CN101413620A - 钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管，由内至外依次包括工作钢管、耐高温隔热垫圈、紧固螺栓、滑动支架、外护管钢管、耐高温超细玻璃纤维保温层、铝箔反射保温层、空气层及外护钢管防腐层。还提供一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管的生产方法。本发明的效果是使用该产品适用管网温度由原来的350℃提高到450℃后延长了输送管线，适用于输送压力为2.5MPa、使用温度为450℃以下所有用户，达到远距离输送热电联产集中供热，工业园区及一些工业企业，低效、污染重的小锅炉被热电联产集中供热所取代，使周边地区共享供热，扩大了适用范围。提高了集中供热普及率30％，是消除污染、改善环境的措施之一，对城市大气环境质量的改善发挥了重要作用。

Description

钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种保温管及其生产方法，特别涉及一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管及其生产方法。

背景技术

从诸多的工程事故技术分析证明：直埋蒸汽管道不管因何种工程原因造成事故都表现在其整体管道结构上，直埋蒸汽管的保温层进水后被加热到沸腾状态，如保温材料不耐水煮沸，那么沸水将顺管道迅速蔓延，造成无机保温层材料的软化粉化，整个保温层充满了热水，其导热系数急剧增大、热耗大增，最终造成保温管线整体失效，甚至出现管线一路冒汽现象发生。

上世纪九十年代采用在实际应用中出现了许多进水爆管事故，即使没有发生重大事故，但实际运行中温降很大、热耗很高。尤其夏季多雨季节，地下水位高，有的管道热损达到了30％。虽然采取了一些措施，但仍未能保证热流不外泄等问题发生，由于整个供热管线输送温度低，输送管线短，很多供热站和工厂还需用低效、污染重的小锅炉供热，造成热电厂高温蒸汽不能完全被利用，如此多的问题都有待解决。为体现出热电联产的节能效益，为消除污染、改善环境，对管网供热管线结构上的改造迫在眉睫。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的技术解决方案是提供一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管及其生产方法，以利于提高供热效率，扩大适用范围，节约资源，保护环境。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管，由内至外依次包括工作钢管、耐高温隔热垫圈、紧固螺栓、滑动支架、外护管钢管、耐高温超细玻璃纤维保温层、铝箔反射保温层、空气层及外护钢管防腐层；所述耐高温隔热保温层包覆在工作钢管的外周面上，滑动支架由该滑动支架的环状部分的紧固螺栓，将整个滑动支架紧固在耐高温隔热保温层上，所述滑动支架的环状部分上连接有四个圆周方向均匀布置的带有支撑钢板的滑铁与外护钢管内壁滑动接触，在滑动支架的外周面包覆多层耐高温超细玻璃纤维保温层，在每层耐高温超细玻璃纤维保温层的内外周面上包覆有铝箔，在包覆最外层的铝箔至外护钢管内周面之间设有空气层，外护钢管外周面上包覆有防腐层。

还提供一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管的生产方法，包括有以下步骤：

(一)抛丸除锈 在抛丸除锈机上将工作钢管进行除锈，用行吊将除锈后的工作钢管吊装在发泡平台上；

(二)装卡滑动支架 根据工作钢管外径尺寸，用相对应外径的尺寸的滑动支架的环状部分的紧固螺栓，将耐高温隔热保温层紧固在工作钢管(1)的外周上，每根工作钢管上间隔配置滑动支架；

(三)包覆保温层 按行业国标保温层厚度计算公式计算好的厚度包覆耐高温超细玻璃纤维的保温层和铝箔的反射保温层；

(四)最外层再包覆一层玻璃纤维布，玻璃纤维布外再打上不锈钢包装带，防止保温层松散；

(五)最后将包覆好的工作钢管用行吊，吊放在穿管机上，按动穿管机前进按钮开关，将包覆好的工作钢管推进到已做防腐层的外护钢管内；

(六)工作钢管周面至外护钢管内周面之间的距离减去整个滑动支架的高度等于空气层的厚度，整个生产过程结束。

本发明的有益效果是使用该产品适用管网温度由原来的350℃提高到450℃后延长了输送管线，达到远距离输送热电联产集中供热，工业园区及一些工业企业，低效、污染重的小锅炉被热电联产集中供热所取代，使周边地区共享供热，适用于输送压力为2.5Mpa、使用温度为450℃以下所有用户，扩大了适用范围。一个锅炉热效率提高30％，每年节约煤炭10.4吨，这样对城市大气环境质量的改善，发挥了重要作用。集中供热比分散小锅炉供热效率高50％，提高了集中供热普及率30％，作为消除污染、改善环境的措施之一，热电联产集中供热对城市大气环境质量的改善发挥了重要作用。根据环保部门测算，年减少SO2排放量234吨，粉尘排放量29吨，减少供热锅炉产生的灰渣量7020吨，热电联产集中供热产生的环境效益相当可观。大量节约了能源减少了废弃物的排放。提高资源利用效率、降低污染排放和生态损耗强度。

