供热管网热风预热无补偿安装工法.docx
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供热管网热风预热无补偿安装工法
热风预热法在热力管线无补偿安装中的应用
XXX公司
作者:
XXX
一、前言
供热管网热水管道运行过程中受热媒影响会伸长,如不加以有效补偿,会使管道承受的应力增加,达到一定程度,就会发生破裂现象,常见的管道补偿方法是在管道上安装管道补偿器,称之为管道有补偿敷设。
将管道分段预热,当一段管道预热至预热温度tr,管道充分伸长后与后面未预热管段焊在一起。
按此方法,将整个管线预热并焊接起来。
这种方法称为管道无补偿敷设方式,按这样施工的管线,在管线降温后,也残留一个预拉应力。
在运行期间,保证预热温度与管线的最低温度之差(tr-tmin)≤Δtmax,管线就不会出现拉伸屈服状态;而当管道升温到最高温度t1时,也不会出现压缩屈服状态,因此管道不需要补偿,也不会因为热胀冷缩产生应力而破坏。
无补偿预热直埋是一种可靠性高、造价低的敷设方式,目前在工程应用中预热普遍以水作为介质,由于受水的热物理性质的限制,在预热中尤其对于大口径供热管道产生了诸如预热时间过长、水的自重影响热膨胀等缺点,这些缺点在一定程度上也制约了此种敷设方式在工程中的应用,而采用空气作为预热介质不仅可以较好的解决以上问题,而且对于宝贵的水资源也是一个极大的节约。
热力管线的无补偿安装工艺,在热网管线安装中起到降低管网工程的一次性投资,并且可有效的解决地势不利等因素对管线安装造成的困难,我单位施工的XXX市“500热网示范工程”是由世行贷款建设的集中供热项目,同时也是世行贷款的山东省环保项目之一,是山东省和XX市的重点工程项目,是中华人民共和国建设部推荐的科技示范工程项目。
其中南大街的管线长约2300米。
管径DN500,热网供、回水温度为130/60℃,热网的设计压力为1.6MPa。
安装采用无补偿预热施工。
下面就此项工程,对直埋无补偿管网安装工艺做一简述。
二、适用范围
本施工工艺适用于直埋无补敷设的热网施工。
三、工艺流程及操作要点
3.1工艺流程:
3.2操作要点
3.2.1测量放线
①施工前与建设单位或设计单位进行交桩,对所交桩点进行复测,办理交接手续,并对基准点进行保护;中线桩和控制点设置于线路施工操作范围之外,便于观察和使用的稳固部位。
②开工前熟悉施工图纸,了解现场实际情况,根据施工图纸及测量基准点对每条管线的起始点进行测量,设置观测点并加以保护,施工过程中要对周围建(构)筑物进行沉降观测;
③管线工程定位测量工程应符合下列规定:
☆按主干线、支干线、支线的次序进行。
☆主干线起点、终点,中间各转角点及其它特征点应在地面上定位。
☆管线中的固定支架、地上建筑、检查室、补偿器、阀门可在管线定位后,用钢尺丈量方法定位。
☆管线定位应按设计给定的坐标数据测定点位。
应先测定控制点、线的位置,经校验确认无误后,再按给定值测定管线点位。
3.2.2土方开挖
①管沟开挖以挖掘机为主,人工开挖为辅,在管沟内开挖至设计深度200mm以上采用人工清,清至设计标高,以防扰动基槽原土层;沟槽开挖时检查井基础与管道沟槽同时开挖。
②为保证管基质量,机械开挖挖掘时不得超挖,第一次用机械开挖(尤其是砂质土时)至距设计标高200mm,第二次人工清平至设计高程,开挖后要及时做地基钎探,对于地基承载力是否满足设计要求进行鉴定,当地基承载力不能满足设计要求,应确定地基处理方案。
③地基基础如遇有①层粉土,则需翻夯300,压实系数不小于0.93,然后再做到300mm厚的三七灰土垫层,灰土配合严格按照配合比,灰土压实采用人工蛙式夯夯实,夯实系数不小于0.95。
④沟槽开挖质量应符合下列规定。
☆不挠动天然地基或地基处理符合设计的规定,地基承载力应符合设计要求。
☆槽壁平整,边坡坡度符合设计规定。
☆沟槽中心线每侧的净宽不应设计宽度200mm。
☆槽底高程允许偏差:
±20mm。
3.2.3砂垫层施工
砂垫层分两次施工,先进行管底垫层施工,人工摊铺,人工浇水(水不宜太多,达潮湿即可),夯实达到设计管底高程。
管道安装完成后,先进行初步回填,留出管道焊口位置,进行管腔及管顶以上的砂夯填,管腔回填时,要两侧同时回填,以防管道中心线偏移,回填要分层夯实,密实度应符合规范要求。
待管道探伤、试压合格后,再将焊口部位回填。
3.2.4管道安装
