標簽： 蒸汽
我國預制蒸汽直埋保溫管道的技術進步與展望
一、歷程隨著我國國民經濟的總拉動，基本建設向基礎設施項目傾斜，我國近年來區域供熱、集中供熱、冷暖熱“三聯供”的發展，蒸汽直埋管道逐漸增多，投資額和里 程數突飛猛漲。據不完全統計，現每年蒸汽直埋管道項目投資額已超過地25000萬元以上，數百近千公里之長。管徑已超過DN600，有的單位已達 DN700-DN800之規。全國城鎮供熱協會及分部，中國機電工程學會熱電專委會分別組織了多次蒸汽直埋管或以其為主的專題研討會（北京、廬山、五夷 山、福州、重慶、寧波、上海、三亞等會議）并出論文集。[8-15]2000年5月由中國城鎮供熱協會技術委員會主持，大連市供熱協會協辦，召開了“全國第一屆直埋蒸汽管道技術研究會”，參加會議代表260多人，并出 版了“全國直埋蒸汽管道技術研討會論文選集”[16]刊出70余篇專論。第一次全國范圍廣泛研討和交流，反映十分強烈。在全國城鎮供熱協會理事長李秀的倡 導下，擬組織力量（大連、北京、上海、天津……）編寫蒸汽直埋管道產品技術標準和技術規程事宜，由建研院標準化所申報建設部。次后山東省熱力協會又于2000年9月在大連再次召開了山東省以蒸汽直埋管道技術為主的年會，并出版?？?ldquo;直埋管道技術研討會論文集”收集論文30余篇[17]。2001年11月中國熱電專委員會在開封專門召開了“預制保溫管直埋敷設學術研討會”[18]并出版論文集發表新論文27篇，集出達40篇專著。2002 年5月中國城鎮供熱協會技委會，中國工程標準化城鎮供熱委員會，大連市供熱協會又召開第二次全國直埋蒸汽管道技術研究會，更為熱烈，又出新論文集。各個學會、協會的有力組織，極大地推動了我國蒸汽直埋管道技術的發展。一些著名高校、研究院所積極參入。隨著我國經濟騰飛，西部大開發，建設現代化城市，我國一些設計研究院更是大力投入蒸汽直埋管道工程設計工作。最為直接地還是國內極廣大的建設單位—— 他們在物力、人力、財力投注最大，探索和累積的經驗最多。大連熱電集團、天津熱電總公司、洛陽熱力公司、邢臺煤氣熱力總公司、寶鋼、邯鋼、廣州、無錫、寧 波、杭州、駐馬店、青島熱電總公司、銀川熱電公司、鄭州熱力總公司、寶雞、西安遍布全國的熱力系統等世行貸款、亞行貸款，國家重點工程，省市重點工程都為 我國蒸汽直埋管作出了巨大的貢獻。建設部正式下文[2000]197號批準《建設部二○○○年第一批工業產品國家標準行業準則、修訂項目計劃》擬制訂《城鎮供熱蒸汽直埋管技術條件》產品標準。建標[2000]284號文，建設部又正式下文批準編寫《城鎮供熱蒸汽直埋管技術規程》行業標準，由大連熱電集團、大連供熱辦承擔，大連科華熱力管道 有限公司、大連熱力設計院、中國市政華北設計院、上海金山石化院、中國石油天然氣總公司技術研究院、大連理工大學等，共同撰寫我國行業標準，這也可能是世 界上第一部幅員廣闊，面對各種不同用戶（工業用、民用、商用）應用最廣，型式最多樣化（鋼套鋼、塑套鋼、玻璃鋼或鋼、玻璃鋼復合套鋼、復合保溫、多屏（反 射）保溫、內滑動、外滑動、導管式滑動；單一、二PE、三PE及多重復合防腐；內固定、外固定、內外（位移）固定；上疏水、下疏水以及單面、雙端面密封、 隔斷、節點處理……）的預制蒸汽直埋管道技術規程。二、我國蒸汽直埋管道技術的進步二十年來，我國預制蒸汽直埋管道技術，在廣大科技人員、領導、工人共同努力下，進行了廣泛的科學實踐，不斷地從失敗和經驗教訓中汲取營養，豐富和提高 自己。特別是對外開放，近些年國家、協會多次派員出國考查，學習國外先進技術，引進先進設計和設備，先進科學管理，以及體制改革。使我國在短短的不到二十 年，特別近五年發生質的飛躍，蒸汽直埋管道從數量上、規模上、品種上以及技術水平、理論研究等都取得為世人驕傲的進步，某些方面已達到世界先進水平或領 先。先后被評為國家級新產品、重點推廣產品3項，獲中國發明歷屆博覽會金獎，省市獎達15項之多。1、絕熱（保溫）材料我國自選研發或采用了多種新型有特色的絕熱材料，超輕質硅酸鈣（1990年），復合鋁鎂硅酸鹽（1993年），體相全憎水復合硅酸鹽（1996），整 筒式憎水珍珠巖管（1997年）。隨著開放，國外產品大量進入中國市場，礦（巖）棉、玻璃棉保溫制品在北京、上海、廣州、長春先后落戶。1998年美國 Owens Corning公司超細離心玻璃棉（包括預制小管徑管殼）就在我國蒸汽直埋管中應用，2000年大面積推廣，獲良好效果。耐高溫硅酸鋁纖維也在直埋蒸汽管 或管件預制中應用（1997年）。聚氨酯材料，特別是耐高溫（≥140℃）聚氨酯保溫材料的原料，我國已深入研究，生產并有部分出口；我國也大量引進Bayer、BASF耐140℃高溫的聚氨酯料做蒸汽直埋管復合保溫的組成部分，使產品壽命可達25年之久。