热力管道行业现状及前景分析与建议
沧州中洲管道 本文对国内的预制保温管行业进行了现状分析和展望，从目前保温管的分类、材质和应用等方面进行了比较，并对国内的主要保温管厂家进行比较，通过分析当今保温管行业的现状指出了保温管行业的巨大潜力和市场，本文最后对保温管行业给出了一些建议。
前言
保温管是绝热管道的简称，保温管用于液体、气体及其他介质的输送，在石油、化工、航天、军事、集中供热、中央空调、市政等管道的绝热保温工程。保温管可以按照用途和构造的不同而种类多样。
1预制保温管的分类
按照输送介质，保温管可分为热水管道、蒸汽管道、冷水管道、石化保温管、煤矿井保温管等类型。按照外护管的材料，保温管可分为钢外护管保温管和高密度聚乙烯外护管保温管。现介绍几种主要保温管:
1.1钢外护管真空复合保温预制直埋管
主要用于输送介质工作压力不高于2.5MPa、温度不高于350℃的蒸汽或温度不高于200℃的热水。其基本结构是由钢外护管、真空层（空气层）、保温材料层、工作管和各类支架等组成。钢套钢复合保温管保温结构依据滑动方式不同可分为两大类:
内滑动式:保温结构由工作钢管、硅酸铝、减阻层、微孔硅酸钙、隔热层、不锈钢紧固钢带、铝箔反射层、聚氨酯保温层、外套钢管、外防腐层组成。内滑动型保温钢管是由输送介质的钢管+复合硅酸盐或微孔硅酸钙+硬质聚氨酯泡沫塑料+外套钢管+玻璃钢壳防腐保护层结构构成。各种管件节点保温处理技术成熟，质量可靠。
外滑动式:保温结构由工作钢管、玻璃棉保温隔热层、铝箔反射层、不锈钢紧固钢带、滑动导向支架、空气保温层、外护钢管、外防腐层组成。
1.2城镇供热预制直埋蒸汽保温管
适用于输送介质温度小于或等于350℃、工作压力不大于1.6MPa的蒸汽。其基本结构为:工作管—保温层—外护管。根据不同的设计，蒸汽保温管的结构组成还可包括保护垫层、绝热辐射层和滑动支座等。保温层结构可采用单一绝热材料层或多种绝热材料的复合层（复合层中可含空气层、绝热辐射层等）。外护管可采用钢制外护管或玻璃纤维增强塑料外护管。
1.3高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管
适用于输送介质连续工作温度不高于120℃，偶然峰值温度不高于140℃的场合，工作压力不大于2.5MPa，主要用于热水保温管道。聚氨酯保温管从里到外分三层结构:
第一层:工作钢管层。根据设计和客户的要求一般选用无缝钢管、螺旋钢管和直缝钢管。钢管表面经过先进的抛丸除锈工艺处理后，钢管除锈等级可达GB8923-1988标准中的Sa2级，表面粗糙度可达GB6060.5-88标准中R=12.5微米。
第二层:聚氨酯保温层。用高压发泡机在钢管与外护层之间形成的空腔中一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液而成，即俗称的“管中管发泡”。
第三层:高密度聚乙烯保护层。预制成一定壁厚的黑色或黄色聚乙烯塑料管材。其作用一是保护聚氨酯保温层免遭机械硬物破坏，二是防腐、防水。
另外可根据需要设置渗漏报警线:在靠近钢管的保温层中，埋设有报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过警报线的传导，便可在专用检测仪表上报警并显示出漏水的准确位置和渗漏程度的大小，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。
2保温管在集中供热系统中的应用及发展简介
集中供热系统由热源、管网和热力站、热用户三部分构成。热源分为热电厂和集中锅炉房，管网分为一次网和二次网，其系统示意图如图1所示。
热源产生蒸汽或热水送入到一次网，然后经过热力站的换热器把一次网的蒸汽或热水的热量传给二次网，最后由二次网把热量送到热用户，热用户再通过室内散热器把热量散发到室内，保证在冬季室内保持一定的温度，以满足人们的生活要求和生产要求。
常见的集中供热系统热源有热电厂、区域锅炉房、集中锅炉房，其中设置蒸汽锅炉或热水锅炉，也有设置蒸汽-热水两用锅炉的，分别供应蒸汽或热水。一次网管道内输送的介质绝大多数为热水，只有少数特殊情况下才输送蒸汽，因为输送热水在经济技术上更合理；二次网管道内输送的介质均为热水。
