1概述
　　1.1直埋無補償技術(shù)理論簡介
　　預(yù)制保溫管制造及直埋敷設(shè)技術(shù)，20世紀(jì)60年代末在北歐率先應(yīng)用和發(fā)展。于20世紀(jì)80年初傳入我國，設(shè)計單位亦相繼采用了北歐的彈性變形分析方法進行直埋熱水管道工程設(shè)計。彈性變形分析方法，就是要保證熱水管道始終處于彈性變形的范圍之內(nèi)，處于彈性狀態(tài)。管道直管段通常采用熱補償裝置，采用預(yù)熱、一次性補償器的安裝方式。
　　熱水管道直埋無補償技術(shù)其理論基礎(chǔ)為第三強度理論，即：將應(yīng)力分為一次應(yīng)力：工作壓力在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力，內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力；二次應(yīng)力（溫度應(yīng)力）：熱漲冷縮不能釋放，在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力，如溫度升高產(chǎn)生的軸向應(yīng)力；三次應(yīng)力（峰值應(yīng)力）：承受一次應(yīng)力和二次應(yīng)力直管向管件釋放變形，在該管件上產(chǎn)生的應(yīng)力。
　　1.2直埋無補償技術(shù)應(yīng)用概況
　　熱水管道直埋敷設(shè)在我國開始于20世紀(jì)80年代初，經(jīng)過20多年的應(yīng)用和發(fā)展，熱水管道直埋敷設(shè)從設(shè)計、制造、安裝、驗收等方面皆有了長足進步，并開始被廣大熱力設(shè)計工作者所普遍認(rèn)同，并成為我國城市熱水管網(wǎng)工程敷設(shè)的主要敷設(shè)方式之一。雖然體現(xiàn)直埋無補償敷設(shè)新技術(shù)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)保溫管-EN253、保溫管件EN448、保溫閥門EN488、保溫接頭EN489等早在1994頒布，我國參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)制定的行業(yè)規(guī)程《城鎮(zhèn)直埋供熱管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T81-98）也于1999年6月1日起執(zhí)行。然而，時至今日，熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)，在我國城市供熱項目中（管徑大于DN500；保溫管、保溫管件、保溫閥門、保溫接頭執(zhí)行歐洲標(biāo)準(zhǔn)；基本不設(shè)檢查井和補償器）采用的鮮有工程實例，應(yīng)用熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的比例太少，熱水管道直埋敷設(shè)還是有補償敷設(shè)的天下。熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)又鮮有相關(guān)手冊、規(guī)范。這些原因阻礙了熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。編制相關(guān)手冊和制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等技術(shù)基礎(chǔ)工作的任務(wù)迫在眉睫，直埋無補償技術(shù)研究、應(yīng)用及推廣的工作任重道遠(yuǎn)。
　　2直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)
　　2.1熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計
　　2.1.1建立熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計理念
　　中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目，熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計，是應(yīng)用直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的成功范例。在工程立項論證、可行性研究分析、施工圖設(shè)計、制造、安裝、運行調(diào)試全過程，始終貫徹?zé)崴艿乐甭駸o補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計理念，應(yīng)用歐洲標(biāo)準(zhǔn)。
　　熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計理念，包括保溫直管、保溫管件、保溫接頭、保溫閥門的設(shè)計、制造、安裝皆要符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)。
