在直埋无补偿供热管道工程中,采用电预热安装技术对预制保温管道进行无补偿施工,可有效释放热应力、减少补偿器使用,提升管网安全性与经济性直埋保温管。以下从技术原理、施工要点、工艺优势及案例应用四个方面展开分析:
一、技术原理
应力释放机制:通过电预热设备对钢管通电加热,使其在回填前产生轴向热膨胀,提前释放管道运行中的部分应力直埋保温管。当管道投入运行后,随着介质温度升高,管材的压应力增量被控制在许用范围内,从而避免无补偿直埋管道因热胀冷缩导致的破坏。
无补偿替代原理:传统直埋管道需依赖补偿器吸收热位移,而电预热技术通过预应力处理使管道具备自适应变形能力,可大幅减少甚至取消补偿器设置直埋保温管。例如,在最高运行温度≤140℃的热水直埋保温管道中,该技术可使补偿器使用量减少90%以上。
二、施工关键技术要点
设备安装规范:
在管道两端焊接接线螺栓,通过电缆将工作钢管与电预热设备连接形成闭合回路直埋保温管。
在距管端12米处安装温度传感器,确保数据采集准确性直埋保温管。
预热段内不得存在变径或异质管材,供回水管道间禁止跨接直埋保温管。
热伸长量控制:
预热段长度一般不超过1000米直埋保温管,通过理论公式计算热伸长量:DeltaL=alphal
L(tm
−ti
)(alphal
为钢材线膨胀系数直埋保温管,L为管段长度,tm
为预热温度直埋保温管,ti
为初始温度)直埋保温管。
当实测伸长量未达设计值时,以5℃为阶梯上调温度,最高不超过80℃直埋保温管。
回填工艺要求:
达到热伸长量后立即回填,先人工夯实再机械压实,确保16小时内完成直埋保温管。
弯头两侧2米范围内暂不回填,保证管道自由伸缩直埋保温管。
三、工艺优势分析
工程经济性:
取消固定支架和大部分补偿器,降低工程造价15%-25%直埋保温管。
减少后期维护成本,预期寿命可达50年且无需爆管维修直埋保温管。
施工效率提升:
单台设备可完成1000米管段预热,工期较传统方式缩短40%直埋保温管。
设备输出电压可调(380V-400V),适应不同管径需求直埋保温管。
安全性能增强:
消除补偿器泄漏风险,提高管网运行可靠性直埋保温管。
预热过程实现应力均匀分布,避免局部应力集中直埋保温管。
四、典型应用案例
燕郊开发区供热工程:
采用电预热技术完成DN1400管道施工,在-20℃低温环境下,通过改进热熔套接口密封和焊条烘干工艺,确保焊接质量达标直埋保温管。
运行数据显示,管网热应力较传统方式降低50%,未发生补偿器失效事故直埋保温管。
山西怀仁供热管网:
2007年完成国内首次DN800mm管段10公里无补偿电预热安装,采用大功率设备实现多段同步预热直埋保温管。
运行15年后检测表明,管道轴向位移量控制在设计值的±5%以内直埋保温管。