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北方地区管道防冻预防措施
在我国的广大北方地区,给水管道、消防管道内介质流速为零,为了保证各管网在冬季正常运行,要求各种管道不发生冻结结以备随时使用,必须对管道进行防冻结处理.目前实施管道防冻结的方法比较多,但基本上同一工程只采用某一单个方案,没有对不同方案进行系统的分析比较.研究的主要目的在于分析目前主要防冻结方案的可行性和经济性,以便针对实际工程选择出合理经济的防冻结方案.
目前工程实施的露天管网防冻结的具体方法有:利用自来水温绝热防冻结法、利用供暖系统供、回水绝热伴暖防冻结法、充填防冻结液防冻结法、绝热电热器件伴暖防冻结法以及混台防冻结方法.
利用自来水温进行绝热防冻结方案
该方法主要用于给水管网的防冻结.依北京地区为例,目前北京市自来水温度在12E:左右,故可利用自来水温加以绝热保温达到防冻结目的. 自来水以地下水和水库地表水为来源,依两种水混台比例使自来水温在12~15E:之间.该方案优点可节省伴暖投资(相对于电
伴暖方法),但在低温气候下该方案管内存水停留可能发生冻结结,依据传热学原理计算冻结结时间结果如表1所示,居民楼从夜间24:00到凌晨5:00停用较多,该时段为流速是零的高概率时间段,小管径(DN40~DN70)在日均温度在一5℃ 以下时,本方案具有很大的风险,但大管径如DN100以上管道应用本方案可以节省大量运行费用.
利用供暖系统供、回水绝热伴暖防冻结方案自来水防冻
该方案将给水管、消防水管中可与供暖系统供、回水管平行布置的管道共同保温,借助供暖管水温伴暖给水管、消防水管,达到防冻结目的.根据文献[2]提供的传热学原理,用计算机模拟计算,在环境温度为一l0E:,一根DN150、温度为70℃的回水管经伴暖同直径的一根自来水管,l00 m后该回水管的温降仅3℃左右,说明采用奉方案在热力理论上可行.但在管道的布置上对设计施工相当繁难.
利用防冻结液充填消防管(含喷洒管)的防冻结方案
防冻结液在冻结结点以上温度时流动性好.可以管道输送.该防冻结方案免除了绝热保温和伴暖的初投资费及运行费,故投资小.但该方案存在的技术难点为:① 防冻结液与生活水管
相连时,应保证无毒,另外不能具有助燃性和可燃性 ② 喷洒管头部的设 十应考虑防冻结液与自来水的密度不同会对喷洒面积有影响.另外,需要解决在升温时吸纳防冻结液的膨胀量、降温时填补防冻结液的收缩量,这在技术上有些难度.
绝热电热器件伴暖防冻结方案
该方案以加热电缆为土,产品商品化程度高、柔韧灵活、安全可靠、施工快捷、经济并符合环保要求.方案对电热器件及相应配套没施要求较高,并且整个伴暖系统工作必须在线监测控制,在电伴暖意外失效的情况下,能够及时发现和抢修.该方案具有普遍的适用性,能够满足不同管道的防冻结要求.
混合防冻结方案
结合工程的实际情况,将以上4种方案组合采用两种以上就构成了混合防冻结方案.例如DN100以上管道采用自来水温绝热防冻结方案,DN80以下管道采用电缆伴暖绝热保温防冻结方案;消防管网的喷洒管采用了无保温防冻结液防冻结方案;而其它消防管道采用电缆伴暖绝热保温防冻结方案.技术经济性都会好.
通过对各种防冻结方案的应用比较,可以发现,单一方案如绝热电伴暖方案、利用自来水温进行绝热防冻结方案和利用供暖系统供、回水绝热伴暖防冻结方案、用于消防管道的防冻结液方案,都有某种程度的不足和局限性;而混合方案综合了各种方案的特点,充分发挥了经济性.
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