供熱管道電預熱電源

一、供熱管道電預熱電源產(chǎn)品介紹：
    我公司的保溫管無(wú)補償電預熱電源（城市集中供暖管道用無(wú)補償管道加熱電源）采用高頻PWM脈寬調制技術(shù)，進(jìn)口IGBT或MOSFET作為功率開(kāi)關(guān)器件，體積小、重量輕、功能全、性能穩定可靠，生產(chǎn)工藝嚴格完善。電壓適應范圍寬；功率因素高，轉換效率高，保護功能齊全，具有穩流限壓、穩壓限流、過(guò)流過(guò)壓及過(guò)熱等保護功能，具有工作狀態(tài)指示及保護封鎖指示，可附加計算機控制接口。輸出電壓電流數字指示，方便用戶(hù)使用，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，節能效果非常顯著(zhù)。電源采用強迫風(fēng)冷或內循環(huán)水冷，可滿(mǎn)負荷長(cháng)時(shí)間使用，整機性能穩定可靠?？扇我舛嗯_并聯(lián)使用。LED雙數碼管顯示輸出電壓、電流。使用簡(jiǎn)單直觀(guān)。電源整機體積小、重量輕、外觀(guān)精巧?？蔀镈N600-1600mm口徑的超長(cháng)管道800-2000米進(jìn)行快速預熱，加熱時(shí)間短6-20小時(shí)，大大縮短工程施工時(shí)間，節約發(fā)電機的油耗30%以上，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。
我公司提供給保溫行業(yè)預熱安裝的電源設備與傳統的可控硅電源相比功率因素和效率大大提高，一方面節約現場(chǎng)安裝發(fā)電機用油，另一方面使配套使用發(fā)電機容量也可大幅度下降，這樣就節約了發(fā)電機的租憑費用或使用成本，從而進(jìn)一步降低了預熱安裝的工程成本。
任何材料都有熱脹冷縮的特性，集中供暖主要用于北方城鎮，在管道不經(jīng)過(guò)加熱補償填埋時(shí)，管道的溫度跟地表溫度一致，而到冬天供暖管道溫度會(huì )急速升高（溫度大概130度），管道本身于暖氣的溫差會(huì )很大，這時(shí)管道就會(huì )有熱脹的效應，這樣的張力很容易會(huì )使管道或接口處漲裂開(kāi)，供暖系統很容易出現故障，另外維修起來(lái)很麻煩！
   這一行業(yè)之所以用我公司加熱電源系統也是抓住了管道熱脹冷縮的特性（這種技術(shù)早用于德國），在管道加熱時(shí)就對管道進(jìn)行加熱補償，使管道加熱到溫度差的中間點(diǎn)（一般是60-70度），然后在保溫狀態(tài)下填埋管道就會(huì )保持它現有的狀態(tài)，到冬天供暖時(shí)管道的張力不至于太大，大大降低了管道漲裂的故障率，延長(cháng)管道壽命，這樣也就間接減少了往后的維護成本！
從國外引進(jìn)的的設備適合國外小口徑管網(wǎng)的預熱安裝，在預熱國內大口徑管網(wǎng)時(shí)，預熱時(shí)間較長(cháng)，一次性預熱的管線(xiàn)長(cháng)度供回水加在一起通常不超過(guò)1000米。我公司采用高頻電子逆變的技術(shù)，使大口徑管網(wǎng)的預熱安裝采用超大功率的預熱設備成為可能。使一次性預熱的管溝長(cháng)度至少1000米（供回水2000米），冬季施工時(shí)預熱時(shí)間也能控制在20小時(shí)以?xún)?。采用該技術(shù)生產(chǎn)的電源產(chǎn)品，較傳統電源同容量體積減少2/3，重量減輕4/5，現場(chǎng)吊裝運輸更為方便。同時(shí)新型電源較傳統電源節省油耗20%以上。
 
