摘 要： 结合工程实例，分析了直埋蒸汽管道在暖管过程中出现的异常及原因，对解决方法进行了探讨。
关键词： 直埋蒸汽管道； 波纹管补偿器； 外护管； 泄漏； 暖管
Abstract：The abnormalities and causes during warning directly buried steanl pipeline are analyzed with an engineering example，and their solutions are discussed．Key words：directly buried steam pipeline； bellows-type expansion joint； outer protective pipe； leak； warming pipe

随着城市集中供热和热电联产等节能环保政策的推广，直埋蒸汽管道的应用量越来越大。我国对直埋蒸汽管道的敷设技术、水力计算、绝热材料的开发进行了许多研究^[1-27]。本文结合工程实例，对直埋蒸汽管道在暖管过程中出现异常工况的原因及对策进行探讨。

1工程概况

    邯郸热电厂至高开区蒸汽管道是邯郸市高开区供汽主干线，根据《邯郸市供热规划》，其承担高开区3.5 km²内工业用户生产用汽和建筑供热用汽。供气管道的工作管规格为DN 600 mm，凝结水管道的工作管规格为DN 300 mm，供汽温度为270℃，压力为l.0 MPa，全长为3.5 km。

    凝结水管道按蒸汽管道设计。供气管道、凝结水管道均采用直埋敷设方式，绝热材料采用离心玻璃棉，外护管为钢管外滑动结构。供汽管道、凝结水管道的绝热层厚度分别为133、95 mm，外护管分别选用￠920×8、￠529×7，过路部分采用￠920×10、￠529 ×8。管道途经邯郸市低洼区，地下水位较高。根据CJJ l04—2005《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》的要求，直埋蒸汽管道的工作管采用有补偿设计，外护管采用无补偿设计。为确保蒸汽管道安全稳定运行，管道的弯头、支线三通均采用内外固定支座(分别见图1、2)，其他位置均采用内固定支座。

2暖管异常工况及原因

2．1 异常工况

    在暖管过程中，排潮管排出大量汽水混合物，管道沿线局部位置有热水渗出地面。经过分析，选择若干开挖点，开挖后进一步发现工作管与外护管问的绝热层有大量进水，有4处外护管接口漏焊，有1处波纹管补偿器外壳有砂眼漏汽，部分波纹管补偿器外壳两端变形严重、台肩部位的焊口开裂(见图3)。

2．2原因

①直埋蒸汽管道现场存放条件不佳以及外护管接口漏焊，是造成工作管与外护管问绝热层进水的原因，这反映出现场存放、安装、监理工作的不到位。暖管升压速度过快，也加剧了管子、管件的损坏。

②直埋蒸汽管道绝热层内有大量的水，这是不允许出现的，易导致在暖管过程，绝热材料热导率增大^[28]。由于水的蒸发，使外护管温度骤然升高，可达到110℃，超过外护管设计温度(60℃)，外护管轴向应力增大，使得波纹管补偿器外壳的台肩部位破坏。

3对策

① 由于外护管与工作管内固定支座处为全封闭结构，因此可实现对外护管进行分段严密性试验，介质为空气。以排潮管为接入点，分段进行严密性试验，查找漏点。气压一般控制在0.2～0.4 MPa，保压时间可视实际情况而定。

②将波纹管补偿器节点进行开挖，对所有波纹管补偿器进行修复甚至更换。采用变径管替代波纹管补偿器外壳原有的台肩结构(见图4)，避免应力集中而发生破坏。

③暖管应采用“低温烘烤”的方法，以排除绝热层中的潮湿气体和积水。暖管过程按下列步骤进行：在蒸汽压力0.1 MPa下，稳压暖管30 min，检查暖管过程是否正常。若无异常，将蒸汽逐步升压至0.2、0.4、0.6 MPa。

