一、產(chǎn)品介紹：
我公司的保溫管無補償電預(yù)熱電源（
城市集中供暖管道用無補償管道加熱電源）采用高頻PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，進(jìn)口IGBT或MOSFET作為功率開關(guān)器件，體積小、重量輕、功能全、性能穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)工藝嚴(yán)格完善。電壓適應(yīng)范圍寬；功率因素高，轉(zhuǎn)換效率高，保護(hù)功能齊全，具有穩(wěn)流限壓、穩(wěn)壓限流、過流過壓及過熱等保護(hù)功能，具有工作狀態(tài)指示及保護(hù)封鎖指示，可附加計算機控制接口。輸出電壓電流數(shù)字指示，極大方便用戶使用，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能效果非常顯著。電源采用強迫風(fēng)冷或內(nèi)循環(huán)水冷，可滿負(fù)荷長時間使用，整機性能穩(wěn)定可靠。可任意多臺并聯(lián)使用。LED雙數(shù)碼管顯示輸出電壓、電流。使用簡單直觀。電源整機體積小、重量輕、外觀精巧�？蔀镈N600-1600mm口徑的超長管道800-2000米進(jìn)行快速預(yù)熱，加熱時間短6-20小時，大大縮短工程施工時間，節(jié)約發(fā)電機的油耗30%以上，經(jīng)濟效益顯著。
我公司提供給保溫行業(yè)預(yù)熱安裝的電源設(shè)備與傳統(tǒng)的可控硅電源相比功率因素和效率大大提高，一方面節(jié)約現(xiàn)場安裝發(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(jié)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(yù)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(zhèn)，在管道不經(jīng)過加熱補償填埋時，管道的溫度跟地表溫度一致，而到冬天供暖管道溫度會急速升高（溫度大概130度），管道本身于暖氣的溫差會很大，這時管道就會有熱脹的效應(yīng)，這樣的張力很容易會使管道或接口處漲裂開，供暖系統(tǒng)很容易出現(xiàn)故障，另外維修起來很麻煩！
這一行業(yè)之所以用我公司加熱電源系統(tǒng)也是抓住了管道熱脹冷縮的特性（這種技術(shù)最早用于德國），在管道加熱時就對管道進(jìn)行加熱補償，使管道加熱到溫度差的中間點（一般是60-70度），然后在保溫狀態(tài)下填埋管道就會保持它現(xiàn)有的狀態(tài)，到冬天供暖時管道的張力不至于太大，大大降低了管道漲裂的故障率，延長管道壽命，這樣也就間接減少了往后的維護(hù)成本！
從國外引進(jìn)的的設(shè)備適合國外小口徑管網(wǎng)的預(yù)熱安裝，在預(yù)熱國內(nèi)大口徑管網(wǎng)時，預(yù)熱時間較長，一次性預(yù)熱的管線長度供回水加在一起通常不超過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(yù)熱安裝采用超大功率的預(yù)熱設(shè)備成為可能。使一次性預(yù)熱的管溝長度至少1000米（供回水2000米），冬季施工時預(yù)熱時間也能控制在20小時以內(nèi)。采用該技術(shù)生產(chǎn)的電源產(chǎn)品，較傳統(tǒng)電源同容量體積減少2/3，重量減輕4/5，現(xiàn)場吊裝運輸更為方便。同時新型電源較傳統(tǒng)電源節(jié)省油耗20%以上。
二、技術(shù)參數(shù)
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品名 |
節(jié)能型保溫管無補償電預(yù)熱電源 |
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型號 |
NHWYH系列 |
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輸入 |
相數(shù) |
三相 |
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電壓 |
380V±15% |
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頻率 |
50Hz |
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輸入方式 |
4線（含地線） |
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輸出 |
波形 |
直線 |
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功率 |
