浅析聚氨酯保温管道在地热工程中的应用

浅析聚氨酯保温管道在地热工程中的应用

江义（天津世纪天源集团股份有限公司，天津300300）

摘要：硬质泡沫聚氨酯往往具备优质的隔热性能，再加上该材料往往具有较高的抗热性能，应用于管道铺设的时候不会轻易出现吸水，非常适合应用于管道保温。基于此发展背景，本文首先分析当前普遍将聚氨酯保温管道应用于地热工程的价值体现，接着立足于此，结合一些地区的地热工程施工案例，全面分析将聚氨酯保温管道应用于地热工程的具体施工技术，以期能够诠释出聚氨酯材料无可比拟的性能。

关键词：聚氨酯保温管道；地热工程；发泡处理即使身处夏季炎热的南方地区，人们依然可以享受到来自于人工制冷的清凉感觉，即使身处冬季严寒的北方地区，人们同样可以感受到来自于集中供热的温暖舒适，这一切的实现都有赖于聚氨酯材料的发展和广泛应用。无论是制冷还是保温作业，都离不开对于聚氨酯直埋管道的有效利用，目前聚氨酯材料在我国一些领域中的应用尚处于起步的探索阶段，相信未来还将有着无限的发展空间与应用潜力。

1、浅析在地热工程中应用聚氨酯保温管道的优势

1.1、热损耗相对偏低

现如今国内大部分地热工程的直埋管，普遍选用了硬质泡沫聚氨酯保温，能够产生的导热保温效果较常规的保温管道至少显著提高了4倍-9倍。聚氨酯保温管道在导热系数奇高的基础上，还能够保持低于0.2kg/m2吸水效率，再加上聚氨酯材质泡沫的闭孔率高达92%，如此一来大幅降低了供热管道所产生的热损耗情况，因此聚氨酯保温管道非常符合地热工程对于材料导热保温性能的基本要求[1]。

1.2、绝缘性能比较好

硬质泡沫的聚氨酯保温管道的保温层，通常都是紧密联结在钢管外壳处，能够很好地阻隔空气、水等杂质的渗入，所以聚氨酯保温管道通常具备优质的防腐效能。再加上聚氨酯保温管道材料所具有的闭合发泡孔，具有的吸水性能微乎其微，因此也不会受到空气和水的侵蚀损害，良好的绝缘性能使得聚氨酯保温管道施工，相较传统的架空敷设以及地沟敷设方法，延长了多达3-4倍的生命周期。

1.3、限制条件相对少

选择运用聚氨酯保温管道来做好地热工程的施工工序，客观上具有非常明显的优势。主要在于直埋管道几乎不需要占用过多的地沟面积，便可以直接埋进地表以下，因此基本不会受到施工现场占地面积因素的限制。在将聚氨酯保温管道直埋入地下之后，节省的土方开挖量甚至超过50%，减少了至少90%的土建砌筑或混凝土量，因此终实际消耗的工期时间，较以往的保温管道施工方式，几乎能够缩短50%的程度。

2、浅析聚氨酯保温管道在地热工程中的应用概况

2.1、施工流程的全面把控

就目前而言，我国应用聚氨酯保温管道建设地热工程的时间还不长，但是经过十几年的应用实践，聚氨酯保温管道优越的使用性能，逐渐为业界人士广泛认可和称赞。地热工程的建设质量往往关乎着国计民生，因此施工人员在开展具体施工的时候，应当严格根据地热工程的实际建设情况，预先确定具体的施工流程方案。例如，在开展聚氨酯保温管道施工之前，应当率文章编号：2096-4390（2018）20-0110-02

先对施工现场进行精准的测量，以便结合测量的尺寸、长宽以及大小等数据，适时对保温管道进行分段或除锈处理。接着，技术人员应结合地热工程施工现场的实际情况，预先制定好聚氨酯的生产线，以便后续合理计算发泡剂的时长以及注入量。另外，在将硬质聚氨酯保温材料运到施工现场之后，技术人员应当及时开展挖沟土方处理作业，率先在沟槽底铺设15cm的细砂或者中密填土，再直接对聚氨酯保温管道进行焊口处理，初步保证聚氨酯保温管道的基本结构，能够符合地热工程对于保温管道材料防腐性能的标准要求，产生显著的保温效果[2]。

