長輸供熱管道施工電預熱的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了長輸供熱管道施工電預熱的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:從管道預熱類型、電預熱適用范圍、電預熱技術原理、電預熱方式、預熱方案設計及施工注意事項幾方面進行了論述，闡述了電預熱的安全性、經濟性和實用性，電預熱技術不僅能有效降低工程投資額，同時解決了施工效率低、施工周期長的問題。

關鍵詞:電預熱；伸長量；長輸供熱管道；補償器

集中供熱是我國城鎮推廣的供熱采暖方式，它具有更加安全可靠的供熱模式(電廠熱電聯產或大型鍋爐房→換熱站→熱用戶)。傳統的直埋有補償管道安裝方式是通過設置大量補償器吸收管道運行中的膨脹變形，而直埋無補償管道電預熱安裝方式優勢是設計、施工時管道沿線補償器及固定墻等絕大部分附件可取消設置，建筑安裝工程費用明顯降低，供熱系統冬季運行安全穩定性明顯提升，供熱運行消耗成本(人力、物力投入)大幅降低。管道電預熱分為敞槽預熱和覆土預熱，與其他預熱方式相比較，無補償電預熱工藝特點是施工工藝簡單、節能效果顯著、施工周期短、工程費用較低。電預熱是我國城市供熱工程領域大力推廣的保溫管無補償安裝方式。

1管道預熱類型

熱水預熱是將大型鍋爐或施工附近電廠回收余熱的加熱器作為熱源，通過管道連接鍋爐或加熱器，利用鍋爐或電廠加熱器將管道中冷水逐步加熱到一定溫度，熱水在管道中持續循環，預熱前管道必須形成全封閉系統。暖風預熱是設置大型燃油熱風機，將大自然空氣逐步加熱到一定溫度，通過管道連接暖風機，經過熱風機動力設備將熱空氣從管道進風口流向出風口，再進入恒溫熱風箱，實現循環加熱。電預熱是管道管溝回填至設計高程以前，把管道產生的部分熱應力提早釋放，管道軸向應力會變小。運行期降低滑動側管道的熱伸縮量，延長管道的使用壽命，更好地實現安全經濟運行。管道電預熱投入施工人員較少，加熱速度比較穩定，不需消耗熱水資源，只需配備穩定電源，通常選擇大功率柴油發電機組。

2電預熱適用范圍

近幾年，電預熱技術在我國城市長輸供熱管道新建工程應用越來越普遍，除此之外，還可用于供熱區域內既有老舊管網補償器改造工程，將原來設置有補償的補償器進行拆除，通過電預熱，替換為一次性直埋補償器，無須更換主管道，預熱后變成無補償直埋補償器，有效解決了補償器潛在隱患問題。電預熱管道必須為鋼制管材，直徑范圍為DN250～DN1400，可以同時預熱多個預熱段，可有效控制總體工期，預熱前不用進行管網系統水壓試驗，對于長輸供熱管道電預熱技術優勢更為突出。

3電預熱技術原理

電預熱的原理是使用多條專用電纜將電加熱設備與鋼制管道連接，構成一個完整閉合電路，輸出一種低電壓、高電流的電能，將供水管道和回水管道當作電阻用電纜連接起來，把管道溫度緩慢加熱至設計預熱溫度值。依據工程項目特點及地域氣候特點，選擇環保、經濟、安全的電加熱設備(見圖1)。

4工程概況

本工程由山西交城國錦熱電廠和規劃太原一電廠向太原市供熱，長輸供熱管道共45km，分為四段，山西國錦熱電廠至規劃太一熱電廠為交城段，敷設DN1200的供熱管道一供一回共5km;規劃太一熱電廠至太原與清徐交界線處為清徐段，敷設DN1400的供熱管道一供一回共15km;太原與清徐交界線處至迎賓橋西為太原段，敷設DN1400的供熱管道一供一回共15km;迎賓橋西穿越汾河至太茅路小店高速口為太茅路段，敷設DN1400，DN1200，DN1000的供熱管道一供一回共10km。熱水管網設計供回水溫度為125℃/31．4℃，設計壓力為1．6MPa。本工程主要采用敞槽電預熱安裝方式，部分供熱管道采用覆土電預熱安裝方式。交城段、清徐段及太原段全線用一次性補償器代替了常規的套筒補償器，根據補償器設計位置和管網布局科學劃分敞槽(覆土)預熱段起止樁號。

