埋地pe燃气管道与供热保温管道间距问题及保护措施

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1、埋地PE燃气管道与供热保温管道□青岛泰能燃气集团有限公司(266071)刘运良李贤辉□中国市政工程华北设计研究总院(300384)赵自军郝冉冉严荣松摘要：北方住宅小区敷设地下PE燃气管道・经常会遇到与供热保温管道间距不够问题，本文介绍了实际工作中遇到的各种情况・通过模拟设计计算和实验・确定了技术保护措施。1概述目前•青岛泰能燃气集团有限公司正在大规模采用PE燃气管道(聚乙烯燃气管道简称)取代灰口俟铁燃气管道改造，在住宅小区地下敷设PE燃气管殖时・经常会出现与供热保温管道平行敷设或交叉敷设时水平或垂直净距达不到CJJ63-2008《聚乙烯燃结管道工程技术规程》要

2、求的现象・这将造成PE燃经管道使用寿命缩短⑴。由于北方住宅小区地下管道幼横交错、路由难找、管位有限•很难达到《聚乙帰燃气管道工程技术规程》要求，为此，青岛泰能集区与中国市政工程华北设计研究总院合作・研究出现出具体问题・通过模拟设计计算和实验，采取了相应能技术保护措施-有效地缩短了在住宅小区敷设地下PE燃气管道与供热保温管道的实际距离。2研究课题基本情况CJJ63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》中已做出明文规定，聚乙烯燃气管道与直埋热力管道能安全间距不应小于1.0m。同时条文指出水平净距是根据热源在土壤中的温度场分布•用《传热学》中的源汇法，经计算和绘制

3、的热力管的温度场分布图确定的。保证热力管道外壁温度不高于60°C条件下・距热力管道外壁水平净距lm处的土壤温度低于40°C⑴。但是在实际的工程设计中，小区配套管网施工牛安全间距经常难以保证，特别是已有系统的工程改進时・地下上水、排水、供暖、通讯、电力、燃气等八根乃至十几根管道•热力管道与PE燃气管道的布■间距很难满足标准要求。为此•我们对这种情况进行了研究。2.1本研究适用范围住宅小区季节采暖直埋热力管道(供热二次网)2.2技术标准本研究依据的相尖标准规定条款：(1)热力管道外护管最高表面温度不大于60°C(CJJ63-2008);(2)热力管道外护管外表面计

4、算温度50°C・最大温度不超过60°C(CJJ104-2005)⑵;(3)燃气PE管道应在40°C以下土壤环境中使用(CJJ63-2008);(4)当采取有效隔热措施・敷设间距可适当缩燃气技术GasTechnologyC11图2保温层厚度25mm时各壁面温度红色一套管内壁温度；蓝色一PE管外壁温度;101520管道长度/m2550505050544332211(5)当PE燃气管道运行温度接近40°C时•压力折减系数取0.76(CJJ63-2008);(6)当选用热力管道外护管表面温度60弋时・土壤导热系数取1.2W/mh(CJJ104-2005)。本研究依据相

5、尖标准规定条款确定如下边界条件：(1)热力管道外护管表面计算温度60°C;(2)热力管道外护管外表面最大热流■116W/m2;(3)控制燃气PE管道在低于40°C的土壤环境中使用。2.3研究目标依据相尖规范・采取技术措施后应保障PE燃1方案的选择和确定经过实地勘查和技术研讨・确立了青岛地区实际施工条件和土壤环境条件；充分搜集归纳了相矢找术标准和规范"AM,确立了项目研究的依据和边疥条件；研究了工程热力学和工程传热学的多种分析方法-优选建立了土壤温度场分布的数学模型；通过理论与实际的结合・编制研发了计算分析软件；同时・选择不同算法对软件模拟结果进行了校核确认。为

6、了保护PE燃气管道•首先我们提出以下两种技术樓决方案：方案一：在PE燃气管外加保护套管。方案二：在PE燃气管道和热力管道之间采用聚苯乙烯泡沫板进行隔绝。3.1方案一采用方案一外加保护套管时，对其进行了传热稳态估算。传热的结构见图1:"保;"7层to、PE管图1管道传热示意传热模型：q产应严Q；q2=2rtMtH2)；q3=hndo(t2_tg)；咗lndoq4二cpV(tg-ti);qi=q2二q3=q4式中q—土壤环境向保冷层的散热损失，W/m;q?—保冷材料向PE管的散热损失・W/m;q3-PE管向燃气的散热损失，W/m;q。一燃气流动带走的热量•W/m;

7、入一保冷材料的导热系数・W/(m-°C);入一PE管道的导热系数-W/(m-°C);t。一保冷材料外表面温度•°C;h—保冷材料内表面温度•°C;t2—PE管内壁温度•°C;d2—保冷材料外表面外径•m;dj-PE管道外径・m;do—PE管道内径・m。计算假定条件：(1)燃气计算流量按日平均用气量来确定。(2)PE管与热力管间距为零-PE管保温管外壁面温度为50°C•符合埋地热力管网标准要求。(3)燃气进口温度按青岛市供热期地下温度•燃气进气温度设定为10°C。(4)保温材料选择为硬质聚氨酯。(5)燃气管径为DellO。计算结果如图2所示。计算结论：当保温层厚

8、度为25mm时・供热管道和PE燃气管道