一次网的供水设计温度一般在130℃，散热器采暖的二次网供/回水设计温度为75℃/50℃或85℃/60℃。由此可看到，一次网对管道的要求更高，一方面输送介质温度高，因此要求保温材料要有很好的保温性能，同时还要求保温材料要有较高的耐温性能，以避免高温条件下保温材料碳化而导致预制保温管失去其原有的性能；另一方面由于输送介质温度高、输送距离长，因此管道要承受较大的压力；第三，由于管道直埋，管道热胀冷缩时，预制保温管的高密度聚乙烯外壳要承受很大的摩擦力，因此要求外壳与保温层、保温层与钢管都要有很强的接合力，以保证其“三位一体”；同时土壤的压力也要求外壳具有一定的承压能力。与二次网相比，供热系统对一次网的保温管有着更高的要求。
集中供热系统热介质的选择主要取决于各用户热负荷的特点和参数要求，也取决于热源的种类。采用热水或水蒸气作为热媒各自有不同的特点。
水作为热介质，与蒸汽比较有下列优点:
（1）系统热能利用率高，可节约燃料（质量分数）20％～40％。
（2）能够远距离输送，作用半径大。
（3）在热电厂供热负荷大，可充分利用低压抽汽，提高热电厂的经济效果。
目前我国集中供热行业发展的热点是一些大、中型城市，如北京、沈阳、长春、太原、哈尔滨、济南等城市已经建成了大规模的集中供热设施，具有一定规模的热源、热网和较完善的自动控制装置，同时具有一定规模的、稳定的热用户。由于我国能源消费煤炭占70%以上，尤其是供热，除北京等极少数城市有燃气供热外，其他城市的供热均是煤炭。煤炭供热时必须采用大型集中供热系统，而不能采用分散供热，否则将对城市产生严重的大气污染。因此发展大型集中供热系统，为提高城市人民的生活水平、改善城市大气环境、提高能源的利用率等方面发挥了重要作用，城市集中供热设施成了城市重要的基础设施。据不完全统计，目前集中供热中，热电厂供热占总集中供热的60％以上，区域锅炉房供热方式约占35％，其他供热方式共占不足2％。全国集中供热面积中，公共建筑约占34％，民用建筑约占60％，其他约占6％。
与国外集中供热相比，我国集中供热虽然发展较晚，但近年发展极其迅速，且有与国外不同的特色。我国城市人口多，建筑密度高，建筑总面积大（人均居住面积近30m2），供热负荷特别大，从而导致使我国的供热区域半径大、一次网供热管道直径大、管网总长度长。如我国最大的供热管道直径已达1.4米，而欧洲等国家最大仅0.6米；截止到2010年12月31日，北京热力集团供热区域半径约20km，总供热面积达到1.84亿m2，热力站总数为2768座，管网总长1205km。由于这些原因，对于预制保温管的生产提出了新的要求。
近十多年预制保温管的直埋敷设在我国得到迅速发展，已经成为供热管网的主要敷设方式。所谓预制保温管的直埋敷设，就是把预制保温管直接埋设于土壤中，而不需要建筑地沟敷设管道。与地沟敷设相比较，预制保温管直埋敷设具有下述优点:
2.1不需砌筑地沟，土方量及土建工程量小；管道预制，现场安装工作量少，施工进度快，因此可节省供热管网的投资费用。
2.2占地小，易于与其它地下管道和设施协调。此优点在老城区、街道窄小，地下管线密集的地段敷设供热管网时更为明显。
2.3预制保温管严密性好，水难以从保温材料与钢管之间渗入，管道不易腐蚀。根据国外资料，认为可保证其使用寿命达50年以上，远高于地沟敷设。
2.4聚氨酯作为保温材料，导热系数小，供热管道散热损失小于地沟敷设，输送热效率高。
2.5预制保温管结构简单，采用工厂预制，易于保证工程质量。
正是因为以上各种原因，预制保温管制造业在我国得到迅速发展，而且在今后会有更大的发展空间。
在集中供热系统的保温管中，由于热媒的不同，常见的为直埋热水管道和蒸汽保温管道，由于热水直埋管道技术安全可靠和施工方便等优点在近几十年得到了迅速的发展。目前世界上集中供热比较发达的地区集中在北欧，如:丹麦、瑞典、芬兰、冰岛等国家。早在20世纪30年代就开始研究和应用直埋敷设代替地沟敷设的供热方式。在丹麦、芬兰，全国90%以上的供热管道采用直埋方式。冰岛仅有十几万人口的首都雷克雅未克，采用直埋管道的总长度达591km。丹麦、瑞典、芬兰、德国、意大利等国家都有专门生产预制保温管的工厂，理论研究和产品开发进展很快。
