納米氣凝膠蒸汽保溫管廠家配戴安裝示意圖
從“鋼套鋼直埋蒸汽管道”左圖上看,由內向外分別為:內工作鋼管、保溫層、鋁箔反射層、空氣層、外套鋼管、外防腐層組成。鋼套鋼直埋蒸汽管道保溫結構設計思路來自于熱力管溝,將管溝由常用的磚砌或混凝土結構改為鋼套管,在外套鋼管內設置可滑動導向支架,使工作鋼管及相應的保溫材料與外部的鋼外套管產生滑動,即工作鋼管與保溫材料之間緊密接觸,工作鋼管通過支架支撐在外套鋼管內, 使導向支架在外套鋼管內部滾動,形成了“鋼管溝”的構造。該保溫結構主要采用于軟質的保溫材料作為保溫絕熱層,有效解決了由于徑向膨脹而造成摩擦力增大的問題,由于內部有支撐環,不會造成保溫材料偏心和壓碎現象。并且在結構上借鑒了國外同類產品設計方案,采用*的管道支座與鋼套管內壁之間作為滑動界面的結構形式,利用鋼外套管機械強度高強、密封性能好的特點成功解決了防水抗漏的難點
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二、鋼套鋼直埋蒸汽管道性能優點 鋼套鋼直埋蒸汽管道,是以北歐直埋管技術為基礎,并吸收國內多家高等設計單位和院校的*技術,在實際工程應用中不斷改進而成,該保溫管產品是一種集耐高溫高壓、防腐、防漏、防水、抗壓、抗滲以及全封閉的鋼套管埋設新技術,是高溫直埋敷設技術在地下水位較高地區使用的一次巨大突破,是高參數蒸汽輸送領域zui有效、可靠的保溫管產品。1、工作管的保溫層與外套鋼管之間留有20~25mm左右的空氣層,既可起到一定的保溫作用,又可為鋼套鋼直埋蒸汽保溫管道提供極為通暢的排潮通道,使排潮管真正起到及時排潮的作用,同時具有信號管的作用;若將其抽成低真空,可更有效地保溫并降低外套鋼管內壁腐蝕。 2、工作鋼管滾軸支座采用特種低熱導材料制成,與鋼材的摩擦系數為0.1左右,蒸汽管道工作時摩擦阻力較小。 3、工作鋼管的固定支架、滾軸支座與工作鋼管的連接采用特別設計,有效地防止內外鋼管熱橋的產生。 4、工作鋼管的彎頭、三通、變徑、波紋管補償器、閥門等均布置在鋼套管內,整個工作管線處于全密封的環境下運行,安全可靠。 5、直埋管道的疏水采用全密封式結構,疏水管接于工作鋼管的低位點或設計要求的位置,無需另設檢查井。 6、采用內固定形式,可*取消外固定混凝土支墩,節省費用,縮短工期。 7、可采用抽真空技術,基本杜絕外套鋼管內壁由水汽引起的電化學腐蝕,同時進一步提高管道的保溫性能。 8、外套鋼管的外壁采用優良的防腐工藝,杜絕被帶有腐蝕性液體、氣體或固體的腐蝕物腐蝕,運行壽命可長達50年。
三、鋼套鋼直埋蒸汽管道核心技術工藝1、保溫層復合技術 保溫層可采用單*熱保溫材料層或多種絕熱保溫材料的復合層(復合保溫層中可含空氣層和鋁箔反射層),保溫層材料接縫處應相互錯縫,內外層應相互壓縫,所有縫隙間應密實嵌縫,利用不銹鋼緊固鋼帶將保溫材料分段捆扎在工作管外表,當管道運行受熱膨脹時,保溫層材料與工作管通過支座在鋼外護管中一起移動。根據蒸汽介質的中溫、高溫以及超高溫等條件,可采用憎水型硅酸鋁針刺毯/纖維氈或二氧化硅氣凝膠納米保溫絕熱氈等耐高溫保溫材料作為*層保溫層來達到耐高溫要求。2、滑動支座隔熱技術 采用滾動/滑動導向支座代替傳統的支架,更加有利于工作鋼管在外套鋼管內的自由伸縮,而且滑動支座與鋼管之間采用特殊材料隔熱措施,有效地解決了管道的熱橋問題,滑動支座處的外保護層的表面溫度較低,不會破壞管道的防腐層,保證了管道局部不會發生腐蝕破壞。3.真空處理技術 將傳統鋼套鋼直埋保溫管道中的空氣層抽成真空層,可排除空氣層中的潮氣及保溫層中吸收的水分,有效地防止了內外鋼管的腐蝕,同時降低了管道的熱損失和表面溫度,延長了管道的使用壽命。
