摘要：介绍直埋蒸汽管常规保温结构，提出选用气凝胶毡和耐高温离心玻璃棉保温层的优化保温结构。结合工程实例，对采用优化保温结构的直埋蒸汽管道单位管长温降进行实测计算。
近年来，蒸汽管道直埋敷设技术在我国城镇供热工程中得到了广泛应用。预制直埋蒸汽管(以下简称直埋蒸汽管)的保温性能直接影响用户侧蒸汽品质，因此直埋蒸汽管保温结构的逐步改进成为我们的研究方向。
目前，国内直埋蒸汽管主要采用钢套钢、外滑动内固定结构形式，当管道升温时，工作钢管与保温层一起移动，外护钢管相对静止。
从20世纪90年代开始，国内不少科研单位、生产厂家开始研制、生产适用于直埋蒸汽管的保温材料和保温结构。
本文对采用钢套钢、外滑动内固定结构形式的直埋蒸汽管保温结构的优化设计进行探讨。
1、常规保温结构设计
直埋蒸汽管常规保温结构见图1。
由图1可知，直埋蒸汽管常规保温结构采用耐高温离心玻璃棉＋空气层的结构形式。在工作钢管外表面包裹耐高温离心玻璃棉管壳并设置滑动装置（滑动装置与保温材料管夹焊接连接)，在耐高温离心玻璃棉管壳与外护钢管之间的环状空间内形成空气层。直埋蒸汽管主要通过耐高温离心玻璃棉进行保温,并利用空气层良好的隔热性来降低热损失，空气层还可提高排潮能力。
图1直埋蒸汽管常规保温结构
1.工作钢管2.外护钢管3.保温材料管夹4.耐高温离心玻璃棉保温层5.空气层6.外护钢管防腐层7.管夹夹紧螺栓8.滑动装置
2、保温结构优化设计
2.1工程概况
高压长输蒸汽管道项目,主要用户为工业园内工业用户。用户侧蒸汽设计用量为50 t/h，设计用汽参数为2.0 MPa ,220℃。供汽管道长度为15.2km，电厂设计供汽参数为2.5 MPa,350 ℃。蒸汽管道为钢套钢、外滑动内固定形式，全线采取直埋敷设。
2.2保温结构优化设计
该直埋蒸汽管道项目为了满足用户用汽参数要求，我们对常规保温结构进行了优化设计蒸汽管道保温，以提高直埋蒸汽管的保温性能，降低管道的温降。
近年来，气凝胶作为一种新型绝热材料在供热领域的应用越来越多。目前市场上常见的气凝胶为SiO2气凝胶,常温下的热导率为0.o1 1 ~0.016 W/( m·K)。
在多层保温结构中,宜将热导率低的保温材料放置在高温侧，将热导率高的保温材料放置在低温侧。因此，内层保温层采用气凝胶毡,外层采用耐高温离心玻璃棉。这样,可以充分发挥气凝胶毡在高温环境中的隔热优势，使外层耐高温离心玻璃棉的厚度大幅降低，以免过厚的耐高温离心玻璃棉因自重出现下垂，影响保温效果。选取控制单位管长温降法，对直埋蒸汽管的保温层厚度进行计算，优化设计后的直埋蒸汽管保温结构见图2。
优化设计前后，保温结构的结构参数见表1，保温材料管夹厚度为12 mm。直埋蒸汽管保温结构优化设计与常规设计不同之处在于，将气凝胶毡作为保温材料的最内层，耐高温离心玻璃棉厚度有所降低。
图2优化设计后的直埋蒸汽管保温结构
1.工作钢管2.外护钢管3.保温材料管夹4.气凝胶5.耐高温离心玻璃棉保温层6.管夹夹紧螺栓7.空气层8.外护钢管防腐层9.滑动装置
表1优化设计前后保温结构的结构参数
3、运行效果
为监测电厂出口蒸汽参数和用户蒸汽参数蒸汽管道保温，分别在电厂出口和用户入口安装了流量计，温度传感和压力传感器，对蒸汽流量、温度、压力进行监测。
4、结语
对直埋蒸汽管保温结构进行优化设计，可有效减小蒸汽管道温降，降低管网热损失，节省运行成本，有助于提高热网利用率与输送距离。
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