阅读说明：本技术 一种大管径长输热力管道电预热补偿的方法 (Electric preheating compensation method for large-diameter long-heat-transmission pipeline ) 是由 闻青山 尹承磊 张爱华 于 2020-01-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大管径长输热力管道电预热补偿的方法,包括供热管道和回热管道,所述方法包括：开挖沟槽,将所述供热管道和所述回热管道放入所述沟槽内；将所述供热管道和所述回热管道的两端部密封封闭,所述供热管道的内部设置有发热块；所述发热块和所述回热管道的同一侧部通过电缆线连接供电设备,所述发热块和所述回热管道的另一侧部通过短接电缆线连接,形成一封闭的回路。本发明的有益技术效果体现在：本发明所提供的方法采用在供热管道中增加发热块,通过发热块给供热管道供热,使得供热管道和回热管道能够同时达到预设的温度和伸长量。(The invention discloses an electric preheating compensation method for a large-diameter long heat transmission pipeline, which comprises a heat supply pipeline and a heat return pipeline, and comprises the following steps: digging a groove, and placing the heat supply pipeline and the heat return pipeline into the groove; sealing and sealing two end parts of the heat supply pipeline and the heat return pipeline, wherein a heating block is arranged in the heat supply pipeline; the same side part of the heating block and the heat return pipeline is connected with power supply equipment through a cable, and the other side part of the heating block and the other side part of the heat return pipeline are connected through a short-circuit cable to form a closed loop. The beneficial technical effects of the invention are as follows: the method provided by the invention adopts the heating blocks added in the heat supply pipeline, and the heat supply pipeline is supplied with heat through the heating blocks, so that the heat supply pipeline and the heat return pipeline can reach the preset temperature and the preset elongation simultaneously.)

一种大管径长输热力管道电预热补偿的方法

技术领域

本发明涉及热力管道技术领域，特别涉及一种大管径长输热力管道电预热补偿的方法。

背景技术

电预热管道安装技术是指对管沟内一定长度的管道预热段通电，由于管道为钢管具有一定的电阻，在通入电流后会发热膨胀伸长，从而使管道产生一定的拉应力。当管道预热到所需要的温度，使管道的伸长量达到要求时，完成对管沟回填。现有技术中供热管道温度高，供热管道伸长量大，需要的预热量大；回热管道温度低，回热管道需要的伸长量小，预热量小。现在施工一般都是供回热管道都采用相同的预热量，对回热管道不利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大管径长输热力管道电预热补偿的方法，解决现有技术中供回热管道都采用相同的预热量，对回热管道不利，易发生管道的热变形的问题。本发明所提供的方法采用在供热管道中增加发热块，通过发热块给供热管道供热，使得供热管道和回热管道能够同时达到预设的温度和伸长量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大管径长输热力管道电预热补偿的方法，包括供热管道和回热管道，所述方法包括：

开挖沟槽，将所述供热管道和所述回热管道放入所述沟槽内；

向设有所述供热管道和所述回热管道的沟槽内回填沙土，使该回填的沙土距被所述供热管道和所述回热管道的两端部有一定的距离；

将所述供热管道和所述回热管道的两端部密封封闭，所述供热管道的内部设置有发热块；

所述发热块和所述回热管道的同一侧部通过电缆线连接供电设备，所述发热块和所述回热管道的另一侧部通过短接电缆线连接，形成一封闭的回路；

在所述供热管道和所述回热管道的端部分别设置长度检测装置和温度传感器；

在所述发热块和所述回热管道通电前，记录所述温度传感器显示的初始温度和所述长度检测装置的初始位置；

所述发热块和所述回热管道通电加热；

经检测所述供热管道和所述回热管道达到规定的温度和伸长量后，对整个沟槽进行回填和压实。

进一步的，所述供电设备上设置有调节部件，所述调节部件与所述温度传感器相连接。

进一步的，所述供热管道和所述回热管道中包括补偿器，在所述补偿器两侧的所述管道上设置螺栓，所述补偿器与所述电缆线通过所述螺栓相连接。

进一步的，在所述供热管道和所述回热管道的最长的直管段上至少安装两个长度检测装置，所述供热管道和所述回热管道的两端部通过盖合塑料端帽进行封闭。

进一步的，所述供热管道和所述回热管道平行设置。

进一步的，所述短接电缆线与所述供热管道另一端的连接处距所述变径处的距离大于200mm。

本发明的有益技术效果体现在：

1、本发明通过向设有被预热段管道的沟槽内回填沙土，使该回填的沙土距被预热段管道的两端部有一定的距离；留有一定的距离是为了能够设置电缆线通电加热被预热段管道。

将所述供热管道和所述回热管道的两端部密封封闭，所述供热管道的内部设置有发热块；

所述发热块和所述回热管道的同一侧部通过电缆线连接供电设备，所述发热块和所述回热管道的另一侧部通过短接电缆线连接，形成一封闭的回路，对所述供热管道和所述回热管道施加低电压、高电流的电能，利用管道自身电阻发热的原理，将钢管的温度加热到规定的预热温度；