①管道组对
管道组对时,必须保证同心,管吕焊接时为防止焊接时飞溅的焊渣烧坏保温层,须用苫布覆盖,并按要求打坡口,留出对口间隙,坡口采用氧—乙炔切割,必须清除其表面的氧化皮,将影响焊接质量的凹凸不平处打磨平整。
管道组对方式采用人工组对,对活动口的找正找平,通过调整管子下部的垫块和用撬棍调整水平位置,将管口找平找正。
待找平找正后,电焊点焊固定。
点焊固定的间距为400mm。
预制保温管需要转动时,应注意以下问题:
(1)在任何情况下,决不能使夹具接触保温层、保护层;
(2)管道不应被损坏;
(3)预制保温管接头套管不应被损坏。
管道组对安装应符合下列要求:
⑴对口时,要求坡口端面倾斜度偏差不大于管子外径的1%,且不超过3mm。
⑵管子在安装前,应对管子、补偿器、阀门等进行检查,按设计要求核对无误后方可进行安装,内部应清理干净不存杂物。
⑶在管沟中逐根安装管道时,每10米管道的中心偏移量应不大于30mm,固定支架与管道和补偿器固定端的连接可以有一定的角度,焊口的折角不宜大于5°角。
在管道避开其它障碍物的地方,每一个焊口的折角不得大于1°角。
⑷在补偿器活动端,前20米范围内的管道轴线应与补偿器的轴线相吻合。
⑸法兰连接时应保持平行,其偏差不大于1.5/1000且不大于2mm,不得用紧螺栓的方法,消除歪斜。
⑹为方便接头的施工,对沿线所有管接头处开挖工作坑,工作坑的形式如下图所示,并在管接口安装完毕后,按设计要求进行回填。
⑺管道安装过程中必须保持管端保温层始终处于干燥状态,做好防水保护,严禁保温层受潮。
②管道预热
(1)供热管线为无补偿敷设方式,安装过程中须对安装管道进行预热,管道预热采用覆土后预热,管道按固定墩划分预热段,每两个固定墩间管道为一个预热段,管道施工完、焊接检验合格后,留出焊口部位和补偿器部位,进行初步回填,然后进行管道预热。
对于复土预热的管段,在复土前将保温管按图纸要求包以0.5mm厚聚乙烯薄膜,以保持摩擦力的稳定和应力的均匀,塑料膜与外管网之间不允许有杂物。
(2)加热源采用暖风机,环境空气经暖风机加热后通过热风机,从管道入口吹向出口,进暖风机箱,两端对称循环加热。
(3)预热设备的选用:
主燃烧器:
C24DS150
辅燃烧器:
C10DS150
引风机型号:
64-73NO.11D
风量42000-47427m3/h
电机器量:
75KW余压:
4003-3986Pa
风箱尺寸:
长×宽×高2.7m×1.4m×2m
(4)设备平台的尺寸及要求
主副风机处应分别搭建设备平台,平台长7.5m,宽5.4m,用160槽钢做框架,上铺12mm厚钢板。
(5)预热前注意事项
☆管道所有分支三通应在预热前做出,支管节门应关闭,未安装节门的部位应用铁板封死,防止空气泄露,预热后尽量不要在主管上再开三通,如需要开口,所有分支三通处在预热过程中必须敞沟。
☆各种预热设备要严密保温。
风箱与管道间的软接头要足以吸收管道的伸长量。
(6)预热方式采用敞沟空气方式预热,其中供水管预热温度70℃,回水管预热温度40℃。
其预热原理图如下:
(7)操作方法:
☆按照预热设备说明书,按主辅机位置要求安装循环风机,及加热主、辅风箱。
☆连接主加热器和二台热风机,并在其油箱中注满柴油。
☆连接电源起动柜及设备电线,注意用电安全。
☆检查主、辅循环风机上的风机转向是否正确。
☆试送电点火,检查主加热器和二台热风机燃烧情况是否正常。
☆在直埋管两端各安装4支温度探头,并送电检查温度箱上温度显示是否正常。
☆关闭主、辅循环风机门,启动主、辅风机。
☆主、辅风机启动后,慢慢打开风门。
达到需要量。
☆打开主风箱上的上、下排风门,开启角30°。
☆打开主风箱上的主燃烧器,观察点火是否正常。
☆两全主燃烧器正常运行10分钟后,观察温度箱上温度变化。
☆根据需要可分别加入三台热风机,提高温升速度,注意开启热风机顺序,先开风机再开燃烧器,关闭顺序为先关燃烧器,再等出风温度为常温时,关闭风机。
☆观察出风温度,每20分钟记录一次各点温度,并进行对比分析。
☆观察两端出风温度,当供水温度大于70℃,回水温度大于40℃应分别停止热风机供热。
☆观察回风温度,在55-60℃时,应考虑停止主燃烧器供热。
改用辐射热风机供热,注意控制出风温度。
☆当回风温度达到70℃时,基本上升温阶段结束,进入保温阶段。
☆在保温阶段三台热风机为主供热源,分别调整热风机前的两个风门,控制热量的加入,以保持循环风的温度相对稳定。