　　我國目前尚未制定保溫管件、保溫接頭、保溫閥門的相關(guān)設(shè)計、制造、安裝標(biāo)準(zhǔn)。制造廠家產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，安裝施工質(zhì)量難以保證，這方面標(biāo)準(zhǔn)的制定刻不容緩，已經(jīng)制約了直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
　　完善管件和閥門的強度計算模型，合理地設(shè)計管道及管件的結(jié)構(gòu)，充分利用管道的自身承載能力，地減少補償器的設(shè)置。補償器是供熱管網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，補償器的設(shè)置增加了管網(wǎng)的事故概率。閥門法蘭連接處是跑、冒、滴、漏頻發(fā)的地方，是造成熱損失的一大頑疾。采用直埋保溫焊接閥門，地減少檢查井的設(shè)置，簡化熱水管道系統(tǒng)的構(gòu)成，應(yīng)是熱水管道直埋系統(tǒng)設(shè)計的研究與發(fā)展方向。
　　2.1.2熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計方法
　　2.1.2.1熱水管網(wǎng)直管強度設(shè)計
　　熱水管網(wǎng)直管一次應(yīng)力（工作壓力在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力）保證小于屈服，以防止管道出現(xiàn)塑性流動，考慮到系數(shù)，其分析的強度條件為小于基本許用應(yīng)力。二次應(yīng)力亦稱溫度應(yīng)力（熱漲冷縮不能釋放，在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力，如溫度升高產(chǎn)生的軸向應(yīng)力），二次應(yīng)力的有限塑性變形不會引起破壞，但為了保證熱水管網(wǎng)運行期間處于安定狀態(tài)，保證一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的變化范圍小于2倍的屈服，考慮到系數(shù)，其分析的強度條件為小于3倍的基本許用應(yīng)力。三次應(yīng)力亦稱峰值應(yīng)力（承受一次應(yīng)力和二次應(yīng)力直管向管件釋放變形，在該管件上產(chǎn)生的應(yīng)力）僅出現(xiàn)在有限的局部區(qū)域，其引起的塑性變形對熱水管道內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)造成的損傷小，可以允許一定次數(shù)的循環(huán)塑性變形的出現(xiàn)，允許的循環(huán)次數(shù)與應(yīng)力變化的范圍有關(guān)。為保證熱水管網(wǎng)處于狀態(tài)，要根據(jù)運行參數(shù)的變化控制一次應(yīng)力、二次應(yīng)力、三次應(yīng)力的變化范圍，考慮到系數(shù)，其疲勞分析的強度條件為小于6倍的基本許用應(yīng)力。
　　熱水管網(wǎng)直埋敷設(shè)中，直管段在一定的工況條件下，可能出現(xiàn)循環(huán)塑性變形、整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)等破壞現(xiàn)象。整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)取決于溫度變化的軸向應(yīng)力，可以采用設(shè)置補償裝置以釋放熱漲變形的有補償方法，或者采用預(yù)熱、設(shè)置一次性補償裝置而減少熱漲變形的預(yù)應(yīng)力方法。循環(huán)塑性變形取決于溫度應(yīng)力變化的范圍，為降低溫度應(yīng)力變化的范圍，只能采用設(shè)置補償裝置的有補償方法。
　　2.1.2.2熱水管網(wǎng)管件的強度設(shè)計
　　直埋熱水管網(wǎng)管件，如：彎頭、大小頭、三通、閥門等，可以產(chǎn)生疲勞破壞。管件的破壞取決于其本身結(jié)構(gòu)和所連直管的熱脹變形向該管件的轉(zhuǎn)移。設(shè)計中可以采用如下方案解決：
　　管件的結(jié)構(gòu)要采用強度特性好的結(jié)構(gòu)、尺寸，以降低應(yīng)力；設(shè)置必要的固定墩，阻止熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移；局部設(shè)置有補償方法，吸收熱脹變形，減少熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移。
　　因此，在目前我國無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，宜選用符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)制造的管件和直埋焊接閥門。
　　2.1.2.3熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的強度設(shè)計