在所述供热管道和所述回热管道的端部分别设置长度检测装置和温度传感器，长度检测装置用于测量预热过程中所述供热管道和所述回热管道的长度变化；温度传感器以随时调整所述回路中的电流量，温度传感器可以实时监测供热管道和回热管道的温度，使预热后的所述供热管道和所述回热管道能够达到设计温度，从而使供热管道中的热应力得以充分释放，避免残留热应力损坏管道；

在所述发热块和所述回热管道通电前，记录所述温度传感器显示的初始温度和所述长度检测装置的初始位置，以便于预热后将实际伸长量和预设伸长量与设定温度进行对比，实现准确的伸长量对比和温度校核；

所述发热块和所述回热管道通电加热；

经检测所述供热管道和所述回热管道达到规定的温度和伸长量后，对整个沟槽进行回填和压实。

2、本发明所述供电设备上设置有调节部件，所述调节部件与所述温度传感器相连接，温度传感器与供电设备的调节部件相连接，温度传感器将监测到的管道温度输送给调节部件，当温度数值未达到设计温度时，供电设备持续使两管道短接加热，当温度数值已经达到设计温度时，调节部件会控制供电设备关闭，便于进行自动控制。

3、本发明所述供热管道和回热管道中包括补偿器，在所述补偿器两侧的所述管道上设置螺栓，所述补偿器与所述电缆线通过所述螺栓相连接，本发明提供设置补偿器进一步吸收管道运行中产生的热应力，使补偿器内通过的电流所造成的温升小于补偿器内密封件的耐热温度，以避免热应力对管道造成损坏，延长管道的使用寿命。

4、本发明在所述所述供热管道和所述回热管道的最长的直管段上至少安装两个长度检测装置，以验证计算伸长和理论伸长的一致性；本发明所述供热管道和所述回热管道的两端部通过盖合塑料端帽进行封闭，通过盖合塑料端帽能够更好的对所述供热管道和所述回热管道的两端部进行密封，在对供热管道和回热管道完成预热后，不能立即进行下一步的施工，需要先拆除电预热所用到的设备，因此，需要对所述供热管道和回热管道进行密封，防止热气散失，影响电预热效果。

5、本发明所述供热管道和所述回热管道平行设置，这样的结构设计更容易对供热管道和回热管道进行预热。

6、本发明所述短接电缆线与所述供热管道另一端的连接处距所述变径处的距离大于200mm。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明所提供的带有温度传感器和调节部件的预热状态结构示意图；

图2为本发明所提供的带有补偿器的预热结束后的结构示意图；

图3为本发明所提供的发热块的结构示意图。

图4为本发明的电路图。

附图标记说明：

1-供热管道，2-回热管道，3-供电设备，4-长度测量装置，5-温度传感器， 6-调节部件，7-供热块，8-补偿器，9-电缆线，10-螺栓，11-短接电缆线。

具体实施方式

下面将结合附图，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化叙述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，本发明所提供的一种大管径长输热力管道电预热补偿的方法，包括供热管道1和回热管道2，所述方法包括：

按常规的施工程序开挖沟槽，将管道放入所述沟槽内；

向设有所述供热管道1和所述回热管道2的沟槽内回填沙土，使该回填的沙土距所述供热管道1和所述回热管道2的两端部有一定的距离，在开始预热前，回填至所述沟槽内的沙土高度要达到所述管道外径的3/4高度处，并夯实；然后继续回填至高出所述管道外径50mm，不需夯实；且该回填的沙土距所述供热管道1和所述回热管道2的两端部的距离约为12米；将所述供热管道1和所述供热管道2的两端部密封封闭，以防止管道内的热气散失；

将所述供热管道1和所述回热管道2的两端部密封封闭，所述供热管道1 的内部设置有发热块7；

所述发热块7和所述回热管道2的同一侧部通过电缆线连接供电设备，所述发热块7和所述回热管道2的另一侧部通过短接电缆线连接，形成一封闭的回路，对所述供热管道1和所述回热管道2施加低电压、高电流的电能，利用管道自身电阻发热的原理，将钢管的温度加热到规定的预热温度；

在所述供热管道1和所述回热管道2的端部分别设置长度检测装置4和温度传感器5，长度检测装置4用于测量预热过程中所述供热管道1和所述回热管道2的长度变化；温度传感器5以随时调整所述回路中的电流量，温度传感器5 可以实时监测供热管道1和所述回热管道2的温度，使预热后的所述供热管道1 和所述回热管道2能够达到设计温度，从而使供热管道1中的热应力得以充分释放，避免残留热应力损坏管道；所述长度检测装置4设置在距所述供热管道1 和所述回热管道2的端部大约2米的位置，所述温度传感器5设置在距所述供热管道1和所述回热管道2的端部11米-12米的位置；