5電預熱方式

5．1敞槽電預熱

兩個一次性直埋套筒補償器之間為一個預熱段，每個預熱段約1km，長輸供熱管線沿線井點降水，降水后開槽，槽深滿足設計要求保持槽底平整，槽底鋪設350mm中砂后安裝供回水管道，形成一段直管道后先回填一小部分中砂，回填高度為供熱管道外徑的1/3左右，在預熱分段補償器兩側各24m暫時不要安裝供熱管道(見圖2)，預留好工作坑。預熱工序:預熱段管道焊接、探傷及保溫完畢→先回填中砂至溝槽1/3→供回水兩端鋼管上半圈分別均勻倒立焊接10個M16×50mm螺紋螺栓→管線兩端及折角處分別設觀測標尺(如圖3所示)→連接首端預熱設備與管道的電源電纜和末端短接電纜(如圖4所示)→距離首端12m處管壁上方安裝溫度傳感器→預熱段兩端用端帽密封，防止氣體流通→檢查電加熱設備接地保護及電纜是否連接牢固→開啟發電機組，開啟電加熱設備電源，設定預熱溫度及加熱電流→管線定時巡檢→達到目標溫度時，測量管線標尺伸長量，計算伸長總量→當伸長總量達到計算值，設備進入保溫狀態→管溝分層回填夯實，回填順序由兩端向中間。一個預熱段供回水管道同時預熱，預熱溫度達到目標溫度，測量管道熱伸長量達到計算值，保持預熱溫度，快速回填管道1/3以上部分中砂及回填土。先回填中砂到管頂150mm，為了控制管道的回縮量，回填土應每300mm夯實一次，初期回填砂土采用機械方式，人工打夯，當管道上方回填土到800mm后采用機械方法分層夯實，按設計要求務必保證土壤夯實密度［2］。回填時在分段補償器兩側各150m處預留工作坑，以便補償器兩側二次覆土預熱。

5．2覆土電預熱

根據以上步驟預熱回填后進行補償器兩側二次覆土預熱，覆土預熱段一般均不形成長距離直管道，多個補償器之間為一個預熱段，供水管道補償器兩端分別與兩側24m直管段焊接，與預熱后管道相連接，補償器中縫暫時不焊接。回水管道采用預制直埋保溫管直接連接，在一次性補償器位置預留工作坑，其他位置均回填。供回水連接完畢，探傷合格后進行二次覆土預熱，從一次性補償器兩側各150m預留工作坑處開始預熱，一個預熱段供回水管道同時預熱，預熱溫度達到目標值。測量管道熱伸長量達到計算值，保持預熱溫度，焊接一次性補償器中縫及加強環，對補償器焊縫探傷合格并保溫補口后方可回填工作坑(見圖5)。

6預熱方案設計

預熱施工方案應結合實際地形情況和管網分布情況，應由相應資質的設計公司和專業預熱公司負責編制，需經監理單位和建設單位審批后實施。根據鋼管長度、管徑及壁厚，選擇相配套的電加熱設備，預熱段單管長度不小于150m，不超過1100m。科學合理安排工期，最大限度利用晚上時間預熱，以便次日上午達到設計預熱溫度，開始管溝回填，預熱工程驗收應由建設單位、監理單位、總包單位及專業預熱公司現場代表共同確認，驗收內容包括供回管長度、管道規格、設計預熱溫度、設計伸長量、加熱伸長量、加熱起始溫度、加熱最高溫度以及加熱回填保溫時間，如實填寫《管道電加熱工程施工驗收報告》，并由參加驗收各方代表簽字確認。回填時應從預熱管端的兩邊開始回填，并按照設計要求分層夯實。所有預熱順序為先敞槽預熱，后覆土預熱，施工單位需嚴格執行預熱程序，嚴禁為了達到理論計算伸長量超溫預熱，預熱時，預熱段內的閥門、三通均參與預熱，預熱段內的排氣、泄水及預留分支管道兩側需清空，以保證預熱伸長時分支不受阻礙。

7施工注意事項

預熱開始前，應在現場準備好足夠的機械、人員、沙土，確保管溝回填質量，減少預熱保溫時間，節約成本，回填材料中不得含有容易劃傷保溫管外皮的東西。管線中出現焊接折角，DN1400管折點角度應不大于1°。預熱段內不能存在不同材質的管材。除了預熱段末端為形成回路進行的連接，兩根鋼管間不允許在其他位置形成短路。管道內積水必須排放干凈，所有閥門、三通等都應預先安裝到位，檢查井室需在預熱后再砌筑，以便于管線伸長。電預熱施工中，因預熱管道存在較大應力，嚴禁將管道切斷或開孔。三通分支管道兩側應保證一定寬度，便于管道伸縮位移。管道周圍禁止有磚石塊和連接管道的固定墻體，影響預熱管道伸長。彎頭或彎管周圍不進行填土，方便預熱過程中自由伸縮。預熱段起點和終點位置管道下方不能有積水。管線上的一次性直埋補償器必須在兩端管道溫度達到常溫后，才能與預熱完成的管道焊接。電預熱是可以帶閥門一起預熱，如果有閥門井，需要在電預熱完成后方可澆筑施工。若要在已完成預熱的管道上開口，需重新編制方案，預熱相關管道，新開口位置需用相同材質的鋼板瓦片加強處理。

參考文獻:

［1］CJJ/T81—98，城鎮直埋供熱管道工程技術規程［S］．

［2］張連軍．有關采暖管道外網直埋敷設問題的思考［J］．科技致富向導，2012(5):56．

作者：馮偉偉 單位：太原市熱力集團有限責任公司