附图说明

图1为本发明的直埋保温管结构示意图。

图中：

1、工作钢管     2、耐高温垫圈隔热保温层      3、紧固螺栓

4、滑动支架     5、外护钢管                  6、保温层

7、反射保温层   8、空气层                    9、防腐层

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管及其生产方法加以说明。

如图1所示，该保温管由内至外依次包括有工作钢管1、耐高温隔热保温层2、紧固螺栓3、滑动支架4、外护钢管5、保温层6、反射保温层7、空气层8、及外护钢管防腐层9。所述耐高温隔热保温层2包覆在工作钢管1的外周面上，滑动支架4由该滑动支架的环状部分的紧固螺栓3，将整个滑动支架紧固在耐高温隔热保温层2上，所述滑动支架4的环状部分上连接有四个圆周方向均匀布置的带有支撑钢板的滑铁与外护钢管5内壁滑动接触，在滑动支架4的外周面包覆多层耐高温超细玻璃纤维保温层6，在每层耐高温超细玻璃纤维保温层6的内外周面上包覆有铝箔7，在包覆最外层的铝箔7至外护钢管5内周面之间设有空气层8，外护钢管5外周面上包覆有防腐层9。

所述反射保温层7为多层设置，采用铝箔材料制作的。所述保温层6采用耐高温超细玻璃纤维材料制作的。所述耐高温超细玻璃纤维保温层6的厚度为每层20-30厘米根据。根据直埋保温管的直径大小不同，所设置的耐高温超细玻璃纤维保温层6层数也需相应调整。所述滑动支架4与工作钢管1之间设有用于隔热的耐1200℃支架耐高温超细玻璃纤维保温层6。

还提供一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管的生产方法，包括有以下步骤：

(一)抛丸除锈 在抛丸除锈机上将工作钢管1进行除锈，用行吊将除锈后的工作钢管1吊装在发泡平台上。

(二)装卡滑动支架 根据工作钢管1外径尺寸，用相对应外径的尺寸的滑动支架4的环状部分的紧固螺栓3，将耐高温隔热保温层2紧固在工作钢管(1)的外周上，每根工作钢管上间隔配置滑动支架4；每根工作钢管6、12米长，若6米工作钢管间隔3米配置滑动支架4，若12米的工作钢管间隔6米配置滑动支架4。

(三)包覆保温层：按中华人民共和国行业标准CJJ104-2005城镇供热直埋蒸汽管道技术规程5.2.保温层厚度计算公式计算好的厚度包覆耐高温超细玻璃纤维的保温层6和铝箔的反射保温层7。

(四)最外层再包覆一层玻璃纤维布，玻璃纤维布外再打上不锈钢包装带，防止保温层松散。6米工作钢管不锈钢包装带间隔3米，12米的工作钢管不锈钢包装带间隔6米。

(五)最后将包覆好的工作钢管用行吊，吊放在穿管机上，按动穿管机前进按钮开关，将包覆好的工作钢管推进到已做防腐层9的外护钢管5内。

(六)工作钢管1外周面至外护钢管5内周面之间的距离减去整个滑动支架4的高度等于空气层8的厚度，整个生产过程结束。

本发明的钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管生产方法是这样实现的：

工作流程为：首先将工作钢管进行检查，然后在抛丸除锈机上将工作钢管1进行除锈，接着包覆耐高温隔热保温层2，之后上滑动支架4，包覆保温层，即按中华人民共和国行业标准CJJ104-2005城镇供热直埋蒸汽管道技术规程5.2.保温层厚度计算公式计算好的厚度包覆耐高温超细玻璃纤维的保温层6和铝箔的反射保温层7，捆扎不锈钢包装带。与此同时，对外护钢管5进行除锈，在外护钢管5的外周包覆防腐层9，将包覆好的工作钢管1推进包覆完防腐层的外护钢管5，内工作钢管外径至钢外护管内径之间的距离减去整个支架的高度等于空气层8，进行外观检查、质检及长度尺检。接着将包覆好的工作钢管1穿入外护钢管5内，进行验收，对合格产品贴上合格证签至成品入库。

