CN108006330A - 一种高效节能长距离输送热网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效节能长距离输送热网方法，首先将管道内涂熔结环氧石墨烯粉末，所述涂熔后的管道采用直埋管节能固定节，直管段采用特有的预制直埋保温节能管，还包括钢套钢直埋管内滑动支架，通过所述熔结环氧石墨烯粉末涂熔管道内壁后并将所述直埋管节能固定节、预制直埋保温节能管及钢套钢直埋管内滑动支架有机整合成长距离输送热网的管道总成。本发明应用后可大大降低管道内壁摩擦力对介质运输形成的阻力，以及可大大减少介质运输过程中的热损失，使得管道能够满足高效节能长距离输送的需求。

Description

一种高效节能长距离输送热网方法
【技术领域】
本发明涉及一种高效节能长距离输送热网方法。
【背景技术】
现今空调系统越来越趋于区域化、大型化，尤其是蒸汽供热系统，输送距离越来越远，超过了规范推荐的5-8km。而长距离运输所面临的主要问题是现有的技术单位长度的管网热量损失及动力损失值很大，供热半径有限，无法满足远距离末端用户的用热需求，因此如何让管道高效运输且节能成为长距离输送的关键，而管道的结构工艺成为实现上述目的更关键的一步。
【发明内容】
有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种高效节能长距离输送热网方法，应用后可大大降低管道内壁摩擦力对介质运输形成的阻力，以及可大大减少介质运输过程中的热损失，使得管道能够满足高效节能长距离输送的需求。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高效节能长距离输送热网方法，首先将管道内涂熔结环氧石墨烯粉末，所述涂熔后的管道采用直埋管节能固定节，直管段采用特有的预制直埋保温节能管，还包括钢套钢直埋管内滑动支架，通过所述熔结环氧石墨烯粉末涂熔管道内壁后并将所述直埋管节能固定节、预制直埋保温节能管及钢套钢直埋管内滑动支架有机整合成长距离输送热网的管道总成。
进一步，所述管道内涂熔结环氧石墨烯粉末包括以下步骤：
(1)预热钢管，去除表面杂物，疏松氧化皮。
(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度控制在45-95um，然后清除表面灰尘。
(3)经过表面处理的钢管采用无污染的热源均匀加热。
(4)环氧石墨烯粉末先在流化床内充分流化。
(5)流平后的涂层进一步胶化、固化。
(6)整体温度下降后，在不影响金属钢管各种应力(或可控制)的情况下浇水冷却，终止反应。
(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测一次；当温度降到100℃以下时，进行涂膜性能再检测一次，整个过程完成。
进一步，所述直埋管节能固定节包括内钢管，外护钢管与排潮管，以及依次焊接于所述内钢管外表面的下卡槽和焊接于所述外护钢管内表面的上卡槽，所述内钢管与外护钢管通过相互垂直分布的四对十字交叉的所述上、下卡槽焊接固定。
进一步，所述预制直埋保温节能管包括工作钢管，在所述工作钢管的外表面自内层向外层依次设置有SiO2气凝胶保温层、第一纳米气囊反射层、硅酸铝棉针刺毯、离心玻璃棉、第二纳米气囊反射层以及外护钢管。
所述SiO2气凝胶保温层的使用提高了预制直埋保温节能管的热阻断性能、耐火焰烧穿性能、化学稳定性以及力学特性。所述第一纳米气囊反射层以及第二纳米气囊反射层的使用提高了预制直埋保温节能管的隔热防潮性能以及耐腐蚀性能，延长了使用寿命。
所述硅酸铝棉针刺毯具有延伸性能好、质量轻的特点，其提高了预制直埋保温节能管的抗震性能，避免变形。所述离心玻璃棉造价成本较低，其容重小、导热系数低、憎水性好，化学稳定性强，有效提高了预制直埋保温节能管的阻燃性能以及耐腐蚀性能。
进一步，所述钢套钢直埋管内滑动支架，包括工作钢管以及依次套于所述工作钢管外表面的保温层、钢箍和外护钢管，在所述钢箍的圆周方向呈四等分设置有开口，所述开口的两侧焊接有轴承座，所述轴承座的中部设置有滚动轴承，所述滚动轴承的外表面相抵于所述外护钢管的内壁，所述轴承座的两端均设置有连接螺栓，所述连接螺栓为不锈钢螺栓，所述钢箍以及所述轴承座的外表面均设置有环氧树脂涂层。
本发明的有益效果是，应用后可大大降低管道内壁摩擦力对介质运输形成的阻力，以及可大大减少介质运输过程中的热损失，使得管道能够满足高效节能长距离输送的需求。每公里温降低于7℃，蒸汽管网输送距离可达16.5-18.5公里。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的结构示意图。
