埋地PE燃气管道与供热保温管道间距问题及保护措施-燃气技术.docVIP

埋地PE燃气管道与供热保温管道间距问题及保护措施-燃气技术 埋地PE燃气管道与供热保温管道间距问题及保护措施 摘要：北方住宅小区敷设地下PE燃气管道，经常会遇到与供热保温管道间距不够问题，本文介绍了实际工作中遇到的各种情况，通过模拟设计计算和实验，确定了技术保护措施。 关键词：管道间距 散热 保温 保护措施 1 概述 目前，青岛泰能燃气集团有限公司正在大规模采用PE燃气管道(聚乙烯燃气管道简称)取代灰口铸铁燃气管道改造，在住宅小区地下敷设PE燃气管道时，经常会出现与供热保温管道平行敷设或交叉敷设时水平或垂直净距达不至IJCJJ63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》要求的现象，这将造成PE燃气管道使用寿命缩短[1]。由于北方住宅小区地下管道纵横交错、路由难找、管位有限，很难达到《聚乙烯燃气管道工程技术规程》要求，为此，青岛泰能集团与中国市政工程华北设计研究总院合作，研究出现的具体问题，通过模拟设计计算和实验，采取了相应的技术保护措施，有效地缩短了在住宅小区敷设地下PE燃气管道与供热保温管道的实际距离。 2 研究课题基本情况 CJJ63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》中已做出明文规定，聚乙烯燃气管道与直埋热力管道的安全间距不应小于l.0 m。同时条文指出水平净距是根据热源在土壤中的温度场分布，用《传热学》中的源汇法，经计算和绘制的热力管的温度场分布图确定的。保证热力管道外壁温度不高于60℃条件下，距热力管道外壁水平净距1m处的土壤温度低于40℃[1]。 但是在实际的工程设计中，小区配套管网施工中安全间距经常难以保证，特别是已有系统的工程改造时，地下上水、排水、供暖、通讯、电力、燃气等几根乃至十几根管道，热力管道与PE燃气管道的布置间距很难满足标准要求。为此，我们对这种情况进行了研究。 2.1本研究适用范围 住宅小区季节采暖直埋热力管道(供热二次网)附近敷设低压PE燃气管道。 2.2技术标准 本研究依据的相关标准规定条款： (1)热力管道外护管最高表面温度不大于60％(CJJ63-2008)： (2)热力管道外护管外表面计算温度50％，最大温度不超过60％(CJJl04-2005)[2]； (3)燃气PE管道应在40％以下土壤环境中使用(CJJ63-2008)： (4)当采取有效隔热措施，敷设间距可适当缩小(CJJ63—2008)： (5)当PE燃气管道运行温度接近40℃时，压力折减系数取0.76(CJJ63-2008)； (6)当选用热力管道外护管表面温度60℃时，土壤导热系数取1.2 W／m·h(CJJl04-2005)。 本研究依据相关标准规定条款确定如下边界条件： (1)热力管道外护管表面计算温度60％； (2)热力管道外护管外表面最大热流量116W／m2； (3)控制燃气PE管道在低于40％的土壤环境中使用。 2.3研究目标 依据相关规范，采取技术措施后应保障PE燃气管道工作温度不大于40℃。 3 方案的选择和确定 经过实地勘查和技术研讨，确立了青岛地区实际施工条件和土壤环境条件；充分搜集归纳了相关技术标准和规范[1,2,4,5,6]，确立了项目研究的依据和边界条件；研究了工程热力学和工程传热学的多种分析方法，优选建立了土壤温度场分布的数学模型；通过理论与实际的结合，编制研发了计算分析软件；同时，选择不同算法对软件模拟结果进行了校核确认。为了保护PE燃气管道，首先我们提…以下两种技术解决方案： 方案一：在PE燃气管外加保护套管。 方案二：在PE燃气管道和热力管道之间采用聚苯乙烯泡沫板进行隔绝。 3.1方案一 采用方案一外加保护套管时，对其进行了传热稳态估算。传热的结构见图1： 传热模型： 式中 q1-土壤环境向保冷层的散热损失，W／m； q2-保冷材料NPE管的散热损欠，W／m； q3-PE管向燃气的散热损失，W／m； q4-燃气流动带走的热量，W／m； γ1-保冷材料的导热系数，W／(m·℃)； γ2-一PE管道的导热系数，w／(m·℃)； t0-保冷材料外表面温度，℃； t1-保冷材料内表面温度，℃； t2-PE管内壁温度，℃； d2-保冷材料外表面外径，,； d1-PE管道外径，m；d0—PE管道内径，m。 计算假定条件： (1)燃气计算流量按日平均用气量来确定。 (2)PE管与热力管间距为零，PE管保温管外壁面温度为50％，符合埋地热力管网标准要求。 (3)燃气进口温度按青岛市供热期地下温度，燃气进气温度设定为10℃。 (4)保温材料选择为硬质聚氨酯。 (5)燃气管径为De110。 计算结果如图2所示。 计算结论：当保温层厚度为25mm时，供热