CJJ 104-2005（条文说明） 城镇供热直埋蒸汽管道技术规程.pdf

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1、中华人民共和国行业标准城镇供热直埋蒸汽管道技术规程CJJ 1042005条文说明前主口城镇供热直埋蒸汽管道技术规程CJJ104一2005经建设部2005年7月15日以建设部第348号公告批准、发布。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定，城镇供热直埋蒸汽管道技术规程编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，供使用者参考。在使用中如发现本条文说明有不妥之处，请将意见函寄大连市热电集团公司（地址：大连市西岗区沿海街90号；邮政编码：116021)。42 目次1 总贝.45 3 管道的布置与敷设.46 3. 1 管道布置. 46 3.2 敷设方式.

2、46 3. 3 管路附件及设施.47 3.4 管件及管道连接.49 4 工作管道强度计算及应力验算.505保温层515. 1 一般规定. 51 5. 2 保温计算. 52 6 外护管及防腐.54 6. 1 一般规定. 54 6. 2 钢质外护管的刚度和稳定性.54 6. 3 钢质外护管的防腐.55 6. 4 玻璃钢外护管.567 工程测量及土建工程.577. 1 工程测量 57 7.2 土方工程. 57 8 管道安装.58 8. 1 一般规定. 58 8. 2 管道安装. 58 8. 3保温补口. 58 8.4 试压、吹洗及试运行.59 9 工程验收.60 10运行.61 43 咽4唱A，.

3、叮“nhuponhvnhu 备准“定的“护规前“维般行管行一运暖运唱i。ruqdanAUAUAUAU 44 1总则1. o. 1 城镇供热直埋蒸汽管道同传统的地沟敷设管道方法相比较，具有占地少、不影响城市景观、施工周期短、热损失少、寿命长等优点，适应城市发展供热的需要，在我国得到了广泛的应用和发展。但目前直埋蒸汽管道的保温结构形式多种多样，材料的选用也五花八门，在管道设计、施工、验收及运行管理等方面也同样存在诸多问题。鉴于这种状况，迫切需要有统一的标准来指导直埋蒸汽管道的设计、施工、验收及运行管理，本着技术可行、安全可靠、经济合理的原则，在总结近年来直埋蒸汽管道实践经验的基础上，编制了本规程。

4、1.0. 2本条规定的适用压力和适用温度在多年的实践中认为是可行的，同时也与城市热力网设计规范en34 -2002相一致。1.0.3 直埋蒸汽管道的设计、施工、验收及运行管理，可能涉及其他国家现行有关强制性标准，必须遵守。45 3 管道的布置与敷设3.1管道布置3.1. 1 直埋蒸汽管道的布置原则可按照城市热力网设计规范CJJ 34 -2002中的第8.1条执行。3.1. 2直埋蒸汽管道的间距要求，主要参照城市热力网设计规范CJ34-2002中的第8.2. 8条和城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81-98中的第3.1. 1条制订。3.1.3根据直埋蒸汽管道的特殊性，外护管的外表面温度相对

5、较高，发生事故时可能对地下其他管线和设施产生不利影响，特别做此限制。3.1. 4直埋蒸汽管道的最小覆土深度，参照城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81 -98中的第3.1. 2条，结合直埋蒸汽管道的特殊性而制订。3.2敷设方式3. 2.1 直埋蒸汽管道敷设在其他管道的上部时，对其他管道产生的热影响较小。3.2.2 由于直埋蒸汽管道的工作温度较高，由温差产生的应力大大超过了管道许用应力的范围。所以在直埋蒸汽管道系统中，必须采用有补偿的敷设方式。3. 2. 3规定坡度是为了保证管道疏放水的顺畅，尽量避免管道运行中可能发生的“汽水冲击”现象。对于过热蒸汽管道，可以采取无坡敷设方式。3. 2. 4

