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1、某供热工程热风预热施工过程及总结某供热工程热风预热施工过程及总结摘要：供热管道直埋无补偿敷设方法是一种广泛应用的管道敷设安装技术，直埋式预制保温管道采用热风预热方式的安装是目前国外首选的安装方法。该方法具有安装简单，减少补偿装置，管道锚固长，施工费用低，减少一次性投资，运行稳定安全，维修率低等优点。关键词：供热工程；预热施工；直埋无补偿敷设；管道敷设中图分类号：TU995文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）12-0140-02对于大口径直埋式预制保温管（DN500以上），由于管线自重大，与地面接触面积大，采用传统的热水预热方法（注水后）：增加了管线正压力，加大了管线的磨擦阻力

2、，管道的热膨胀受到约束，伸长速度较慢；而采用热风预热方法：单位长度重量小，磨擦阻力小，管道几乎可以自由伸长，伸长速度较快，热风预热速度是热水预速度的24倍，热风预热可大大缩短施工工期，同时也降低了工程成本。一、工程概况该工程采用了大口径（DN900、DN800）供热管道热风预热无补偿直埋敷设新工艺，采取敞槽预热方式施工。供热管网设计有十个热风预热段，共计9243米*2，2005年一期工程共完成五个热风预热段，共计4282米*2，实际敞槽预热管道3569米*2。通过已施工完毕五段管道的六次热风预热，基本达到设计要求，同时也取得了一定的实践经验和教训，为后五段热风预热打下了一个良好的基础。 二、初

3、次热风预热受挫该预热段全长1113*2米。10月3日上午热风预热设备与供热管道连接完毕，所有设备在厂家技术人员调试运转正常后，达到了热风预热工艺实施的条件，3日下午，施工单位代表、监理代表、业主代表和设计代表都在施工现场观察热风预热情况，17时25分，厂家开机点火，热风预热正式开始，现场记录人员开始观测温度的变化与管道位移的变化，并将其记录在“热风预热温度和伸长量记录表”中。东西两端（主、副风机）分别测试记录。从点火开机到10月4日6时14分，主、副风机及燃烧器运转正常，此时，供水管进风管壁温达到99.5，出风管壁温达到48.9，平均管壁温达到74.2，回水管进风管壁温达到87.4，出风管壁温

4、达到48.1，平均管壁温达到67.75度，此时供水管两端分别伸长103mm和17mm，回水管两端分别伸长59mm和36mm。在热风预热过程中派专人每小时对管线进行一次全程巡视，一直未发现异常现象。到10日6时40分时，发现某处管线出现凸起，西侧回水管凸起1.7米，供水管凸起0.7米；东侧回水管凸起0.7米，供水管凸起0.3米。业主、监理、设计及设备厂家代表及我施工方几经协商，决定立即关闭燃烧器，逐步降温两小时内停机。从中可以看出，在问题发生之前，供水管进风壁温99.5，出口壁温48.9，平均壁温74.2；回水管进风87.4，出口壁温48.1，平均壁温67.75。如果按理论长度计算供水管伸长：1

5、113*0.0126*74.2=1040mm。实际伸长量：供水管103+17=120mm，回水管59+36=95mm，理论与实际伸长量相差：供水管1040-120=920mm，回水管为951-95=856mm。如果按实际敞槽长计算，供水管伸长量为765*0.0126*74.2=715mm，回水管伸长量为765*0.0126*67.75=653mm，理论长与实际伸长量相差：供水管 715-120=595mm，回水管653-95=558mm。三、管道变形原因分析问题发生后，业主邀请了两位供热专家与现场专业人员、监理、设计代表和施工单位的代表对该问题进行了商讨和分析。大家认为：该工程设计为敞槽预热方

6、式，由于供热管道与道路同步施工，管道横穿道路后立即进行道路施工，所以，一个预热段有三至四处压在道路下，形成了多个固定点，由于对固定点之间的管段没有采取相应的技术措施，所以，热风预热后导致管道的变形拱起，造成永久的塑性变形。最后，由设计单位做出在局部增加一次性补偿器的实施方案。四、热风预热成功由于修改原设计方案，增加一次性补偿器，需要重新设计、订货、安装，所以先对只有一个固定点的预热段进行热风预热，第一个预热段理论长度为533米，实际敞槽长度为443米，在10月15日4时10分开始点火预热，到中午11时10分恒温，13时10分开始回填，到17时回填完毕（见表2），热风预热首次获得成功。由于对后四