四、鋼套鋼直埋蒸汽管道應用范圍 電力、石油、煤礦、化工、醫藥、航天、核電、軍事、市政、集中供熱高溫介質等低/中/高壓流體的輸送都用鋼套鋼直埋蒸汽管道。例如:城鎮小區、商業住宅、市政建設項目、 工業廠區、寫字樓、體育館場、生物科技、制藥廠、高鐵機場及其他公共設施供熱等。 參考資料:《河北盛邦管道工程有限公司鋼套鋼直埋蒸汽管道企業標準》《城鎮供熱預制直埋蒸汽保溫管技術條件》CJ/T200-2004 《城鎮供熱預制直埋蒸汽保溫管管路附件技術條件》CJ/T246-2007 1蒸汽直埋保溫管的蒸汽溫度,℃,蒸汽壓力,MPa; 2土壤導熱系數,W/m.K; 3管中心平均埋深,m; 4zui熱月地表面平均溫度,℃; 5保溫結構采用: “鋼套鋼—外滑動(滾動型)—空氣層”; 6鋼外套管的外壁溫度≤50℃; 7管道沿程平均熱損失≤200W/m; 8保溫管壽命≥20年(正常使用)。 一個完整的熱工管道和熱工設備的絕熱結構,通常包括:(1)防腐層;(2)滑動層(可與腐層并用);(3)絕熱層;(4)防水防潮層;(5)外保護層(也可以兼作防水防潮層)。 由于熱水系統所用的管道都已經經過防腐處理,所以絕熱設計的任務主要是絕熱層、防水防潮層和外保護層的設計。 9 絕熱層的設計 9.1 材料導熱系數 導熱系數λ,單位W/(m·℃),是表證物質導熱能力的熱物理參數,在數值上等于單位導熱面積、單位溫度梯度,在單位時間內的導熱量。數值越大,導熱能力越強,數值越小,絕熱性能越好。該參數的大小,主要取決于傳熱介質的成分和結構,同時還與溫度、濕度、壓力、密度、以及熱流的方向有關。成分相同的材料,導熱系數不一定相同,即便是已經成型的同一種保溫材料制品,其導熱系數也會因為使用的具體系統、具體環境不同而有所差異。 為了計算的方便,本文根據相關的部門標準和國標的相關規定來選擇材料的導熱系數作為設計的標準。 9.1.1 硬質聚氨脂泡沫塑料 硬質聚氨脂泡沫塑料是用聚醚與多異氰酸脂為主要原料,再加入阻燃劑、穩泡劑和發泡劑等,經混合攪拌、化學反應而成的一種微孔發泡體,其導熱系數一般在0.016~0.055W/(m·℃)。使用溫度-100~100℃。 按照原石油部部頒標準(SYJ18-1986),對于設備及管道用的硬質聚氨脂塑料泡沫的基本要求如表1: 9.1.2 聚苯乙烯泡沫塑料 聚苯乙烯泡沫塑料簡稱EPS,是以苯乙烯為主要原料,經發泡劑發泡而成的一種內部有無數密封微孔的材料。聚苯乙烯泡沫塑料的導熱系數在0.033~0.044 W/(m·℃),安全使用溫度-150~70℃;硬質聚苯乙烯塑料泡沫的導熱系數在0.035~0.052 W/(m·℃)。 根據GB10801-1989的規定,對絕熱用聚苯乙烯塑料泡沫的技術性能要求如表2: 9.1.3 聚乙烯塑料泡沫 聚乙烯塑料泡沫的導熱系數一般在0.035~0.056W/(m·℃),根據 GB50176-93《民用建筑熱工設計規范》中的規定,聚乙烯塑料泡沫料的導熱系數<0.047W/(m·℃)。 計算中取λ=0.047W/(m·℃)=0.1692(kJ/h·m℃)