二、供熱管道電預熱電源技術(shù)參數 
 

 
三、產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：
 
1.體積小，重量輕：
 
我公司生產(chǎn)的用于保溫管道無(wú)補償預應力安裝加熱電源采用電子逆變技術(shù)，體積小，重量輕。體積的小巧和輕便對于保溫管野外預應力安裝來(lái)說(shuō)非常便捷，設備運輸和挪動(dòng)比較容易。另外我公司產(chǎn)品具有防震功能，這樣也就減小了設備在運輸路途中因為顛簸對設備本身產(chǎn)生的危害。
管道加熱行業(yè)用的可控硅(包含功率補償柜)加熱電源的體積大將會(huì )為現場(chǎng)的施工帶來(lái)的不便。
由于我公司電源很多都是用的高精密的功率元器件，做出來(lái)的設備體積比較輕巧，只有同功能的可控硅電源體積1/3大小，體積的小巧對于本行業(yè)的施工特別有利，因為這種工程都是在野外施工，運輸是一個(gè)很大問(wèn)題，如果同樣是800KW可控硅式加熱電源的話(huà)它本身的變壓器體積是和功率成正比的，功率越大體積也就會(huì )越大，如果拉到野外施工或者是外地施工的話(huà)，在有些地方是限高限寬的，（例如：隧道，橋梁）。而我公司設備就不存在這個(gè)問(wèn)題，并且在施工現場(chǎng)搬運也很方便
 
2.性能穩定可靠：
 
電壓適應范圍寬,保護功能齊全，具有穩流限壓、穩壓限流、過(guò)流過(guò)壓及過(guò)熱等保護功能，具有工作狀態(tài)指示及保護封鎖指示，這樣大大提高了產(chǎn)品的可靠性。
3. 功率因素高： 
一臺電源功率因數的高低非常的重要,從表中可以看出,我公司的加熱電源功率因數可達到0.95.時(shí)接近1， 在電力系統中，用戶(hù)功率因數的變化直接影響系統有功和無(wú)功功率的比例變化。如果用戶(hù)的功率因數過(guò)低，就要求發(fā)電機多發(fā)無(wú)功功率，以達到功率平衡。而發(fā)電機多發(fā)無(wú)功功率時(shí)，則會(huì )影響它的有功功率的輸出， 這是很不經(jīng)濟的。因此，各供電部門(mén)對用戶(hù)負荷的功率因數都有一定的要求。此外，提高用戶(hù)的功率因數， 可以減少由于遠距離輸送無(wú)功功率而在線(xiàn)路中造成的功率損失。 因為線(xiàn)路損失不僅與輸送的有功功率有關(guān)， 還與輸送的無(wú)功功率有關(guān)。
 同樣的道理，由于我公司電源功率因數非常的高,這樣一來(lái)可以減少供電中的電壓損耗，使貴公司的受電電壓質(zhì)量得到改善和相應提高。因為電力系統向設備供電的電壓是隨著(zhù)線(xiàn)路所輸送的有功功率和無(wú)功功率變化而變化的。當線(xiàn)路輸送一定數量的有功功率時(shí)，如輸送的無(wú)功功率越多，線(xiàn)路的電壓損失越大，送至客戶(hù)端的電壓就越低。當用戶(hù)功率因數提高以后，它向電力系統吸取的無(wú)功功率減少， 因此電壓損失也要減小，從而改善了用戶(hù)的電壓質(zhì)量。提高用戶(hù)的功率因數，無(wú)論是整個(gè)電力系統（柴油發(fā)電機），還是對用電單位， 都是大有好處的。 
功率因數低的危害可總結為以下幾條:
（1）增加供電線(xiàn)路的損失，而為了減少損失則必須增大供電線(xiàn)路的導線(xiàn)截面，增加投資。
（2）增加了線(xiàn)路上的電壓損失，降低了電壓質(zhì)量
（3）降低發(fā)、供電設備的有效利用率
（4）增加企業(yè)的電費支出，加大生產(chǎn)成本
 
4.效率高：  效率＝有功功率/（有功功率+無(wú)功功率+電源自身?yè)p耗）
我公司電源有效功率可達到90％以上,而有效功率直接影響了電源的轉換效率,顯而易見(jiàn)效率高的話(huà)肯定能節能,像可控硅的加熱電源效率之所以低是因為它脫離不了很大的工頻變壓器,而它本身也有很大的耗能,而我們的電源脫離了工頻變壓器,使用了高頻的變壓器,體積比手掌還要小,它的電流密度非常高，這一點(diǎn)就本身的損耗就非常的小了。
   由此可總結: 電源效率和電源設計線(xiàn)路有密切的關(guān)系，高效率的電源可以提高電能的使用效率，在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發(fā)熱量。
 