6、在一般情况下，二个固定支座之间的工作管应尽量避免出现折角。因为折角的出现可能会破坏管道支架、保温材料和波纹补偿器。46 3. 2. 5直埋蒸汽管道由地下转出地面时，外护管必须与工作管一同引出地面，外护管还必须要有一定的高度防止地面水浸入到直埋蒸汽管道的保温层内。由于此段外护管在地面上，除做防雨设施外，也需做隔热层，防止烫伤行人。3. 2. 6 由于直埋蒸汽管道不易检修，当与地沟内敷设管道相连接时，如不采取可靠的防水措施，地沟内有积水时会从直埋蒸汽管道的端面处进人其保温层。3.3 管路附件及设施3.3.1 本条第1款2要求选用焊接连接元盘根的截止阅和闸阀，主要是考虑直埋蒸汽管道的阀门通常布置在井

7、室内，焊接连接的阀门基本可做到无泄漏，且抗水击能力强。截止间和闸阀严密性好，调节方便。在实际工程中，由于埋深、阀门尺寸等因素，大都采用蝶阀。而目前国内蝶间结构形式差别较大，通过调研和实践，偏心硬质密封蝶阅开关灵活，密封性较好。第2款：阀门的压力等级要求提高一个档次，主要是从安全性和可靠性上考虑，直埋蒸汽管道阔门检修维护不方便，有的阔门质量不稳定，使用寿命较短，因此提出选用阀门高一个压力等级，从总体性价比看是好的。第3款z强调阅门必须保温，这符合国家的节能和安全要求。由于阀门外保温比较难做，而且数量相对较少，所以一般不受重视。另外，阅门处的防水、防腐又是薄弱点，必须做到防水、防腐、保温，保证直埋

8、蒸汽管道使用性能。第4款：采取端面密封措施是考虑井室内进水后，防止水或潮气通过端面进入保温层内。3.3.2直埋蒸汽管道必须设置排潮管，一是在管道暖管时排出保温层中的潮气，使保温材料的导热系数达到设计值；二是检查判断管道的故障，若工作管泄漏或外护管不严密而进水，使保温层受潮，在运行时均可通过排潮管向外排汽，并通过排潮管的排汽量可大致判断泄漏点的位置。47 3.3.3本条规定是为保证排潮管不会因外护管与土层间的相对位移较大而导致损坏。但必须保证井内的水不会倒灌到排潮管内，否则应设法引出地面。3. 3. 4排潮管出口不管引至何处，都应保证不会造成地面水或雨水倒灌，同时还应保证行人的安全。3.3. 5

9、本条规定了疏水装置应设置疏水集水罐，并对集水罐提出了具体要求。设置疏水集水罐，去掉疏水管弯头，减少了故障点，并可防止因管道内杂质堵塞疏水管。集水罐的高度本条未规定，主要是考虑不要束缚疏水装置布置方式的灵活性。3. 3. 6 本条第2款z管道穿井壁部位必须采取严密的防水措施，其方式有很多种，如采用柔性法兰密封、波纹帽密封等等，在工程实践中效果均较好。第3款z规定阅门宜设远程操作机构，其目的是尽量避免操作人员在井室内工作时造成人身伤亡。井室深度大于4m时，宜设双层井室，主要为了维修、操作方便，保证操作、维修人员的安全。第4款：所谓主副井布置方式，是为了维修、操作人员的安全和方便，主井为阅门井，副井

10、为集水井。疏水设专用井室，对抽水工作更加方便，一般副井较主井深，截面积小。3. 3. 7本条第1款z规定补偿器和三通处应设置固定支座，是因为这些附件和设施不应有位移。而阔门、疏水装置处宜设置固定支座，是因为这些附件和设施也不宜有过量的位移。当这些附件与固定支座有一定距离时，除应满足管道的许用应力范围外，还需考虑位移的影响，如疏水管的套管要适当放大等等。第2款z内固定支座设置在钢外护管上较经济、合理、施工简单，但由于直埋蒸汽管道有多种形式，所以固定支座形式未做硬性规定，在工程设计时可根据介质温度、管径大小、管道地下周围设施等情况选用不同的固定支座形式。48 3. 4 管件及管道连接3.4.1第2