200KW-1000KW |
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電壓 |
0-80V內(nèi)可選 |
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穩(wěn)定度 |
≤1% |
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電流 |
0—30000A可內(nèi)選 |
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穩(wěn)定度 |
≤1% |
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紋波及雜訊 |
≤5%或≤3% |
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效率 |
≥90% |
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控制 |
功率 |
可選擇 |
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電壓 |
恒壓控制，可本地控制也可通過0-10V或4-20mA |
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電流 |
可選擇 |
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保護(hù) |
具備缺相、過熱、限壓、恒功率、過壓、過流、短路、超載等保護(hù)功能 |
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溫度控制 |
帶有溫度檢測系統(tǒng)，根據(jù)溫度變化來控制電源的輸出及設(shè)定加熱時間。 |
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顯示 |
LED數(shù)碼管或觸摸屏液晶顯示 |
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結(jié)構(gòu)形式 |
外殼采用鍍鋅鋼板，適合戶外（防雨、防曬）作業(yè)。
集裝箱式結(jié)構(gòu)，頂部裝有吊環(huán)，便于運輸裝卸。 |
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冷卻 |
內(nèi)循環(huán)水冷或者外循環(huán)水冷 |
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外型 |
外殼 |
箱式或柜式 |
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尺寸(W*D*H) |
視功率而定 |
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重量 |
視功率而定 |
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備注 |
可控制加熱時間控制、加熱電壓控制、加熱電流。可加裝管道溫度顯示功能，進(jìn)行實時監(jiān)控 |
三、產(chǎn)品優(yōu)點：
1.體積小，重量輕：
我公司生產(chǎn)的用于保溫管道無補償預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力安裝來說非常便捷，設(shè)備運輸和挪動比較容易。另外我公司產(chǎn)品具有防震功能，這樣也就減小了設(shè)備在運輸路途中因為顛簸對設(shè)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為現(xiàn)場的施工帶來極大的不便。
由于我公司電源很多都是用的高精密的功率元器件，做出來的設(shè)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，運輸是一個很大問題，如果同樣是800KW可控硅式加熱電源的話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越大，如果拉到野外施工或者是外地施工的話，在有些地方是限高限寬的，（例如：隧道，橋梁）。而我公司設(shè)備就不存在這個問題，并且在施工現(xiàn)場搬運也很方便
2.性能穩(wěn)定可靠：
