供热直埋热水管道无补偿敷设的问题探讨.pdf

《供热直埋热水管道无补偿敷设的问题探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、２０１５年第７期（总第１６０期）江西建材建筑与规划设计供热直埋热水管道无补偿敷设的问题探讨■罗谨■上海三益建筑设计有限公司，上海　２０００５０摘要：供热直埋热水管道无补偿敷设具有施工快、经济性好、无泄漏等优点，日的轴向压应力σｔ综合产生的；径向应力σ由于很小，一般忽略。ｘｒ益受到国内供热管道设计方和施工方的青睐。无补偿直埋敷设主要基根据弹性分析理论的要求，上述环向拉应力、总轴向压应力和径向于安定性分析和弹性分析理论。目前国内设计中对无补偿直埋敷设的应力（忽略）的综合应力应该小于管材的许用弹性应力。由材料力学适用条件缺乏明了

2、的分析。本文介绍了直埋管道无补偿敷设的研究现的第四强度理论，即为：状，利用弹性分析理论对某一小区的无补偿直埋敷设工程进行了详细的设计验算，以供其他设计参考。σ＝１［（σ－σ）２＋（σ－０）２＋（０－σ）２］＝ｅｑｔａｘａｘｔ槡２关键词：供热管道无补偿直埋应力２２槡σｔ＋σａｘ－σｔσａｘ１．３５［σ］（１）城镇供热管网的敷设方式主要有架空敷设、地沟敷设和直埋敷设。式中：σｅｑ———环向应力和总轴向应力的综合应力，ＭＰａ；由于地沟敷设不影响地上路面和构建物，敷设更加灵活可靠，因此在供σｔ———内压力作用下产生的环向应力，Ｍ

3、Ｐａ；暖工程中曾经广泛应用。但是地沟敷设所需要的工程量较大，投资较σａｘ———由内压和温升产生的总轴向应力，ＭＰａ；多，而且需要设置较多的补偿器和固定支架，因此规范中推荐采用直埋［σ］———管材的基本许用应力（弹性应力），ＭＰａ。［１］３　工程实例敷设。目前国内供热工程中也已经普遍采用直埋敷设方式。管道直埋敷设方式又分为无补偿和有补偿方式。一般情况下，供３．１　工程简介热管道由于介质温度与安装温度存在较大温差，管道安装后会伸长，如该工程位于河南卫辉市某大型住宅小区，利用地源热泵系统为小果不做补偿措施，一旦管道承受的应力超过

4、许用应力，有可能造成管道区提供冬季热源。小区面积超过５０万平方米，供暖室外管线繁多，最破裂等现象。但是在直埋敷设的情况下，管道与土壤之间的摩擦力与粗的主干管公称直径达到ＤＮ２５０。如果利用有补偿直埋方式，预计需管道热应力相抵消，会约束管道热伸长，因此给无补偿敷设带来可行要补偿器１００多处，另外还需要考虑固定支架和导向支架等附属设施，性。不但增加了施工难度和投资金额，并且管道存在泄漏的可能。因此在１　直埋管道无补偿敷设的研究现状保证热膨胀应力不超过管道许用应力的基础上，工程设计考虑利用无直埋管道的无补偿敷设主要基于两种理论：

5、安定性分析理论和弹补偿直埋敷设的方式。性分析理论。安定性分析理论认为，热力管道的内压和外载荷是非自３．２　设计条件限性的，而温差引起的热应力是自限性的，通过应力的组合校核认为，本工程供回水温度为５５－４５℃。所采用的管材是不锈钢管，钢号１５０℃以下的直埋管道，可以不设补偿器。弹性分析理论认为，由温差为Ｑ２３５，工作压力为Ｐｎ＝１６ＭＰａ，在温度５５℃的条件下，线膨胀系数引起的热应力在小于管材许用应力的情况下，直埋管道可以不设补偿α＝１２２×１０－６ｍ／（ｍ&℃），弹性模量Ｅ＝２０３×１０４ＭＰａ；基本许用器。进一步分

6、析认为，只要管道的运行最高温度和安装温度之差小于应力［σ］＝１２５ＭＰａ，１３５［σ］＝１６８７５ＭＰａ，材料的泊松系数ν＝０３。按强度条件计算的最大温差（即弹性温差），管道就可以进入锚固段，管材的尺寸如下：在长直管道中就可以不设补偿器。表１　直埋管道设计尺寸国内众多学者和专家对直埋管道无补偿敷设的应用条件和设计计公称直径ＤＮ８０ＤＮ１００ＤＮ１２５ＤＮ１５０ＤＮ２００ＤＮ２５０算进行了研究。张贵学（２００８）分析了管道在土壤下的受力情况，利用管径Ｘ壁厚Φ８９Ｘ４Φ１０８Ｘ４Φ１３３Ｘ４Φ１５９Ｘ４５Φ２１９Ｘ６Φ

7、２７３Ｘ７［２］弹性分析理论研究了无补偿敷设的可行性。李仲博（２０１２）通过实际案例比较了地沟敷设和无补偿直埋敷设两种方式的设计异同，并提按照《城镇直埋供热管道工程技术规程》（ＣＪＪ／Ｔ　８１－９８）第［３］出了设计中的关键点。黄寿山，刘枫（２０１０）介绍了一种高温热水管４１２条的规定：道无补偿直埋（无预热）敷设技术，该技术以弹塑性理论（即安定性分（１）管道的运行最高温度，应采用室外采暖计算温度下的热网计析理论）为基础，设计过程中完全不使用补偿器，减少了固定墩的数算供水温度。本工程的计算供回水温差为５５－４５℃，因此选

8、择管道的［４］量。刘兆明（２０１２）研究了无补偿直埋（无预热）的应用条件，分别从运行最高温度为５５℃；［５］安定性分析和弹性分析提出了应用要求。王淮，吕国良，戴东辉（２）计算安装温度选择安装时当地的最低温度。本工程的地点为［６］（２００２）分析了无补偿直埋敷设的预热方法、施工要点和预热步骤。河南省新乡市