7、段准备充分，管道预热进展顺利，其实际伸长量与理论伸长量基本一致，热风预热获得成功。记录见表3、4、5、6。五、热风预热工艺的认识体会通过对五段热风预热供热管道的实际操作，我认为在以下方面需要引起重视和进一步实践：1在供热管道采取热风预热工艺与道路同步施工时，管道穿越道路处，应该采取预埋砼套管的方法比较合适，如果不预埋砼套管，减少了敞槽的长度，回填段（固定段）较多，达不到设计效果，容易造成管道变形。2要想达到设计效果，又不使管道产生变形，回填段之间的管道必须增设一次性补偿器，来吸收预热期间管道所产生的轴向应力，否则管道会产生拱起或侧向变形。供水管还应增设永久性补偿器，以吸收管道正常运行后所产生的

8、轴向应力。3在敞槽段如果有较大的弧度弯曲，也必须增设一次性补偿器，来吸收由于管道有弧度不同心造成的轴向应力。4由于热风预热施工是在水压试验之后进行，管道敷设时有高低起伏，所以试压之后水不会放净，存有一定数量的积水。在预热点火之前，应将风机打开，管道一端暂不与风机连接，进行吹扫，把管道内的积水吹净后再进行风筒与管道的连接，然后点燃主、副燃烧器进行加热，这样可以缩短预热时间。5供热管道热风预热必须当年施工当年投运，不宜跨年投运。6设备本身存在一定的技术问题：主风机的主、副燃烧器喷油量不大，如果关掉一台辅助燃烧器之后，风温反而没有副风机的风温提高得快。希望设备供应时附带辅助风机主、副燃烧器和主风机主

9、、副燃烧器喷油量的调节说明，这样有助于施工单位调节风温的平衡。作者简介：闫风娥（1972），女，河北邯郸人，供职于邯郸市安装工程有限公司，研究方向：工程施工管理。大口径供热管道无补偿直埋热风预热施工技术攻关摘 要：文章介绍了大口径供热管道无补偿敷设方式的原理、拍风、预热技术的特点，预热方式、预热条件及施工方法，并提出了安全、环保措施，运用实例分析了其经济效益及社会效益。 关键词：大口径供热管道;无补偿直埋敷设；热风预热 中图分类号：TU833.12 文献标识码：A 文章编号：10076921(2008)06023403 1 工程概况 本工程是鄂尔多斯市康巴什新区供热管网工程，根据设计要求对大口

10、径管道安装（DN700以上）预制保温管道采用无补偿直埋敷设方式，采用热风预热技术。整个康巴什新区供热管网预热管线累积全长12.2km2。按设计要求分段进行预热，每个预热段均不大于1 000m。共计分12个预热段。管材采用高密度塑料外壳聚氨酯保温螺旋焊管。本工程设计管道壁温为70。 2 无补偿敷设方式的基本原理 在管道安装一定数量时（不大于1 000m），首先给管道加热到一定温度，当管道恢复到安装温度时(温度降低)，管道预先承受了一定的拉应力。当管道通热工作时，随着温度的升高，管道拉应力逐渐减少;当达到预热温度时，整段管道在此温度下应力为零；继续升温，管道的压应力产生，并随着温度的升高而逐渐增加

11、，当温度升到工作温度时，管道的压应力仍然小于管道的许用应力，管道的压应力(热应力)仍小于许用应力。这样，管道可以不用补偿装置而正常工作了。这种无补偿方式应用的是第四强度理论。 3 热风预热技术特点 3.1 热风预热技术特征 对直埋预制保温供热管道进行热风预热，使管道自由伸长，消除管道中安装残余应力；当管道伸长量达到或接近理论伸长量时，回填沙土压住管道；将管道降温，并在各个预热段之间用一次性补偿器连接封闭；管道应力在运行前得到充分的释放，提高管道热伸长的均匀性。 3.2 热风预热技术优点 管道壁温均匀升高，管道可以均匀自由伸长，试验表明预热达到理想管道预热效果；减少补偿器和固定支墩的数量，相对传

