我国预制蒸汽直埋保温管道的技术进步与展望

 一、历程
随着我国国民经济的总拉动，基本建设向基础设施项目倾斜，我国近年来区域供热、集中供热、冷暖热“三联供”的发展，蒸汽直埋管道逐渐增多，投资额和里 程数突飞猛涨。据不*统计，现每年蒸汽直埋管道项目投资额已超过地25000万元以上，数百近千公里之长。管径已超过DN600，有的单位已达 DN700-DN800之规。全国城镇供热协会及分部，中国机电工程学会热电专委会分别组织了多次蒸汽直埋管或以其为主的专题研讨会（北京、庐山、五夷 山、福州、重庆、宁波、上海、三亚等会议）并出论文集。[8-15]
2000年5月由中国城镇供热协会技术委员会主持，大连市供热协会协办，召开了“全国*届直埋蒸汽管道技术研究会”，参加会议代表260多人，并出 版了“全国直埋蒸汽管道技术研讨会论文选集”[16]刊出70余篇专论。*次全国范围广泛研讨和交流，反映十分强烈。在全国城镇供热协会理事长李秀的倡 导下，拟组织力量（大连、北京、上海、天津……）编写蒸汽直埋管道产品技术标准和技术规程事宜，由建研院标准化所申报建设部。
次后山东省热力协会又于2000年9月在大连再次召开了山东省以蒸汽直埋管道技术为主的年会，并出版专刊“直埋管道技术研讨会论文集”收集论文30余篇[17]。
2001年11月中国热电专委员会在开封专门召开了“预制保温管直埋敷设学术研讨会”[18]并出版论文集发表新论文27篇，集出达40篇专著。2002 年5月中国城镇供热协会技委会，中国工程标准化城镇供热委员会，大连市供热协会又召开第二次全国直埋蒸汽管道技术研究会，更为热烈，又出新论文集。
各个学会、协会的有力组织，极大地推动了我国蒸汽直埋管道技术的发展。一些高校、研究院所积极参入。
随着我国经济腾飞，西部大开发，建设现代化城市，我国一些设计研究院更是大力投入蒸汽直埋管道工程设计工作。为直接地还是国内极广大的建设单位—— 他们在物力、人力、财力投注大，探索和累积的经验多。大连热电集团、天津热电总公司、洛阳热力公司、邢台煤气热力总公司、宝钢、邯钢、广州、无锡、宁 波、杭州、驻马店、青岛热电总公司、银川热电公司、郑州热力总公司、宝鸡、西安遍布全国的热力系统等世行贷款、亚行贷款，国家重点工程，省市重点工程都为 我国蒸汽直埋管作出了巨大的贡献。
建设部正式下文[2000]197号批准《建设部二○○○年*批工业产品国家标准行业准则、修订项目计划》拟制订《城镇供热蒸汽直埋管技术条件》产品标准。
建标[2000]284号文，建设部又正式下文批准编写《城镇供热蒸汽直埋管技术规程》行业标准，由大连热电集团、大连供热办承担，大连科华热力管道 有限公司、大连热力设计院、中国市政华北设计院、上海金山石化院、中国石油天然气总公司技术研究院、大连理工大学等，共同撰写我国行业标准，这也可能是世 界上*部幅员广阔，面对各种不同用户（工业用、民用、商用）应用广，型式多样化（钢套钢、塑套钢、玻璃钢或钢、玻璃钢复合套钢、复合保温、多屏（反 射）保温、内滑动、外滑动、导管式滑动；单一、二PE、三PE及多重复合防腐；内固定、外固定、内外（位移）固定；上疏水、下疏水以及单面、双端面密封、 隔断、节点处理……）的预制蒸汽直埋管道技术规程。
二、我国蒸汽直埋管道技术的进步
二十年来，我国预制蒸汽直埋管道技术，在广大科技人员、领导、工人共同努力下，进行了广泛的科学实践，不断地从失败和经验教训中汲取营养，丰富和提高 自己。特别是对外开放，近些年国家、协会多次派员出国考查，学习*技术，引进*设计和设备，*科学管理，以及体制改革。使我国在短短的不到二十 年，特别近五年发生质的飞跃，蒸汽直埋管道从数量上、规模上、品种上以及技术水平、理论研究等都取得为世人骄傲的进步，某些方面已达到*水平或领 先。先后被评为*新产品、重点推广产品3项，获中国发明历届博览会金奖，省市奖达15项之多。
1、绝热（保温）材料
我国自选研发或采用了多种新型有特色的绝热材料，超轻质硅酸钙（1990年），复合铝镁硅酸盐（1993年），体相全憎水复合硅酸盐（1996），整 筒式憎水珍珠岩管（1997年）。随着开放，国外产品大量进入中国市场，矿（岩）棉、玻璃棉保温制品在北京、上海、广州、长春先后落户。1998年美国 Owens Corning公司超细离心玻璃棉（包括预制小管径管壳）就在我国蒸汽直埋管中应用，2000年大面积推广，获良好效果。耐高温硅酸铝纤维也在直埋蒸汽管 或管件预制中应用（1997年）。
聚氨酯材料，特别是耐高温（≥140℃）聚氨酯保温材料的原料，我国已深入研究，生产并有部分出口；我国也大量引进Bayer、BASF耐140℃高温的聚氨酯料做蒸汽直埋管复合保温的组成部分，使产品寿命可达25年之久。
2、保温（绝热）结构