注:
1.由于可控硅電源的整機效率比較低,因此機器本身發(fā)熱比較厲害,這樣對機器的使用壽命有所影響,對環(huán)境也有熱量污染。
2．由于可控硅電源內部有變壓器和電抗器，變壓器和電抗器本身都比較消耗能量。這個(gè)也是可控硅電源整機效率比較低的原因。
以上表格里的數據可以保證其真實(shí)性。
5. 另我公司電源設備利用特殊的工藝，對散熱做了特殊的裝置和處理，我公司設備散熱利用風(fēng)冷和內循環(huán)水冷的散熱方式，故散熱所用的水可重復利用，這樣野外施工散熱所用的水源問(wèn)題就解決，大大方便了使用方（因為很多情況下在野外施工很難找到水源的）。
6. 我公司電源輸入端范圍比較寬，特別對貴行業(yè)特殊的使用環(huán)境比較有利，因為發(fā)電機組輸出的電源變動(dòng)非常大，也就是說(shuō)電源環(huán)境比較差，一般的設備會(huì )因為此原因不能正常工作，而我公司設備排出了此類(lèi)不利因素！
 
四、拓展閱讀
預制直埋保溫管道無(wú)補償電預熱安裝
1 無(wú)補償電預熱安裝的應用領(lǐng)域及原理
   ① 應用領(lǐng)域
   無(wú)補償預熱安裝主要應用于城市熱網(wǎng)中運行溫度不超過(guò)140℃的熱水直埋保溫管道。由于無(wú)補償預熱安裝采用了提前釋放應力的技術(shù)，從而在很大程度上減少了固定支座與補償器的數量。這一方面降低了工程造價(jià)；另一方面由于補償器使用數量的減少，提高了熱網(wǎng)運行的可靠性，降低了熱網(wǎng)的運行維護費用。與傳統的無(wú)補償預熱安裝方式相比，電預熱安裝環(huán)保節能，施工便捷，工期短，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)，是目前上廣泛應用的*熱水直埋保溫管道安裝方式。
   ② 安裝原理
   當預制直埋保溫管道安裝一定長(cháng)度時(shí)(一般情況下不大于1000m)，將管道加熱到一定溫度，當管道恢復到安裝溫度時(shí)，管道預先承受了一定的拉應力。當管道投入工作時(shí)，隨著(zhù)溫度的升高，管道拉應力逐漸減小，當達到預熱溫度時(shí)，整段管道在此溫度下應力為零。繼續升溫，產(chǎn)生壓應力，并隨著(zhù)溫度的升高而逐漸增大，當溫度升至工作溫度時(shí)，管道的熱應力(壓應力)仍小于許用應力。這樣，管道便可以在不采用波紋管補償器的情況下正常工作[1～3]。
2 無(wú)補償電預熱對保溫管道的要求
    無(wú)補償電預熱安裝技術(shù)對保溫管及其接頭連接方式有著(zhù)嚴格的要求：硬質(zhì)聚氨酯泡沫與鋼管和高密度聚乙烯外套管之間應粘接牢固，保證三位一體，尤其是在運行過(guò)程中必須保持完整。因此在預制直埋保溫管道的制造過(guò)程中，對鋼管的外表面進(jìn)行拋丸處理，對高密度聚乙烯外套管內壁進(jìn)行高壓電暈處理，以保證三者之間有足夠的粘結性能。對接頭的連接方式，要求采用電熱熔套連接，同樣是為了保證管道的整體性。
3 相關(guān)參數的計算[4]
    ① 理論預熱溫度
理論預熱溫度的計算式為：
 