注意在热风机上的燃烧器工作时,不可将两个风门同时关闭。
(8)操作异常的解决方法
☆由于预热时间较长且设备噪音较大,在预热过程中可能会有突然断电的情况发生,一量发生上述情况,应及时关闭主副风箱上的风门及风机风门,以保持直埋管内空气温度,如一端突然停电,则要及时通知另一端也停止运行,待电源恢复后,再按操作规程启动各设备。
☆热风机上风机、燃烧器运转异常时,应立即停机,进行设备、线路检查。
(9)预埋管伸长量应按下式计算:
ΔL=α(tm-ti)Lpr
ΔL-预处理管段伸长量(m)
ti-预处理管段初始应力为零时管道温度(℃)
Lpr-预热处理管段长度(m)
(10)预热前管壁温度以5(℃)计算,供水管预热到70℃,回水管预热到40℃,供水管段长1150米,回水管段长1150米,本段以过路段回填24米处作为驻足点,将供回水管面分别划分为478米、550米,经加热后供水管线两段分别伸长373mm、429mm。
回水管线两段分别伸长201mm、231mm。
考虑预留回缩量后,达到设计要求伸长量。
(11)当管道伸长量达到设计要求后,开始进行回填,为保证预热质量,应在48小时内回填完毕。
回填时应严格按照有关规定进行,保证密实度防止管道回缩。
四、施工安全的措施
4.1所有进场施工机械必须有专人操作,各机械操作人员应持上岗证,并经允许方可上机操作,其他人员不得动用,施工现场所有机械、设备要定期检查维修。
4.2管道吊装过程中采取统一指挥、统一协调。
管道吊装使用的吊具其强度必须满足要求。
4.3预热过程中注意防火,每个预热现场设置干粉灭火器两个,并设专人负责。
4.4用电设备的操作严格按照有关规定执行,并特别注意防水防雨,搭建临时防雨设施。
4.5预热设备旁设专门警示,防止无关人员接近。
五、本工法执行以下质量标准:
(CJJ34-2002)《城市热力管网设计规范》
(CJJ28-2004)《城市供热管网工程施工及验收规范》
(CJJ81-98)《城镇直埋供热管道工程技术规范》
(GB50236-98)《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
(GB50205-97)《工业金属管道工程施工及验收规范》
六、材料
热力一级供热管网供水管道保温材料为:
改性聚异氰脲酸脂硬质泡沫塑料,一级供热管网回水管道保温材料为:
聚氨脂硬质泡沫塑料,保护管采用高密度聚乙烯塑料管,一级供热管网管道材料为(DN≥200)螺旋双面埋弧焊钢管,材质为Q235B。
七、劳动力部署
工种
人数
工种
人数
工种
人数
管工
8
起重工
3
测量工
2
电焊工
4
气焊工
1
电工
1
钳工
2
力工
20
共计:
41人
八、施工机械
拟投入的施工机械设备情况:
机械设备名称
型号
数量
总功率(kw/hp)
备注
一、施工设备
液压汽车吊
QY8
1
60
挖掘机
M8016T
1
130
自卸汽车
T815-2
1
装载机
ZL-40
1
135
推土机
T75
1
50
蛙式夯
W60
4
试压泵
DN100
2
经纬仪
J2
2
水准仪
S3
2
二、管道预热设备
主燃烧器
C24DS150
2
辅燃烧器
C10DS150
1
引风机型号
64-73N0.11D
3
75
设备平台
7.5*5.4m平台
2
九、效益分析
1、企业效益:
无补偿直埋热力管网的安装,为我公司在多种热网敷设方面积累了经验,开拓了市场。
管径DN500~1000直埋保温管每米平均安装费为:
55.92元/米,其中XXX500热网工程南大街管线长2300*2米,创总经济效益=55.92元/米×(2300×2)=257237元
2、采取无补偿安装施工工艺,可有效的解决地势不利等因素对管线安装造成的困难。
3、社会效益:
热力管线的无补偿安装工艺,在热网管线安装中起到降低管网工程的一次性投资,每公里可节省膨胀节18个,DN500膨胀节按每个8000元计,共144000元。
如此算来,可带来很好的社会效益。
4、热风预热相比热水预热具有节约能源、预热时间短的优点。
十、应用实例
1、XXX市“500热网示范工程”热网管线安装。
2、XXX城市热网工程。
3、秦皇岛XX区集中供热工程。
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