PP-R热水直埋保温管道保温效果实测与剖析

沈阳修建大学 ?刘博智、冯国会、刘光磊

龙八国际 ?????夏成文

摘 要:国家大力推广使用塑料管材,PP-R热水直埋保温管作为一种新型的塑料保温管正被普遍的应用于集中供热二次网及室内暖气管网系统,本文对PP-R保温管的制造工艺及手艺性能举行剖析研究,并且接纳热流密度法对一小区热网举行散热损失检测,团结PP-R保温管的新型保温结构对管网的保温效果及运行情形举行综合评价。

要害词:PP-R管;直埋敷设;保温检测;散热损失

古板的都会供热管网二次网中常接纳热镀锌管、焊接钢管作为保温管道的内衬管,由于其金属的易侵蚀性、使用寿命短、卫生条件低、环保性能差等诸多倒运因素已经不可知足现代热网的生长以及热用户的使用要求。作为其更新换代的新型产品PP-R塑料保温管则具有“质轻耐蚀”,使用寿命长,省材节能、卫生环保等优点。以是国家大力提倡使用塑料管材取代古板的镀锌管。但与古板的钢管相比,人们对其手艺性能和优点的相识并未几,现实工程履历也相对较少。以是在推广使用历程中会有许多问题。为此,本文首先对PP-R管的性能、特点及制造工艺做一系统先容,并团结工程实例对管道的保温情形举行现场检测,最后对这种新型保温管材的保温效果举行综合评价。

1 PP-R管的制造工艺及手艺性能

PP-R管又叫三型共聚聚丙烯管,是欧洲90年月初开发应用的一种新型塑料管道产品,我国于98年最先引进此项手艺,03年左右最先生产并逐步的应用于现实工程中。该管接纳无规共聚聚丙烯作为质料,已往产品质料只能通过入口,海内尚无生产能力,以是PP-R管道一直保存着质优价高的问题。直到07年,燕山石化具备生产无规共聚聚丙烯的能力,并且获得北方大型管道生产商龙八国际管业的认同,接纳国产质料的龙八国际PP-R管经国家权威检测机构检测各项工艺指标所有知足要求。这使得PP-R管在我国的生长迈出了主要的一步,加速了塑料管材取代金属管材的速率,为都会供热管网的节能生长做出了主要孝顺。

PP-R管材是接纳带有混炼段的PP-R管专用螺杆和PP-R管专用挤出模头的单螺杆挤出机,经挤出成型工艺生产的管材;PP-R管件是接纳与PP-R管材相同牌号的专用料,经注塑成型工艺生产。PP-R管除具有通俗塑料管的无锈蚀行、不结垢、流阻小,加工能耗低等特殊性外,还具有使用寿命长,低温抗攻击性能好,耐高温顺优异的热熔焊接性能。其手艺性能特点如下:

(1)重量轻(仅为金属管的1/8)施工强度低、搬运利便。

(2)接纳热熔毗连:管材、管件同质熔化为统一整体,使用寿命长,清静可靠,永不渗漏。

(3)保温节能:PP-R管导热系数为0.21W/(m·K),仅为钢管导热系数的1/200,用于热水管道保温节能效果显着。

(4)耐热性较好:PP-R管维卡软化点131.5℃,最高事情温度可达95℃。使用温度在70℃左右,事情压力在1Mpa以下时可以使用50年。

(5)耐化学侵蚀性好,卫生性好。关于水中的大多离子和修建物内的化学物质均不起化学作用,不会生锈,不侵蚀,不生细菌。

(6)管道阻力小、管材内壁平滑不会结垢,压力损失小,水流速率快。

(7)绿色环保,外型雅观,色彩柔和,韧性好,耐攻击,不影响情形并可重复再生使用。

2 现场热损失检测

2.1测试原理及测试仪器

热流计丈量法由于具有直观、准确、受外界因素影响小等特点,而受到海内外偕行的普遍应用,以是本次测试接纳热流计法。热流计法就是用热阻式传感器(热流测头)和丈量指示仪表直接丈量保温结构的热流密度。与管壁接触的热撒播感器的输出电势(E)与通过传感器的热流密度(q)成正比关系:q=cE,c值为侧头系数。这样,测出热阻板内的热电堆感生出的热电势,就可凭证已标定的热电势与热流关系,盘算出热流密度值q。