2、保溫（絕熱）結構地域寬廣的我國，市場極大，數以百計的生產、研究、設計單位研發了型式多樣，材料各異，性能不同幾乎世界上應有盡有的各種保溫結構。塑套鋼 （1993）、玻璃鋼套鋼（1993）、鋼套鋼（1994）；內滑動（1993）、外滑動（1994）、空氣層（1995）、導管式（1999）、抽真空 （1999），并在我國實際工程中歷經8年之多的考驗，其性能、優劣、特點、水平基本清楚。有些保溫結構、性能/價格比高，制作工藝簡便，已達世界水平。 多屏（反射）保溫結構，絕熱性能更大的優于硅鈣瓦——聚氨酯復合保溫，特別是多屏（反射）玻纖鋁箔結構，其性能僅亞于高抽真空保溫，比一般抽低真空要好， 其基本造價、安全可靠性，都大大優于其它型式保溫，也是國際上先進技術，其產品多次獲國際金獎——英國倫敦世界專利博覽會金獎、日內瓦國際專利博覽會金獎 （大連科華）。3、防腐材料及技術近年來國際新研究開發的對于直埋管鋼外護管的防腐，已引進多條生產線和材料及主機，使我國的防腐水平顯著提高。五十年代起用的石油瀝青或稍后的環氧煤 瀝青，已逐漸被國內自己開發的TO多功能樹脂，熔融環氧粉末（噴涂）替代（1997年上海浦東機場已規模應用——凱華）、二PE新工藝和材料1998年新 疆多處使用[19]。高PU聚氨酯防腐（1999）、鋼/玻璃鋼（三維）短切玻纖與網格布交替復合防腐，使其各向均性更好地防水防腐也在我國實施 （2002）；三PE多防腐已在石油管道使用（1998）現已寫也蒸汽直埋管道技術規程（草稿）之中，引進美國聚脲高性能防腐涂料和技術也在工程上推廣 （2001）、臺灣獨資企業高PU防腐已在少量管件上試用。陰極保護防腐技術，在我國許多工程應用[20]；采用纏繞式和套復PE（擠出）防腐方式[21]，也都獲得較好的效果。4、管件我國許多較大的蒸汽直埋管生產廠，經歷了十余年的工程實踐，能設計、制作一般規格管件。推制三通（1996）、大曲率半徑彎頭（1997）、加長補償 器（1996）、專用疏水節（1996）、固定架（支座）（1997）、閥門井室件（2000）……其技術、結構、應力、保溫計算或一些專有技術已達世界 先進國家行列。工廠化、預制化的管件制作對產品質量保證，現場安裝十分方便。5、滑動支架及內固定支架（座）隨著我國蒸汽直埋管的開發，這方面有著驚人的進步。最新研究成果“直埋式保溫熱力管道內外（位移）固定支座”專利[7]，該項技術較全面的解決了力的 傳遞，冷（熱）橋、熱損失，以及隔斷密封，外殼防水防腐、熱位移，制作工藝加工及外部施工躲障等系統問題。工程應用詳見北京市建筑工程質量測試中心分析報 告：300℃介質溫度下,φ426工作管道，絕熱保溫離心玻璃棉TIWⅡ-140mm多層反射鋁箔屏蔽，外表面溫度僅30.4℃（9點平均值）、熱流損失 84.7W/m2，綜合導熱系數λ300=0.060W/m℃效果良好。（與德國FW-遠程輸送技術股份有限公司的抽真空3mbar接近。注：兩者測試方 法不同）。6、接口（補口）技術管道對焊接外套鋼管時采用耐高溫的硅酸鋁纖維氈進行保護，選用阻燃性能良好的TIWⅡ離心玻璃纖維，更不怕電汽焊渣以及弧光損壞。為減少現場補口焊接數量，采用了滑移外套管殼，對接焊或搭焊方法，內套袖推拉結構焊接[26]?？梢娢覈F場接（補）口技術是比較全面的，有其特點和先進性。7、管道端面密封技術內管、外管或穿墻套管實施密封，單端面、雙端面密封防水處理技術已替代過去止水帶、油麻密封，井室閥門前管道單端密封也可采用，用環氧粉末噴涂防腐更保證安全使用壽命上千次伸縮不破壞，達國際先進水平[28]。8、疏水（節）技術上海金山石化設計院為我國蒸汽直埋管道疏排凝結水作了先導性工作[31]。隨著地域冷暖地帶不同，又出現北方地下井、華東地平井、南方地上不同型式，并有的加設冷卻裝置，使之凝結水排出二次蒸化減少。自動疏排凝水節約大量勞動力和防范了事故發生。9、管道補償這方面我國已在深入研究、工程實踐的基礎上，使供熱管道的設計和選材、安裝達到一個新水平。7000次應力循環技術要求[32]，達世界1級化工管道 技術水準，為直埋管道最薄弱環節加強了措施，大曲率半徑彎頭的自然補償又是許多設計單位優先選取的方式[33]，補償器計算富裕量10-15%已被眾多單 位采納實施[34]。采用平衡式、半平衡式無推力補償器在許多管道系統應用[36、37]，大大降低外固定墩推力或造價。我國蒸汽直埋式內壓、外壓、平衡式補償器制造商上百家，申請專利多達近百余項，技術開發已由軍品擴向民品，走在世界先進行列中。10、管線分段隔斷技術我國較長管道系統中，根據地形和分支線需要增設中間隔斷板。劃長管道為多個短管路技術，已在1997年申請我國的專利并獲批準[38]，若干個封閉的 保溫管段，實施分域檢查、防止全線“竄通”事故發生，效果明顯[39]。其后又與管道中的排潮管聯系使用，進行保溫外套的系統密封實驗。
