直埋供热管道敷设方式节能性分析
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【摘 要】随着我国城市化进程的不断加快，对于供热提出了更高的要求。目前我国城市主要以集中供热方式为主，加强对直埋供热管道敷设方式的节能性研究就显得十分关键。鉴于此，论文重点就直埋供热管道敷设方式的节能性要点进行分析，以供参考。
【Abstract】With the continuous acceleration of urbanization in China， higher requirements are put forward for heating. At present， the city of China mainly focuses on the central heating mode. It is very important to strengthen the energy conservation research on the laying mode of direct buried heating pipe. Based on this， the paper focuses on the energy conservation points of direct buried heating pipe laying mode， for reference.
【关键词】直埋敷设;供热管道;节能性
【Keywords】direct buried laying; heating pipe; energy conservation
【中图分类号】TU995.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）09-0162-02
1 引言
在传统的城市供热管网敷设中普遍采用地上敷设方式，其不仅结构简单、成本低，而且便于后续的维修和养护，但是由于该敷设方式会造成大量的热能损失，同时影响城市交通，所以在近年来得到了有效的改良和优化。当前我国城市供热管网敷设主要以地下敷设为主，而根据形式的不同又细分为地沟敷设和直埋敷设两种，其中前者由于管道埋设于地沟，所以不存在负荷承载，但是由于地沟需要砌筑，工程量较大，以此导致建设周期的延长。而相对比地沟敷设，直埋敷设具有造价低、施工快的特点，特别是在该敷设方式中应用新型的保温材料，使得供热过程中热损失降低最低，因此，直埋敷设方式在实际的城市集中供热中应用十分广泛，受到业内人士的高度认可。
2 直埋供热管道敷设方式概述
2.1 无补偿冷安装
无补偿冷安装作为直埋敷设方式的一种，在实际的应用中起到有效的节能效果。由于该技术主要通过深埋的方式让管道与土层之间产生摩擦，不需要加入预应力，这使得供热管道在受热状态下产生的热拉长受到限制[1]。但是由于土壤和管道之间存在一定摩擦，这会造成管道铺设过程中出现锚固段和滑动段两种情况，即当管道供热时，位于锚固段的地方会将热胀应力全部转变为温度应力，如此就造成管道承受在运行状态下的轴向应力，在实际的计算当中，管道所受的相关应力与温度变化成正比。反之，对于滑动段的管道，不会像锚固段一样将热胀应力全部转变为温度应力，所以管道会出现拉长的情况。
2.2 敞沟预热安装
相对比前一种敷设方式，敞沟预热安装敷设方式首先需要对管道进行预热处理，在预热温度达到标准规范后，进行后续的回填操作，确保敷设工作的有序进行。对于该种直埋敷设方式而言，管道在实际的铺设中一旦环境温度和预热温度达到相同时，其所受的热应力会变为0。而如果在这一过程中，环境温度大于管道预热温度时，此时供热管道会受到一定的压力，产生负载;当环境温度低于管道预热温度时，此时供热管道会受到一定的拉力作用。相对比其他敷设方式，敞沟预热安装敷设可以有效降低资源消耗，即降低了敷设过程中补偿器的使用量，最终有效降低成本投入，同时对比于无补偿冷安装敷设，敞沟预热安装使得管道所能承受的应力更大，对于一些直径较大的供热管道敷设具有重要的优势和意义。
3 直埋供热管道敷设方式节能性探究
3.1 无补偿冷安装节能性分析
无补偿冷安装作为经济有效的敷设方式，其在实际的应用中具有重要的节能性优势[2]。在实际的敷设过程中，由于管道所受的热应力无法全部转变为温度应力，此时管道会因为受热而出现一定程度的拉伸。如果这一温度变化较大，那么局部的应力值也会随之增大，此时采用无补偿冷安装敷设可以对波动温度值进行有效控制，将其限制在规范的标准当中，以确保供热的安全有序进行。通过相关的计算可知，供热管道轴向热应力小于3倍许用应力，但是大于管道局部屈服应力，所以不能满足局部屈服的实际要求。由于无补偿冷安装敷设管壁局部屈服的危险性受到温度上限的影响，所以实际的应用中需要合理控制温度条件，确保该敷设方式的绝对安全。通常情况下，当温度处于110℃时，可以降低管壁局部屈服的危险性，同时满足管道敷设的节能性要求。
3.2 敞沟预热安装节能性分析
从上述分析可知，敞沟预热安装敷设方式可以有效節省预热管道的补偿器，以此大大降低了工程成本投入。根据实验分析可知，敞沟预热安装的最大压应力为无补偿冷安装压应力的1/2，同时管壁局部屈服的危险性大大降低，这对于大口径供热管道安装而言提供了巨大的便利和优势。但是需要注意的是，敞沟预热安装过程中最大压应力与温度之间还是存在一定的关系，因此，也不可避免地存在最高温度值[3]。总体而言，敞沟预热方式对大管径或小管径的供热管道普遍适用，同时在满足管道局部不失稳的情况下，需要校合管道的壁厚，预热安装时管道的壁厚也比冷安装的要求低。
4 结语
综上所述，当前我国城市供热管道敷设中主要以直埋敷设为主，而对于该敷设方式而言，由于种类较多，通常应用比较广泛的有无补偿冷安装和敞沟预热安装两种。在实际的应用中，除了要考虑各自的优势和特点外，还需要合理地分析每一种敷设方式的节能性要求，确保在符合既定要求的基础上有效满足节能性需求，最终为促进我国城市集中供热水平奠定基础。
【参考文献】
【1】王振华.管廊供热管道保温材料及其厚度的研究[D].太原：太原理工大学，2018.
【2】范辉，王飞，王国伟，等.供热热水管道管廊敷设方式研究进展[J].华侨大学学报（自然科学版），2017，38（06）：747-752.
【3】孟军.供热管道直埋敷设方式探讨[J].山西建筑，2016，42（25）：131-132.
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