长输热网架空热水供热管道保温技术

石光辉

(太原市热力集团有限责任公司， 山西 太原 030000)

1 概述

太古长输供热工程全长37.8 km，架空安装长度约18.1 km。其中，跨越汾河河谷段长度约2.6 km，采用钢桁架架空安装。穿越山体段长度约15.2 km，采用专用隧道架空安装。热水供热管道长距离敷设往往涉及复杂地形，必须以多种安装方式予以应对，而且对供热管道的热损失控制提出更高要求。本文结合太古长输供热工程，对架空热水供热管道保温技术进行探讨。

2 架空热水供热管道保温技术

① 保温管

用于直埋安装的预制保温管，因高密度聚乙烯外护管抗紫外线辐射能力差，无法在架空安装中应用。目前，架空热水供热管道的保温层一般采用岩棉管壳、离心玻璃棉管壳，在保温层外进行两布三油施工。缺点是需现场制作，不仅耗费时间，而且耐候性差。与采用两布三油施工工艺相比，外护管采用镀锌钢管(由螺旋咬口工艺制备)的预制保温管(以下简称镀锌钢管外护预制保温管)具有耐腐蚀、抗紫外线辐射、抗氧化、热导率低、重量适中、美观等优点。

镀锌钢管预制保温管由工作钢管、聚氨酯硬质泡沫塑料保温层及镀锌钢管外护管组成。在聚氨酯发泡工序中，将工作钢管、镀锌钢管外护管同心固定在发泡机上，从轴向中心位置的注料孔注入聚氨酯发泡，形成三位一体结构。镀锌钢管预制保温管的外形见图1。对于DN 1 400 mm的预制保温管，工作钢管壁厚为18 mm，镀锌钢管壁厚为1.2 mm。

图1 镀锌钢管外护预制保温管的外形

② 滑动支架

架空热水供热管道支架产生的热损失为供热管道散热损失的主要来源[1]，该工程架空热水供热管道的滑动支架、导向支架数量约占支架总数的90%，因此控制滑动支架、导向支架的热损失成为控制热损失的关键。

绝热支架分为穿靴式、隔断式、复合式[2]。穿靴式绝热支架基本原理是给支架安装1个保温套，隔断支架与环境、地面基础的接触，实现隔热保温。隔断式绝热支架的基本原理是将支架分为上、中、下3部分，上部与供热管道焊接，下部连接支架滑动底板，中部为高强度隔热材料。上下两部分为钢质结构，可分别通过螺栓或者铆钉与中部的高强度隔热材料连接。复合式绝热支架是穿靴式绝热支架与隔断式绝热支架的结合，内部采用隔断式结构，外部再包覆保温套。

该工程采用类似隔断式绝热支架的结构，主要装置为预埋件、箱型管托、滑动底板(镶嵌聚四氟乙烯滑块)，绝热支架结构见图2，预埋件、箱型管托的轴测图见图3。预埋件与工作钢管的焊接在工厂内完成，完成后进行整体发泡。完成发泡后的含预埋件的镀锌钢管外护预制保温管(预埋件与箱型管托的连接位置预留螺栓)，在现场与箱型管托进行螺栓连接，最后将箱型管托安装在滑动底板上。工作钢管与箱型管托采用减小热桥的线接触连接，有效降低了热损失，滑动底板镶嵌聚四氟乙烯滑块，有效降低摩擦力。预埋件与工作钢管一体化设计，避免了现场制作支架时破坏外护管、保温层的问题，保证了滑动支架的整体保温效果，缩短了工期。

图2 绝热支架结构

图3 预埋件、箱型管托的轴测图

③ 固定支架

虽然固定支架的数量比滑动支架少，但固定支架承受巨大推力，受结构限制不可避免存在热桥。为最大限度降低热损失，固定支架采取整体保温的方式，具体结构见图4。工作钢管与外护钢管(外护钢管外直径与镀锌钢管外护预制保温管外护管外直径一致，壁厚为20 mm)之间的肋板在工厂内焊接完成，在施工现场将外护钢管与管外肋板、管外肋板与支架焊接完毕后，在工作钢管与外护钢管间进行发泡保温处理。隧道内现场安装情况见图5。

图4 固定支架结构

图5 固定支架现场安装情况

④ 其他节点保温控制

阀门两端焊接直管段采用聚乙烯管作为外护管，在工厂预制并进行聚氨酯发泡保温处理，在现场采用镀锌钢管进行二次外护处理。

架空热水供热管道主要采用波纹管轴向补偿器、大拉杆补偿器。波纹管轴向补偿器固定部分采用镀锌钢管外护，聚氨酯现场发泡，伸缩位移处设置柔性保温材料(离心玻璃棉)，外护钢板采用承插结构补偿位移。大拉杆补偿器采用离心玻璃棉现场保温，采用聚乙烯管密封，并采用镀锌钢管进行二次外护处理。

3 保温效果

2018年11月15日—29日，测量钢桁架安装及隧道安装架空供水管道附件的表面温度(见表1)，每天记录6组数据，并取日平均值。由表1可知，滑动支架、阀门表面温度比较高，保温效果仍有提高的空间。

表1 钢桁架安装及隧道安装架空供水管道附件的表面温度