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直埋式预制高温保温管道的热补偿和设计

     直埋式预制保温管道，特别是各式各样的保温结构型式的城镇集中供热或“热、电、冷”三联供的蒸汽管道正在国内外应用，方兴未艾。直埋管道的热补偿是zui重要的关键技术之一，由于设计、制作、施工或生产操作上的多种原因，曾发生多起严重事故，造成不应有的人身伤亡和严重经济损失。根据多年研究、工程实践和文献资料，就直埋式预制高温保温管道的热补偿的设计和存在问题，做一专题分析。 2 热补偿方式  

直埋式预制高温保温管道的热补偿和设计

   在国内外直埋式预制高温保温管道应用中，为克服因温差(使用温度和安装温度之差)造成的热力管道胀缩和位移变化，设计上多采用以下4种方式进行补偿。    (1)管道（管件）的预热（预拉伸）：国外一些大公司通常在直径小于500 mm的管道中采用，但不广泛；    (2)自然补偿：设计柔性管件如弯头、L型或之型弯管进行热补偿，这是国内外采用较多的方式之一；   (3)一次性补偿：设一次性补偿器，在安装试运行后，焊死，此法国内外都有采用；   (4)设补偿器：随介质温度变化，管道胀缩、补偿器对应缩伸、吸收应力和位移进行热补偿。   补偿器近年发展极快，在直埋式管道中应用也，型式有波纹式（内压、外压、单双向、变推力的平衡式、半平衡式及铰链式）、套筒式（加注单封、双密封、弹簧压封及无推力式）以及老式∏型（方型）等。 直埋式预制高温保温管道的热补偿和设计 

    由于波纹补偿器设计采用zui多，暴露出的问题也较充分，很需要我们研究、认识和改进。   本文仅就自然补偿和补偿器补偿2种方式进行讨论。 3 热伸长量的计算和补偿设计    为使直埋热力管道在热状态下稳定和安全操作，减小管道热胀冷缩时产生的应力，防止管道破坏和位移变化破坏保温结构，增大热损失，必须进行热力管道热伸长量的计算及补偿设计。 3.1 热力管道热伸长量的计算 △L=α(t1-t2)L  式中 △L－管道热伸长量(m)；     α－管道在相应温度范围内的线胀系数［m／(m.℃)］；    L－计算管道长度(m)；    t1－管道安装温度(℃)；     t1－管道设计使用（介质）温度（℃） 3.2 补偿设计    (1)管道热应力、强度的设计、计算；    (2)补偿单元的设计、选择（包括自然补偿件或补偿器）；   (3)保温结构的综合分析和设计；    (4)引安全运行寿命，特别是震动下的疲劳寿命问题。  

      除(1)、(2)外，(3)、(4)2点对高温蒸气预制直埋管道尤为重要，不单要考虑热损失、能耗问题，对于刚性的内外管结构，还要考虑应力和强度的影响。 4 自然补偿    所谓自然补偿，就是管道中发柔性弯曲管段0口弯头，L型、Z型弯管）吸收管道热伸长变形。   此方式优点：简单、可靠；缺点：产生横向位移，不单是在弯头处，在直线段也发生相应位移，其保温结构应做充分考虑、设计。    近年来的深入研究表明，直埋管道由于保温结构型不同，已不能*套用架空或地沟敷设管道自然补偿力算，因实践表明若套用将出现的偏差，已造成多处破坏、泄漏事故发生。