式中tm——理論預熱溫度，℃，即電預熱設備設置的加熱溫度
    t1——管道工作循環(huán)溫度，℃，通常指管道設計溫度
    t2——管道工作循環(huán)溫度，℃，對于供暖期運行的管道通常取10℃
   ② 預熱段熱伸長(cháng)量
   預熱段熱伸長(cháng)量的計算式為：
    △L=αlL(tm-ti)
式中△L——預熱段熱伸長(cháng)量，m
    αl——鋼材的平均線(xiàn)膨脹系數，K-1，參照GB 50316—2000《工業(yè)金屬管道設計規范》取值
    L——預熱段長(cháng)度(管溝長(cháng)度)，m
    ti——預熱段初始應力為零時(shí)的管道溫度，℃，即電預熱設備開(kāi)機時(shí)鋼管的溫度
4 無(wú)補償電預熱安裝工藝
    每個(gè)預熱段應是獨立的，且保證工作鋼管內無(wú)積水。若預熱段中存在分支，分支管道四周應該挖空，保證預熱段在預熱過(guò)程中能自由伸縮，挖空尺寸應大于1～2倍的熱伸長(cháng)量。對于某一確定的預熱段，用砂子回填管溝，高度要達到直管外徑的75%，而且夯實(shí)。在每個(gè)預熱段兩端的鋼管上焊接連接螺栓，用于連接電纜。把鋼管直接作為負載電阻進(jìn)行加熱，供水管與回水管之間除了預熱段首尾由電纜連接形成回路以外，不得在其他位置有任何跨接和連接。在預熱段兩端，設定熱伸長(cháng)量標線(xiàn)，若達到理論預熱溫度而熱伸長(cháng)量未達到，以5℃為步長(cháng)升高預熱溫度，不能超過(guò)80℃。達到熱伸長(cháng)量后，進(jìn)行回填、夯實(shí)。
    根據管道規格及施工時(shí)的環(huán)境溫度，選用不同容量的電加熱設備，鋼管上施加的電壓為無(wú)峰值直流安全電壓，可選擇恒流或恒壓控制。對于長(cháng)度為1000m的管溝，預熱時(shí)間可控制在20h以?xún)?，環(huán)境溫度越高，預熱時(shí)間越短。進(jìn)入保溫階段，電加熱設備的輸出電流根據設定溫度和實(shí)際反饋溫度自動(dòng)調節。保溫時(shí)間依據現場(chǎng)施工組織情況而定，一般前一預熱段回填時(shí)，下一預熱段就可開(kāi)始預熱了，兩者可以同步進(jìn)行。
5 施工方案
    應依據具體的地形和熱網(wǎng)結構，制定出有效的施工方案。一般長(cháng)度為1000m的管溝為1個(gè)標段，根據不同的熱網(wǎng)結構，選用不同容量的電預熱設備。一次預熱的管道長(cháng)度可長(cháng)可短，一般長(cháng)為1000m，短長(cháng)度依據管徑的不同而定。
    對于熱網(wǎng)中存在的變徑、彎頭、三通以及轉角，在施工方案設計時(shí)，要結合電加熱設備的功率，充分考慮其預熱的經(jīng)濟性，制定出合理的預熱施工方案。對于個(gè)別較短管道，也要通過(guò)工藝上的特殊處理，使其滿(mǎn)足預熱要求。
    為了充分利用夜間時(shí)間，采用倒排工期的方法計算預熱開(kāi)始時(shí)間，保證在預熱開(kāi)始后的次日7：00開(kāi)始回填、夯實(shí)。
6 注意事項
    若采用水壓試驗，試驗完畢后管道中的水必須排盡。預熱前管溝中的水必須排盡。預熱前除分段處，其他所有的保溫管接頭應處理完畢。預熱前要拆除預熱段所有其他短路連接。預熱回填，必須分層夯實(shí)。先人工夯實(shí)，再采用機械夯實(shí)。每個(gè)預熱段達到預熱溫度后，回填土自?xún)啥碎_(kāi)始向中間回填，保證整個(gè)預熱段回填土工作在16h內完成。
