发展前景。

6 管道回填

当管段伸长量达到计算预热伸长量时，应立即回填[2]。为了防止管道中心线偏移，由预热管段的两端向中间回填。古交供热管网预热段回填划分东西两个作业段，迅速同时施工流水作业，回填时从预热段端口处东西两端往中间回填，回填平均高度1.5 m，在预热保温阶段进行砂、土的回填，要确保在12 h～24 h内完成。回填砂粒径不大于7 mm，且无尖利杂质，密实度大于95%。回填土应无杂质，密实度大于95%，回填土施工要求分层夯实碾压。

回填土施工完成后方可撤去预热设备。

7 施工注意事项

1)由专人负责记录管道初始温度记录伸长量。预热达到验收标准后，通知甲方及监理进行现场验收。

2)除在预热段末端为了形成回路而进行的联接，供水管与回水管间不得在其他位置形成短路。

3)从预热管段的两头开始回填，集中机械劳力回填，防止不能及时回填夯实，导致预热管段的回缩量过大。

4)关闭机器，在最短的时间内预热口短管完成焊接。

8 电预热技术优势

施工条件要求简单，热消耗量小，预热时间短且预热均匀；电预热设备体积小并且重量轻，自动监控，易于操作，无噪声，无震动，低电压可以保证施工安全。

9 结语

作为一个系统工程的管道电预热施工技术，只有在施工过程中严格按要求执行各环节，并且各环节密切配合才能达到预期的效果。

[1] CJJ 28—2014,城镇直埋供热管网施工及验收规范[S].

[2] 穆树芳.实用直埋供热管道技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

Thetechnologyofpreheatingofdirectburiedelectricheatingwithoutcompensationisdescribed

ChenLixin

(TaiyuanThermalPowerCompany,Taiyuan030001,China)

This article introduced directly buried heating compensation, combined with the electrical factory of Gujiao Xingneng’s long-range heat supply pipeline as an example, introduced the basic principle of heating pipe method of laying open slot preheating, electric heating technology, construction method and electric heating technology advantages, greatly reduces the project cost, save investment.

electric preheating, temperature, open cell electric preheating, no compensation, backfill, technology advantage

TU833

A

1009-6825(2017)27-0106-02

2017-07-12

陈立新(1968-)，男，工程师