4结论与建议

    ①应避免直埋蒸汽管道在现场存放、安装等环节绝热层进水，若有少量进水，应在安装前对工作管采用“低温烘烤”的方法，排除绝热层中的水分。

    ②直埋蒸汽管件生产企业应充分考虑最不利工况，提高设计能力，对于管件的应力集中点，应采取必要措施，避免发生破坏。

③工程各方应严格执行标准规范，各方人员应增强责任感，严把质量关。

参考文献：

[1] 章金华．室外蒸汽供热管网的水力计算[J]．煤气与热力，2001，21(2)：162-163．

[2] 刘毅，王淮，赵欣刚．蒸汽管道直埋技术的分析与探讨[J]．煤气与热力，2001，21(5)：434-436．

[3] 李世武．蒸汽管网运行工况模拟计算方法[J]．煤气与热力，2001，21(6)：552-556．

[4] 张景娜，李志，纪红利，等．直埋蒸汽管道隔热环绝热材料的选用[J]．煤气与热力，2011，31(8)：Al6-A18．

[5] 程建坤，李秋鹏．钢套钢蒸汽管道直埋过河的设计[J]．煤气与热力，2010，30(9)：A01-A03．

[6] 崔胡，耿房，高冉．蒸汽管道跨河架空敷设方案比较和优化设计[J]．煤气与热力，2010，30(6)：A08-A11．

[7] 周游，李成乐．Excel在蒸汽管网水力计算的应用[J]．煤气与热力，2010，30(5)：Al7-A20．

[8] 王玉玄，高百争，刘德平．蒸汽管道暖管过程管道对固定支座的冲击[J]．煤气与热力，2010，30(5)：Al4-Al6．

[9] 王娟．蒸汽管网关键产品质量检测中心工程[J]．煤气与热力，2009，29(8)：Al2-Al4．

[10] 杨海礁．山区蒸汽供热系统设计实例[J]．煤气与热力，2009，29(4)：Al4-Al6．

[11] 郭平．旋转补偿器在中压蒸汽管道的应用[J]．煤气与热力，2009，29(2)：A27-A29．

[12] 李晓红，赵健新，卢义玉，等．蒸汽管网系统的瞬变分析与模拟[J]．煤气与热力，2008，28(10)：A23-A26．

[13] 周东，高百争．直埋蒸汽管道钢质外护管壁厚的确定[J]．煤气与热力，2008，28(10)：A21-A22．

[14] 张宇晨，田贯三，孙永海，等．集中供热蒸汽热网与热水热网热损失率对比[J]．煤气与热力，2008，28(5)：A13-Al6．

[15] 单既国．蒸汽管道补偿应力计算软件的开发与应用[J]．煤气与热力，2008，28(4)：Al2-Al3．

[16] 赵健新，李晓红，卢义玉．蒸汽管道流动的瞬变特性研究[J]．煤气与热力，2008，28(3)：A09-All．

[17] 杨明学，高百争，杨秋．多屏绝热辐射直埋蒸汽管道保温层的设计[J]．煤气与热力，2007，27(3)：66-68．

[18] 那威，邹平华，宋艳．蒸汽热力管道空气层复合传热计算的研究[J]．煤气与热力，2006，26(9)：54-57．

[19] 高重建．蒸汽供热管道波纹管补偿器的设计计算[J]．煤气与热力，2006，26(5)：61-65．

[20]  李艳杰，邹平华．土壤热导率对直埋蒸汽管道保温层厚度的影响[J]．煤气与热力，2006，26(3)：56-58．

[21] 杨国艳，黄玫．中压蒸汽管道设计的探讨[J]．煤气与热力，2006，26(1)：54-55．

[22] 郭世宏．直埋蒸汽管道设计与施工的分析[J]．煤气与热力，2005，25(11)：57-59．

[23] 杨雪琴，邵蓉，李晓恭．直埋蒸汽管道技术应用与探讨[J]．煤气与热力，2005，25(9)：53-55．

[24] 李祥立，邹平华．分段积分法蒸汽管网水力计算[J]．煤气与热力，2005，25(3)：48-51．

[25] 李磊，王运阁．蒸汽管道保温材料性能的测定[J]．煤气与热力，2003，23(7)：410-412．

[26] 王淮，杨立新．直埋蒸汽管道技术的探讨[J]．煤气与热力，2003，23(5)：290-292．

[27] 李世武．蒸汽供热系统的优化输配运行[J]．煤气与热力，2002，22(3)：199-202．

[28] 汤惠芬，范季贤．热能工程设计手册[M]．北京：机械工业出版社，l999：639．

本文作者：张振国¹， 尹红霞²， 徐乐云^l， 梁 磊¹

作者单位：1．邯郸市规划设计院；2．河北工程大学水电学院