11、款：直埋蒸汽管道应在工厂预制，能保证其质量。一般情况下，工厂生产的直埋蒸汽管道比现场加工的质量要好。3. 4. 2 本条的提出是为了保证直埋蒸汽管道的质量和使用寿命。3. 4. 3 为了防止弯头处的保温材料破坏，同时也为了防止弯头处外护管的局部超温而提出的措施。3. 4. 4本条的提出是为了使直埋蒸汽管道的疏水顺畅。49 4 工作管道强度计算及应力验算4. o. 3该条参照国家现行标准火力发电厂汽水管道应力计算技术规定S田二J6制订。4. 0. 4 由于直埋蒸汽管道的工作管可在外护管中自由移动，可把工作管道视同架空管道，因而工作管道应力验算可以采用国家现行标准火力发电厂汽水管道应力计算技术规定

12、SIXJJ6中的相应规定和方法。50 5保温层5.1一般规定5.1.1 本条规定的保温结构，是在总结我国近年来应用比较成功的经验提出的，规定原则一些，有利于技术发展。5.1.3, 5.1.4保温管外表面温度规定的指标是根据经济、节能、减少对地下周围设施的影响提出的，应控制在不高于50。界面温度不超过有机保温材料安全使用温度0.8倍的规定，比工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264中0.9倍的规定严格些，有利于保证有机保温材料的寿命。同时，要求校核散热损失和界面温度合格后，最后确定保温厚度。现行国家标准设备及管道保温设计导则GB/T8175要求z当无特殊工艺要求时，保温厚度应采用“经济厚度”

13、计算。国内在大连等地实测结果表明，按“经济厚度”计算的保温厚度较小，因而直埋蒸汽管道外表面温度偏高。这不仅影响到周边设施和植被、树木，而且造成外护管或外防腐层老化。因此，规定采用控制外表面温度的计算保温厚度的方法。对于地下水位低、土的导热系数低（例如-1gl.2W/ (m K）和地温较高的地区，从降低投资考虑，外护管外表面温度可适当提高一些，但不能高于60。5.1. 5各地土质条件不同，按目前一些计算手册推荐的土的导热系数往往差别很大，而土的导热系数对计算保温厚度和界面温度有较大影响，因此，规定要收集符合工程实际条件的数据，如无法查到数据，需做必要的实测。在直埋蒸汽管道运行后，土的温度场的形成

14、，使土的含水率降低，进而使土的导热系数降低。为此，借鉴石油行业对直埋热油管道的观察结果（输油管道的设计与管理石油工业出版社，1986年），要求计算保温层厚度51 采用的土的导热系数比非运行工况实测值降低5%10%，这样更接近实际情况。5.1. 6第5款：土的自然温度是直埋蒸汽管道保温计算的重要依据。首先应尽可能从当地气象、水文、地质、建筑等部门收集实际的历年数据。本规程附录B给出了国内部分城市的实测地温月平均值，该表摘自地下建筑暖通空调设计手册，据中央气象局1964年版的中国地温资料整理。5.2保温计算5.2.1、5.2. 2 直埋蒸汽管道保温厚度计算公式（5.2.1-1)、（5.2. 1-4

15、）系由圆柱体径向热传导计算公式推导而来。采用双管平行敷设时，两管之间存在热影响，将引起外表面温度和界面温度升高，因此，要求按双管条件做校核计算，并适当加大保温层厚度。空气层等效导热系数的计算，可参考苏米海耶夫著传热学基础。计算得到等效导热系数后，可按热阻串联原理进行保温计算，以单层保温加空气层或辐射隔热层为例，其散热损失计算式为：q= D, 1 D 1 4H 一一ln二十一一ln三旦一ln一2n;l., D0 21试eD1 2n;l.g Dw 式中D1一一采用保温材料的保温层外径（m）。5.2.3 直埋蒸汽管道除向周围土层传热外，还通过土层向地面传热，因此环境热阻的计算比较复杂，国内计算方法也