具体操作为：在抛丸除锈机上将工作钢管1进行除锈，用行吊将除锈后的工作钢管1吊在发泡平台上。

然后根据工作钢管1的外径尺寸确定，用相对应工作钢管1的外径尺寸的滑动支架4将耐高温隔热保温层2紧固在工作钢管1的外周上。每根工作钢管6-12米长，若6米的工作钢管间隔3米配置滑动支架4，12米的工作钢管间隔6米配置滑动支架4。按中华人民共和国行业标准CJJ104-2005城镇供热直埋蒸汽管道技术规程5.2.保温层厚度计算公式计算的厚度包覆耐高温超细玻璃纤维的保温层6和铝箔的反射保温层7，最外层再包覆一层玻璃纤维布，玻璃纤维布外再打上一圈不锈钢包装带，防止保温层松散。6米工作钢管不锈钢包装带间隔3米，12米的工作钢管不锈钢包装带间隔6米。

工作钢管外径至钢外护管内径之间的距离减去整个支架的高度等于空气层8，

最后将包覆好的工作钢管用行吊，吊放在穿管机上，按动穿管机前进按钮开关，将包覆好的工作钢管推进到已做防腐层9的外护钢管5内，整个生产过程结束。

本所钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管用耐高温不怕水专用超细离心玻璃棉作为保温材料，与多层铝箔绝热辐射的保温结构相配合；具有支撑、滚动、定位的多功能的滑动支架，使内外钢管完全脱开自立，防止或减少了保温材料的断开，使工作钢管内450℃蒸汽高温不被支架传热到钢外护管防腐层表面，消除了由此引起的外防腐失效的影响(外防腐层最高使用温度小于90℃)，滚动支架接触的外护管的表面温度低，近乎≤50℃，还有不破坏外护管的防腐层，保证了管道整体的防腐性能均匀良好。滚动支架与工作钢管之间设有用于隔热的耐1200℃支架耐高温隔热垫圈，保证了外护管的实际使用寿命，达到减少热损失效果。

通过调整该保温管结构设计和生产工艺，空气层抽成真空层。管道不抽真空时的外套钢管表面设计温度为50℃，抽真空在2kPa以下时，外套钢管表面温度在40℃以下，使管道热损失降低40％左右。排除了空气层中的潮气及保温层中吸收的水分，有效地防止了内、外钢管的腐蚀。同时，大大降低了管道的热损失和表面温度延长了管道的使用寿命。保温结构结实不变形且保温效果很好，并延长了输送管线，达到远距离输送，使周边地区都能利用上扩大了适用范围，大量节约了能源，减少了二氧化硫的排放，提高了环境质量。

本发明的保温管使管网温度由原来的350℃提高到450℃后延长了输送管线，达到远距离输送热电联产集中供热，工业园区及一些工业企业，低效、污染重的小锅炉被热电联产集中供热所取代，当周边地区都能利用时，一个锅炉每年节约煤炭10.4吨，这样对城市大气环境质量的改善发挥了重要作用，热效率提高30％，集中供热比分散小锅炉供热效率高50％。提高了集中供热普及率30％，是消除污染、改善环境的措施之一。

根据环保部门测算，年减少SO2排放量234吨，粉尘排放量29吨，减少供热锅炉产生的灰渣量7020吨，热电联产集中供热产生的环境效益相当可观。大量节约了能源减少了废弃的排放。提高资源利用效率、降低污染排放和生态损耗强度为核心，以节能节水节材节地、资源综合利用和有效保护、改善环境为内容，以最少的资源消耗和环境代价获得最大的经济利益和社会效益。在材料消耗及能耗方面可得到有效节约，完全符合国家制定的《节能减排综合性工作方案》中的目标任务和总体要求。符合国家制定的《关于发展热电联产的若干规定》，促进热化事业健康发展的节能要求。

钢套钢直埋真空蒸气保温管特点：

1、强度高，稳定性好，可靠性强，使用寿命在30年以上。

2、保温效果好，热损失小，安全系数高，

3、抗外力损坏强，耐压性好能密封防水、防腐、耐电化学腐蚀和抗冲击作用。

4、具有很强的耐蒸煮、排潮汽和抗腐蚀能力。

5、将传统钢套钢直埋蒸汽管道中的空气层抽成真空层，排除了空气层中的潮气及保温层中吸收的水分，有效地防止了内、外钢管的腐蚀，同时大大降低了管道的热损失和表面温度，延长了管道的使用寿命。