　　熱水管網(wǎng)系統(tǒng)補償器或補償彎管的設(shè)置，不僅由直管的強度和穩(wěn)定條件確定，還取決于連接直管的管件及閥門的強度。直管可以采用無補償冷安裝時，并不能保證熱水管網(wǎng)系統(tǒng)皆可以采用無補償冷安裝。為使熱水管網(wǎng)系統(tǒng)管件及閥門處于狀態(tài)，根據(jù)管件及閥門的強度來決定是否設(shè)置補償裝置。熱水管網(wǎng)系統(tǒng)不同的管段選擇不同的安裝方式是熱水管道直埋無補償敷設(shè)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。
　　2.1.2.4熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的控制與設(shè)計
　　中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目，熱力站采用組合式換熱機組，熱力站采用就地、遠(yuǎn)程檢測和控制，按無人值守標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，運行參數(shù)異?？稍诳刂票O(jiān)控，并設(shè)置聲光裝置。幾年運行的實踐，效果良好。
　　直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，早期發(fā)現(xiàn)、查找、檢修較為困難，多為某個區(qū)域參數(shù)出現(xiàn)較大異常和冒水直地面時才被發(fā)現(xiàn)，已造成較大損失。
　　近年來，滲漏檢測系統(tǒng)已較為普遍地應(yīng)用在熱水管網(wǎng)系統(tǒng)，然而，時至今日，滲漏檢測沒有體現(xiàn)在相應(yīng)的行業(yè)規(guī)程之中，國內(nèi)大型熱網(wǎng)鮮有完整的系統(tǒng)的運行、使用?！冻擎?zhèn)直埋供熱管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T81-98）中又無相關(guān)內(nèi)容要求，因此，應(yīng)盡快修改、補充相關(guān)內(nèi)容，適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。
　　2.2預(yù)制保溫管制造
　　汽車集團公司供熱系統(tǒng)改造項目，其目標(biāo)為20世紀(jì)末國際先進水平。直埋無補償技術(shù)在大型城市集中供熱系統(tǒng)中應(yīng)用，其本身是一個系統(tǒng)工程，而我國又缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定、手冊、資料等。
　　項目之初，首先將擬執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)化。即：預(yù)制保溫管執(zhí)行我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高密度聚乙烯外護管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管》CJ/T114-2000，同時滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫管》的相關(guān)要求。管件執(zhí)行EN253-1994、《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫管件》EN448-1994歐洲標(biāo)準(zhǔn)；閥門執(zhí)行《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫閥門》EN488-1994歐洲標(biāo)準(zhǔn)；保溫接頭執(zhí)行《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫接頭》EN489-1994歐洲標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　因此，對制造商提出較高要求，從國內(nèi)眾多預(yù)制保溫管生產(chǎn)廠家，篩選符合上述要求的備選供應(yīng)商，以招標(biāo)形式確定終供應(yīng)商，選定好的供應(yīng)商，生產(chǎn)出高質(zhì)量的保溫管及保溫管件，是保證工程質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的可靠保證。實踐證明：中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目供應(yīng)商的擇選和招標(biāo)是成功的，工程投資概算：14918萬元；工程投資決算：13000萬元。單位供熱面積造價十分經(jīng)濟，成為行業(yè)的樣板工程。
　　熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的管件、閥門數(shù)量所占比例不大，但對系統(tǒng)的起到十分重要的作用，目前我國還沒有適合熱水管道無補償輻射的管件標(biāo)準(zhǔn)、閥門標(biāo)準(zhǔn)。管件、閥門質(zhì)量對熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的整體密閉性影響。使用質(zhì)量差的管件、閥門，相當(dāng)于埋下跑、冒、滴、漏等事故隱患的禍根。因此，編制、頒布我國適合熱水管道無補償敷設(shè)的管件標(biāo)準(zhǔn)、閥門標(biāo)準(zhǔn)的工作刻不容緩?？梢赃@樣講，采用符合標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制保溫管、管件、閥門是直埋無補償設(shè)計和熱水管網(wǎng)系統(tǒng)工程成功的重要基礎(chǔ)。