    預熱后，管道已存在應力，以后不可將管道切斷，所有閥門(mén)、三通等都應預先設計好，管道上也不可再開(kāi)較大的孔。檢查室在預熱后再砌筑，便于管道伸長(cháng)。若此后要在管道上另加分支，需根據熱網(wǎng)結構，重新設計預熱方案再次預熱相關(guān)管段或在新增三通處進(jìn)行補強處理。整個(gè)預熱段的敷設坡度不能超過(guò)1.5°。當遇到過(guò)路情況時(shí)，加套筒使管道自由穿過(guò)，保證在預熱過(guò)程中一個(gè)預熱段障礙不超過(guò)1處。
7 與熱風(fēng)、熱水預熱的比較
7.1 安裝效率
    熱風(fēng)預熱設備對施工現場(chǎng)有一定的要求，設備龐大，安裝環(huán)節多。熱風(fēng)預熱設備的拆卸、搬運和穩放安裝時(shí)間很難保證。在一切都非常順利的情況下，熱風(fēng)預熱設備從一個(gè)預熱段移到另一個(gè)預熱段，至少需要24h，而電預熱設備多只需要3h。
7.2 預熱效果
    電預熱利用電能對鋼管進(jìn)行加熱，鋼管中無(wú)需任何加熱介質(zhì)，因此管道預熱均勻，而且預熱時(shí)間短。電預熱設備的輸出電壓、電流可調，可更方便地滿(mǎn)足預熱工藝的要求，以獲得理想的預熱效果。電預熱設備的溫控系統有抗干擾功能，在實(shí)時(shí)顯示溫度的同時(shí)，還有紙記錄儀可打印數據。
    熱風(fēng)預熱的升溫速度很慢，大約是電預熱的20%。由于熱風(fēng)在管道回路中流動(dòng)時(shí)的熱損失非常大，因此管道的溫度不均勻。通常情況下，管道起始端和末端的溫差在20℃左右，影響管道熱伸長(cháng)的均勻性。
    由于熱水預熱必須在管道中注滿(mǎn)熱水，因此預熱溫度比較均勻，但由于水的重量導致管道與土壤之間的摩擦力增大。因此，管道的熱伸長(cháng)量很難達到設計要求，尤其是對大管徑管道預熱時(shí)，管道中容易出現錨固段，預熱效果不理想。
7.3 工藝效果
    ① 熱風(fēng)預熱管段溫度不均勻，熱風(fēng)進(jìn)口處溫度高，出口處溫度低，為保證熱伸長(cháng)量，往往要求進(jìn)口處溫度要高于預熱溫度。采用電預熱時(shí)，整個(gè)預熱段的受熱比較均勻。
    ② 熱風(fēng)預熱設備占用空間大，因此每個(gè)預熱段之間預留的空間大，這樣在預熱后，往往導致管端剩余空間仍大于一個(gè)補償器的長(cháng)度，需要再填入一短節保溫管，而這段管道是未經(jīng)過(guò)預熱的。而采用電預熱時(shí)，管端剩余空間小，在預熱結束后，剩余空間小于一個(gè)補償器的長(cháng)度，這時(shí)需要將管道切去一部分以便安裝補償器，這樣就保證了所有的管道都是經(jīng)過(guò)熱伸長(cháng)的。
8 結論
    熱水直埋保溫管道的無(wú)補償預熱安裝是一種安全可靠的安裝方式，而電預熱是預熱方式的創(chuàng )新，大功率的電預熱設備讓我們可以根據客戶(hù)需求，結合實(shí)際熱網(wǎng)結構，進(jìn)行化的預熱段劃分，從而大限度地減少補償器的數量，縮短工期，降低工程造價(jià)。電預熱還具有預熱時(shí)間短、預熱均勻、操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現等優(yōu)點(diǎn)，提高了熱網(wǎng)運行的穩定性以及使用壽命，推動(dòng)了熱水直埋保溫管道安裝技術(shù)的發(fā)展。