6、设置特殊的绝热内滑动支架结构，保证工作钢管热伸缩自如，保温结构不破坏或不超过规定形变极限，摩擦系数小，磨损轻，使用寿命长。

7、外护管及防水防腐层，刚度、强度及性能保证，直埋使用25年以上寿命要求，能密封防水、防腐、耐电化学腐蚀和抗冲击作用。

8、在450℃以下，离心玻璃棉是优秀的保温材料，质量轻，几何形状稳定，并具有遇水干燥后物理性能和几何形状能够完全恢复的特性。该特性使管道能够适应高地下水位地区的施工条件，给施工带来极大的方便，降低施工成本。有效防止工作钢管腐蚀，延长使用寿命。

本发明的产品对所用材料的技术要求：

1、工作钢管的钢管类型：20#钢、钢外护管钢管类型：螺旋焊管材质：Q235按国家规定，执行GB/T8163、GB/T3087、GB9711.1、CJ/T3022标准选配。也可根据客户要求选配，

2、保温(绝热)层根据试验筛选保温材料选择憎水硅酸盐或欧文斯—科宁公司的离心玻璃棉，欧文斯—科宁公司的离心玻璃棉经多家权威机构证明，具有良好的耐煮沸能力。采用离心超细玻璃纤维，执行标准为GB/T13350。

3、反射屏材料——铝箔金属铝箔反射屏材料是保温(绝热)中，有效防止辐射又可消除或减缓纵向导热，有着热容量小，质量轻，热平衡快，绝热效果好，制作简单，成本低的优点。

4、防水防腐层外防腐选择选用两、三层PE、环氧树脂或煤沥青外加阴极保护等防腐方式，符合CJJ95-2003燃气工程防腐标准及SY/T0413-2002埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术规程\SY0007-1999直管道及储罐腐蚀控制工程设计规范。

Claims (5)

1、一种钢套钢真空高温蒸汽预制直埋保温管，其特征是：该保温管由内至外依次包括有工作钢管(1)、耐高温隔热保温层(2)、紧固螺栓(3)、滑动支架(4)、外护钢管(5)、保温层(6)、反射保温层(7)、空气层(8)、及外护钢管防腐层(9)；所述耐高温隔热保温层(2)包覆在工作钢管(1)的外周面上，滑动支架(4)由该滑动支架的环状部分的紧固螺栓(3)，将整个滑动支架紧固在耐高温隔热保温层(2)上，所述滑动支架(4)的环状部分上连接有四个圆周方向均匀布置的带有支撑钢板的滑铁与外护钢管(5)内壁滑动接触，在滑动支架(4)的外周面包覆多层耐高温超细玻璃纤维保温层(6)，在每层耐高温超细玻璃纤维保温层(6)的内外周面上包覆有铝箔(7)，在包覆最外层的铝箔(7)至外护钢管(5)内周面之间设有空气层(8)，外护钢管(5)外周面上包覆有防腐层(9)。

2、根据权利要求1所述的保温管，其特征是：所述反射保温层(7)为多层设置，采用铝箔材料制作的。

3、根据权利要求1所述的保温管，其特征是：所述保温层(6)采用耐高温超细玻璃纤维材料制作的。

4、根据权利要求1所述的保温管，其特征是：所述耐高温超细玻璃纤维保温层(6)的厚度为每层20-30厘米。

5、一种权利要求1所述的保温管的生产方法，包括有以下步骤：

(一)抛丸除锈在抛丸除锈机上将工作钢管(1)进行除锈，用行吊将除锈后的工作钢管(1)吊装在发泡平台上；

(二)装卡滑动支架根据工作钢管(1)外径尺寸，用相对应外径的尺寸的滑动支架(4)的环状部分的紧固螺栓(3)，将耐高温隔热保温层(2)紧固在工作钢管(1)的外周上，每根工作钢管上间隔配置滑动支架(4)；

(三)包覆保温层按行业国标保温层厚度计算公式计算好的厚度包覆耐高温超细玻璃纤维的保温层(6)和铝箔的反射保温层(7)；

(四)最外层再包覆一层玻璃纤维布，玻璃纤维布外再打上不锈钢包装带，防止保温层松散；

(五)最后将包覆好的工作钢管用行吊，吊放在穿管机上，按动穿管机前进按钮开关，将包覆好的工作钢管推进到已做防腐层(9)的外护钢管(5)内；

(六)工作钢管(1)外周面至外护钢管(5)内周面之间的距离减去整个滑动支架(4)的高度等于空气层(8)的厚度，整个生产过程结束。

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