電壓適應(yīng)范圍寬,保護(hù)功能齊全，具有穩(wěn)流限壓、穩(wěn)壓限流、過流過壓及過熱等保護(hù)功能，具有工作狀態(tài)指示及保護(hù)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(shù)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(shù)可達(dá)到0.95.最高時接近1， 在電力系統(tǒng)中，用戶功率因數(shù)的變化直接影響系統(tǒng)有功和無功功率的比例變化。如果用戶的功率因數(shù)過低，就要求發(fā)電機多發(fā)無功功率，以達(dá)到功率平衡。而發(fā)電機多發(fā)無功功率時，則會影響它的有功功率的輸出， 這是很不經(jīng)濟的。因此，各供電部門對用戶負(fù)荷的功率因數(shù)都有一定的要求。此外，提高用戶的功率因數(shù)， 可以減少由于遠(yuǎn)距離輸送無功功率而在線路中造成的功率損失。 因為線路損失不僅與輸送的有功功率有關(guān)， 還與輸送的無功功率有關(guān)。
同樣的道理，由于我公司電源功率因數(shù)非常的高,這樣一來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(yīng)提高。因為電力系統(tǒng)向設(shè)備供電的電壓是隨著線路所輸送的有功功率和無功功率變化而變化的。當(dāng)線路輸送一定數(shù)量的有功功率時，如輸送的無功功率越多，線路的電壓損失越大，送至客戶端的電壓就越低。當(dāng)用戶功率因數(shù)提高以后，它向電力系統(tǒng)吸取的無功功率減少， 因此電壓損失也要減小，從而改善了用戶的電壓質(zhì)量。提高用戶的功率因數(shù)，無論是整個電力系統(tǒng)（柴油發(fā)電機），還是對用電單位， 都是大有好處的。
功率因數(shù)低的危害可總結(jié)為以下幾條:
（1）增加供電線路的損失，而為了減少損失則必須增大供電線路的導(dǎo)線截面，增加投資。
（2）增加了線路上的電壓損失，降低了電壓質(zhì)量
（3）降低發(fā)、供電設(shè)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+無功功率+電源自身損耗）
我公司電源有效功率可達(dá)到90％以上,而有效功率直接影響了電源的轉(zhuǎn)換效率,顯而易見效率高的話肯定能節(jié)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，這一點就本身的損耗就非常的小了。
由此可總結(jié): 電源效率和電源設(shè)計線路有密切的關(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(nèi)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。這個也是可控硅電源整機效率比較低的原因。
以上表格里的數(shù)據(jù)可以保證其真實性。
5. 另我公司電源設(shè)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(shè)備散熱利用風(fēng)冷和內(nèi)循環(huán)水冷的散熱方式，故散熱所用的水可重復(fù)利用，這樣野外施工散熱所用的水源問題就解決，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非常大，也就是說電源環(huán)境比較差，一般的設(shè)備會因為此原因不能正常工作，而我公司設(shè)備排出了此類不利因素！
四、拓展閱讀
預(yù)制直埋保溫管道無補償電預(yù)熱安裝
1 無補償電預(yù)熱安裝的應(yīng)用領(lǐng)域及原理
① 應(yīng)用領(lǐng)域
無補償預(yù)熱安裝主要應(yīng)用于城市熱網(wǎng)中最高運行溫度不超過140℃的熱水直埋保溫管道。由于無補償預(yù)熱安裝采用了提前釋放應(yīng)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(shù)量。這一方面降低了工程造價；另一方面由于補償器使用數(shù)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(hù)費用。與傳統(tǒng)的無補償預(yù)熱安裝方式相比，電預(yù)熱安裝環(huán)保節(jié)能，施工便捷，工期短，進(jìn)一步降低了工程造價，是目前國際上廣泛應(yīng)用的先進(jìn)的熱水直埋保溫管道安裝方式。
② 安裝原理
當(dāng)預(yù)制直埋保溫管道安裝一定長度時(一般情況下不大于1000m)，將管道加熱到一定溫度，當(dāng)管道恢復(fù)到安裝溫度時，管道預(yù)先承受了一定的拉應(yīng)力。當(dāng)管道投入工作時，隨著溫度的升高，管道拉應(yīng)力逐漸減小，當(dāng)達(dá)到預(yù)熱溫度時，整段管道在此溫度下應(yīng)力為零。繼續(xù)升溫，產(chǎn)生壓應(yīng)力，并隨著溫度的升高而逐漸增大，當(dāng)溫度升至工作溫度時，管道的熱應(yīng)力(壓應(yīng)力)仍小于許用應(yīng)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 無補償電預(yù)熱對保溫管道的要求