　　2.3直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的安裝
　　中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目設(shè)計、制造、安裝皆采用相關(guān)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，工程目標(biāo)為30年免維護，運行5年來，未出現(xiàn)任何事故，一次主干網(wǎng)未出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，運行實踐初步證明。
　　管道的連接采用焊接，保證焊接質(zhì)量，鑒于目前國內(nèi)管道安裝隊伍水平參差不齊，有好的安裝隊伍、監(jiān)理隊伍，一次網(wǎng)管道焊縫要執(zhí)行GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》焊縫驗收，要進行100%射線探傷，以確保焊縫質(zhì)量。
　　管道接頭、管件接頭的質(zhì)量好壞亦至關(guān)重要，在目前國內(nèi)尚無相關(guān)設(shè)計、制造、驗收標(biāo)準(zhǔn)的情況下，更顯得尤為重要。
　　直埋熱水管道接頭質(zhì)量不好，土壤中的水分會滲入，導(dǎo)致鋼管的腐蝕破壞和保溫效果降低，使熱網(wǎng)達(dá)不到使用壽命和熱損失增大。中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目管道接頭采用了熱收縮式套袖搭接接頭，即：由專用熱收縮帶通過火焰加熱收縮，將管道外殼和接頭套袖搭接處嚴(yán)密柔性連接，可保證接頭的密封防水，并消除接頭處的軸向熱應(yīng)變。
　　管道周圍嚴(yán)格按照設(shè)計添沙，以提高管道的摩擦力，避免高密度聚乙烯外殼的破壞。在彎頭和三通附近宜加設(shè)墊片和加寬溝槽，以保證管道能夠產(chǎn)生一定的側(cè)向位移。
　　另外，現(xiàn)場實際地面標(biāo)高和設(shè)計標(biāo)高出現(xiàn)差異，引起熱水管道埋深加大時，監(jiān)理和施工單位應(yīng)及時與設(shè)計溝通，是否修改設(shè)計，以便采取措施保證管道能夠產(chǎn)生側(cè)向位移，防止保溫層的損壞。
　　2.4直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的運行
　　熱力工作者皆知道，相同的供熱管網(wǎng)，是連續(xù)運行，還是間歇運行，兩者的情況是不同的。溫度變化頻繁，將加大鋼管材料的損傷，可能出現(xiàn)疲勞破壞。同樣的彎頭，溫度高的一次網(wǎng)未出現(xiàn)問題，溫度較低的二次網(wǎng)卻出現(xiàn)了問題，這種工程運行問題已經(jīng)被許多熱網(wǎng)所證明。采用直埋無補償技術(shù)敷設(shè)的熱水管網(wǎng)系統(tǒng)運行，其供熱調(diào)節(jié)時應(yīng)避免水溫的頻繁變化。
　　3直埋無補償技術(shù)應(yīng)用前景及存在問題
　　熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)，經(jīng)過10多年的應(yīng)用、發(fā)展，在歐洲相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)已日趨完善。而我國從設(shè)計、制造、安裝、驗收尚無國家標(biāo)準(zhǔn)。僅有的保溫管制造工程設(shè)計的行業(yè)規(guī)程，差距較大，又很不完善，有許多需要增加、修改的內(nèi)容。這些，嚴(yán)重影響熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。盡快系統(tǒng)制定設(shè)計、制造、安裝、驗收標(biāo)準(zhǔn)的工作迫在眉睫。
　　結(jié)束語：在我國熱水管網(wǎng)的設(shè)計運行溫度一般小于150℃，基本上可以采用直埋無補償敷設(shè)。適合條件熱水管網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用直埋無補償敷設(shè)技術(shù)，將程度減少泄漏損失。根據(jù)中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目應(yīng)用直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的成功經(jīng)驗，經(jīng)過設(shè)計、制造、安裝、運行、管理等方面的共同努力，使供熱系統(tǒng)降低10%的輸送損失、工程壽命達(dá)到30年以上是可能的，亦將使我國供熱系統(tǒng)整體達(dá)到國際先進水平。這是動能科技術(shù)人員的努力方向，倘若實現(xiàn)這一目標(biāo)，在全國范圍內(nèi)，其經(jīng)濟效益將十分巨大。這亦可以說是我國熱水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計、制造、安裝、運行、管理上的一次深刻變革，將具有十分積極的現(xiàn)實意義。

