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    管道防冻方案的研究

    2019-04-30   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合?#39318;?#20307;大小:
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     中国钢管信息港获悉当年:埋地管线破坏的原因基本上有两种:一是由于地震时场地严重破坏,使场地失去整体和连续性;另一种是由于地震波在土壤中传递。在波动影响中,与地震波传播方向平行的埋地管道的破坏程度,比与地震波传播方向垂直的埋地管道的破坏程度要严重得多,即沿埋地管道轴向传播的地震波更容?#36164;?#31649;道破坏,考虑管-土和管-?#35088;?#38388;的相互作用,研究了埋地管道在轴向传递的地震波作用下的动力响应。
      
      对于地上输液管道系?#22330;?#32467;合管网的?#23548;?#35774;计和工作情况,选取两固定管架之间Z型自然补偿的管段作为研究对象,考虑管内流体与管道的耦联作用,分析其特性及其在地震荷载作用下的动力响应基金项目:黑龙江省自然科学基金资助项目(A9623)2运动方程2.1埋地输液管道运动方程埋地输液管道水平横向振动方程为3中为常数,T.为管壁纵向张力,P为流体内部单位面积压力,为流体截面面积;fc,cy?#30452;?#20026;单位长度管线周围土壤沿y轴方向的刚度和等效粘滞阻尼系数。
      
      利用自来水温绝热防冻法、利用供暖系统供、回水绝热伴暖防冻法、充填防冻液防冻法、绝热电热器件伴暖防冻法以及混合防冻方法。
      
      1.1利用自来水?#38470;?#34892;绝热防冻方案该方法主要用于给水管网的防冻。依?#26412;?#22320;区为例,目前?#26412;?#24066;自来水温度在12*C左右,故可利用自来水温加以绝热保温达到防冻目的。自来水以地下水和水库地表水为来源,依两种水混合?#22756;?#20351;自来水温在12~15*C之间。该方案优点可节省伴暖投资(相对于电伴暖方法),但在低温气候下该方案管内存水停留可能发生冻结,依据传热学原理提供的传热学原理,用计算机模拟计算,在环境温度为-10°C,―根DN150、温度为7(TC的回水管经伴暖同?#26412;?#30340;一根自来水管,1 m后该回水管的?#38470;到?*C左右,?#24471;?#37319;用本方案在热力理论上可行,但在管道的布置上对设计施工相当繁?#36873;?/div>
      
      1.3利用防冻液充填消防管(含喷洒管)的防冻方案防冻液在冻结点以上温度时流动性好,可以管道输送。该防冻方案免除?#21496;?#28909;保温和伴暖的初投资费及运行费,故投资小。但该方案存在的?#38469;?#38590;点为:①防冻?#27827;?#29983;活水管相连时,应保证无毒,另外不能具有助燃性和可燃性?#34382;?#21943;洒管头部的设计应考虑防冻?#27827;?#33258;来水的密度不同会对喷洒面积有影响。另外,需要解决在升温时吸纳防冻液的膨?#22303;俊?#38477;温时填补防冻液的收缩量,这在?#38469;?#19978;有些?#35759;取?/div>
      
      1.4绝热电热器件伴暖防冻方案该方案以加热电缆为主,产品商品化程度篼、柔灵活、安全可靠、施工快捷、经济并符合环保要求。
      
      方案对电热器件及相应配套设施要求较高,并且整个伴暖系统工作必须在线监测控制,在电伴暖意外失效的情况下,能够及时发现和抢修。该方案具有普遍的?#35270;?#24615;,能够满足不同管道的防冻要求。
      
      1.5混合防冻方案结合工程的?#23548;是?#20917;,将以上4种方案组合采用两种以上就构成了混合防冻方案。例如DN100以上管道采用自来水温绝热防冻方案,DN80以下管道采用电缆伴暖绝热保温防冻方案;消防管网的喷洒管采用了无保温防冻液防冻方案;而其它消防管道采用电缆伴暖绝热保温防冻方案。?#38469;?#32463;济性都会好。
      
      2各种方案的比较及选择表2给出了?#26412;?#22320;区某车辆段露天管网工程中各种管道的规格及长度,本文对以上4种方案在该工程的应用进行系统的比较分析。
      