12、统工艺，降低工程造价；减少管道运行时的维护、维修费用，提高系统的稳定性和安全性；施工周期可大大缩短，预热费用较低；对于环境的污染小；节约能源。 4 技术创新点 4.1 减少应力集中点 预热前，管道安装时，严格控制管道安装标高，保证预热段管线坡度变化平稳，减少应力集中点。 4.2 缩短预热时间 预热前，最好增加吹扫次数，尽可能将管内试压积水泄净，缩短预热时间。 4.3 采用大风量小温差，控制送风壁温，减少温差应力 预热过程，根据设计要求的管道壁温，控制送风壁温不超过85，当送风壁温与回风壁温逐渐接近时，严格控制送风壁温，使整个系统维持在605的范围内进行恒温。 4.4 缩短回填时间，降低成本 系

13、统恒温2h后从管道的两端开始进行沟槽回填，并在6h内（恒温）回填完毕。 5 预热方式的选择 预热管道采用预应力安装，其预热方式有三种：利用热水作介质循环加热；利用热风作介质通风加热；利用电加热。 本工程结合内蒙古东胜康巴什新区缺水的特点及国内的实践经验. 确定选用热风作介质，采用大风量小温差的工艺进行热风预热。由于热风预热技术预热热源直接、预热介质轻而减少了热量传递过程，降低了换热损失，克服了预热时间长，热膨胀受到管道与砂垫层间摩擦力约束的缺陷。减少了设计膨胀量与实际膨胀量的误差，管道应力得到充分释放，提高了管道热伸长的均匀性。由于新区道路与供热管网同时施工，过路段管网施工完毕需立即回填，因此

14、选用两种热风预热方式。一种是无过路段的，选敞开式热风预热；一种是有过路段并回填的，选用增加一次性补偿式（覆土）热风预热。 6 预热条件 预热前管道上的三通、弯头、阀门及其他附件（一次性补偿器）均需安装完毕；预热段管线水压试验合格；敞槽预热时，其任何管段至少有一端为自由端，如任何管段中的两端均已覆土（道路要求），在该管段上应按设计规定位置增加一次性补偿器。 7 施工方法 7.1 施工准备 7.1.1 现场准备。预热热源。采用直燃式燃油热风机为热源，供热量为465kW，风机风量42000m3/h，风压4 000Pa，功率75kW。电源为150kW发电机。设备布置安装。主加热设备的安装，从回水管道端

15、口开始依次为：软接头、45弯头、软接头、2m直管、软接头、45弯头、主风箱、风机软接头、主风机、软接头、方变圆接头、保温直管、45弯头、软接头、2m直管、软接头、45弯头、软接头、到供水管结束。副加热设备的安装顺序与主加热设备一致。应注意：部分主、副配件的不同，不要安错。热风预热设备一套，包括主、副送风机75kW两台，自耦减压启动柜两台，主、副风机两台，直燃暖风机三台，温度显示箱两台，软管，风筒若干件，减振支座两台，与其设备配套的发电机150kW两台。设备按照厂家要求进行组装。软管、风筒与供回水管线连接牢固；在预热保温管端头点焊防脱物，防止软接头脱落；确定直管位置，吊装并固定。连接完成后，将未

16、保温管道保温；利用2台直燃式燃油热风机串联对分段预热管道进行两端开式循环加热，多热源的布置达到了精确控制热风温度的目的，又分别在主、副加热设备的进出风口和四个保温管口处安装温度计测量进出风温度和管壁温度，达到监视和控制系统加热的目的；安装温度探头。注意风温探头应穿过管壁，不能让探头接触管壁。壁温探头应放置在预制保温管口，注意使其紧贴管壁并保温；钢制平台6块，每块7.5m1.5m。框架20#槽钢，上铺20mm钢板。主、副设备各用3块平台；由于预热设备较大，沟槽内放置不下，只能把两个预热段之间预留的长24m无管沟槽，从中间回填13m长放置平台，土方夯填至原地坪，并进行人工平整，保证设备的平稳运行。

