一种城市集中供热直埋热水保温管道无补偿的电预热安装方法与流程

本发明属于城市集中供热直埋热水保温管道无补偿电预热安装，特别是涉及一种解决了回填时间过长、防止直埋保温管道外套管昼夜温差造成开裂问题。

背景技术：

1、电预热技术的原理是通过电缆将电预热设备与工作钢管连接并构成闭合回路，电预热电源设备将发电机的输入的交流电变成低电压、高电流的电能作用于预热钢管段，利用钢管自身电阻发热的原理，将工作钢管的温度加热到设计预热温度。由于热力直埋保温管道通入热水运行后存在热应力问题，造成管道运行过程中由于应力超出钢材许用应力值导致钢管破坏问题，电预热技术就是为了在管道安装过程中提前释放应力，保证管道运行过程中安全的一种技术。

2、目前我国关于城市集中供热直埋热水保温管道，对于大管径长输供热管道直埋敷设，大量采用电预热安装，根据现场条件的不同，电预热安装方式又可分为敞槽预热方式和覆土预热方式。由于敞槽预热方式比覆土预热方式能更快达到预应力效果，通常在现场条件允许的情况下，首选敞槽预热方式，存在的主要缺点在于：敞槽时间过长，容易造成聚乙烯外套管开裂。目前国外有关城市集中供热直埋热水保温管安装方法主要是电预热安装。

技术实现思路

1、本发明克服了电预热前回填砂到管径四分之三，当预热达到验收条件后，回填土回填时间过长影响回填质量造成伸长量回缩过大影响电预热质量、及预热前长期敞沟时间过长造成管道聚乙烯外壳开裂的技术缺陷，提供一种既节省了回填保温时间保证回填质量又能防止预热前管道长期裸露四分子一管径造成保温管道聚乙烯外套开裂问题。

2、为克服上述的缺点与不足，本发明公开了如下的技术方案：

3、一种城市集中供热直埋热水保温管道无补偿的电预热安装方法，包括如下步骤：

4、（1）按一般施工程序开挖管沟，焊接管道并做完探伤、打压及接头保温工作；

5、（2）当具备预热条件时，按照设计要求用沙子回填管沟，回填高度为管道回填砂到管顶300mm，管道供回水两端螺栓满焊作为接线柱；

6、（3）平整电预热设备放置场地且与管端连线接线柱位置的距离6-8米，电预热设备为大功率电加热电源设备；

7、（4）在保温管上距离管端向内12米处的聚乙烯塑料外壳上开口，配以温度传感器，将传感器探头紧密贴合并固定在钢管表面；在预热管段两端分别安装一个长度检查装置（带刻度的米尺），用来测量管道伸长量；在管道末端安装密封装置（塑料薄膜）；将电缆连接到钢管管端接线柱和设备上，打开机器开关后，记录初始温度；

8、（5）预热达到验收标准后，及时组织进行验收；设计验收如下：

9、供水温度为设计提供，回水温度为设计提供，预热温度设计提供；

10、预热温度在每个预热段开始前由设计院确定；

11、预热管段伸长量的计算：

12、

13、验收完成后，及时按设计要求回填和分层夯实，各部位的密实度应符合国家现行标准，并在规定时间24小时内完成回填；回填和夯实达到设计要求后，关闭机器，拆除附件。

14、本发明进一步公开了城市集中供热直埋热水保温管道无补偿电预热安装方法在用于防止管道长期裸露造成保温管道聚乙烯外套开裂方面的应用，实验结果显示：本发明的安装方法能够满足设计要求达到设计的温度及伸长量的预热效果，保证管网的运行安全，防止了保温管道聚乙烯外套开裂造成的管网质量安全隐患。