2.2、科学搭设管道生产线

在地热工程的施工现场，施工人员应当确保地质勘查、地质测量工作的有效性，以便选择相对比较平坦的区域，及早制动好需要铺设聚氨酯保温管道的生产线。通常情况下，在聚氨酯保温管道的生产线，施工单位要准备好可能会用到的聚氨酯发泡剂或者空气压缩机，其中发泡剂主要是为了按照1:1的比例，精准的将异氰酸酯剂和聚醚多元醇剂抽取出来，经过搅拌混合之后再添加到发泡层。如此一来，还有利于同时将混料一并注入到发泡层，以便后期合理把控好发泡剂的注入时长，让各种规格的聚氨酯保温管道密度都能够被控制在特定的范围，确保聚氨酯保温管道的发泡质量能够达到要求，降低在地热工程中应用时容易出现隐患的概率。等到聚氨酯保温管道的生产线被初步预设完成之后，技术人员可以在此基础上考虑管道经过直埋后，能够承受的土壤以及地面活荷载能力，以便兼顾考虑管道应用于地热工程的防水抗侵蚀性能。

2.3、合理计算发泡剂时长

2018.20科学技术创新-111浅析原平市重点水源地的开发利用和管理保护

（山西省原平市水资源管理委员会办公室，山西忻州034100）

摘要:对原平市重点水源地的开发利用现状进行了详细的论述，指出其主要原因并对其存在的问题进行了分析，建议实行严格水资源管理制度和提出可行性措施，划分了保护区域、规定了保护措施。

关键词:原平市；重点水源地；开发利用；存在的问题；管理保护

在地热工程的施工现场，技术人员时常需要对直埋保温管、直埋保温管、直埋波纹补偿器进行焊接处理，在焊接之前要考虑的正是发泡处理工艺。只是在施工现场的大部分时间里，经过手工缠绕处理的直埋保温管往往会受到施工现场条温度等条件的影响，导致发泡质量受到了严重的制约，由此在抗冲击、抗挤压或者防护性能等方面都容易留下安全隐患，这要求技术人员在施工之前，合理计算发泡剂需要注入的时长。按照发泡机的运行原理，能够得知发泡剂注入时长的计算公式应该是：T≥60π（R2-r2）L/v，其中T所代表的正是发泡剂注入的少时长限制，R和r分别为外护管的内径和外径，在得知管道L的前提下，就可以计算出发泡机的住料率v。在进行发泡处理之前，技术人员要先在直埋保温管的接头位置做好防腐、脱锈处理，之后再用具有一定厚度的垫片包裹住光秃的管道，预留出可用于进行发泡的时间。另外，垫片的外面也应该缠绕聚乙烯材质的外壳，配合足量的胶一起使用，确保聚氨酯保温管道（转下页）中图分类号：S273文献标识码：A

原平市位于山西省北中部,东西长约62km。南北宽约58km,总面积为2550km2。原平东临五台山,西靠宁武县,中部为忻定盆地,区域地势总体西北高,东南低。原平市属温带大陆性气候,多年平均降水量457.3mm。年平均气温是9℃~10℃。重点水源地有:南阳水源地,阳武河洪积扇东南部水源地,永兴河冲洪积扇兰村水源地。

《根据原平市第二次水资源开发利用调查评价》,原平市1956年-2005年多年的平均水资源总量为2.38亿立方米,年平均水资源总量2.19亿立方米。其中多年平均地下水资源量

1.5211亿立方米,地表水资源量1.5408亿立方米,两者重复

0.686亿立方米。

现新数据显示原平市人均水资源占有量510立方米/人高于全省人均水资源量381立方米/人,低于忻州市人均水资源量682立方米/人。而亩均水资源量227立方米/亩,仅为全国平均水平的13%,可见水资源量小且时空分布不均匀,属于严重文章编号：2096-4390（2018）20-0111-02