17、 7.1.2 技术准备。在管段和一次性补偿器的端头做好测量伸长量的固定标志。做好测温记录和伸长量记录。操作人员详细阅读设备使用说明书，并能及时处理运行中可能发生的故障。预热段的固定支墩要进行强度测定,必须达到设计要求,支墩四周回填完毕方可进行热风预热。 7.1.3 材料准备。根据厂家提供的数据，热风机和发电机每小时消耗柴油206.6kg，预热前要备足10h的用油量。根据不同的环境温度，选用不同规格的轻柴油为燃料。 7.2 预热程序 记录及操作人员需全部到位，先关闭主、副循环风机风门，分别启动主、副风机。先启动主热风机的主风机和辅助风机，再启动副热风机的主风机和辅助风机。主、副风机启动后，同时慢

18、慢打开风机风门，达到需要的工况（送风温度达到80，回风温度达到60）。开主、副风箱排风门开启角为30度，调整风箱内呈微负压。向预热管道内送风，同时点燃两个风箱的主、辅燃烧器，加热空气，预热开始。两个燃烧器正常运行10h后，观察温度箱上的温度变化。根据需要分别加入三台热风机，提高升温速度。观察出风温度，管道温度逐渐上升。管道两端和一次性补偿器将发生位移。每30min记录一次各点温度，进行对比分析。观察两端出风温度，当75时，应考虑停止三台热风机供热，降低出风温度。观察回风温度，在5560时应考虑停止主燃烧器供热，改用热风机供热，注意控制出风温度。当回风温度达到66时，基本上升温阶段结束，进入保温

19、阶段。在保温阶段三台热风机为主要供热源，分别调整热风机前的两个小风门，控制热量的加入，以保持循环风的温度相对稳定。预热过程中，根据设计要求的管道壁温，控制送风壁温不超过85，当送风壁温与回风壁温逐渐接近时，应控制送风壁温，使整个系统维持在605的范围内进行沟槽回填。每隔30min记录预热温度和预热伸长值。预热伸长值接近设计要求时，使系统维持在设计壁温5的范围内，进行恒温，2h后从管道的两端开始进行沟槽回填。并在6h内（恒温）回填完毕。为了减少恒温的时间，准备好细砂、原土及回填用的机械设备。对直埋保温管道产生的侧向变形较大的区域，如弯头、三通、阀门等处，为使其在压实的回填土内可以移动，当管道埋深

20、大于1.2m时,要求设置泡沫垫或填粗砂的部位,其管顶覆土厚度超过600mm后才可以夯实。沟槽回填同时焊接一次性补偿器，使其与管道成为整体。预热管道回填完毕，待管道冷却至环境温度时，在相邻两个预热管道之间焊接直埋式波纹补偿器，并进行回填做好标记。回填完毕，关闭设备,完成一个预热段。下一个预热段按同样程序进行。 8 操作要点 做好测温记录和伸长量记录： 预热伸长量的计算： L（tptc）L（mm） 式中：ZK(L管道伸长量mm； 管道膨胀系数（0.0126mm/m）； tp预热温度（70）； Tc环境温度； L预热段管道长度m。 预热温度的确定： tdptm（08） 式中： tdp实际预热的温度；

21、 tm中间（理论预热）温度。 控制送风壁温不超过85。预热过程中，两端送风室温、壁温均不得相差20。避免温差过大，产生温度应力。 9 安全、环保措施 发电机和热风机要有专人操作、保养，施工前要按操作规程，进行检查、维护，保证热风预热顺利进行，并对机具设备作好防火措施。对输电线路进行检查，对用电和发电设备进行可靠的接地或接零，不得混接。施工现场临电设施，要执行三相五线制，要执行一机一闸一保护。夜间测试点处要设有足够的照明设施。备用柴油要放置干燥安全处，并放置防火措施。装有柴油的柴油桶及发电机不得放置在沥青路面上，避免破坏路面。保护好施工现场周围的绿化树苗，不得随意践踏。施工完毕，现场要工完料净，