16、不统一。为使本规程推荐的计算方法更为合理，对国内外几种常见的计算方法进行了分析比较，确定环境热阻的计算方法。对于去2的浅埋条件，环境温度t.取地面大气温度，按H 式（5.2. 3-1)计算热损失；对一注2的较深埋设条件，环境温Dw 度t.可取管中心埋设深度处的土的自然温度lg，环境热阻按下52 式计算z1 4H Ra一一ln一g 21叭gDw 双管敷设直埋蒸汽管道的附加热阻计算式，引自管道与设备保温（中国建筑工业出版社，1984年）。5. 2. 5 附录C直埋蒸汽管道邻近温度场的计算公式，引自苏E. R.索科洛夫著热化与热力网（机械工业出版社，1988年）。53 6 外护管及防腐6.1一般规定

17、6.1. 2近年来直埋蒸汽管道工程出现了多次事故，究其原因，多属于外护管或接口问题。为保证管道长期安全运行，本条对有可能出现水患的地区提出了严格要求，规定采用钢质外护管。6.1. 4直埋蒸汽管道的钢质外护管采用无补偿方式敷设是针对直管段而言，但有时为保护弯头、三通等薄弱部件，而在局部管段上设置补偿装置还是合理的。6.2 钢质外护管的刚度和稳定性6. 2. 2压力管道的壁厚是根据其所需要承压能力计算确定的。而对于直埋蒸汽管道的外护管，主要承受的是运输、施工运行过程中的外部荷载，为避免发生过大变形，有必要规定外护管的最小壁厚，使其具有一定的刚度。现行国家标准输油管道工程设计规范GB50253 -2

18、003中规定管壁厚度不小于管道外径的1/140。考虑到直埋蒸汽管道单位长度质量虽然大于一般压力管道，但其内部有发泡保温结构支撑，所以其径厚比仍取140。而对于带空气层的保温结构，由于外护管内壁没有连续的保温结构支撑，外护管壁厚增加至径厚比不大于100。6. 2. 3在直埋蒸汽管道理设较深或地面荷载较大的地段，外护管会发生椭圆化变形，变形量的大小与外部荷载和外护管管径大小及管壁厚度有关。要求外护管的椭圆化变形不能造成其内部保温结构的破坏，也不得阻碍工作管的轴向移动。同时对最终变形量加以限制，以免外护管会丧失承受外部荷载的能力。如外护管壁厚达到6.2. 2条的要求，外护管在正常埋深情况下可不必验算

19、其变形量。但在特殊地段，如埋设深度达3m以54 上，或浅埋且有重载车辆通过的管段，应考虑对其椭圆化变形进行验算。6.3铜质外护管的防腐6. 3. 2 土是由固相、气相和液相构成的不均一多相体系，其影响因素多，相互关系复杂，至今还没有一种评价土的腐蚀性的完善方法。本规程采用了国家现行标准石油化工设备与管道涂料防腐蚀技术规范SH3022 -1999的土的腐蚀性等级分类方法。6. 3. 4对于防腐层结构的连续性检验，应根据防腐层结构材料的不同，采用不同的检验方法。用电火花检漏仪进行漏点检查是常用的方法之一。不同防腐结构的检漏电压是不同的。埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准SY/T0447-1996

20、规定的检测电压，普通级为2kV，加强级为2.5kV，特加强级为3kV。钢质管道溶解环氧粉末外涂层技术标准SYIT 0315 -1997规定，每lm厚度涂层的检漏电压为5V，通常普通级最小厚度为300m，加强级为400m，检漏电压分别为1.5kV和2kV。对于聚乙烯三层防腐结构，埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准SY/T0413 -2000规定，在线电火花检漏25kV，现场补口15kV。采用环氧煤沥青涂料防腐时，根据国家标准给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-97的规定，二油（注0.2mm）为2kV，三布一油（注0.4mm）为3kV，四布二油（0.6mm）为5kV。因此，本规程对检漏电压

