直埋式预制高温保温管道的热补偿和设计

1　前言

    直埋式预制保温管道，特别是各式各样的保温结构型式的城镇集中供热或“热、电、冷”三联供的蒸汽管道正在国内外应用，方兴未艾。直埋管道的热补偿是最重要的关键技术之一，由于设计、制作、施工或生产操作上的多种原因，曾发生多起严重事故，造成不应有的人身伤亡和严重经济损失。根据多年研究、工程实践和文献资料，就直埋式预制高温保温管道的热补偿的设计和存在问题，做一专题分析。
 
2　热补偿方式

    在国内外直埋式预制高温保温管道应用中，为克服因温差(使用温度和安装温度之差)造成的热力
 
管道胀缩和位移变化，设计上多采用以下4种方式进行补偿。

    (1)管道（管件）的预热（预拉伸）：国外一些大公司通常在直径小于500 mm的管道中采用，但
 
不广泛；

    (2)自然补偿：设计柔性管件如弯头、L型或之型弯管进行热补偿，这是国内外采用较多的方式之
 
一；
(3)一次性补偿：设一次性补偿器，在安装试运行后，焊死，此法国内外都有采用；

    (4)设补偿器：随介质温度变化，管道胀缩、补偿器对应缩伸、吸收应力和位移进行热补偿。

    补偿器近年发展极快，在直埋式管道中应用也最为广泛，型式有波纹式（内压、外压、单双向、
 
变推力的平衡式、半平衡式及铰链式）、套筒式（加注单封、双密封、弹簧压封及无推力式）以及老
 
式∏型（方型）等。

    由于波纹补偿器设计采用最多，暴露出的问题也较充分，很需要我们研究、认识和改进。

    本文仅就自然补偿和补偿器补偿2种方式进行讨论。
 
3　热伸长量的计算和补偿设计

    为使直埋热力管道在热状态下稳定和安全操作，减小管道热胀冷缩时产生的应力，防止管道超强
 
破坏和位移变化破坏保温结构，增大热损失，必须进行热力管道热伸长量的计算及补偿设计。
3.1　热力管道热伸长量的计算
△L=α(t1-t2)L
式中　△L－管道热伸长量(m)；
α－管道在相应温度范围内的线胀系数［m／(m.℃)］；
L－计算管道长度(m)；
t1－管道安装温度(℃)；
t1－管道设计使用（介质）温度（℃）