22、路面要清扫干净。 10 质量标准 热风预热是一项新的工艺，没有可执行的施工规范及标准，施工的依据为：设计文件及设备厂家提供的设备使用说明书。此项工艺的关键工序是焊接，关键部位是管件焊接。预热段管线所有焊接焊缝均作100%X射线检测，焊缝质量等级为级；管道安装标高及中心线，必须满足设计要求及规范规定。 管道安装、焊接执行城镇供热管网工程施工及验收规范CJJ28-2004 J372-2004。 11 工程应用实例 2005年10月至2006年11月期间（冬季未进行），热风预热技术应用于鄂尔多斯市康巴什新区供热管网工程中，共完成了12个预热管段，管径DN800-DN1200，总计供回水管线12.2k

23、m2。预热温度为70。在环境温度低于10的情况下：预热段经三路-西经七路，管径DN800，单线长553m，9h达到预热温度，实际热膨胀与设计值差13mm。预热段东经七路，管径DN1200，单线长828m，15h达到预热温度，实际热膨胀与设计值差30mm。 预热段西经三路，管径DN800，单线968m，16h达到预热温度，实际热膨胀与设计值差30mm。 实践证明，实际热膨胀量与设计值最大相差30mm，均能满足设计要求。同时，预热段的进出口温差10。由于管线的长度不同，所用的预热时间不同。根据实际预热过程看，影响预热时间的因素，还有预热段管线坡度变化的程度；试压后管道内余水量的大小。这些都会导致预

24、热时间的延长。因此，选用此技术时，设计预热管线坡度变化不要太大,且预热前，最好增加吹扫次数，尽可能将管内试压积水泄净，缩短预热时间。 工程应用的结果表明：热风预热技术不仅预热时间短，而且预热效果好。值得在供热工程中推广应用。 12 经济效益及社会效益 12.1 降低工程造价 预制保温管道无补偿直埋敷设所采用的热风预热方式，减少了额外的补偿器和固定支墩的费用。 12.2 降低运行费用 运行过程中，因补偿器和固定支墩数量的减少而大大降低了管网的维护、检修费用。 12.3 水资源的节约 此项工艺使用的介质不仅改善了以水为介质所产生的不利因素，而且大量地节约了水资源。综上所述，仅减少使用的补偿器和固定

25、支墩的费用，就节约了工程造价250万元，运行费用和水资源节约费用属于长效费用，不可估计。通过该施工技术的推广和应用，所产生的社会效益要高于经济效益。 13 结语 无补偿预热直埋是一种可靠性高，造价低的敷设方式，直埋式预制保温管安装采用热风预热技术，特别是在水源匮乏的城市，是一种更为理想的预热方法，也是最新工艺方法。我们在鄂尔多斯市康巴什新区供热管网工程施工过程中掌握了此项工艺技术，并总结了大量的实际经验，而且掌握了预热设备的操作及过程中的维护、维修技术。增加了一定的技能，为今后在安装工程领域里奠定了良好的基础。 参考文献 1 中华人民共和国行业标准.城镇直埋供热管道工程技术规程（CJJ/T81

26、-98）S.北京：中国建筑工业出版社，1998.2 皮特.兰德劳夫（丹麦）.区域供热手册S.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1998. 3 王刚，等.大口径直埋供热管道设计方法初探J.区域供热，2000,5.热力管道直埋敷设方式探讨浅谈电预热技术目前，管道直埋敷设技术有了新的发展，而国内大部分地区管道安装主要采用有补偿安装，管道预热安装却很少在工程中应用。 直埋管道的安装方式可分为无补偿安装和有补偿安装，而无补偿安装又分为冷安装和预热安装。管道的安装方式的选择受很多因素的影响，在管网设计中就应针对具体的工程实际情况分析计算后确定适当的管道安装方式。 无补偿的冷安装可用于小管径、低温差的系统中。对

27、于大管径的高温水系统，适用条件苛刻，在管网中最大限度地减少甚至完全取消补偿器和固定支架，但是，由于管网运行时的温差较大，管道中锚固段的轴向应力大，必要时需要对管道进行加强处理。 有补偿安装在管网中用补偿器吸收管道运行中产生的膨胀变形，管道中的轴向应力最小，但由于在管网中大量应用了补偿器和固定支架，增加了管网中的薄弱环节，大大降低了管网的安全性和运行稳定性，同时，增加了管网的前期投资和后期运行维护的工作量。只有在安装条件不具备或对管道安全有特殊要求时才使用。 预热安装是界于无补偿安装和有补偿安装之间的一种安装方式，管沟在回填之前管道的一半膨胀变形已经提前释放，管道轴向应力降低到无补偿安装的一半，