21、未作统一的规定。6.3.5 任何管道防腐的覆盖层都不会是理想状态的，一旦覆盖层上出现针孔或破损，就会形成大阴极（覆盖部分）、小阳极（针孔或破损部分）的腐蚀电池，由于这一电化学的作用，使腐蚀集中在针孔或破损的部分，更加速了管道的点腐蚀速率。显然，采取阴极保护措施，会大大增加外护管的防腐安全性，当然也会相应增加一些技资。因此，是否采取阴极保护措施，可根据工程具体情况和覆盖层的种类进行技术经济比较后确定。55 6.4玻璃铜外护管6. 4.1 玻璃纤维增强塑料外护管聚氨醋泡沫塑料预制直埋保温管CJ/T129 -2001中规定了玻璃钢长期使用温度为一5065。目前，国外已有采用耐高温树脂制成的耐热型玻璃

22、钢，使用温度可达110。我国近年生产的玻璃钢，也有些品种耐温可达到95。因此，选用合适的玻璃钢品种也可以满足直埋蒸汽管道的要求。6. 4. 2制作玻璃钢外护管的玻璃纤维的性能指标，应符合无碱玻璃纤维无捻粗纱JC/T277 -1994或无碱玻璃纤维元捻粗纱布JC/T281 -1994的规定，不饱和聚醋应符合玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）用液体不饱和聚醋树脂GB8237-87的规定。采用其他树脂时，应符合相关标准的规定。成型方法和工艺是保证玻璃钢外护管质量的关键，采用机械湿法缠绕和喷涂法，禁止采用手工涂糊制作保温外护层管。6. 4. 3根据玻璃钢成型工艺不同，性能略有变化。本表列出的是机械湿法缠绕玻璃

23、钢外护管的性能。采用喷射法成型的玻璃钢，强度约是机械缠绕法的2/3，但采取玻璃丝布和喷射短纤维纱交替复合，性能会大有提高。6.4.4本条对玻璃钢外护管的最小壁厚作了规定，以满足一般情况下的刚度要求。但在特殊使用条件下，仍应对外护管的应力、应变、挠度和稳定性进行校核，以确保安全使用。56 7 工程测量及土建工程7.1工程测量7.1.1 几年来，各地直埋蒸汽管道的工程测量均执行城市测量规范CJJ8及城镇供热管网工程施工及验收规范CJJ28 中的规定，实践证明是可行的、可靠的。7.2土方工程7. 2.1 城镇供热管网工程施工及验收规范CJJ28有关土方施工的规定，从几年实践看适用于直埋蒸汽管道的土方

24、工程施工。7. 2. 2 由于直埋蒸汽管道系脱开式结构，因此可不同于三位一体的直埋热水保温管道，可不用中细砂回填。但为保证防腐层免受破损，规定回填土过筛。57 8管道安装8.1一般规定8.1. 4直埋蒸汽管道的外护管或其外护层一般强度比较低，在吊装、运输、安装过程要有防破损的保护措施。保温层一般吸水率较大，为防止进水，要求在安装过程中严格防水，直至保温补口完成。8.2管道安装8. 2. 5 总结多年直埋蒸汽管道接口焊接的经验，采用氢弧焊打底，电焊罩面，质量能得到保证。工作管焊接质量对直埋蒸汽管道安全十分重要，一旦出现焊缝渗漏，将导致管道保温失效。必须在检验环节上把好关，要求对所有焊缝做lOO%

25、X射线探伤检验。实践证明，虽费用高些，但从保证可靠性来看，是必要和值得的。8.3保温补口8.3.1 直埋蒸汽管道出现的事故大多是接口处理技术不过关或施工质量不好而造成的。由于现场条件多变，给接口保温施工带来了难度，所以本条提出按隐蔽工程要求，强化质量监督，并要求每补一道口都要作施工记录，以备检查。8.3.3对于硬质复合保温结构，如需将保护垫层粘贴到工作管的外表面，则要求对工作管外表面进行除锈处理，并规定了除锈质量应达到St3级，为的是让保护垫层粘贴牢固，以提高耐磨寿命。8. 3. 4这是总结国内多起浸水事故的经验教训作出的规定。8.3.5 现场接口保温施工，对两种类型保温的工序和保护措施58