15、本发明更加详细的描述如下：

16、（1）本工程采用的技术标准：

17、cjj/t81-2013《城镇直埋供热管道工程技术规程》

18、cjj34-2010《城镇供热管网设计规范》

19、cjj28-2014《城市供热管网工程施工及验收规范》

20、t/cdha504-2021《长输供热热水管网技术标准》

21、gb/t34611-2017《硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制直埋保温管》

22、gb/t29047-2012《高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管道及管件》

23、gb50316-2000(2008版)《工业金属管道设计规范》（2008版）

24、gb50235-2010《工业金属管道工程施工规范》

25、gb50126-2008《工业设备及管道绝热工程施工规范》

26、gb50185-2010《工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范》

27、gb50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》

28、（2）预热温度及伸长量计算

29、1.预热温度：

30、设计供水温度为设计提供，回水温度为设计提供，预热温度设计提供。

31、预热温度应在每个预热段开始前由设计院确定。

32、2.预热管段伸长量的计算：

33、

34、（3） 电预热施工工序

35、1）按一般施工程序开挖管沟，焊接管道并做完探伤、打压及接头保温工作。

36、2）为确保预热效果，需要将钢管内的积水排放干净。

37、3）在管端处焊接螺栓作为接线柱(m12或m16，长度小于50mm)。每个螺栓之间相距不小于100mm以便安装电缆，安装位置距管端不小于300mm，螺栓须满焊，不得有虚焊处。

38、4）平整电预热设备放置场地，确保电预热设备放置位置干燥、安全，且与管端接线柱连线位置的距离不得超过8米。

39、5）安装温度传感器：在保温管上距离管端(放置预热设备端)向内12米处的聚乙烯塑料外壳上开口，以安装温度传感器（pt100），必须将传感器探头紧密贴合并固定在钢管表面。

40、6）在预热管段两端分别安装一个长度检查装置（带刻度的米尺），用来测量管道伸长量。

41、7）在管道两侧末端安装塑料薄膜密封。将电缆连接钢管管端接线柱和设备。打开机器开关后，记录初始温度。预热达到验收标准后，及时组织进行验收。 验收完成后，及时按设计要求回填和分层夯实，各部位的密实度应符合国家现行标准《城市供热管网工程施工及验收规范》(cjj28)的规定，并在规定时间24小时内完成回填。必须按照设计要求进行分层夯实,如果由于回填质量达不到设计要求而出现预热段回缩量超过设计要求，则预热失败，需重新预热。如果不能按照设计规范及时回填夯实，预热管段的伸长量回缩过大，最终影响预热质量导致管道运行时存在安全隐患。

42、8）回填和夯实达到设计要求后，关闭机器，拆除附件。

43、本发明重点是解决a、管道每个预热段管沟长度一般为500-1200米，焊接安装时间较长，造成长时间管道四分之一管道裸露，由于昼夜温差造成保温管道外壳聚乙烯开裂，严重影响管材质量和寿命；管道回填砂到管顶300mm,解决了管道裸露昼夜温差造成的管材质量问题。b、由于管道预热前管顶填砂到管顶300mm，电预热完成到达温度和伸长量设计要求后，需回填土到管顶1.4米，并夯实就能满足回填的设计质量要求；与原设计要求工艺：预热前填砂到管径四分之三，预热达到设计温度和伸长量后回填，大大节省回填时间（管径四分之三到管顶300mm填砂时间太长），在有效时间内能充分保障回填质量，避免回缩量过大影响电预热的效果。

44、本发明的难点在于：电预热温度到达设计温度后，伸长量满足设计要求；

45、本发明的创新点在：既满足了设计要求，并节省了回填时间、保证了回填夯实的质量及防止了管道外套管长期裸露开裂的问题。

46、本发明公开的城市集中供热直埋热水保温管道无补偿的电预热安装方法与现有技术相比所具有的积极效果在于：

47、（1）电预热达到要求后，回填保温时间大大节省，能在有效的回填时间内保证回填夯实质量避免回缩量增大。

48、（2）每段管道焊接完毕保温完成后能及时回填砂到管顶300mm,防止了管道长期裸露造成保温管道聚乙烯外套由于昼夜温差造成开裂问题。

49、本发明主要考察了直埋保温热水管道安装过程中，采用电预热技术时设计单位传统的在电预热施工前管道回填砂为管径四分之三。因此，导致问题如下：

50、a电预热前长期敞沟造成保温管道外壳聚乙烯昼夜温差造成开裂，致使材料出现质量问题，严重影响工程的质量。

51、b电预热完成后由于电预热设备开机保持温度到整段管道回填完毕，保温时间规定一般不超过24小时每千米管沟，一般管沟长度不低于500米，管道四分之三到管道300mm(一般设计要求）需要回填很长时间，管顶以上1.4米回填土需要更长的时间，因此由于回填时间过长土建单位往往无法保证回填过程中充分夯实，回填质量不能满足密度要求，造成回缩量过大，影响电预热安装的效果。