一、產(chǎn)品介紹：
我公司的保溫管無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱電源（
城市集中供暖管道用無(wú)補(bǔ)償管道加熱電源）采用高頻PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，進(jìn)口IGBT或MOSFET作為功率開(kāi)關(guān)器件，體積小、重量輕、功能全、性能穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)工藝嚴(yán)格完善。電壓適應(yīng)范圍寬；功率因素高，轉(zhuǎn)換效率高，保護(hù)功能齊全，具有穩(wěn)流限壓、穩(wěn)壓限流、過(guò)流過(guò)壓及過(guò)熱等保護(hù)功能，具有工作狀態(tài)指示及保護(hù)封鎖指示，可附加計(jì)算機(jī)控制接口。輸出電壓電流數(shù)字指示，極大方便用戶(hù)使用，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能效果非常顯著。電源采用強(qiáng)迫風(fēng)冷或內(nèi)循環(huán)水冷，可滿(mǎn)負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間使用，整機(jī)性能穩(wěn)定可靠�？扇我舛嗯_(tái)并聯(lián)使用。LED雙數(shù)碼管顯示輸出電壓、電流。使用簡(jiǎn)單直觀(guān)。電源整機(jī)體積小、重量輕、外觀(guān)精巧�？蔀镈N600-1600mm口徑的超長(zhǎng)管道800-2000米進(jìn)行快速預(yù)熱，加熱時(shí)間短6-20小時(shí)，大大縮短工程施工時(shí)間，節(jié)約發(fā)電機(jī)的油耗30%以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
我公司提供給保溫行業(yè)預(yù)熱安裝的電源設(shè)備與傳統(tǒng)的可控硅電源相比功率因素和效率大大提高，一方面節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)安裝發(fā)電機(jī)用油，另一方面使配套使用發(fā)電機(jī)容量也可大幅度下降，這樣就節(jié)約了發(fā)電機(jī)的租憑費(fèi)用或使用成本，從而進(jìn)一步降低了預(yù)熱安裝的工程成本。
任何材料都有熱脹冷縮的特性，集中供暖主要用于北方城鎮(zhèn)，在管道不經(jīng)過(guò)加熱補(bǔ)償填埋時(shí)，管道的溫度跟地表溫度一致，而到冬天供暖管道溫度會(huì)急速升高（溫度大概130度），管道本身于暖氣的溫差會(huì)很大，這時(shí)管道就會(huì)有熱脹的效應(yīng)，這樣的張力很容易會(huì)使管道或接口處漲裂開(kāi)，供暖系統(tǒng)很容易出現(xiàn)故障，另外維修起來(lái)很麻煩！
這一行業(yè)之所以用我公司加熱電源系統(tǒng)也是抓住了管道熱脹冷縮的特性（這種技術(shù)最早用于德國(guó)），在管道加熱時(shí)就對(duì)管道進(jìn)行加熱補(bǔ)償，使管道加熱到溫度差的中間點(diǎn)（一般是60-70度），然后在保溫狀態(tài)下填埋管道就會(huì)保持它現(xiàn)有的狀態(tài)，到冬天供暖時(shí)管道的張力不至于太大，大大降低了管道漲裂的故障率，延長(zhǎng)管道壽命，這樣也就間接減少了往后的維護(hù)成本！
從國(guó)外引進(jìn)的的設(shè)備適合國(guó)外小口徑管網(wǎng)的預(yù)熱安裝，在預(yù)熱國(guó)內(nèi)大口徑管網(wǎng)時(shí)，預(yù)熱時(shí)間較長(zhǎng)，一次性預(yù)熱的管線(xiàn)長(zhǎng)度供回水加在一起通常不超過(guò)1000米。我公司采用高頻電子逆變的技術(shù)，使大口徑管網(wǎng)的預(yù)熱安裝采用超大功率的預(yù)熱設(shè)備成為可能。使一次性預(yù)熱的管溝長(zhǎng)度至少1000米（供回水2000米），冬季施工時(shí)預(yù)熱時(shí)間也能控制在20小時(shí)以?xún)?nèi)。采用該技術(shù)生產(chǎn)的電源產(chǎn)品，較傳統(tǒng)電源同容量體積減少2/3，重量減輕4/5，現(xiàn)場(chǎng)吊裝運(yùn)輸更為方便。同時(shí)新型電源較傳統(tǒng)電源節(jié)省油耗20%以上。
二、技術(shù)參數(shù)
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品名 |
節(jié)能型保溫管無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱電源 |
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型號(hào) |
NHWYH系列 |
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輸入 |
相數(shù) |
三相 |
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電壓 |
380V±15% |
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頻率 |
50Hz |
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輸入方式 |
4線(xiàn)（含地線(xiàn)） |
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輸出 |
波形 |
直線(xiàn) |
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功率 |
200KW-1000KW |
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電壓 |
0-80V內(nèi)可選 |
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穩(wěn)定度 |
≤1% |
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電流 |
0—30000A可內(nèi)選 |
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穩(wěn)定度 |
≤1% |
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紋波及雜訊 |
≤5%或≤3% |
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效率 |
≥90% |
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控制 |
功率 |
可選擇 |
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電壓 |