26、作了规定。对有机一无机复合保温结构，要求先焊外护钢管再注聚氨醋泡沫塑料F对软质或半硬质无机保温结构，则要求在补口的钢套管焊缝部位衬垫耐温较高的材料，目的都是为了避免补口时，对钢套管施焊损伤耐温较低的保温材料。8.3.6直埋蒸汽管道接口的外护管是接口处防水的主要屏障，并有承受外荷载和传递应力的要求。因此，对补口外护管的施工提出了严格要求。钢质外护管要作100%超声波探伤和严密性试验，玻璃钢外护管仅作严密性试验。钢质外护管补口套管采用对接焊接是为了外护管的应力传递和稳定性要求。要求多层焊接是为防止穿透性缺陷。补口段钢质外套管的除锈等级要求与直管段相同，但除锈工艺可根据现场条件确定，电火花检漏的耐电

27、压水平也与直管段一致，为的是保证全管线管道的寿命。对玻璃钢外护管补口，要求对接粘结，再缠绕3mm厚玻璃钢加强，为的是提高可靠性。8.4 试压、吹洗及试运行8.4.3对吹洗压力限制是考虑到安全，对流速规定不低于30m/s是总结国内经验提出来的，流速过低难以吹洗干净。如吹洗流速低于30m/s，应增加吹洗次数。59 9工程验收9. o. 2 为便于检查和维修，规定对补偿器等直埋蒸汽管路附件位置做出标识。对裸露地面的排潮管等易造成烫伤的部件，要求有标记和防护措施，有利于防患于未然。60 10运行10.1一般规定10.1. 2 疏水井、检查井及构筑物内往往积水或潮湿，当有人在井内抽水时，为保证人身安全，

28、规定了安全照明电压，并严禁使用潜水泵抽水。井室内若用明火照明，可能造成缺氧使人窒息。10.1. 3 直埋蒸汽管道一般在城市内敷设，其地下管网复杂，往往与燃气等管网交叉。因此，当发现井室或构筑物内有异味时，必须进行通风。若通风效果不好，应进行检测是否为可燃或有害气体，确保安全。10.1. 4 本条所说的最小流量，即为设计计算最小安全流量。若管道运行时低于该流量，管道将会产生“汽水冲击”现象。由于直埋蒸汽管道疏水工作难度较大，“汽水冲击”现象出现的频率较架空管道高，因此在运行时，应尽可能避免小流量运行。若无法避免，应采取相应措施，如双管敷设加运行疏水器或末端排汽等，必要时停止运行，以保证管道的安全

29、性。10.2 运行前的准备10. 2.1 本条规定停运“两年”时间的管道，必须进行吹洗和水压试验，“两年”时间的规定是通过实际调查和实际割管检测确定的。蒸汽管道停运后，因管内潮湿及空气进入，其腐蚀是非常严重的。为了保证安全，重新运行时必须进行吹洗和水压试验，把内部的氧化层和杂质吹洗掉，并按规定进行水压试验。10.3暖管10. 3. 5 根据排潮管的工作状况，可以判断工作管或外护管是否产生泄漏。当出现泄漏时，外护管的温度将会高于设计温度，此61 时不应继续进行暖管。对于保温层排潮时，虽对外护管寿命有一定的影响，但相对损失较小，可烘干运行一段时间后再进行补救处理。通过实际调查发现，此种情况下进行24h暖管对外护管破坏程度不是很大，24h是个经验数据，是上限。10. 4运行维护10. 4. 2记录直埋蒸汽管道外表面温度是指管道最不利点（段）的外护管的表面温度，保温层层间温度是指保温材料间的界面温度，通过监测，控制其温度不超过设计值。10. 4. 4直埋蒸汽管道属隐蔽地下设施，与架空、地沟管道不同，检查难度较大。为了保证管道的使用寿命和安全运行，本条规定每两年对管道定期检测一次，要求对工作管和外护管的壁厚、保温材料性能等进行检测。62 统一书号：15112 11874 定价：比例元