图2为直埋管节能固定节的结构示意图。
图3为预制直埋保温节能管的结构示意图。
图4为钢套钢直埋管内滑动支架的结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种高效节能长距离输送热网方法，首先将管道内涂熔结环氧石墨烯粉末，所述涂熔后的管道采用直埋管节能固定节，直管段采用特有的预制直埋保温节能管，还包括钢套钢直埋管内滑动支架，通过所述熔结环氧石墨烯粉末涂熔管道内壁后并将所述直埋管节能固定节、预制直埋保温节能管及钢套钢直埋管内滑动支架有机整合成长距离输送热网的管道总成。
参看图1，本发明涉及的一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，采用内喷涂法，适用于较大孔径管道的内壁涂装，具体包括以下步骤：
(1)预热钢管01，去除表面杂物，疏松氧化皮。
(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度控制在45-95um，然后清除表面灰尘。
(3)经过表面处理的钢管01采用无污染的热源均匀加热，优选利用中频线圈加热钢管01，加热温度可根据生产速度、管壁的厚薄以及希望的涂层胶化、固化时间进行调整，一般控制在280～470℃之间，以350℃为宜。
(4)环氧石墨烯粉末先在流化床02内充分流化，采用内喷涂法即通过静电喷枪03使粉末颗粒均匀地粘附在经预热的接地钢管01表面，粘附在预热钢管01表面的环氧石墨烯粉末受热熔化并流动，进一步流平覆盖整个钢管01表面，特别是覆盖在钢管01内壁表面的凹陷处，以及焊道两侧，熔融的涂料流入填平，使涂层与钢管紧密结合，最大限度减少孔隙。
(5)流平后的涂层进一步胶化、固化，根据不同的生产速度，以及对胶化、固化温度、时间的要求，有不同类型的粉末与之相对应；固化时间一般为2～4min，涂膜厚度普通级295～510μm，加强级可达到750μm。
(6)整体温度下降后，在不影响金属钢管各种应力(或可控制)的情况下浇水冷却，终止反应。
(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测一次；当温度降到100℃以下时，进行涂膜性能再检测一次，整个过程完成。
参看图2，一种新型直埋管节能固定节，包括工作钢管1以及依次套于所述工作钢管1外表面的保温层2、外护钢管7，在所述工作钢管1的圆周上呈四等分焊接下卡槽4(10mm厚钢板)，所述下卡槽4垂直方向卡主上卡槽4并焊接固定，所述上下卡槽之间的卡口包裹有气凝胶隔热垫5，所述上卡槽4焊接于外护钢管7，所述上卡槽与外护钢管7焊接处对应的外壁包有一圈热瓦板6，所述热瓦板6两侧装有排潮管3。
工作钢管1与外护钢管7中间填充复合保温层2，所述复合保温层2由SiO2气凝胶保温层、纳米气囊反射层、硅酸铝棉针刺毯、离心玻璃棉组成。
工作钢管1与外护钢管7靠相互垂直的四对十字交叉的卡口卡槽4(10mm厚钢板)焊接固定，所述卡口包有气凝胶隔热垫5。
工作钢管1与外护钢管7内壁卡槽焊缝处对应的外壁面敷设一圈100mm厚热瓦板6。
参看图3，一种预制直埋保温节能管，包括工作钢管11，在所述工作钢管11的外表面自内层向外层依次设置有SiO2气凝胶保温层12、第一纳米气囊反射层13、硅酸铝棉针刺毯14、离心玻璃棉15、第二纳米气囊反射层16以及外护钢管17。
所述SiO2气凝胶保温层12的使用提高了预制直埋保温节能管的热阻断性能、耐火焰烧穿性能、化学稳定性以及力学特性。所述第一纳米气囊反射层13以及第二纳米气囊反射层16的使用提高了预制直埋保温节能管的隔热防潮性能以及耐腐蚀性能，延长了使用寿命。所述硅酸铝棉针刺毯14具有延伸性能好、质量轻的特点，其提高了预制直埋保温节能管的抗震性能，避免变形。所述离心玻璃棉15造价成本较低，其容重小、导热系数低、憎水性好，化学稳定性强，有效提高了预制直埋保温节能管的阻燃性能以及耐腐蚀性能。
所述第一纳米气囊反射层13的外表面螺旋缠绕有玻璃丝布，所述玻璃丝布用于固定所述第一纳米气囊反射层13。
所述SiO2气凝胶保温层12的厚度为10mm。
所述第一纳米气囊反射层13以及第二纳米气囊反射层16的厚度均为6.5mm。
所述外护钢管17为螺旋缝埋弧焊钢管，所述外护钢管17用于保护所述离心玻璃棉15的同时，增加了预制直埋保温节能管的强度，进一步延长了使用寿命。