缺水地区。

1原平市重点水源地的开发利用现状

1.1南阳水源地的开发利用

南阳水源地位于原平市滹沱河沿岸中南部的Ⅰ级阶地和河漫滩区,面积约31平方公里,地下水为新生界松散岩类孔隙水,主要包括袭夺滹沱河地表水和截取阳武河洪积扇地下水排泄量,已开发为山西鲁能晋北铝厂大型企业的水源地,开采区范围主要是南阳店以南,武彦村以北,田家庄以东,北贾以西,阳武河洪积扇的中下部。根据《山西省原平市滹沱河畔供水水文地质普查报告》多年平均可开采量6198万m3/a,山西矿产储量委员会批准可开采量资源为5110万m3/a,本区域现有水井74眼,单井出水量50-251m3/h,年开采量850万立方米,其中600万立方米为晋北铝业取水。但存有严重空气污染威胁和年总用水量大等问题。有待环保、卫生等部门的严密检测和科学的管理,及对用水总量的控制,才能使企业既造福社会又不污染环境。（转下页）

的外壳能够具备足够的粘性，降低后期地热工程地下水侵蚀渗透的概率，免得注入的发泡剂难以发挥实际功效。

2.4施工现场的分段除锈

在地热工程的施工现场铺设好生产线之后，就可以直接开展预制聚氨酯直埋保温管道的施工流水作业，这一项属于现场预制聚氨酯保温管道所具有的独特优势。同时，技术人员应根据施工现场的实际安装情况，做好对于聚氨酯管道保温预制处理，避免在运输到施工现场的过程中受到任何形式的破坏现象，至于直埋管段的具体长度可以根据地热工程现场的实际情况做出选择[3]。值得注意的是，在聚氨酯保温管道的施工现场，可以根据预设的施工技术方案，合理的对预制管道进行分段安排，降低日后需要对已经经过保温处理的成品进行再度加工的频次，大限度压缩施工的实际消耗时长。地热工程所需要用到的聚氨酯保温管道普遍比较长，设置的分段越少越有利于减少焊口的数量，通常可以根据现场实况，将管路分为6m段或者12m段，其中12m段主要可以设置在直管部位，像是一些转角部位可以设置为6m段，以便日后可以根据分段设计情况，开展相应的焊口对接处理工艺。

2.5做好相关的试验操作

在北京南站周边的地热工程施工中，技术人员需要改造的地热工程管道全长达到964m，其中Φ250mm的路段长度为320m，Φ300mm的路段长度为35m，另有长度达到365m的Φ500mm路段，其中聚氨酯保温管道主要采取直埋敷设的方法。在施工现场的水压试验操作过程中，技术人员分别对聚氨酯保温管道的强度和严密性进行了针对性的试验。首先，在水压的试验环节，技术人员先是在试验段管道口试验了聚氨酯保温管道的强度，接着又将试验压力调高到了初始压力的1.5倍，经过10min的试验时间后，发现聚氨酯保温管道没有发生压降或渗漏现象。此后，技术人员将严密性试验的压力升高到了原始压力的1.25倍，在缓缓升高到试验压力段的同时，检测了聚氨酯保温管道的焊缝、管道、管路附件等位置，发现支架没有发生明显的变形情况，基本上没有出现渗漏情况，确认压力降没有超过0.05Mpa之后，可以确认在此次地热工程聚氨酯保温管道施工中，各项工序的操作基本符合标准规范要求。

结束语

综上所述，随着科学技术的深化发展，聚氨酯保温管道的应用变得愈发广泛，极大的便利了地热工程的管道施工工艺。只是，目前国内对于聚氨酯保温管道的研究尚处于探索阶段，时常面临着一些容易影响到聚氨酯保温管道生命周期的因素，无论是原材料性能因素，还是施工环节的影响因素，技术人员都应当科学应用相关的施工技术，准确排除干扰因素造成的阻碍，有效延长聚氨酯保温管道的使用寿命。

参考文献

[1]张锋.室外直埋式聚氨酯保温管道的现场预制施工技术分析

[J].机电信息,2018(12):91-92.

[2]徐业峰,李明友,唐国涛.聚氨酯复合保温管技术及发展[J].聚氨

酯工业,2017,32(03):1-4.

[3].聚氨酯保温管道的"生命线"[J].环球聚氨酯,2017(06):60-73.