 
電預熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區供熱工程管道安裝中的應用問(wèn)題
本文理論與實(shí)踐相結合，通過(guò)電預熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區供熱工程中的應用，分析了電預熱技術(shù)的基本原理、電預熱技術(shù)及電預熱設備在直埋管道安裝過(guò)程中的應用情況以及注意事項。印證了電預熱無(wú)補償（或少補償）直埋技術(shù)對大管徑管道的可行性和適用性。   
    一、前言
    對于大管徑管道直埋敷設，通常采用兩種方式：有補償安裝和預應力安裝。根據現場(chǎng)條件的不同，預應力安裝方式又可分為敞槽預熱方式和覆土預熱方式。由于敞槽預熱方式比覆土預熱方式能更快達到預應力效果，通常在現場(chǎng)條件允許的情況下，敞槽預熱方式。
    采用敞槽預熱方式的前提是要具備穩定的臨時(shí)熱源，敞槽預熱的熱源主要為四種，分別為熱水、熱風(fēng)、蒸汽及電預熱。電預熱與前三種預熱技術(shù)相比較對加熱設備的要求更小，更易實(shí)施，具有如下明顯的技術(shù)優(yōu)勢：
    1.要求簡(jiǎn)單，不需要在管道中安裝閥門(mén)和固定支架；
    2.熱消耗量小，預熱均勻；
    3.電預熱設備體積小、易操作、無(wú)震動(dòng)、無(wú)噪音，自動(dòng)監控；
    4.適用范圍廣，只要鋼管為介質(zhì)輸送管，都可以實(shí)現；
    5.低電壓可以保證施工安全。    
    二、電預熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區供熱工程中的應用
    燕郊開(kāi)發(fā)區海油大街熱力管線(xiàn)管徑為DN800，供、回水溫度為140℃/90℃，設計壓力為1.6MPa。海油大街熱力管線(xiàn)于2008投入使用，根據現場(chǎng)實(shí)際情況及工程進(jìn)度，并考慮到甲方的資金狀況，管線(xiàn)的敷設方式為預應力直埋敷設，工程采用了電預熱方式。通過(guò)電預熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區供熱工程中的應用，積累了一些實(shí)踐經(jīng)驗供大家參考。
    1、預熱準備工作
    a.管道預熱應在直埋管道安裝完畢后進(jìn)行，若管道已作水壓試驗，應確保將管道中的水排放完，避免在預熱過(guò)程中出現危險；
    b.預熱前先對溝槽進(jìn)行回填，回填高度不高于管道外徑的3/4，這是為了保證管道在預熱過(guò)程中始終保持同心；
    c.在預熱管段的兩側分別設標尺，并派專(zhuān)人記錄管道的伸長(cháng)量，伸長(cháng)量應等于兩側伸長(cháng)量的總和；
    d.將預熱管段兩端用端帽密封，防止氣體流通；
    e.檢查預熱設備及電纜是否正確連接，管道上有無(wú)短路連接，如果存在短路連接點(diǎn)，應在預熱之前及時(shí)切斷或調整預熱管段，避開(kāi)短路點(diǎn)。
    2、預熱溫度
    鑒于管道預熱前，已對溝槽進(jìn)行了部分回填，管道須克服土壤的摩擦力，且高溫時(shí)管道的屈服應力下降，預熱溫度應該略高于循環(huán)中間溫度。附加溫度的推薦值為0～8℃，即
    tdp=tm＋（0～8）（公式1）
    tm=0.5×（t1＋t2）（公式2）
    式中：tdp—計算預熱溫度（℃）；
    tm—循環(huán)中間溫度（℃）；
    t1—管道工作循環(huán)溫度（℃）；
    t2—管道工作循環(huán)溫度（℃）。
    以燕郊開(kāi)發(fā)區海油大街熱力管線(xiàn)為例，其循環(huán)溫度為140℃，管道僅在供暖季工作時(shí)循環(huán)溫度為10℃，計算預熱溫度為80℃合適。
    3、預熱段的劃分
    合理確定預熱段的長(cháng)度。既能夠保證施工進(jìn)度、降低施工難度，同時(shí)還節省了施工費用。以燕郊開(kāi)發(fā)區海油大街熱力管線(xiàn)為例，該段管線(xiàn)總長(cháng)度約為3.5km，全線(xiàn)共設3座檢查室，檢查室內設分支、固定支架及補償器（見(jiàn)圖1）。結合工程的施工難度及工程的總體時(shí)間安排，后確定兩檢查室之間管線(xiàn)分為兩個(gè)預熱段，工程共設六個(gè)預熱段，預熱段長(cháng)度在500~800米之間（預熱段編號見(jiàn)圖1）。
    4、升溫速度及預熱時(shí)間