無補償電預(yù)熱安裝技術(shù)對保溫管及其接頭連接方式有著嚴(yán)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(yīng)粘接牢固，保證三位一體，尤其是在運行過程中必須保持完整。因此在預(yù)制直埋保溫管道的制造過程中，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(nèi)壁進(jìn)行高壓電暈處理，以保證三者之間有足夠的粘結(jié)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(shù)的計算[4]
① 理論預(yù)熱溫度
理論預(yù)熱溫度的計算式為：
式中tm——理論預(yù)熱溫度，℃，即電預(yù)熱設(shè)備設(shè)置的加熱溫度
t1——管道工作循環(huán)最高溫度，℃，通常指管道最高設(shè)計溫度
t2——管道工作循環(huán)最低溫度，℃，對于供暖期運行的管道通常取10℃
② 預(yù)熱段熱伸長量
預(yù)熱段熱伸長量的計算式為：
△L=αlL(tm-ti)
式中△L——預(yù)熱段熱伸長量，m
αl——鋼材的平均線膨脹系數(shù)，K-1，參照GB 50316—2000《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》取值
L——預(yù)熱段長度(管溝長度)，m
ti——預(yù)熱段初始應(yīng)力為零時的管道溫度，℃，即電預(yù)熱設(shè)備開機時鋼管的溫度
4 無補償電預(yù)熱安裝工藝
每個預(yù)熱段應(yīng)是獨立的，且保證工作鋼管內(nèi)無積水。若預(yù)熱段中存在分支，分支管道四周應(yīng)該挖空，保證預(yù)熱段在預(yù)熱過程中能自由伸縮，挖空尺寸應(yīng)大于1～2倍的熱伸長量。對于某一確定的預(yù)熱段，用砂子回填管溝，高度要達(dá)到直管外徑的75%，而且夯實。在每個預(yù)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(fù)載電阻進(jìn)行加熱，供水管與回水管之間除了預(yù)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(yù)熱段兩端，設(shè)定熱伸長量標(biāo)線，若達(dá)到理論預(yù)熱溫度而熱伸長量未達(dá)到，以5℃為步長升高預(yù)熱溫度，最高不能超過80℃。達(dá)到熱伸長量后，進(jìn)行回填、夯實。
根據(jù)管道規(guī)格及施工時的環(huán)境溫度，選用不同容量的電加熱設(shè)備，鋼管上施加的電壓為無峰值直流安全電壓，可選擇恒流或恒壓控制。對于長度為1000m的管溝，預(yù)熱時間可控制在20h以內(nèi)，環(huán)境溫度越高，預(yù)熱時間越短。進(jìn)入保溫階段，電加熱設(shè)備的輸出電流根據(jù)設(shè)定溫度和實際反饋溫度自動調(diào)節(jié)。保溫時間依據(jù)現(xiàn)場施工組織情況而定，一般前一預(yù)熱段回填時，下一預(yù)熱段就可開始預(yù)熱了，兩者可以同步進(jìn)行。
5 施工方案
應(yīng)依據(jù)具體的地形和熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，制定出最經(jīng)濟有效的施工方案。一般長度為1000m的管溝為1個標(biāo)段，根據(jù)不同的熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，選用不同容量的電預(yù)熱設(shè)備。一次預(yù)熱的管道長度可長可短，一般最長為1000m，最短長度依據(jù)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(zhuǎn)角，在施工方案設(shè)計時，要結(jié)合電加熱設(shè)備的功率，充分考慮其預(yù)熱的經(jīng)濟性，制定出合理的預(yù)熱施工方案。對于個別較短管道，也要通過工藝上的特殊處理，使其滿足預(yù)熱要求。
為了充分利用夜間時間，采用倒排工期的方法計算預(yù)熱開始時間，保證在預(yù)熱開始后的次日7：00開始回填、夯實。
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(yù)熱前管溝中的水必須排盡。預(yù)熱前除分段處，其他所有的保溫管接頭應(yīng)處理完畢。預(yù)熱前要拆除預(yù)熱段所有其他短路連接。預(yù)熱回填，必須分層夯實。先人工夯實，再采用機械夯實。每個預(yù)熱段達(dá)到預(yù)熱溫度后，回填土自兩端開始向中間回填，保證整個預(yù)熱段回填土工作在16h內(nèi)完成。
