河北鑫大保温建材有限公司

直埋热力管道保温材料及热损失计算分析
摘 要 本文介绍了目前国内外直埋保温管道预制保温管的技术性能；并通过计算分析得出采用此类保温材料要比采用地沟敷设的常规保温材料热损失减少40%左右，而且节约投资并缩短施工周期，建议有条件的供热工程应采用预制保温管直埋敷设。
  关健词 直埋技术 预制保温管 热力保温管 热损保温管
  
前言
  国内外直埋技术的发展，已经有60余年的历史，早在30年代，原苏联最初采用泥作保温材料，40年代又改用浇灌泡沫混凝土作直埋管道的保温材料。实践证明，这些保温材料吸水率大，直埋管道腐蚀严重。50年代初的美国、丹麦和加拿大等国的各大公司研制了预制保温管，即“管中管”技术，从而使管道直埋技术发展到了一个新水平。
  国内在50年代曾采用过浇灌泡沫混凝土的管道直埋敷设方式，70年代开始研究沥青珍珠岩保温材料的直埋热力管，取得了很大成绩，80年代我国出现了两种新型预制保温管：一类是天津大学根据国外经研制的保温结构为“氰聚塑”型式的预制保温管；另一种是引进国外生产线的“管中管”型式的预制保温管。目前这种型式的预制保温管已先后在天津、北京、郑州等地进行大批量生产并广泛用于城市热力管网。
2 直埋预制保温管技术性能
  国内外部份厂家生产的预制保温技术性能(见表1)
表1 国内外部分厂家生产的预制保温管技术性能

性  能 天津市建
筑塑料制
品厂 哈尔滨东
光机械厂 大城县荣邦防腐保温材料有限公司 瑞典供热
协 会 芬  兰
ECOPIPE
钢管防锈防腐层 氰凝
保温材料 聚氨脂 聚氨脂 聚氨脂 聚氨脂 聚氨脂
工作温度℃ ＜120(通用型) ＜120 ＜120 ＜130 ＜130
容重kg/m3 80～100 45～80 60～100 80 80
闭孔率% 90～92 90 90 ＞88 ＞88
导热系数
W/(m.℃) ＜0.035 0.027 ≤0.027 0.027 0.027
吸水性kg/m3 0.2～0.3 2～3 ≤4 ＜10 2
抗压强度MPa 0.5～0.6 ＞0.2       ≥100
防护外壳材料 玻璃钢 聚乙烯管 聚乙烯管 聚乙烯管 聚乙烯管
直径mm 94～880 100～630 25～900 110～1000 110～1000
厚度mm 1～2 3～11.6 2～17.6 3～10.6 3～19.6
耐腐蚀性 耐酸碱 耐酸碱 耐酸碱 耐酸碱 耐酸碱
耐用年 15年以上 50 50 50 50
氰聚塑直埋保温管是用硬质聚氨脂泡沫塑料作保温材料，外部用玻璃钢作防护外壳，钢管外壁刷一层“氰凝”作防腐层。通用型适用于120℃以下介质的热力管网。高温型适用于250℃以下介质的热力管网，其保温材料为硅酸镁发泡聚氨脂复合保温材料，保护外壳为玻璃钢。第二种类型是“管中管”预制保温管，其保温材料为聚氨脂硬质泡沫塑料，保护外壳为高密度聚乙烯外套管，适用于120℃以下部介质的热力管网。
3 保温层厚度及热损失计算
  保温层厚度应根据热损失法或经济厚度计算后并经综合经济效益比较后确定。直埋管道的设计结构如图1所示。 
 
图1 直埋保温管结构示意图
1 热力管 2 主保温层 3 保温层
4 土壤 5 地面
直埋管道的保温计算其原理与一般保温管道相同，但一般热力管的表面散热由外界空气吸收，而直埋管道由周围土壤来吸收，一般管道属于无限空间放热，直埋管道放热与管道埋设深度有关。
  直埋敷设的供热管道热损失计算，它和预制保温管结构、介质温度、管径大小、土壤性质、保温层的导热系数及管间距等多种因素有关。一般可按图2给定的尺寸进行管道热损失计算。
 
图2 直埋保温管计算示意图
3.1 单根直埋管道的保温层厚度及热损失计算