　　1概述
　　1.1直埋無補償技術(shù)理論簡介
　　預(yù)制保溫管制造及直埋敷設(shè)技術(shù)，20世紀(jì)60年代末在北歐率先應(yīng)用和發(fā)展。于20世紀(jì)80年初傳入我國，設(shè)計單位亦相繼采用了北歐的彈性變形分析方法進行直埋熱水管道工程設(shè)計。彈性變形分析方法，就是要保證熱水管道始終處于彈性變形的范圍之內(nèi)，處于彈性狀態(tài)。管道直管段通常采用熱補償裝置，采用預(yù)熱、一次性補償器的安裝方式。
　　熱水管道直埋無補償技術(shù)其理論基礎(chǔ)為第三強度理論，即：將應(yīng)力分為一次應(yīng)力：工作壓力在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力，內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力；二次應(yīng)力（溫度應(yīng)力）：熱漲冷縮不能釋放，在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力，如溫度升高產(chǎn)生的軸向應(yīng)力；三次應(yīng)力（峰值應(yīng)力）：承受一次應(yīng)力和二次應(yīng)力直管向管件釋放變形，在該管件上產(chǎn)生的應(yīng)力。
　　1.2直埋無補償技術(shù)應(yīng)用概況
　　熱水管道直埋敷設(shè)在我國開始于20世紀(jì)80年代初，經(jīng)過20多年的應(yīng)用和發(fā)展，熱水管道直埋敷設(shè)從設(shè)計、制造、安裝、驗收等方面皆有了長足進步，并開始被廣大熱力設(shè)計工作者所普遍認(rèn)同，并成為我國城市熱水管網(wǎng)工程敷設(shè)的主要敷設(shè)方式之一。雖然體現(xiàn)直埋無補償敷設(shè)新技術(shù)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)保溫管-EN253、保溫管件EN448、保溫閥門EN488、保溫接頭EN489等早在1994頒布，我國參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)制定的行業(yè)規(guī)程《城鎮(zhèn)直埋供熱管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T81-98）也于1999年6月1日起執(zhí)行。然而，時至今日，熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)，在我國城市供熱項目中（管徑大于DN500；保溫管、保溫管件、保溫閥門、保溫接頭執(zhí)行歐洲標(biāo)準(zhǔn)；基本不設(shè)檢查井和補償器）采用的鮮有工程實例，應(yīng)用熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的比例太少，熱水管道直埋敷設(shè)還是有補償敷設(shè)的天下。熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)又鮮有相關(guān)手冊、規(guī)范。這些原因阻礙了熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。編制相關(guān)手冊和制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等技術(shù)基礎(chǔ)工作的任務(wù)迫在眉睫，直埋無補償技術(shù)研究、應(yīng)用及推廣的工作任重道遠(yuǎn)。
　　2直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)
　　2.1熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計
　　2.1.1建立熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計理念
　　中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目，熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計，是應(yīng)用直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的成功范例。在工程立項論證、可行性研究分析、施工圖設(shè)計、制造、安裝、運行調(diào)試全過程，始終貫徹?zé)崴艿乐甭駸o補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計理念，應(yīng)用歐洲標(biāo)準(zhǔn)。
　　熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計理念，包括保溫直管、保溫管件、保溫接頭、保溫閥門的設(shè)計、制造、安裝皆要符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)。