参看图4，一种钢套钢直埋管内滑动支架，包括工作钢管111以及依次套于所述工作钢管111外表面的保温层112、钢箍113和外护钢管115，在所述钢箍113的圆周方向呈四等分设置有开口，所述开口的两侧焊接有轴承座114，所述轴承座114的中部设置有滚动轴承117，所述滚动轴承117的外表面相抵于所述外护钢管115的内壁，所述轴承座114的两端均设置有连接螺栓118，所述连接螺栓118为不锈钢螺栓，所述钢箍113以及所述轴承座114的外表面均设置有环氧树脂涂层。所述滚动轴承117呈四个方向支撑所述外护钢管115，有效的承受直埋管的自重荷载，并以其限位作用控制与引导管线热位移的大小和方向。所述环氧树脂涂层有效提高了所述钢箍113以及所述轴承座114的耐碱性和抗腐蚀性能，其具有较好的耐热性和电绝缘性，有效减少直埋管的能量损失。
所述保温层112包括SiO2气凝胶保温层21以及套于所述SiO2气凝胶保温层21外部的纳米气囊反射层22，其热阻断性能好，有效避免了直埋管内的热流外溢，破坏外护钢管5的防腐层，延长了使用寿命。
所述轴承座114的中部设置有连接轴116，所述滚动轴承117通过所述连接轴116连接于所述轴承座114。
所述环氧树脂涂层119的厚度为0.20mm-0.35mm，结构稳定，防水性好，抗腐蚀能力强，避免因所述钢箍113以及所述轴承座114自身的腐蚀而导致直埋管的损坏。
本发明专利可大大降低管道内壁摩擦力对介质运输形成的阻力，以及可大大减少介质运输过程中的热损失，使得管道能够满足高效节能长距离输送的需求。每公里温降低于7℃，蒸汽管网输送距离可达16.5-18.5公里。
实例1，某地区域供热项目，管线单线全长17公里，热源出口蒸汽压力为0.9Mpa，温度300℃。采用本专利技术后,当蒸汽为流量30t/h时，在17公里处的末端实测蒸汽压力为0.74MPa，温度为177℃。当蒸汽为流量25t/h时，在17公里处的末端实测蒸汽压力为0.83MPa，温度为193℃。平均每吨蒸汽每公里压降为0.3-0.33pa/m，温降为0.24-0.26℃/m。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高效节能长距离输送热网方法，其特征在于，首先将管道内涂熔结环氧石墨烯粉末，所述涂熔后的管道采用直埋管节能固定节，直管段采用特有的预制直埋保温节能管，还包括钢套钢直埋管内滑动支架，通过所述熔结环氧石墨烯粉末涂熔管道内壁后并将所述直埋管节能固定节、预制直埋保温节能管及钢套钢直埋管内滑动支架有机整合成长距离输送热网的管道总成。
2.如权利要求1所述的一种高效节能长距离输送热网方法，其特征在于，所述管道内涂熔结环氧石墨烯粉末包括以下步骤：
(1)预热钢管，去除表面杂物，疏松氧化皮。
(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度控制在45-95um，然后清除表面灰尘。
(3)经过表面处理的钢管采用无污染的热源均匀加热。
(4)环氧石墨烯粉末先在流化床内充分流化。
(5)流平后的涂层进一步胶化、固化。
(6)整体温度下降后，在不影响金属钢管各种应力(或可控制)的情况下浇水冷却，终止反应。
(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测一次；当温度降到100℃以下时，进行涂膜性能再检测一次，整个过程完成。
3.如权利要求1所述的一种高效节能长距离输送热网方法，其特征在于，所述直埋管节能固定节包括内钢管，外护钢管与排潮管，以及依次焊接于所述内钢管外表面的下卡槽和焊接于所述外护钢管内表面的上卡槽，所述内钢管与外护钢管通过相互垂直分布的四对十字交叉的所述上、下卡槽焊接固定。
4.如权利要求1所述的一种高效节能长距离输送热网方法，其特征在于，所述预制直埋保温节能管包括工作钢管，在所述工作钢管的外表面自内层向外层依次设置有SiO2气凝胶保温层、第一纳米气囊反射层、硅酸铝棉针刺毯、离心玻璃棉、第二纳米气囊反射层以及外护钢管。
5.如权利要求1所述的一种高效节能长距离输送热网方法，其特征在于，所述钢套钢直埋管内滑动支架，包括工作钢管以及依次套于所述工作钢管外表面的保温层、钢箍和外护钢管，在所述钢箍的圆周方向呈四等分设置有开口，所述开口的两侧焊接有轴承座，所述轴承座的中部设置有滚动轴承，所述滚动轴承的外表面相抵于所述外护钢管的内壁。
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