某(mou)DN 1000熱(re)(re)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)，設(she)計溫(wen)度(du)120℃，設(she)計壓力(li)1.6MPa，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)材(cai)(cai)質為Q235B 碳素(su)結構(gou)鋼(gang)(gang)，聚乙(yi)烯外保(bao)(bao)護殼保(bao)(bao)溫(wen)管(guan)(guan)(guan)，閥(fa)(fa)門采用金屬硬密封焊接蝶閥(fa)(fa)，閥(fa)(fa)體、閥(fa)(fa)桿材(cai)(cai)質為碳鋼(gang)(gang)，密封材(cai)(cai)料為不銹鋼(gang)(gang)。采用直(zhi)埋敷設(she)。管(guan)(guan)(guan)道(dao)是按照(zhao)直(zhi)埋無補償(chang)敷設(she)設(she)計的(de)(de)，這種無補償(chang)設(she)計需要管(guan)(guan)(guan)道(dao)施工時采用預(yu)熱(re)(re)，從而降低(di)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)應力(li)幅度(du)，經(jing)濟、安全與可靠。管(guan)(guan)(guan)道(dao)常見(jian)的(de)(de)預(yu)熱(re)(re)方式有三種，即熱(re)(re)水預(yu)熱(re)(re)、熱(re)(re)風預(yu)熱(re)(re)和電預(yu)熱(re)(re)。下面結合(he)工程(cheng)實際(ji)對(dui)直(zhi)埋供熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)電預(yu)熱(re)(re)做簡單講(jiang)述(shu)。
電(dian)(dian)(dian)預(yu)(yu)(yu)熱(re)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是將管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)受熱(re)后產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)應力提前釋放，見圖9.5.1設(she)(she)備的(de)(de)(de)輸(shu)入口處接低電(dian)(dian)(dian)流(liu)，高(gao)電(dian)(dian)(dian)壓，在(zai)輸(shu)出口處接高(gao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)、低電(dian)(dian)(dian)壓，一般輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓不高(gao)于(yu)60V，輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)流(liu)在(zai)3000～5000A。開(kai)機通電(dian)(dian)(dian)后，電(dian)(dian)(dian)流(liu)越(yue)大(da)，時間越(yue)長，產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)量就越(yue)多(duo)，使(shi)(shi)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)不斷伸長，當伸長量達(da)到設(she)(she)計預(yu)(yu)(yu)熱(re)伸長量時即可(ke)進行補償器焊接固定和管(guan)(guan)溝回(hui)填。如果管(guan)(guan)子(zi)較長可(ke)以分段預(yu)(yu)(yu)熱(re)，有(you)的(de)(de)(de)工程預(yu)(yu)(yu)熱(re)段在(zai)350～900m左右。施工之前將預(yu)(yu)(yu)熱(re)管(guan)(guan)段兩(liang)端管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)口用端帽密封，防(fang)止(zhi)氣(qi)體流(liu)通。為了(le)使(shi)(shi)回(hui)填過程中(zhong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)伸長量不回(hui)縮，需(xu)繼續預(yu)(yu)(yu)熱(re)保持恒(heng)溫，直到焊接完成、回(hui)填結束后方可(ke)停止(zhi)預(yu)(yu)(yu)熱(re)。
預(yu)熱(re)(re)安裝的(de)(de)基本原(yuan)理(li)是在(zai)(zai)管道(dao)的(de)(de)最低(di)溫(wen)(wen)度(du)(du)和(he)最高溫(wen)(wen)度(du)(du)之間(jian)選取一個溫(wen)(wen)度(du)(du)點tm，在(zai)(zai)該溫(wen)(wen)度(du)(du)下，使管道(dao)內應力為0．一般情況下，t值選取中間(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)，即最低(di)溫(wen)(wen)度(du)(du)和(he)最高溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)平均值。在(zai)(zai)實際(ji)預(yu)熱(re)(re)安裝中，無論采用(yong)局部回(hui)填還(huan)是敞口(kou)預(yu)熱(re)(re)，管段因(yin)加熱(re)(re)發(fa)生伸(shen)(shen)長(chang)時，土(tu)壤與管道(dao)外(wai)壁的(de)(de)摩擦力是不可避免的(de)(de)，它將阻(zu)礙(ai)管道(dao)的(de)(de)自由伸(shen)(shen)長(chang)。因(yin)此實際(ji)預(yu)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)比中間(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)t略高5℃．在(zai)(zai)該工程中預(yu)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)設(she)定為65℃，預(yu)處理(li)管段的(de)(de)伸(shen)(shen)長(chang)量為：
按要求(qiu)對管(guan)道(dao)進行回填(tian)，回填(tian)土為均勻的密石土，要求(qiu)分(fen)層碾壓，一般要求(qiu)回填(tian)至管(guan)道(dao)上端200～300mm。
在(zai)預熱(re)管(guan)道(dao)管(guan)網兩(liang)端設置標尺，以便預熱(re)伸(shen)長后計算(suan)(suan)管(guan)道(dao)伸(shen)長量。其(qi)設計計算(suan)(suan)伸(shen)長量應該等于管(guan)道(dao)兩(liang)端伸(shen)長量之和。
在指(zhi)定的(de)時(shi)間內對(dui)管(guan)溝進行回(hui)(hui)(hui)(hui)填(tian)。回(hui)(hui)(hui)(hui)填(tian)時(shi)要嚴格控制管(guan)道(dao)(dao)的(de)回(hui)(hui)(hui)(hui)縮量，對(dui)回(hui)(hui)(hui)(hui)填(tian)土每200～300mm就要分層夯實與(yu)碾壓一(yi)次，回(hui)(hui)(hui)(hui)填(tian)時(shi)要按照從預(yu)熱(re)管(guan)道(dao)(dao)的(de)兩(liang)端向中(zhong)間的(de)順序(xu)進行回(hui)(hui)(hui)(hui)填(tian)。目的(de)是要在管(guan)網中(zhong)形(xing)成錨固段，產生(sheng)預(yu)應力，從而使管(guan)路的(de)軸向應力降低到冷安(an)裝時(shi)的(de)一(yi)半。回(hui)(hui)(hui)(hui)填(tian)土回(hui)(hui)(hui)(hui)填(tian)質量對(dui)后續施(shi)工質量起到很大制約(yue)作用。
管道電(dian)預熱(re)(re)無(wu)補償配(pei)管施(shi)(shi)工簡單方(fang)便，施(shi)(shi)工速(su)度快，預熱(re)(re)均(jun)勻，預熱(re)(re)時間短，熱(re)(re)消耗量(liang)較(jiao)小(xiao)，有(you)效提高管網(wang)的安全性(xing)和可(ke)靠性(xing)及使用(yong)壽命，電(dian)預熱(re)(re)設備體(ti)積小(xiao)、易操(cao)作(zuo)、無(wu)噪聲，自(zi)動監控(kong)。管道的軸(zhou)向應力可(ke)以降低到冷安裝時的一(yi)半(ban)，取消了一(yi)次性(xing)補償器(qi)安裝中大量(liang)使用(yong)的一(yi)次性(xing)補償，施(shi)(shi)工費用(yong)相(xiang)對(dui)較(jiao)低。
在(zai)石油化工裝置(zhi)配(pei)管設計過程中，筆者(zhe)也采用了類似(si)的無補償配(pei)管設計，具有較好的效果。