　　我國目前尚未制定保溫管件、保溫接頭、保溫閥門的相關(guān)設(shè)計、制造、安裝標(biāo)準(zhǔn)。制造廠家產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，安裝施工質(zhì)量難以保證，這方面標(biāo)準(zhǔn)的制定刻不容緩，已經(jīng)制約了直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
　　完善管件和閥門的強度計算模型，合理地設(shè)計管道及管件的結(jié)構(gòu)，充分利用管道的自身承載能力，地減少補償器的設(shè)置。補償器是供熱管網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，補償器的設(shè)置增加了管網(wǎng)的事故概率。閥門法蘭連接處是跑、冒、滴、漏頻發(fā)的地方，是造成熱損失的一大頑疾。采用直埋保溫焊接閥門，地減少檢查井的設(shè)置，簡化熱水管道系統(tǒng)的構(gòu)成，應(yīng)是熱水管道直埋系統(tǒng)設(shè)計的研究與發(fā)展方向。
　　2.1.2熱水管道直埋無補償敷設(shè)系統(tǒng)設(shè)計方法
　　2.1.2.1熱水管網(wǎng)直管強度設(shè)計
　　熱水管網(wǎng)直管一次應(yīng)力（工作壓力在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力）保證小于屈服，以防止管道出現(xiàn)塑性流動，考慮到系數(shù)，其分析的強度條件為小于基本許用應(yīng)力。二次應(yīng)力亦稱溫度應(yīng)力（熱漲冷縮不能釋放，在直管中產(chǎn)生的應(yīng)力，如溫度升高產(chǎn)生的軸向應(yīng)力），二次應(yīng)力的有限塑性變形不會引起破壞，但為了保證熱水管網(wǎng)運行期間處于安定狀態(tài)，保證一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的變化范圍小于2倍的屈服，考慮到系數(shù)，其分析的強度條件為小于3倍的基本許用應(yīng)力。三次應(yīng)力亦稱峰值應(yīng)力（承受一次應(yīng)力和二次應(yīng)力直管向管件釋放變形，在該管件上產(chǎn)生的應(yīng)力）僅出現(xiàn)在有限的局部區(qū)域，其引起的塑性變形對熱水管道內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)造成的損傷小，可以允許一定次數(shù)的循環(huán)塑性變形的出現(xiàn)，允許的循環(huán)次數(shù)與應(yīng)力變化的范圍有關(guān)。為保證熱水管網(wǎng)處于狀態(tài)，要根據(jù)運行參數(shù)的變化控制一次應(yīng)力、二次應(yīng)力、三次應(yīng)力的變化范圍，考慮到系數(shù)，其疲勞分析的強度條件為小于6倍的基本許用應(yīng)力。
　　熱水管網(wǎng)直埋敷設(shè)中，直管段在一定的工況條件下，可能出現(xiàn)循環(huán)塑性變形、整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)等破壞現(xiàn)象。整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)取決于溫度變化的軸向應(yīng)力，可以采用設(shè)置補償裝置以釋放熱漲變形的有補償方法，或者采用預(yù)熱、設(shè)置一次性補償裝置而減少熱漲變形的預(yù)應(yīng)力方法。循環(huán)塑性變形取決于溫度應(yīng)力變化的范圍，為降低溫度應(yīng)力變化的范圍，只能采用設(shè)置補償裝置的有補償方法。
　　2.1.2.2熱水管網(wǎng)管件的強度設(shè)計
　　直埋熱水管網(wǎng)管件，如：彎頭、大小頭、三通、閥門等，可以產(chǎn)生疲勞破壞。管件的破壞取決于其本身結(jié)構(gòu)和所連直管的熱脹變形向該管件的轉(zhuǎn)移。設(shè)計中可以采用如下方案解決：
　　管件的結(jié)構(gòu)要采用強度特性好的結(jié)構(gòu)、尺寸，以降低應(yīng)力；設(shè)置必要的固定墩，阻止熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移；局部設(shè)置有補償方法，吸收熱脹變形，減少熱脹變形向管件的轉(zhuǎn)移。
　　因此，在目前我國無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，宜選用符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)制造的管件和直埋焊接閥門。
　　2.1.2.3熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的強度設(shè)計
　　熱水管網(wǎng)系統(tǒng)補償器或補償彎管的設(shè)置，不僅由直管的強度和穩(wěn)定條件確定，還取決于連接直管的管件及閥門的強度。直管可以采用無補償冷安裝時，并不能保證熱水管網(wǎng)系統(tǒng)皆可以采用無補償冷安裝。為使熱水管網(wǎng)系統(tǒng)管件及閥門處于狀態(tài)，根據(jù)管件及閥門的強度來決定是否設(shè)置補償裝置。熱水管網(wǎng)系統(tǒng)不同的管段選擇不同的安裝方式是熱水管道直埋無補償敷設(shè)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。