在稳态情形下,单位长度管道的热损失为:

q1=πDq ?????????????????????????(1)

由于管道只在供热季节运行,需将测试数据换算为外地供热季节平均温度和供热季节运行温度(设计温度)条件下的响应值。其换算公式如下:

(2)

式中:qm—供热季平均温度下的热流密度,W/m2;

q—实测热流密度,W/m2;

t—外地季平均介质温度,K;

t'—测试时的介质温度,K;

tm—外地供热季平均地温,K;

tn—测试时地温,K。

测试仪器:

智能化64路巡检仪、WYP-A型软板式热撒播感器(丈量保温管道外外貌热流密度)数字显示仪、温度自计仪(管道外外貌温度及自然地温)、水银温度计(丈量情形温度)。

2.2测试计划及数据剖析

本次测试工具为天津市一别墅小区生涯用热水管网,管网接纳DN50的PP-R保温管。整个管网由一条主干管和七条支管组成。笔者在龙八国际管业工程手艺职员的配合下从08年12月初到12月末划分对主干管以及7条直管的保温情形举行了现场检测。

测试按标准CJ/T140—2001《供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定要领》和GB—4272《装备及管道保温手艺通则》举行。

详细检测计划如下:

(1)普测:相识管线的工艺参数、管径、长度等有关资料;查明保温层质料的品种与性能、厚度、结构等。

(2)测试截面选取原则:经现场视察,该管网主干管沿线共设有7个检查井,笔者在每个检查井内安排2个丈量截面,每条支管划分测试4个截面。

(3)截面布点原则:每个典范截面上选定三个测点,分为上中测点、左侧测点和右下测点,详细安排见图1.取三个测点的平均热流密度值作为该丈量面的热流密度值,在求取单个管段上各个丈量截面的平均值作为该管段的热流密度值,最后将其折算成供热季节平均温度下的热流密度值作为该管段供热季节的平均热消耗。

/archives/5577/""

现以该管网的主干管举行详细剖析,该管段属低压低温直埋热水管道,内衬管为DN50的PP-R保温管,保温层为聚氨酯泡沫塑料,;げ阄呙芏染垡蚁。详细情形见表1所示。

表1主管道现场实测表

敷设方法 埋深(m) 管长(m) 管径

规格

(DN)

PP-R

管外径

(mm)

保温

层厚度(mm)

;

层厚度(mm)

流体温度(℃) 管内压力(MPa) 流量

(m3/h)

直埋敷设 1.5 314 50 63 29 2.8 51 0.24 200

/archives/5577/""图2测试截面热撒播感器安排图

主管道共设有7个检查井,每个检查井内安排两个丈量截面。详细丈量要领为供热干管穿过检查井时在井壁与管道团结处设有赔偿套管,套管与管道之间约莫3cm宽的误差,将热流计探头深入该误差10-20cm处,该处管道的热流密度值可作为此处直埋管道的散热损失值。详细安排原则见图2.现场测试并经由相关公式盘算得出主干管各检查井内各截面热流密度见表2.

表2 ???主干管各检查井丈量截面丈量截面散热损失值汇总表

检查井编号 截面—热流密度值(W/m2) ????????截面二热流密度值(W/m2 平均热流密度值(W/M2
上测点 左测点 右下测点 平均值 上测点 左测点 右下测点 平均值
1号井 25.6 18.6 15.1 19.7 24.4 19.7 13.9 19.3 19.5
2号井 24.4 19.7 16.2 20.1 23.3 18.6 17.4 19.7 19.9
3号井 23.3 18.6 16.2 19.4 24.4 19.7 17.4 20.5 19.9
4号井 26.7 19.7 17.4 21.3 25.6 18.6 16.2 20.1 20.7
5号井 24.4 18.6 15.1 19.4 23.3 17.4 12.8 17.8 18.6
6号井 22.1 17.4 13.9 17.8 23.3 17.4 15.1 18.6 18.2
7号井 24.4 18.6 12.8 18.6 25.6 17.4 15.1 19.4 18.9

经盘算,整个干管平均热流密度值为19.4W/m2,则算成外地供热季平均温度下热流密度为19.8W/m2.最后整理出该供热主干管保温结构散热损失测试报告数据表,见表3.