預(yù)熱后，管道已存在應(yīng)力，以后不可將管道切斷，所有閥門、三通等都應(yīng)預(yù)先設(shè)計好，管道上也不可再開較大的孔。檢查室在預(yù)熱后再砌筑，便于管道伸長。若此后要在管道上另加分支，需根據(jù)熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計預(yù)熱方案再次預(yù)熱相關(guān)管段或在新增三通處進(jìn)行補強處理。整個預(yù)熱段的敷設(shè)坡度不能超過1.5°。當(dāng)遇到過路情況時，加套筒使管道自由穿過，保證在預(yù)熱過程中一個預(yù)熱段障礙不超過1處。
7 與熱風(fēng)、熱水預(yù)熱的比較
7.1 安裝效率
熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備對施工現(xiàn)場有一定的要求，設(shè)備龐大，安裝環(huán)節(jié)多。熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備的拆卸、搬運和穩(wěn)放安裝時間很難保證。在一切都非常順利的情況下，熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備從一個預(yù)熱段移到另一個預(yù)熱段，至少需要24h，而電預(yù)熱設(shè)備最多只需要3h。
7.2 預(yù)熱效果
電預(yù)熱利用電能對鋼管進(jìn)行加熱，鋼管中無需任何加熱介質(zhì)，因此管道預(yù)熱均勻，而且預(yù)熱時間短。電預(yù)熱設(shè)備的輸出電壓、電流可調(diào)，可更方便地滿足預(yù)熱工藝的要求，以獲得理想的預(yù)熱效果。電預(yù)熱設(shè)備的溫控系統(tǒng)有抗干擾功能，在實時顯示溫度的同時，還有紙記錄儀可打印數(shù)據(jù)。
熱風(fēng)預(yù)熱的升溫速度很慢，大約是電預(yù)熱的20%。由于熱風(fēng)在管道回路中流動時的熱損失非常大，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，影響管道熱伸長的均勻性。
由于熱水預(yù)熱必須在管道中注滿熱水，因此預(yù)熱溫度比較均勻，但由于水的重量導(dǎo)致管道與土壤之間的摩擦力增大。因此，管道的熱伸長量很難達(dá)到設(shè)計要求，尤其是對大管徑管道預(yù)熱時，管道中容易出現(xiàn)錨固段，預(yù)熱效果不理想。
7.3 工藝效果
① 熱風(fēng)預(yù)熱管段溫度不均勻，熱風(fēng)進(jìn)口處溫度高，出口處溫度低，為保證熱伸長量，往往要求進(jìn)口處溫度要高于預(yù)熱溫度。采用電預(yù)熱時，整個預(yù)熱段的受熱比較均勻。
② 熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備占用空間大，因此每個預(yù)熱段之間預(yù)留的空間大，這樣在預(yù)熱后，往往導(dǎo)致管端剩余空間仍大于一個補償器的長度，需要再填入一短節(jié)保溫管，而這段管道是未經(jīng)過預(yù)熱的。而采用電預(yù)熱時，管端剩余空間小，在預(yù)熱結(jié)束后，剩余空間小于一個補償器的長度，這時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)過熱伸長的。
8 結(jié)論
熱水直埋保溫管道的無補償預(yù)熱安裝是一種安全可靠的安裝方式，而電預(yù)熱是預(yù)熱方式的創(chuàng)新，大功率的電預(yù)熱設(shè)備讓我們可以根據(jù)客戶需求，結(jié)合實際熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行最優(yōu)化的預(yù)熱段劃分，從而最大限度地減少補償器的數(shù)量，縮短工期，降低工程造價。電預(yù)熱還具有預(yù)熱時間短、預(yù)熱均勻、操作簡單、容易實現(xiàn)等優(yōu)點，提高了熱網(wǎng)運行的穩(wěn)定性以及使用壽命，推動了熱水直埋保溫管道安裝技術(shù)的發(fā)展。
電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開發(fā)區(qū)供熱工程管道安裝中的應(yīng)用問題
本文理論與實踐相結(jié)合，通過電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開發(fā)區(qū)供熱工程中的應(yīng)用，分析了電預(yù)熱技術(shù)的基本原理、電預(yù)熱技術(shù)及電預(yù)熱設(shè)備在直埋管道安裝過程中的應(yīng)用情況以及注意事項。印證了電預(yù)熱無補償（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(shè)，通常采用兩種方式：有補償安裝和預(yù)應(yīng)力安裝。根據(jù)現(xiàn)場條件的不同，預(yù)應(yīng)力安裝方式又可分為敞槽預(yù)熱方式和覆土預(yù)熱方式。由于敞槽預(yù)熱方式比覆土預(yù)熱方式能更快達(dá)到預(yù)應(yīng)力效果，通常在現(xiàn)場條件允許的情況下，首選敞槽預(yù)熱方式。