　　2.1.2.4熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的控制與設(shè)計
　　中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目，熱力站采用組合式換熱機組，熱力站采用就地、遠(yuǎn)程檢測和控制，按無人值守標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，運行參數(shù)異常可在控制監(jiān)控，并設(shè)置聲光裝置。幾年運行的實踐，效果良好。
　　直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，早期發(fā)現(xiàn)、查找、檢修較為困難，多為某個區(qū)域參數(shù)出現(xiàn)較大異常和冒水直地面時才被發(fā)現(xiàn)，已造成較大損失。
　　近年來，滲漏檢測系統(tǒng)已較為普遍地應(yīng)用在熱水管網(wǎng)系統(tǒng)，然而，時至今日，滲漏檢測沒有體現(xiàn)在相應(yīng)的行業(yè)規(guī)程之中，國內(nèi)大型熱網(wǎng)鮮有完整的系統(tǒng)的運行、使用?！冻擎?zhèn)直埋供熱管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T81-98）中又無相關(guān)內(nèi)容要求，因此，應(yīng)盡快修改、補充相關(guān)內(nèi)容，適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。
　　2.2預(yù)制保溫管制造
　　汽車集團公司供熱系統(tǒng)改造項目，其目標(biāo)為20世紀(jì)末國際先進水平。直埋無補償技術(shù)在大型城市集中供熱系統(tǒng)中應(yīng)用，其本身是一個系統(tǒng)工程，而我國又缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定、手冊、資料等。
　　項目之初，首先將擬執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)化。即：預(yù)制保溫管執(zhí)行我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高密度聚乙烯外護管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管》CJ/T114-2000，同時滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫管》的相關(guān)要求。管件執(zhí)行EN253-1994、《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫管件》EN448-1994歐洲標(biāo)準(zhǔn)；閥門執(zhí)行《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫閥門》EN488-1994歐洲標(biāo)準(zhǔn)；保溫接頭執(zhí)行《地下敷設(shè)熱水管網(wǎng)的整體式預(yù)制保溫管系統(tǒng)-由工作鋼管、聚氨酯保護溫層和高密度聚乙烯外套管組成的保溫接頭》EN489-1994歐洲標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　因此，對制造商提出較高要求，從國內(nèi)眾多預(yù)制保溫管生產(chǎn)廠家，篩選符合上述要求的備選供應(yīng)商，以招標(biāo)形式確定終供應(yīng)商，選定好的供應(yīng)商，生產(chǎn)出高質(zhì)量的保溫管及保溫管件，是保證工程質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的可靠保證。實踐證明：中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目供應(yīng)商的擇選和招標(biāo)是成功的，工程投資概算：14918萬元；工程投資決算：13000萬元。單位供熱面積造價十分經(jīng)濟，成為行業(yè)的樣板工程。
　　熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的管件、閥門數(shù)量所占比例不大，但對系統(tǒng)的起到十分重要的作用，目前我國還沒有適合熱水管道無補償輻射的管件標(biāo)準(zhǔn)、閥門標(biāo)準(zhǔn)。管件、閥門質(zhì)量對熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的整體密閉性影響。使用質(zhì)量差的管件、閥門，相當(dāng)于埋下跑、冒、滴、漏等事故隱患的禍根。因此，編制、頒布我國適合熱水管道無補償敷設(shè)的管件標(biāo)準(zhǔn)、閥門標(biāo)準(zhǔn)的工作刻不容緩?？梢赃@樣講，采用符合標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制保溫管、管件、閥門是直埋無補償設(shè)計和熱水管網(wǎng)系統(tǒng)工程成功的重要基礎(chǔ)。