    燕郊開(kāi)發(fā)區海油大街熱力管線(xiàn)沿道路敷設，熱力管線(xiàn)在遇到障礙時(shí)采用了連續小折角處理方式避開(kāi)障礙，折角不大于2度。這種情況預熱時(shí)往往因為管道膨脹不均勻，造成夾角處局部應力過(guò)大。為使管道得到充分膨脹，應嚴格控制升溫速度。升溫速度為4℃/小時(shí)，并在溫度升至計算預熱溫度時(shí)恒溫6小時(shí)?？v觀(guān)整個(gè)預熱過(guò)程，管道的溫度基本按照設定的溫升速度直線(xiàn)均勻上升，管道的加熱速度均勻平穩，沒(méi)有大的起伏。預熱時(shí)間需要20至30小時(shí)。
    5、預熱伸長(cháng)量
    ΔL=α（tm－t0）L（公式3）
    式中：ΔL——預熱段管道伸長(cháng)量（m）；
    t0——預熱段管道初始位移為零時(shí)管道溫度（℃），一般可取預熱前環(huán)境溫度；
    L——預熱段管道長(cháng)度。
    上式為預熱段管道理論伸長(cháng)量計算公式，在管道預熱過(guò)程中，管道中間沒(méi)有固定點(diǎn)，管道向兩側伸長(cháng)。經(jīng)觀(guān)察發(fā)現管道的膨脹并不是連續穩定的。在預熱開(kāi)始階段，管道的熱伸長(cháng)速度很慢，伸長(cháng)量并沒(méi)有太大變化（見(jiàn)表1）。但當溫度繼續升高后，管道的膨脹量基本按照直線(xiàn)勻速上升（見(jiàn)圖2）。這說(shuō)明管道的預熱是基本均勻的，不存在沒(méi)有預熱的管段。同時(shí)也印證了保持合理的升溫速度是非常有必要的。
    預熱時(shí)確定管道預熱處理的標準應為預熱伸長(cháng)量，當管段的伸長(cháng)量達到計算預熱伸長(cháng)量時(shí)，應立即回填。預熱溫度可以作為預熱升溫時(shí)的一個(gè)參考值。若附加溫度已達到推薦的大值，而伸長(cháng)量尚未達到計算值，則須認真分析原因，不要盲目升溫，采取恒溫讓管道充分膨脹或外力拉伸等辦法，以達到計算伸長(cháng)量。
    6、預熱段之間的處理方法
    如何處理好預熱段之間的銜接是影響管道預熱效果的重要因素，兩個(gè)預熱段之間的管端因降溫會(huì )引起管端回縮。遂采用設置一次性補償器的方式來(lái)補償回縮量。具體步驟如圖3所示。
    一次性補償器焊死后將成為管道系統的一部分，整個(gè)預熱管道系統后將形成一個(gè)*與土壤隔絕的封閉系統。
但這樣做勢必增加了工程費用，且一次性補償器需長(cháng)時(shí)間敞槽，會(huì )對交通造成一定的影響，故還須合理劃分預熱段，盡量減小管端收縮量和一次性補償器的數量。以海油大街熱力管線(xiàn)工程為例，兩檢查室之間分為兩個(gè)預熱段，可在供水管上安裝三個(gè)一次性補償器，一次性補償器安裝位置如圖1所示。一次性補償器補償量的選擇應根據管道冷卻后的收縮量確定，經(jīng)觀(guān)察海油大街熱力管線(xiàn)工程每個(gè)預熱段的收縮量在160mm至200mm之間，一次性補償器的補償量選定為240mm。
    7、管道回填
    當管道達到預熱伸長(cháng)量以后，應立即開(kāi)始管溝回填?；靥畹捻樞驗橛深A熱管段的兩端向中間回填?；靥钔林胁坏煤兴榇u、石塊大于100mm的凍土塊及其他雜物。
    8、管道預熱后對管道的影響
    直埋管道預熱后，即使在冷態(tài)時(shí)，管道中也分布著(zhù)應力。在管道上開(kāi)分支時(shí)，應注意保護干管的預應力狀態(tài)，增加臨時(shí)措施。    
    三、結論
    燕郊開(kāi)發(fā)區海油大街熱力管線(xiàn)已安全運行了4個(gè)采暖季，證明電預熱技術(shù)應用于大管徑管道直埋敷設是安全可靠的。采用預熱安裝技術(shù)比冷安裝有補償敷設方式減少了約7座補償器檢查室，不僅節省了投資，而且減少了管網(wǎng)的維修工作量，降低了勞動(dòng)成本。對于地下水位較高、土壤具有一定腐蝕性，含氯離子較高的地區，特別適用該技術(shù)。
供熱管網(wǎng)無(wú)補償直埋安裝電預熱介紹
保溫管無(wú)補償直埋電預熱安裝，我們的優(yōu)勢在于預熱時(shí)間短，一次可預熱的管溝長(cháng)度可達1000米（DN1200管線(xiàn)供回水各1000米長(cháng)），進(jìn)一步減少了一次性補償器的數量。一個(gè)預熱段無(wú)論長(cháng)短多少，它的自由段長(cháng)度是一定的，如果一次性預熱長(cháng)度越長(cháng)，自由段長(cháng)度所占預熱段長(cháng)度比例就越小，自由段收縮量所占的比例就越小，管線(xiàn)所要克服的平均應力就越小。所以在一定范圍內，一次性預熱的管溝長(cháng)度越長(cháng)就越好。我公司對于DN1200mm以上規格的管材冬季施工時(shí)，預熱時(shí)間也能控制在16小時(shí)以?xún)?，是同行業(yè)預熱時(shí)間短的廠(chǎng)家,工程業(yè)績(jì)遍布新疆、內蒙、山西、山東、河南、河北等多個(gè)省市,現已具備DN1400管線(xiàn)預熱能力。
 