采用敞槽預(yù)熱方式的前提是要具備穩(wěn)定的臨時熱源，敞槽預(yù)熱的熱源主要為四種，分別為熱水、熱風(fēng)、蒸汽及電預(yù)熱。電預(yù)熱與前三種預(yù)熱技術(shù)相比較對加熱設(shè)備的要求更小，更易實施，具有如下明顯的技術(shù)優(yōu)勢：
1.要求簡單，不需要在管道中安裝閥門和固定支架；
2.熱消耗量小，預(yù)熱均勻；
3.電預(yù)熱設(shè)備體積小、易操作、無震動、無噪音，自動監(jiān)控；
4.適用范圍廣，只要鋼管為介質(zhì)輸送管，都可以實現(xiàn)；
5.低電壓可以保證施工安全。
二、電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開發(fā)區(qū)供熱工程中的應(yīng)用
燕郊開發(fā)區(qū)海油大街熱力管線管徑為DN800，供、回水溫度為140℃/90℃，設(shè)計壓力為1.6MPa。海油大街熱力管線于2008投入使用，根據(jù)現(xiàn)場實際情況及工程進(jìn)度，并考慮到甲方的資金狀況，管線的敷設(shè)方式為預(yù)應(yīng)力直埋敷設(shè)，工程采用了電預(yù)熱方式。通過電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開發(fā)區(qū)供熱工程中的應(yīng)用，積累了一些實踐經(jīng)驗供大家參考。
1、預(yù)熱準(zhǔn)備工作
a.管道預(yù)熱應(yīng)在直埋管道安裝完畢后進(jìn)行，若管道已作水壓試驗，應(yīng)確保將管道中的水排放完，避免在預(yù)熱過程中出現(xiàn)危險；
b.預(yù)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(yù)熱過程中始終保持同心；
c.在預(yù)熱管段的兩側(cè)分別設(shè)標(biāo)尺，并派專人記錄管道的伸長量，伸長量應(yīng)等于兩側(cè)伸長量的總和；
d.將預(yù)熱管段兩端用端帽密封，防止氣體流通；
e.檢查預(yù)熱設(shè)備及電纜是否正確連接，管道上有無短路連接，如果存在短路連接點，應(yīng)在預(yù)熱之前及時切斷或調(diào)整預(yù)熱管段，避開短路點。
2、預(yù)熱溫度
鑒于管道預(yù)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，且高溫時管道的屈服應(yīng)力下降，預(yù)熱溫度應(yīng)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(yù)熱溫度（℃）；
tm—循環(huán)中間溫度（℃）；
t1—管道工作循環(huán)最高溫度（℃）；
t2—管道工作循環(huán)最低溫度（℃）。
以燕郊開發(fā)區(qū)海油大街熱力管線為例，其最高循環(huán)溫度為140℃，管道僅在供暖季工作時最低循環(huán)溫度為10℃，計算預(yù)熱溫度為80℃最為合適。
3、預(yù)熱段的劃分
合理確定預(yù)熱段的長度。既能夠保證施工進(jìn)度、降低施工難度，同時還節(jié)省了施工費用。以燕郊開發(fā)區(qū)海油大街熱力管線為例，該段管線總長度約為3.5km，全線共設(shè)3座檢查室，檢查室內(nèi)設(shè)分支、固定支架及補償器（見圖1）。結(jié)合工程的施工難度及工程的總體時間安排，最后確定兩檢查室之間管線分為兩個預(yù)熱段，工程共設(shè)六個預(yù)熱段，預(yù)熱段長度在500~800米之間（預(yù)熱段編號見圖1）。
4、升溫速度及預(yù)熱時間
燕郊開發(fā)區(qū)海油大街熱力管線沿道路敷設(shè)，熱力管線在遇到障礙時采用了連續(xù)小折角處理方式避開障礙，折角不大于2度。這種情況預(yù)熱時往往因為管道膨脹不均勻，造成夾角處局部應(yīng)力過大。為使管道得到充分膨脹，應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速度。升溫速度為4℃/小時，并在溫度升至計算預(yù)熱溫度時恒溫6小時�？v觀整個預(yù)熱過程，管道的溫度基本按照設(shè)定的溫升速度直線均勻上升，管道的加熱速度均勻平穩(wěn)，沒有大的起伏。預(yù)熱時間需要20至30小時。
5、預(yù)熱伸長量
ΔL=α（tm－t0）L（公式3）
式中：ΔL——預(yù)熱段管道伸長量（m）；
t0——預(yù)熱段管道初始位移為零時管道溫度（℃），一般可取預(yù)熱前環(huán)境溫度；
L——預(yù)熱段管道長度。
