新型預制架空管與傳統架空管技術對比

       在工業生產、生活采暖等方面中，需要從供暖系統中汲取并用到大量的熱能。熱力發電廠作為供暖系統的“心臟”，源源不斷地給予熱能，而熱力管網則充分發揮著“血管”的功能，是運輸水、蒸汽等熱能承載介質的關鍵設備。目前，集中供暖系統的熱水管網，即使有良好的保溫措施，其散熱流失仍占總輸入熱量的5%~8%，而對于溫度更高的高溫蒸汽管道，散熱流失將會更大。我國的電力發展“十三五”規劃中，推進集中供暖，逐漸取代燃煤小型鍋爐，降低燃煤環境污染成為關鍵的發展趨勢，而集中供暖規模的不斷發展必然使得熱力管網的運輸距離逐漸加長?？紤]到高溫熱能的品位高于低溫熱能，因而熱力管網的保溫性能將直接降低供熱管網系統的能源利用率與環境經濟效益。

       在供熱管網中，為了能減少熱能在輸送的過程中向環境耗散，與此同時避免管道表面溫度過高導致燙傷意外，保溫管成為遠距離供熱管網中的關鍵性設備。

下面我們就來具體介紹一下傳統架空保溫管的特點。傳統管常采用巖棉、玻璃棉等軟質的保溫隔熱材料，也采用硅酸鈣等硬質的保溫隔熱材料。軟保溫隔熱材料的優點是初始投資低，短期效果不錯，缺點是抗壓能力差，易受外力作用而變形，長時間采用后還易出現沉降，導致保溫層上薄下厚，保溫性能降低。硬保溫隔熱材料則解決了軟保溫隔熱材料易坍塌、不抗壓的問題，使用期限較長，但硬質的材料與工作管間以及硬質的材料相互間均難以密切貼合，易形成間隙而出現對流換熱。

       無論是采用軟質的還是硬質的材料，傳統管的工程施工方法均是先安裝工作芯管，然后在現場開展保溫層及外防護層的工程施工。因為現場保溫工程施工的輔助機械設備少、地形多樣化、工作艱苦，制作出的保溫管具有很多缺點。

（1）隔熱管托的支架結構使得工作管與支架間并沒有完整的保溫隔熱材料，管托與保溫隔熱材料在管道軸線方向上面有間隙，散熱量較大。

（2）現場工程施工條件差，主要依靠建筑工人手工作業，無機械設備輔助，工程施工周期長、品質可控性差、整體化保溫性能較差。

（3）因為傳統管存在間隙，施工中需采用軟質的保溫隔熱材料開展嵌縫，現場嵌縫工程施工費時費力，工程監理不便，故一般 嵌縫效果不佳，導致整體化保溫性能降低。

       本文中詳細介紹了各類預制直埋保溫管，可見預制保溫管技術在直埋管道項目中已經得到了廣泛的使用，而架空管使用預制方法進行建設的還較為少見。針對傳統架空保溫管的各種缺點，本文介紹一種新型預制架空保溫管技術，與傳統管的技術特點對比如圖1所示。

       與傳統管不同，新型管采用了工廠預制保溫管的模式，在工廠內制作保溫結構及外防護層并包裝后運輸至現場，然后采用機械設備輔助安裝?，F場安裝工作僅包括各節成品管道的架設連接及接口處的保溫施工，大大提高了現場施工效率。以直徑為600mm，總長1000m的蒸汽保溫管道的施工過程為例，在不考慮天氣因素的影響下，2種保溫管保溫施工的周期對比見表1。

       本文中詳細介紹了各類預制直埋保溫管，由此可見預制保溫管技術在直埋管道項目中已經得到了廣泛的使用，而架空管使用預制方式開展建設的還較為少見。針對傳統架空保溫管的各種缺點，本文詳細介紹一種新型預制架空保溫管技術，與傳統管的技術特點對比如圖1所示。

      與傳統管不同，新型管使用了工廠預制保溫管的方式，在工廠內生產制作保溫結構及外防護層并包裝后物流運輸至現場，然后使用機械設備輔助安裝?，F場安裝工作僅包括各節成品管道的架設連接及接口處的保溫施工，進一步提高了現場施工效率。以直徑為600mm，總長1000m的蒸汽保溫管道的施工環節為例，在不考慮到天氣因素的影響下，2種保溫管保溫施工的周期對比見表1。

       在保溫結構上，傳統管通常僅使用單種隔熱材料——硅酸鈣，而塊狀硅酸鈣間常產生縫隙，需要開展現場嵌補，否則將發生嚴重的漏熱。新型管為了解決縫隙問題，使用了3層復合型保溫結構。硅酸鈣和工作管間的縫隙由最內層的軟隔熱材料填補，減少了對流換熱，提升了總體保溫性能；軟保溫層較薄，可使用比玻璃纖維氈導熱系數更低的硅氣凝膠復合型氈；與此同時，新型管硬質保溫層外層增加了發泡聚氨酯保溫層。在工廠內，將敷設好硬保溫層的半成品管道放入模具中注入聚氨酯原料液發泡成型，聚氨酯材料完整包裹住硬保溫層，使保溫管成為無縫總體，通過縫隙的漏熱被控制，總體保溫性能進一步提高。

       傳統管使用冷態敷設的方式，而工作芯管熱態下發生膨脹造成縫隙增大，12m長的直管產生20條縫隙，總體保溫性能下降嚴重。新型管使用熱態敷設的方式，在架設連接好各節保溫管后，通氣使其達到熱態。得益于聚氨酯保溫層的包裹作用，保溫管內不會產生縫隙。工作芯管受熱膨脹而延伸的部分全都產生在芯管連接口處，此時縫隙減少為各節管道頭尾2條，可對它進行集中保溫加工處理，效率提升的與此同時保溫性能也得到提升。

傳統管在架設工作管時使用隔熱管托將工作管與支架隔開，新型管由于在工廠已制得成品，支架與工作管間有完整的隔熱材料，并沒有導熱良好的熱橋產生，總體保溫性能進一步提升。

       寧波萬里管道有限公司通過數年研發，克服諸多技術難題發明的一種新型的預制保溫架空管結構用以解決現有保溫管技術存在的不足。

新型預制架空保溫管在施工流程、保溫結構、支架結構、敷設方法、縫隙處理工藝等方面上均做出了改進。本文提到的新型架空蒸汽保溫管對熱力工程項目能夠提供有跨時代的意義，對于節約煤炭資源，改善供汽質量，減少環境污染具有有力的積極意義。

       我們將在下一篇《新型預制架空保溫管在供熱項目中的應用》中詳細闡述新型的預制架空保溫管在供熱項目中的應用及新型架空管與傳統架空管的投資成本對比。