28、而且基本取消了管网中的补偿器和固定支架，提高了管网的安全性，大大降低了管网的造价。目前，在工程中应用的预热方式主要有水预热、风预热和电预热三种。对各种预热方式的介绍如下： 采用水预热时，管道覆土，系统中须设置一次性补偿器，预热可采用移动锅炉预热，也可利用锅炉房试运行进行预热。预热温度比较均匀，但在预热过程中管道与土壤之间的摩擦力较大，设计伸长量不易达到，预热时间长，热耗量大。 风预热时，预热设备庞大，管道预热温度不均匀，影响伸长的均匀性，预热时间长，热耗量大。 管道电预热将钢管作为电阻，利用电能对钢管进行加热，钢管中无介质且敞槽，管道中不存在锚固段，能达到理想预热效果。与其他预热方式相比较，电

29、预热具有明显的技术优势：（1） 施工条件要求简单，不需要在管道中安装一次性补偿器和固定支架；（2） 热消耗量小，预热均匀，预热时间短；（3） 电预热设备体积小、重量轻，易操作、无震动、无噪音，自动监控；（4） 使用范围广，只要钢管为介质输送管，都可以实现；（5） 低电压可以保证施工安全。 电预热设备的具体适用范围如下：（1） 直径DN50-DN1200；（2） 单管、多管系统并用；（3） 供回水管不同材质的钢管线；（4） 钢套钢形式的保温管和聚乙烯外护壳形式的保温管连接管线；（5） 不同直径的管线同时预热；（6） 两个有间隔的预热段同时预热。 采用电预热安装时，必须保证预热保温管有三位一体的结

30、构，这样才能保证其应有的剪切强度，因此在保温管的制造过程中必须满足一些工艺要求：（1） 对钢管表面进行抛丸处理，保证钢管与保温层密切接触；（2） 对保温管外壳的内表面进行电晕处理，使外壳内表面与保温层 密切接触；（3） 保温层的密度应达到相应行业标准的规定值，以达到应有强 度。 直埋保温管道的预热安装是一种安全可靠的管道安装方式，它是以产品的质量为基础，以成熟的理论技术作为指导。目前电预热技术已应用于我公司多个集中供热管网工程中，如：DN1000供热管网跨渭河工程，高新八路供热管网工程，还有即将实施的虢十路供热管网工程，且取得了很好的预热效果，同时积累了丰富的工程经验电预热技术在城镇供热直埋保

31、温管道安装中的应用分析电预热技术在城镇供热直埋保温管道安装中的应用【摘 要】本文理论与实践相结合，详细介绍了管道的预热安装方式，分析了几种管道预热方式的优缺点，在此基础上，重点介绍了电预热的基本原理、电预热技术及电预热设备在国内直埋管道工程中的应用情况，本文对电预热技术在国内直埋管道工程中的广泛应用具有重要的指导意义，对国内直埋管道安装技术的发展具有重要的推动作用。1、前言目前，城镇直埋管道的应用和发展已经进入崭新的阶段，产品的生产和加工工艺已经基本成熟，直埋管道产品的技术水平得到大幅度的提高。但是，直埋管道安装技术水平一直是制约国内直埋管道发展的瓶颈，由于受国内相关设备和技术水平的影响，国内的管道安装主要采用冷安装无补偿以及有补偿安装两种方式，而更加安全可靠的管道预热安装却很少在工程中应用。北京豪特耐公司根据国内管道安装技术的发展现状，为了满足工程中对安全可靠，切实可行的管道预热技术及设备的迫切需求，与欧洲技术领先的电预热设备制造商合作，共同开发了适合中国直埋管道产品和施工要求的电预热设备，并将这一技术和设备成功应用于国内多个大口径直埋供热管网工程中，为国内直埋管道安装技术的发展翻开了崭新的一页。2、直埋管道的安装方式直埋管道的安装方式可以归纳为三种，无补偿安装、有补偿安装