在所述发热块7和所述回热管道2通电前，记录所述温度传感器5显示的初始温度和所述长度检测装置4的初始位置，以便于预热后将实际伸长量和预设伸长量与设定温度进行对比，实现准确的伸长量对比和温度校核；

在对所述供热管道1和所述回热管道2的加热过程中，对所述温度传感器5 所显示的温度值以及长度检测装置4所测得的管道的长度变化量至少进行三次测量，通过温度可计算出理论伸长量，与实际伸长量进行比对，确保整个预热过程符合要求。

所述发热块和所述回热管道通电加热；

经检测所述供热管道1和所述回热管道2达到规定的温度和伸长量后，对整个沟槽进行回填和压实，在沟槽回填完成后，切断系统电源，拆除其上设置的预热用装置，即拆除电缆线9、温度传感器5、长度检测装置4、连接螺栓10 等用于对管道进行预热处理的装置。

本发明所述供电设备3上设置有调节部件6，所述调节部件6与所述温度传感器5相连接，温度传感器5与供电设备3的调节部件6相连接，温度传感器5 将监测到的管道温度输送给调节部件6，当温度数值未达到设计温度时，供电设备3持续使两管道短接加热，当温度数值已经达到设计温度时，调节部件6会控制供电设备3关闭，便于进行自动控制。

本发明所述供热管道1和所述回热管道2中包括补偿器8，在所述补偿器8 两侧的所述管道上设置螺栓10，所述补偿器8与所述电缆线9通过所述螺栓10 相连接，本发明提供设置补偿器8进一步吸收管道运行中产生的热应力，使补偿器8内通过的电流所造成的温升小于补偿器8内密封件的耐热温度，以避免热应力对管道造成损坏，延长管道的使用寿命。

本发明在所述供热管道1和所述回热管道2的最长的直管段上至少安装两个长度检测装置4，以验证计算伸长和理论伸长的一致性；本发明所述供热管道 1和所述回热管道2的两端部通过盖合塑料端帽进行封闭，通过盖合塑料端帽能够更好的对所述供热管道1和所述回热管道2的两端部进行密封，在对供热管道1和回热管道2完成预热后，不能立即进行下一步的施工，需要先拆除电预热所用到的设备，因此，需要对所述供热管道1和回热管道2进行密封，防止热气散失，影响电预热效果。

本发明所述供热管道1和所述回热管道2平行设置，这样的结构设计更容易对供热管道1和回热管道2进行预热。

本发明所述短接电缆线11与所述供热管道1另一端的连接处距所述变径处 S的距离大于200mm。

本发明所用到电预热原理：如图4所示，

Q＝I²Rt

Q₁＝I²R₁t

Q₂＝I₁ ²R₂t

Q₃＝I₂ ²R₃t

Q-总热量，Q₁-供热管道的热量，Q₂-回热管道的热量，Q₃-发热块的热量；

R-总电阻值，R₁-供热管道的电阻值，R₂-回热管道的电阻值，R₃-发热块的电阻值；

I-总电流，I₁-通过回热管道的电流，I₂-通过发热块的电流；

供水管道的热量：Q＝Q₁+Q₃；

回热管道的热量：Q＝Q₂。

如果同时加热，当供热管道1的温度和伸长量达到预设的要求时，回热管道2的温度和伸长量还达不到要求，所以本发明在供热管道1的内部设置发热块7，通过发热块7加热供热管道1并分担电流，使得供热管道1和回热管道2 能够同时达到预设的温度和伸长量。

本发明中的预热温度计算：

参照规程：《城镇供热直埋热水管道工程技术规程》CJJ/T81-2013；

本发明预热温度为60℃，本发明以预热温度(60℃)作为验收标准，如果预热温度达到验收标准而伸长量未达到时，预热温度提高2℃，然后以62℃作为验收标准。

本发明的预热环境要求：

(1)在保温管达到目标设计要求以后施工方应立即开始回填，并且在规定时间内完成沟槽回填；

(2)预热段内不能存在不同材质的钢管；

(3)沟槽内不得有任何可能阻碍管道自由伸长的土石方或结构；

(4)所有三通分支在预热过程中必须敞沟，而且不能与三通分支连接；

(5)在弯头处不进行覆土，以便弯头在受热后可以运动；

(6)在预热过程中，不得再向沟槽内填沙，以免阻碍管道的运动；

(7)钢管内积水必须排放干净；

(8)预热段两端端头出现积水时，需要将水抽干。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。