上式為預(yù)熱段管道理論伸長量計算公式，在管道預(yù)熱過程中，管道中間沒有固定點，管道向兩側(cè)伸長。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)管道的膨脹并不是連續(xù)穩(wěn)定的。在預(yù)熱開始階段，管道的熱伸長速度很慢，伸長量并沒有太大變化（見表1）。但當(dāng)溫度繼續(xù)升高后，管道的膨脹量基本按照直線勻速上升（見圖2）。這說明管道的預(yù)熱是基本均勻的，不存在沒有預(yù)熱的管段。同時也印證了保持合理的升溫速度是非常有必要的。
預(yù)熱時確定管道預(yù)熱處理的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為預(yù)熱伸長量，當(dāng)管段的伸長量達(dá)到計算預(yù)熱伸長量時，應(yīng)立即回填。預(yù)熱溫度可以作為預(yù)熱升溫時的一個參考值。若附加溫度已達(dá)到推薦的最大值，而伸長量尚未達(dá)到計算值，則須認(rèn)真分析原因，不要盲目升溫，最好采取恒溫讓管道充分膨脹或外力拉伸等辦法，以達(dá)到計算伸長量。
6、預(yù)熱段之間的處理方法
如何處理好預(yù)熱段之間的銜接是影響管道預(yù)熱效果的重要因素，兩個預(yù)熱段之間的管端因降溫會引起管端回縮。遂采用設(shè)置一次性補償器的方式來補償回縮量。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(tǒng)的一部分，整個預(yù)熱管道系統(tǒng)最后將形成一個完全與土壤隔絕的封閉系統(tǒng)。
但這樣做勢必增加了工程費用，且一次性補償器需長時間敞槽，會對交通造成一定的影響，故還須合理劃分預(yù)熱段，盡量減小管端收縮量和一次性補償器的數(shù)量。以海油大街熱力管線工程為例，兩檢查室之間分為兩個預(yù)熱段，可在供水管上安裝三個一次性補償器，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(yīng)根據(jù)管道冷卻后的收縮量確定，經(jīng)觀察海油大街熱力管線工程每個預(yù)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(dāng)管道達(dá)到預(yù)熱伸長量以后，應(yīng)立即開始管溝回填�；靥畹捻樞驗橛深A(yù)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(yù)熱后對管道的影響
直埋管道預(yù)熱后，即使在冷態(tài)時，管道中也分布著應(yīng)力。在管道上開分支時，應(yīng)注意保護(hù)干管的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，增加臨時措施。
三、結(jié)論
燕郊開發(fā)區(qū)海油大街熱力管線已安全運行了4個采暖季，證明電預(yù)熱技術(shù)應(yīng)用于大管徑管道直埋敷設(shè)是安全可靠的。采用預(yù)熱安裝技術(shù)比冷安裝有補償敷設(shè)方式減少了約7座補償器檢查室，不僅節(jié)省了投資，而且減少了管網(wǎng)的維修工作量，降低了勞動成本。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(qū)，特別適用該技術(shù)。
供熱管網(wǎng)無補償直埋安裝電預(yù)熱介紹
保溫管無補償直埋電預(yù)熱安裝，我們的優(yōu)勢在于預(yù)熱時間短，一次可預(yù)熱的管溝長度可達(dá)1000米（DN1200管線供回水各1000米長），進(jìn)一步減少了一次性補償器的數(shù)量。一個預(yù)熱段無論長短多少，它的自由段長度是一定的，如果一次性預(yù)熱長度越長，自由段長度所占預(yù)熱段長度比例就越小，自由段收縮量所占的比例就越小，管線所要克服的平均應(yīng)力就越小。所以在一定范圍內(nèi)，一次性預(yù)熱的管溝長度越長就越好。我公司對于DN1200mm以上規(guī)格的管材冬季施工時，預(yù)熱時間也能控制在16小時以內(nèi)，是同行業(yè)預(yù)熱時間最短的廠家,工程業(yè)績遍布新疆、內(nèi)蒙、山西、山東、河南、河北等多個省市,現(xiàn)已具備DN1400管線預(yù)熱能力。
供熱管網(wǎng)無補償直埋安裝電預(yù)熱介紹
一、無補償電預(yù)熱安裝技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
無補償預(yù)熱安裝現(xiàn)主要應(yīng)用于城市熱力管網(wǎng)中最高運行溫度不超過140攝氏度的高溫?zé)崴艿�。因為無補償預(yù)熱安裝采用了提前釋放應(yīng)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(shù)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(shù)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(hù)費用。與傳統(tǒng)的無補償預(yù)熱安裝方式相比，電預(yù)熱安裝環(huán)保節(jié)能，施工便捷，工期短，從而進(jìn)一步降低了工程投資費用，是目前國際上廣泛使用的先進(jìn)的保溫管無補償預(yù)應(yīng)力安裝方式。