地域宽广的我国，市场极大，数以百计的生产、研究、设计单位研发了型式多样，材料各异，性能不同几乎世界上*的各种保温结构。塑套钢 （1993）、玻璃钢套钢（1993）、钢套钢（1994）；内滑动（1993）、外滑动（1994）、空气层（1995）、导管式（1999）、抽真空 （1999），并在我国实际工程中历经8年之多的考验，其性能、优劣、特点、水平基本清楚。有些保温结构、性能/价格比高，制作工艺简便，已达世界水平。 多屏（反射）保温结构，绝热性能更大的优于硅钙瓦——聚氨酯复合保温，特别是多屏（反射）玻纤铝箔结构，其性能仅亚于高抽真空保温，比一般抽低真空要好， 其基本造价、安全可靠性，都大大优于其它型式保温，也是上*技术，其产品多次获金奖——英国伦敦世界博览会金奖、日内瓦博览会金奖 （大连科华）。
3、防腐材料及技术
近年来新研究开发的对于直埋管钢外护管的防腐，已引进多条生产线和材料及主机，使我国的防腐水平显著提高。五十年代起用的石油沥青或稍后的环氧煤 沥青，已逐渐被国内自己开发的TO多功能树脂，熔融环氧粉末（喷涂）替代（1997年上海浦东机场已规模应用——凯华）、二PE新工艺和材料1998年新 疆多处使用[19]。高PU聚氨酯防腐（1999）、钢/玻璃钢（三维）短切玻纤与网格布交替复合防腐，使其各向均性更好地防水防腐也在我国实施 （2002）；三PE多防腐已在石油管道使用（1998）现已写也蒸汽直埋管道技术规程（草稿）之中，引进美国聚脲高性能防腐涂料和技术也在工程上推广 （2001）、中国台湾独资企业高PU防腐已在少量管件上试用。
阴极保护防腐技术，在我国许多工程应用[20]；采用缠绕式和套复PE（挤出）防腐方式[21]，也都获得较好的效果。
4、管件
我国许多较大的蒸汽直埋管生产厂，经历了十余年的工程实践，能设计、制作一般规格管件。推制三通（1996）、大曲率半径弯头（1997）、加长补偿 器（1996）、疏水节（1996）、固定架（支座）（1997）、阀门井室件（2000）……其技术、结构、应力、保温计算或一些专有技术已达世界 *国家行列。工厂化、预制化的管件制作对产品质量保证，现场安装十分方便。
5、滑动支架及内固定支架（座）
随着我国蒸汽直埋管的开发，这方面有着惊人的进步。研究成果“直埋式保温热力管道内外（位移）固定支座”[7]，该项技术较全面的解决了力的 传递，冷（热）桥、热损失，以及隔断密封，外壳防水防腐、热位移，制作工艺加工及外部施工躲障等系统问题。工程应用详见北京市建筑工程质量测试中心分析报 告：
300℃介质温度下,φ426工作管道，绝热保温离心玻璃棉TIWⅡ-140mm多层反射铝箔屏蔽，外表面温度仅30.4℃（9点平均值）、热流损失 84.7W/m2，综合导热系数λ300=0.060W/m℃效果良好。（与德国FW-远程输送技术股份有限公司的抽真空3mbar接近。注：两者测试方 法不同）。
6、接口（补口）技术
管道对焊接外套钢管时采用耐高温的硅酸铝纤维毡进行保护，选用阻燃性能良好的TIWⅡ离心玻璃纤维，更不怕电汽焊渣以及弧光损坏。
为减少现场补口焊接数量，采用了滑移外套管壳，对接焊或搭焊方法，内套袖推拉结构焊接[26]。可见我国现场接（补）口技术是比较全面的，有其特点和*性。
7、管道端面密封技术
内管、外管或穿墙套管实施密封，单端面、双端面密封防水处理技术已替代过去止水带、油麻密封，井室阀门前管道单端密封也可采用，用环氧粉末喷涂防腐更保证安全使用寿命上千次伸缩不破坏，达*水平[28]。
8、疏水（节）技术
上海金山石化设计院为我国蒸汽直埋管道疏排凝结水作了先导性工作[31]。随着地域冷暖地带不同，又出现北方地下井、华东地平井、南方地上不同型式，并有的加设冷却装置，使之凝结水排出二次蒸化减少。自动疏排凝水节约大量劳动力和防范了事故发生。
9、管道补偿
这方面我国已在深入研究、工程实践的基础上，使供热管道的设计和选材、安装达到一个新水平。7000次应力循环技术要求[32]，达世界1级化工管道 技术水准，为直埋管道薄弱环节加强了措施，大曲率半径弯头的自然补偿又是许多设计单位优先选取的方式[33]，补偿器计算富裕量10-15%已被众多单 位采纳实施[34]。
采用平衡式、半平衡式无推力补偿器在许多管道系统应用[36、37]，大大降低外固定墩推力或造价。我国蒸汽直埋式内压、外压、平衡式补偿器制造商上百家，申请多达近百余项，技术开发已由Jun扩向min，走在*行列中。
10、管线分段隔断技术
我国较长管道系统中，根据地形和分支线需要增设中间隔断板。划长管道为多个短管路技术，已在1997年申请我国的并获批准[38]，若干个封闭的 保温管段，实施分域检查、防止全线“窜通”事故发生，效果明显[39]。其后又与管道中的排潮管使用，进行保温外套的系统密封实验。