      绝热电伴暧运行?#21387;?#31639;一览表管径管长/km单位运行功?#30465;?#36816;行功率/kW保温厚度/mm总?#30772;?#22343;5.62管道绝热电热伴暖运行费用估算:在环境温度7;为-5C,管道的外管壁温度7保持为5C,管道材料导?#35748;?#25968;;l1保温材料的导?#35748;?#25968;A2 =0.041W/(m.K),依据一维长圆柱散热计算公式,得到维?#30452;?#38754;温度在5*C时管道的散热损失,再乘上电价,即为电热伴暖所需费用。为保证应用安全,采用最大散热条件(保温层外部温度等于环境温度)计算散热量公式为万元电热伴暖年运行费=运行功率x年伴暖小时数x电费单价=?#24471;鰨?#20276;暖期125d,?#31449;?#28201;度<-5C的天数随气候各年不同,但一定少于125d,约1该工程大平台30万m2住宅采暖年运行费用为住宅建筑面积乘上热力公司的供暖销售价格,?#26412;?#22320;区为20元/m2,如果将电伴暖费用与住宅采暖费用相比,可以得到此值为:年电伴暖费用(26.1~34.9)万元年采暖费用600万兀而分摊到住户单位建筑面积的费用约为0.87~在绝热电伴暖方案中,各种材料的初投资费用确定如下:绝热保温管道外壁面温度取5C,为安全可靠,依据中国气象?#20540;?#26696;资料,?#26412;?#24066;区1951年1月一1999年3月最低温度取值为-25*C,玻璃纤维保温层导?#35748;?#25968;A=0.041W/(m*K)。对于消防水管内存水的温度全年将依季节作变化?#21512;?#23395;变暖,冬季变冷。这样在夏季不会发生结露现象。故按考虑初投资费用与长年运行费用的经济性计算来选择保温厚度。又以?#26412;?#24066;为例,因给水管中的自来水在使用中不停的流动,管壁温度也在12~15t:?#27573;?#20869;。因此还出现了夏季防结露的保温层厚度的选择问题。依设计手册表明,?#26412;?#24066;防结露管道保温层厚度,不分管径大小均采取30mm.电伴暖器件以DTIP-8型电缆为例,?#23548;?#36816;行环境温度为10t,初投资费用为:玻璃纤维瓦1433.01元/m3;缠玻璃丝布8.29元/m2;刷二道防火漆27.01元/m2(其他直接?#36873;?#31649;理?#36873;?#21033;润、税金、劳保统筹基金一概没计人),电缆功率8W/m,价格为32元/m,?#26412;?#30005;价0.393元/度,投资年限为5年,利率5%,依据提供的保温厚度计算方法得到保温经济厚度计算结果如表2中第5行所示。根据以上各种费用计算得到该方案初投资费用?#24067;?67. 38万元。
      
      对于喷洒管道的消防系统充填?#21494;?#37255;防冻液费用计算如表4所示。
      
      中国钢管信息港获悉当年:绝热电伴暖方案初投资费用一览表管道规格加热功率(设计值)/(W-m-1)保温厚度/mm投资费用/(元-nT1)。活水管消防水管长度/km费用/万元长度/km费用/万元表4充填防冻液费用表(不含充填施工费)管径总计长度/m填充量/m3另外,考虑防冻液膨胀和收缩面须吸纳和补充防冻液的装置费30万元。
      
      若对DN100以下的水管使用电伴暖方案,而大于DN100给水管仅靠自来水温绝热保温防冻的方案(须注意给水使用的当年住宅入住率),消防管道充填防冻液,所需费用如表5所示,分析得知:生活水管可节省初投资194.1万元,节省年运行费用48万元;消防水管可节省保温和运行费用55.08万元。因此该混合方案充分发挥?#21496;?#27982;性。
      
      通过对各种防冻方案的应用比较,可以发现,单一方案如绝热电伴暖方案、利用自来水?#38470;?#34892;绝热防冻方案和利用供暖系统供、回水绝热伴暖防冻方案、用于消防管道的防冻液方案,都有某种程度的不足和局限性;而混合方案综合了各种方案的特点,充分发挥?#21496;?#27982;性。
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