傳統的城市供熱管網二次網中常采用熱鍍鋅管、焊接鋼管作為保溫管道的內襯管,由于其金屬的易腐蝕性、使用壽命短、衛生條件低、環保性能差等諸多不利因素已經不能滿足現代熱網的發展以及熱用戶的使用要求。作為其更新換代的新型產品PP-R塑料保溫管則具有“質輕耐蝕”,使用壽命長,省材節能、衛生環保等優點。所以國家大力倡導使用塑料管材代替傳統的鍍鋅管。但與傳統的鋼管相比,人們對其技術性能和優點的了解并不多,實際工程經驗也相對較少。所以在推廣使用過程中會有很多問題。為此,本文首先對PP-R管的性能、特點及制造工藝做一系統介紹,并結合工程實例對管道的保溫情況進行現場檢測,最后對這種新型保溫管材的保溫效果進行綜合評價。
PP-R管的制造工藝及技術性能
PP-R管又叫三型共聚聚丙烯管,是歐洲90年代初開發應用的一種新型塑料管道產品,我國于98年開始引進此項技術,03年左右開始生產并逐步的應用于實際工程中。該管采用無規共聚聚丙烯作為原料,過去產品原料只能通過進口,國內尚無生產能力,所以PP-R管道一直存在著質優價高的問題。直到07年,燕山石化具備生產無規共聚聚丙烯的能力,并且得到北方大型管道生產商軍星管業的認同,采用國產原料的軍星PP-R管經國家權威檢測機構檢測各項工藝指標全部滿足要求。這使得PP-R管在我國的發展邁出了重要的一步,加速了塑料管材代替金屬管材的速度,為城市供熱管網的節能發展做出了重要貢獻。
PP-R管材是采用帶有混煉段的PP-R管專用螺桿和PP-R管專用擠出模頭的單螺桿擠出機,經擠出成型工藝生產的管材;PP-R管件是采用與PP-R管材相同牌號的專用料,經注塑成型工藝生產。PP-R管除具有普通塑料管的無銹蝕行、不結垢、流阻小,加工能耗低等特殊性外,還具有使用壽命長,低溫抗沖擊性能好,耐高溫和良好的熱熔焊接性能。
PP-R管材的技術性能特點
(1)重量輕(僅為金屬管的1/8)施工強度低、搬運方便。
(2)采用熱熔連接:管材、管件同質熔化為同一整體,使用壽命長,安全可靠,永不滲漏。
(3)保溫節能:PP-R管導熱系數為0.21W/(m·K),僅為鋼管導熱系數的1/200,用于熱水管道保溫節能效果明顯。
(4)耐熱性較好:PP-R管維卡軟化點131.5℃,最高工作溫度可達95℃。使用溫度在70℃左右,工作壓力在1Mpa以下時可以使用50年。
(5)耐化學腐蝕性好,衛生性好。對于水中的大多離子和建筑物內的化學物質均不起化學作用,不會生銹,不腐蝕,不生細菌。
(6)管道阻力小、管材內壁光滑不會結垢,壓力損失小,水流速度快。
(7)綠色環保,外型美觀,色彩柔和,韌性好,耐沖擊,不影響環境并可重復再生使用
測試分析
該管網竣工于08年夏季,今年是初次運行,保溫管道生產以及施工均由天津軍星管業完成。經過一個月的測試與調查,最終以管網的散熱量、熱用戶滿意情況以及熱力站的運行情況三方面對其保溫效果進行評價。
(1) 從管網的保溫結構看,管網內襯管采用7.1mm厚的PP-R塑料管的導熱系數較小,僅為鋼管導熱系數的1/20.所以與傳統的鋼管相比,相當于多加了7.1mm厚的保溫材料。筆者專門對DN50的PP-R管與DN50的鋼管在相同熱媒溫度50℃未經保溫的情況下進行了現場測試,并對比分析了其散熱情況。具體數據見表4.如表所示,單就保溫結構來看,采用PP-R管要比采用鋼管節約能源30%—40%。
(2) 從管網的散熱損失看,實測的管道熱損失值為19.8,僅為國家標準的17.1%,說明整個管網的保溫效果非常好。
(3) 從熱用戶反映情況看熱水輸送質量較高,水溫能保證在49℃左右,而且水質清澈沒有鐵銹等混雜物,說明PP-R保溫管不僅保溫效果好,而且具有良好的衛生性。
(4) 從熱力站的供回水溫度看,供水溫度為51℃,回水溫度則達到了47℃,更直觀的體現了采用新型保溫管道后的節能效果。
結束語
PP-R管的節能型、環保性、衛生性滿足了當今城市熱水供熱管網發展的要求,是一種技術經濟綜合性能良好的新型塑料管,具有較好的市場前景。通過對PP-R直埋保溫管的現場熱損失檢測,一方面從工程實際的角度印證了管道良好的保溫性、衛生性,另一方面在檢測過程中認真的總結了關于直埋熱水管網實施保溫效果測定的經驗,同時從熱用戶的使用情況、管網的散熱量、熱源運行三個方面提出了一套針對小區管網的評價體系,為今后我國制定關于熱水直埋管網的保溫效果檢測與評價標準提供建議和依據。