表3 供热管道保温结构散热损失测试报告数据表

管线长度(m) 截面周长(m) 检查井内平均温度(K) 自然地温(K) 平均测试热流密度(W/m2 供热季平均温度下的热流密度(W/m2 线热流密度(W/m) 国家标准允许值(W/m2 全程散热损失W
314 0.398 286 258.2 19.4 19.8 7.9 116 2474.5

注:散热损失值仅为国际允许值的17.1%,保温效果很好。

3测试剖析

该管网完工于08年夏日,今年是首次运行,保温管道生产以及施工均由天津龙八国际管业完成。经由一个月的测试与视察,最终以管网的散热量、热用户知足情形以及热力站的运行情形三方面临其保温效果举行评价。

(1) 从管网的保温结构看,管网内衬管接纳7.1mm厚的PP-R塑料管的导热系数较小,仅为钢管导热系数的1/20.以是与古板的钢管相比,相当于多加了7.1mm厚的保温质料。笔者专门对DN50的PP-R管与DN50的钢管在相同热媒温度50℃未经保温的情形下举行了现场测试,并比照剖析了其散热情形。详细数据见表4.如表所示,单就保温结构来看,接纳PP-R管要比接纳钢管节约能源30%—40%。

(2) 从管网的散热损失看,实测的管道热损失值为19.8,仅为国家标准的17.1%,说明整个管网的保温效果很是好。

(3) 从热用户反应情形看热水运送质量较高,水温能包管在49℃左右,并且水质清亮没有铁锈等混杂物,说明PP-R保温管不但保温效果好,并且具有优异的卫生性。

(4) 从热力站的供回水温度看,供水温度为51℃,回水温度则抵达了47℃,更直观的体现了接纳新型保温管道后的节能效果。

表4 ?DN50塑料管与钢管散热损失比照表

管材 截面1平均热流密度值(W/m2 截面2平均热流密度值(W/m2 截面3平均热流密度值

(W/m2

截面4平均热流密度值(W/m2 截面5平均热流密度值(W/m2 截面6平均热流密度值(W/m2
PP-R 942.1 988.6 977 1000.1 977 953.7
钢管 1418.9 1523.5 1488.6 1442.1 1430.5 1488.7
与钢管散热量比值 66.4% 64.89% 65.63% 69.35% 68.29% 64.1%

(5)测试计划应该说是此次测试的最浩劫点。关于直埋管网的热损失检测现在常接纳的有热流计法和温差法,两种要领理论上都需要对直埋管网举行现场开挖举行丈量截面选取。但运行中的直埋管网是不可举行现场开挖的,由于管网在施工的时间埋设深度以及覆土厚度都是经由准确的盘算以知足管道的热伸长。若是开挖,会导致局部管道轴向应力不匀称,可能会有爆管的危险。并且冬天举行土方作业,施工量大且经济性差。现场开挖行欠亨,管道的丈量截面只能选在检查井内,可是在检查井内检测只能算是管沟的热损失检测。厥后经由检查井内的仔细视察发明,管道与井壁处有20-30mm,这恰恰可以将测试探头伸入,最后我们选定套管最最后管道处作为此次测试的丈量截面,将该处的热流密度值作为此处直埋管段的散热量。

(6)直埋管道热损失测试时,需要对测试探头及接线处做好防水处理,必需包管热接触面间不得渗入地下水。测试时要等显示仪表数据稳固后,包管半分钟内无转变时方可纪录。

4 竣事语

PP-R管的节能型、环保性、卫生性知足了当今都会热水供热管网生长的要求,是一种手艺经济综合性能优异的新型塑料管,具有较好的市场远景。通过对PP-R直埋保温管的现场热损失检测,一方面从工程现实的角度印证了管道优异的保温性、卫生性,另一方面在检测历程中认真的总结了关于直埋热水管网实验保温效果测定的履历,同时从热用户的使用情形、管网的散热量、热源运行三个方面提出了一套针对小区管网的评价系统,为以后我国制订关于热水直埋管网的保温效果检测与评价标准提供建媾和依据。

参考文献

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