　　2.3直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的安裝
　　中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目設(shè)計、制造、安裝皆采用相關(guān)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，工程目標(biāo)為30年免維護，運行5年來，未出現(xiàn)任何事故，一次主干網(wǎng)未出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，運行實踐初步證明，工程可以達(dá)到30年免維護的目標(biāo)。
　　管道的連接采用焊接，保證焊接質(zhì)量，鑒于目前國內(nèi)管道安裝隊伍水平參差不齊，有好的安裝隊伍、監(jiān)理隊伍，一次網(wǎng)管道焊縫要執(zhí)行GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》焊縫驗收，要進行100%射線探傷，以確保焊縫質(zhì)量。
　　管道接頭、管件接頭的質(zhì)量好壞亦至關(guān)重要，在目前國內(nèi)尚無相關(guān)設(shè)計、制造、驗收標(biāo)準(zhǔn)的情況下，更顯得尤為重要。
　　直埋熱水管道接頭質(zhì)量不好，土壤中的水分會滲入，導(dǎo)致鋼管的腐蝕破壞和保溫效果降低，使熱網(wǎng)達(dá)不到使用壽命和熱損失增大。中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目管道接頭采用了熱收縮式套袖搭接接頭，即：由專用熱收縮帶通過火焰加熱收縮，將管道外殼和接頭套袖搭接處嚴(yán)密柔性連接，可保證接頭的密封防水，并消除接頭處的軸向熱應(yīng)變。
　　管道周圍嚴(yán)格按照設(shè)計添沙，以提高管道的摩擦力，避免高密度聚乙烯外殼的破壞。在彎頭和三通附近宜加設(shè)墊片和加寬溝槽，以保證管道能夠產(chǎn)生一定的側(cè)向位移。
　　另外，現(xiàn)場實際地面標(biāo)高和設(shè)計標(biāo)高出現(xiàn)差異，引起熱水管道埋深加大時，監(jiān)理和施工單位應(yīng)及時與設(shè)計溝通，是否修改設(shè)計，以便采取措施保證管道能夠產(chǎn)生側(cè)向位移，防止保溫層的損壞。
　　2.4直埋熱水管網(wǎng)系統(tǒng)的運行
　　熱力工作者皆知道，相同的供熱管網(wǎng)，是連續(xù)運行，還是間歇運行，兩者的情況是不同的。溫度變化頻繁，將加大鋼管材料的損傷，可能出現(xiàn)疲勞破壞。同樣的彎頭，溫度高的一次網(wǎng)未出現(xiàn)問題，溫度較低的二次網(wǎng)卻出現(xiàn)了問題，這種工程運行問題已經(jīng)被許多熱網(wǎng)所證明。采用直埋無補償技術(shù)敷設(shè)的熱水管網(wǎng)系統(tǒng)運行，其供熱調(diào)節(jié)時應(yīng)避免水溫的頻繁變化。
　　3直埋無補償技術(shù)應(yīng)用前景及存在問題
　　熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)，經(jīng)過10多年的應(yīng)用、發(fā)展，在歐洲相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)已日趨完善。而我國從設(shè)計、制造、安裝、驗收尚無國家標(biāo)準(zhǔn)。僅有的保溫管制造工程設(shè)計的行業(yè)規(guī)程，差距較大，又很不完善，有許多需要增加、修改的內(nèi)容。這些，嚴(yán)重影響熱水管道直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。盡快系統(tǒng)制定設(shè)計、制造、安裝、驗收標(biāo)準(zhǔn)的工作迫在眉睫。
　　結(jié)束語：在我國熱水管網(wǎng)的設(shè)計運行溫度一般小于150℃，基本上可以采用直埋無補償敷設(shè)。適合條件熱水管網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用直埋無補償敷設(shè)技術(shù)，將程度減少泄漏損失。根據(jù)中國一汽集團公司供熱系統(tǒng)改造項目應(yīng)用直埋無補償敷設(shè)技術(shù)的成功經(jīng)驗，經(jīng)過設(shè)計、制造、安裝、運行、管理等方面的共同努力，使供熱系統(tǒng)降低10%的輸送損失、工程壽命達(dá)到30年以上是可能的，亦將使我國供熱系統(tǒng)整體達(dá)到國際先進水平。這是動能科技術(shù)人員的努力方向，倘若實現(xiàn)這一目標(biāo)，在全國范圍內(nèi)，其經(jīng)濟效益將十分巨大。這亦可以說是我國熱水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計、制造、安裝、運行、管理上的一次深刻變革，將具有十分積極的現(xiàn)實意義。