我国科技人员早在20世纪50年代就开始了供热管道直埋敷设的探讨，早期的保温材料采用填充矿渣棉，预制泡沫混凝土瓦块等施工，但因防水性差、管道外腐蚀严重、使用寿命短等问题，直埋技术一直进展缓慢。
20世纪80年代，我国供热技术人员通过考察学习，引进吸收，首次在哈尔滨、牡丹江、天津等城市的热网工程中采用从丹麦、瑞典等国家引进的数千米预制保温管进行直埋敷设。同时利用从北欧国家引进的生产设备，先后在哈尔滨和天津建立了预制保温管生产厂。进入20世纪90年代，国外一些公司又先后在我国的北京和大连建立了生产预制保温管的合资厂。
引进型的直埋保温管，采用聚氨酯泡沫塑料保温、高密度聚乙烯外壳。聚氨酯泡沫塑料的导热系数和吸水率都很低，高密度聚乙烯又具有良好的防水、防腐性。采用这种保温管进行直埋敷设时，节约投资、占地小、施工周期短、热损失小、使用寿命长和维修量小等优点十分突出，使预制保温管很快在城市集中供热直埋管网上大量使用。结合我国国情又开发了玻璃钢外护管。
经历了二十年的发展，无论是在预制保温管的生产和安装技术上，还是在直埋供热管网的设计理论和方法上，我国的供热管道直埋技术都得到了飞速发展，直埋敷设已成为我国城市热网的主要敷设方式。
为了规范预制保温管的生产和安装，参照当时的欧洲预制保温管标准，我国编制了行业标准《硬质聚氨酯泡沫塑料预制保温管》（CJ/T3002-92），并于1992颁布执行。其中合资厂在执行我国行业标准的同时，还参照欧洲的集中供热标准EN253（管道）、EN448（管件）、EN488（阀门）、EN489（接头）。
目前我国的预制保温管道厂商已可以生产达到国际先进水平的产品，这为我国预制直埋保温管道技术的发展奠定了坚实的基础。
除此以外，蒸汽保温管道在工业场合等仍然广泛应用。美国早在1882年就创造了世界上第一个集中供热的纽约蒸汽公司，输配压力1.05MPa，温度212℃的蒸汽。但随后发展缓慢，直至20世纪80年代才开发了耐温200℃的直埋蒸汽管道。德国是集中供热比较发达的国家，1922年建立了汉堡市集中供热。20世纪80年代初亚密绝热公司制造了耐温140℃～160℃的复合保温直埋管。发展到20世纪90年代BRUGGRohrsystemeGmbh公司制造了PN6.4MPa、耐温400℃、DN20～DN1000高温直埋管。据悉已向韩国等国技术输出。意大利也于20世纪90年代开发了高中温直埋蒸汽保温管。
1993年，上海电力设计院采用哈尔滨东光建塑厂生产的“塑套钢”保温管，为上海星火开发区热网工程设计。1994年，上海金山石化设计院为上海金桥热力总公司外网设计实施蒸汽直埋管“钢套钢”供热工程设计。1995年，沈阳市热力设计院采用中石化天然气总公司工程研究院（勃星）和中科院大连化物所（凯华）专利技术，为大连市春海热电有限公司进行大口径塑（玻）套钢直埋管道工程设计；1996年又为大连热电有限公司进行大口径Φ630/Φ946“钢套钢”高温蒸汽直埋供热工程设计。
据不完全统计，国内东起大连、上海，西至新疆乌鲁木齐、克拉玛依油田，北起牡丹江、哈尔滨，南至四川绵阳、广东广州约50余个工程近千米DN50～DN700直埋蒸汽管道在国内广泛进行工程实践，取得了十分宝贵的经验和教训，为制定我国行业标准打下了良好的基础。
我国于2005年发布了《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》（CJJ104-2005）；2006年发布了《钢外护管真空复合保温预制直埋管道技术规程》（CECS206:2006）。
3现有预制保温管的比较
常见的预制热水保温管主要由工作钢管、保温层、保护壳和渗漏报警线组成。其中保护壳常采用高密度聚乙烯或者玻璃钢。蒸汽保温管的结构与热水保温管的结构基本相似，由于蒸汽温度较高，如上世纪90年代德国BRUGG和意大利SOCOTHERM生产的耐温到达400℃的蒸汽管道，保温层采用矿物石棉和硅酸钙等，并在最外侧设有防腐层。而国内早期的直埋管道往往采用“塑套钢”和“钢套钢”结构。国内的蒸汽管道直埋是仿效热水管道直埋发展起来的。蒸汽直埋管更需要考虑工作温度高、管道热伸长量大等问题，补偿器的设计尤其需要特殊考虑。直埋蒸汽管道的设计原理，实质是按地沟敷设方式设计，又加上一些局部直埋所带来相关问题的特殊处理。现对不同结构的保温管进行比较: