直埋蒸汽保溫管道的保溫結構探討

        直埋蒸汽管道外滑動式和內滑動式兩種保溫結構爭論不斷。本文對直埋蒸汽管道的這兩種保溫
結構進行探討。
1 外滑動式和內滑動式保溫結構
外滑動式指直埋敷設蒸汽工作鋼管外包保溫材料，主要是玻璃棉氈（殼）（以下簡稱玻璃棉），也可以
是硅酸鋁棉氈、微孔硅酸鈣瓦，保溫層外設外護管（鋼管或玻璃鋼管）。一段蒸汽管的兩端各設 1 只內固定
支座，用于固定外護管與工作管。這段蒸汽工作管連帶外包保溫材料一起在外護管中，可前后滑動。外滑
動式保溫管結構見圖 

內滑動式保溫結構是微孔酸鈣瓦和聚氨酯泡沫組合（簡稱瓦-泡組合），瓦-泡組合與外護管粘結成一體，
工作管在瓦-泡組合與外護管砌成的“隧道”中前后滑動。內滑動式保溫管結構見圖 2。
上述兩種保溫結構同時問世，之后各地廣泛使用，20 世紀末敷設的熱網仍有部分在服役，也就是說在
正常情況下，這兩種保溫結構都可以使用。早年關于微孔硅酸鈣瓦不耐磨損、遇水會變成糨糊的議論已銷
聲匿跡，實際工作中反而發現在發生過泄漏的保溫管中玻璃棉或聚氨酯泡沫變成了糨糊。這兩種保溫結構
各有特點，性能有明顯差異，用戶應當根據具體條件進行綜合的經濟技術比較，然后做出正確的選擇。
直埋蒸汽保溫管道的保溫結構探討

         2 保溫管散熱量比較
以工作鋼管規格為 D720×10、外護鋼管規格為 D1220×10 的直埋敷設蒸汽管道為例，分別采用內滑動
式和外滑動式兩種保溫結構，對保溫管散熱量進行計算。
技術參數：蒸汽溫度為 300 ℃，環境土壤溫度為 20 ℃，土壤熱導率為 1.4 W/（m?K），工作鋼管中心
至地表面的距離為 1.5 m。
本文保溫管散熱量計算過程中忽略工作鋼管、隔熱石墨潤滑層、鋁箔反射層以及、外護管的熱阻，則
內滑動式保溫結構（由內到外）可以簡化為：工作管—微孔硅酸鈣瓦—聚氨酯泡沫—外護管；外滑動式保
溫結構（由內到外）可以簡化為：工作管—微孔硅酸鈣瓦或玻璃棉—空氣夾層-外護管。
① 內滑動式保溫管在保溫夾層（工作鋼管外表面至外護鋼管內表面的區域）厚度相等條件下，內滑動式保溫管保溫效果
與玻璃棉外滑動式保溫管保溫效果與之相近，而微孔硅酸鈣瓦外滑動式保溫管保溫效果較差，其散熱量比

內滑動式保溫管約高 22%，外套管表面溫度也明顯比其他兩種保溫方式高。
3 結果比較及原因分析
一直以來業界都認為在保溫夾層厚度相等條件下，玻璃棉外滑動式保溫效果比內滑動式保溫效果好，
這與上述結論相悖。原因是廠家產品樣本中是按玻璃棉充滿保溫夾層計算的，而按照目前的玻璃棉外滑動
式保溫管結構，管道支架露在保溫材料外面，滑動支架外才是外套管，玻璃棉無法充滿保溫夾層，工藝間

隙（即空氣夾層）必然存在，而且工藝間隙厚度又存在著隨機性和不確定性。這使得編制產品樣本時，得
到，而假設玻璃棉充滿保溫夾層計算工作量要小得多，這樣就產生了玻璃棉外滑動式
比內滑動式保溫效果好的錯覺。
內滑動式保溫管根據工作鋼管管徑大小在工作鋼管外環向包覆 2~6 塊微孔硅酸鈣瓦，在軸向則一根管
上多有 20 塊微孔硅酸鈣瓦，發泡過程中瓦塊與外套間相互壓緊。聚氨酯泡沫固化后，保溫層成為一個整
體，泡沫又與外套管粘牢，保溫管整體性良好。