 
 供熱管網(wǎng)無(wú)補償直埋安裝電預熱介紹
一、無(wú)補償電預熱安裝技術(shù)的應用領(lǐng)域
 
      無(wú)補償預熱安裝現主要應用于城市熱力管網(wǎng)中運行溫度不超過(guò)140攝氏度的高溫熱水管道。因為無(wú)補償預熱安裝采用了提前釋放應力的技術(shù)，從而在很大程度上減少了固定墩和補償器的數量，一方面降低了工程的施工安裝費用，另一方面由于補償器使用數量的減少，提高了管網(wǎng)運行的可靠性，從而又降低了管網(wǎng)的運行維護費用。與傳統的無(wú)補償預熱安裝方式相比，電預熱安裝環(huán)保節能，施工便捷，工期短，從而進(jìn)一步降低了工程投資費用，是目前上廣泛使用的*保溫管無(wú)補償預應力安裝方式。
 
二、工藝概述
 
      把鋼管管線(xiàn)直接作為負載電阻進(jìn)行管道加熱，設備安裝簡(jiǎn)單方便。加熱段供回水管線(xiàn)末端用電纜線(xiàn)短接，始端分別接電源兩端（無(wú)正負極順序要求）。根據管材規格的大小及施工時(shí)的環(huán)境溫度，選用不同容量的電加熱設備。2000米管線(xiàn)（1000米管溝）加熱時(shí)間都控制在20小時(shí)以?xún)?，當然環(huán)境溫度越高時(shí)，預熱時(shí)間越短。保溫時(shí)間依據現場(chǎng)施工組織情況，一般上一預熱段管線(xiàn)回填時(shí)，下一段管線(xiàn)就可開(kāi)始預熱了，兩者可以同步進(jìn)行。這種方法施工簡(jiǎn)便，因取消了固定支架，用一次性補償器代替了常規的波紋補償器，大大降低了管線(xiàn)的成本，并提高了管網(wǎng)運行的可靠性。
 
三、施工方案的設計原則
 
       施工方案應依據具體的地形結構和管網(wǎng)結構體的分布情況來(lái)制定，這樣才可制定出有效的施工方案。一般1000米管溝長(cháng)度為1個(gè)標段，我們根據不同的管網(wǎng)結構，選用不同容量的電預熱設備，一次預熱的管線(xiàn)長(cháng)度可長(cháng)可短。一般長(cháng)1000米管溝，短300米管溝。
 
    對于管網(wǎng)中存在的變徑、彎頭、三通以及折角，我們在做方案設計時(shí)，要結合電預熱設備的特點(diǎn)，充分考慮其預熱的經(jīng)濟性，制定出合理的方案來(lái)。對于管網(wǎng)設計的一些問(wèn)題要提前與設計者溝通。要充分考慮附錄二中的種種因素。對于個(gè)別短管線(xiàn)，我們也要通過(guò)工藝上的特殊處理，使其滿(mǎn)足預熱要求。為了充分利用夜間時(shí)間，采用倒排工期的方法計算預熱開(kāi)始時(shí)間，保證在預熱第二天早7點(diǎn)開(kāi)始回填、夯實(shí)。
 
四、 注意事項
 
       預熱后，管線(xiàn)已存在應力，以后不可將管線(xiàn)切斷，所有閥門(mén)、三通等都應預先設計好，管線(xiàn)上也不可再開(kāi)大的開(kāi)孔。井室在預熱后再砌筑，以便于管線(xiàn)伸長(cháng)。若以后要在管線(xiàn)上另加分支，需根據管網(wǎng)結構，重新設計預熱方案再次預熱相關(guān)管線(xiàn)或新增加的三通處作補強處理。三通處的溝槽寬度應適當加寬，以適應預熱管線(xiàn)處三通的自由移動(dòng)。
 
五、電預熱設備的優(yōu)點(diǎn)
 
1、大功率小體積，安裝方便，操作簡(jiǎn)單。
 
2、單臺設備即可對較大口徑的管材進(jìn)行預熱
 
3、可多臺設備同時(shí)使用，進(jìn)一步縮短預熱時(shí)間
 
4、設備投入運行后，自動(dòng)監控，無(wú)異常不需人工干擾
 
5、多重保護功能，可自動(dòng)切斷電源，保證施工人員及設備的安全
 
6、可動(dòng)態(tài)顯示管線(xiàn)溫度變化曲線(xiàn)，同時(shí)具有打印功能，為監控施工質(zhì)量提供依據
 
7、保溫階段設備自動(dòng)動(dòng)態(tài)控制，以保證整個(gè)回填土階段管線(xiàn)伸長(cháng)量的穩定，確保工程質(zhì)量
 
 
六、電預熱的技術(shù)優(yōu)勢
 
      我廠(chǎng)結合我國熱力管網(wǎng)的實(shí)際結構，該設備采用了的電子技術(shù)，自動(dòng)化控制程度高，組合模塊少，可靠性強，同時(shí)實(shí)現了大功率小體積的化，為現場(chǎng)施工的便利提供了前提。從國外直接引進(jìn)的適用于小管網(wǎng)預熱的設備應用于國內大口徑管網(wǎng)預熱時(shí)，預熱時(shí)間偏長(cháng)，設備組合使用的數量多，一次性預熱的長(cháng)度也受到一定的限制。 
 
      超大功率的電預熱裝備讓我們可以根據客戶(hù)需求，結合實(shí)際管網(wǎng)布局，柔性地進(jìn)行化的預熱分段，從而大限度地降低補償器的數量，縮短工期，減少工程費用，現在我廠(chǎng)有多臺超大功率電預熱設備，可滿(mǎn)足用戶(hù)需求。