二、工藝概述
把鋼管管線直接作為負(fù)載電阻進(jìn)行管道加熱，設(shè)備安裝簡單方便。加熱段供回水管線末端用電纜線短接，始端分別接電源兩端（無正負(fù)極順序要求）。根據(jù)管材規(guī)格的大小及施工時的環(huán)境溫度，選用不同容量的電加熱設(shè)備。2000米管線（1000米管溝）加熱時間都控制在20小時以內(nèi)，當(dāng)然環(huán)境溫度越高時，預(yù)熱時間越短。保溫時間依據(jù)現(xiàn)場施工組織情況，一般上一預(yù)熱段管線回填時，下一段管線就可開始預(yù)熱了，兩者可以同步進(jìn)行。這種方法施工簡便，因取消了固定支架，用一次性補償器代替了常規(guī)的波紋補償器，大大降低了管線的成本，并提高了管網(wǎng)運行的可靠性。
三、施工方案的設(shè)計原則
施工方案應(yīng)依據(jù)具體的地形結(jié)構(gòu)和管網(wǎng)結(jié)構(gòu)體的分布情況來制定，這樣才可制定出最經(jīng)濟有效的施工方案。一般1000米管溝長度為1個標(biāo)段，我們根據(jù)不同的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，選用不同容量的電預(yù)熱設(shè)備，一次預(yù)熱的管線長度可長可短。一般最長1000米管溝，最短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(shè)計時，要結(jié)合電預(yù)熱設(shè)備的特點，充分考慮其預(yù)熱的經(jīng)濟性，制定出合理的方案來。對于管網(wǎng)設(shè)計的一些問題要提前與設(shè)計者溝通。要充分考慮附錄二中的種種因素。對于個別短管線，我們也要通過工藝上的特殊處理，使其滿足預(yù)熱要求。為了充分利用夜間時間，采用倒排工期的方法計算預(yù)熱開始時間，保證在預(yù)熱第二天早7點開始回填、夯實。
四、 注意事項
預(yù)熱后，管線已存在應(yīng)力，以后不可將管線切斷，所有閥門、三通等都應(yīng)預(yù)先設(shè)計好，管線上也不可再開大的開孔。井室在預(yù)熱后再砌筑，以便于管線伸長。若以后要在管線上另加分支，需根據(jù)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計預(yù)熱方案再次預(yù)熱相關(guān)管線或新增加的三通處作補強處理。三通處的溝槽寬度應(yīng)適當(dāng)加寬，以適應(yīng)預(yù)熱管線處三通的自由移動。
五、電預(yù)熱設(shè)備的優(yōu)點
1、大功率小體積，安裝方便，操作簡單。
2、單臺設(shè)備即可對較大口徑的管材進(jìn)行預(yù)熱
3、可多臺設(shè)備同時使用，進(jìn)一步縮短預(yù)熱時間
4、設(shè)備投入運行后，自動監(jiān)控，無異常不需人工干擾
5、多重保護(hù)功能，可自動切斷電源，保證施工人員及設(shè)備的安全
6、可動態(tài)顯示管線溫度變化曲線，同時具有打印功能，為監(jiān)控施工質(zhì)量提供依據(jù)
7、保溫階段設(shè)備自動動態(tài)控制，以保證整個回填土階段管線伸長量的穩(wěn)定，確保工程質(zhì)量
六、電預(yù)熱的技術(shù)優(yōu)勢
我廠結(jié)合我國熱力管網(wǎng)的實際結(jié)構(gòu)，該設(shè)備采用了國際最先進(jìn)的電子技術(shù)，自動化控制程度高，組合模塊少，可靠性強，同時實現(xiàn)了大功率小體積的最優(yōu)化，為現(xiàn)場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(yù)熱的設(shè)備應(yīng)用于國內(nèi)大口徑管網(wǎng)預(yù)熱時，預(yù)熱時間偏長，設(shè)備組合使用的數(shù)量多，一次性預(yù)熱的長度也受到一定的限制。
超大功率的電預(yù)熱裝備讓我們可以根據(jù)客戶需求，結(jié)合實際管網(wǎng)布局，柔性地進(jìn)行最優(yōu)化的預(yù)熱分段，從而最大限度地降低補償器的數(shù)量，縮短工期，減少工程費用，現(xiàn)在我廠有多臺超大功率電預(yù)熱設(shè)備，可滿足用戶需求。
預(yù)熱電源制造現(xiàn)場
管道預(yù)熱工程
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管道預(yù)熱工程
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