恒壓控制，可本地控制也可通過(guò)0-10V或4-20mA |
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電流 |
可選擇 |
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保護(hù) |
具備缺相、過(guò)熱、限壓、恒功率、過(guò)壓、過(guò)流、短路、超載等保護(hù)功能 |
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溫度控制 |
帶有溫度檢測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)溫度變化來(lái)控制電源的輸出及設(shè)定加熱時(shí)間。 |
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顯示 |
LED數(shù)碼管或觸摸屏液晶顯示 |
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結(jié)構(gòu)形式 |
外殼采用鍍鋅鋼板，適合戶(hù)外（防雨、防曬）作業(yè)。
集裝箱式結(jié)構(gòu)，頂部裝有吊環(huán)，便于運(yùn)輸裝卸。 |
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冷卻 |
內(nèi)循環(huán)水冷或者外循環(huán)水冷 |
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外型 |
外殼 |
箱式或柜式 |
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尺寸(W*D*H) |
視功率而定 |
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重量 |
視功率而定 |
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備注 |
可控制加熱時(shí)間控制、加熱電壓控制、加熱電流。可加裝管道溫度顯示功能，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控 |
三、產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：
1.體積小，重量輕：
我公司生產(chǎn)的用于保溫管道無(wú)補(bǔ)償預(yù)應(yīng)力安裝加熱電源采用電子逆變技術(shù)，體積小，重量輕。體積的小巧和輕便對(duì)于保溫管野外預(yù)應(yīng)力安裝來(lái)說(shuō)非常便捷，設(shè)備運(yùn)輸和挪動(dòng)比較容易。另外我公司產(chǎn)品具有防震功能，這樣也就減小了設(shè)備在運(yùn)輸路途中因?yàn)轭嶔?duì)設(shè)備本身產(chǎn)生的危害。
管道加熱行業(yè)用的可控硅(包含功率補(bǔ)償柜)加熱電源的體積大將會(huì)為現(xiàn)場(chǎng)的施工帶來(lái)極大的不便。
由于我公司電源很多都是用的高精密的功率元器件，做出來(lái)的設(shè)備體積比較輕巧，只有同功能的可控硅電源體積1/3大小，體積的小巧對(duì)于本行業(yè)的施工特別有利，因?yàn)檫@種工程都是在野外施工，運(yùn)輸是一個(gè)很大問(wèn)題，如果同樣是800KW可控硅式加熱電源的話(huà)它本身的變壓器體積是和功率成正比的，功率越大體積也就會(huì)越大，如果拉到野外施工或者是外地施工的話(huà)，在有些地方是限高限寬的，（例如：隧道，橋梁）。而我公司設(shè)備就不存在這個(gè)問(wèn)題，并且在施工現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)也很方便
2.性能穩(wěn)定可靠：
電壓適應(yīng)范圍寬,保護(hù)功能齊全，具有穩(wěn)流限壓、穩(wěn)壓限流、過(guò)流過(guò)壓及過(guò)熱等保護(hù)功能，具有工作狀態(tài)指示及保護(hù)封鎖指示，這樣大大提高了產(chǎn)品的可靠性。
3. 功率因素高：
一臺(tái)電源功率因數(shù)的高低非常的重要,從表中可以看出,我公司的加熱電源功率因數(shù)可達(dá)到0.95.最高時(shí)接近1， 在電力系統(tǒng)中，用戶(hù)功率因數(shù)的變化直接影響系統(tǒng)有功和無(wú)功功率的比例變化。如果用戶(hù)的功率因數(shù)過(guò)低，就要求發(fā)電機(jī)多發(fā)無(wú)功功率，以達(dá)到功率平衡。而發(fā)電機(jī)多發(fā)無(wú)功功率時(shí)，則會(huì)影響它的有功功率的輸出， 這是很不經(jīng)濟(jì)的。因此，各供電部門(mén)對(duì)用戶(hù)負(fù)荷的功率因數(shù)都有一定的要求。此外，提高用戶(hù)的功率因數(shù)， 可以減少由于遠(yuǎn)距離輸送無(wú)功功率而在線(xiàn)路中造成的功率損失。 因?yàn)榫�(xiàn)路損失不僅與輸送的有功功率有關(guān)， 還與輸送的無(wú)功功率有關(guān)。
同樣的道理，由于我公司電源功率因數(shù)非常的高,這樣一來(lái)可以減少供電中的電壓損耗，使貴公司的受電電壓質(zhì)量得到改善和相應(yīng)提高。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)向設(shè)備供電的電壓是隨著線(xiàn)路所輸送的有功功率和無(wú)功功率變化而變化的。當(dāng)線(xiàn)路輸送一定數(shù)量的有功功率時(shí)，如輸送的無(wú)功功率越多，線(xiàn)路的電壓損失越大，送至客戶(hù)端的電壓就越低。當(dāng)用戶(hù)功率因數(shù)提高以后，它向電力系統(tǒng)吸取的無(wú)功功率減少， 因此電壓損失也要減小，從而改善了用戶(hù)的電壓質(zhì)量。提高用戶(hù)的功率因數(shù)，無(wú)論是整個(gè)電力系統(tǒng)（柴油發(fā)電機(jī)），還是對(duì)用電單位， 都是大有好處的。
功率因數(shù)低的危害可總結(jié)為以下幾條:
（1）增加供電線(xiàn)路的損失，而為了減少損失則必須增大供電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面，增加投資。
（2）增加了線(xiàn)路上的電壓損失，降低了電壓質(zhì)量
（3）降低發(fā)、供電設(shè)備的有效利用率
（4）增加企業(yè)的電費(fèi)支出，加大生產(chǎn)成本
4.效率高： 效率＝有功功率/（有功功率+無(wú)功功率+電源自身?yè)p耗）
我公司電源有效功率可達(dá)到90％以上,而有效功率直接影響了電源的轉(zhuǎn)換效率,顯而易見(jiàn)效率高的話(huà)肯定能節(jié)能,像可控硅的加熱電源效率之所以低是因?yàn)樗撾x不了很大的工頻變壓器,而它本身也有很大的耗能,而我們的電源脫離了工頻變壓器,使用了高頻的變壓器,體積比手掌還要小,它的電流密度非常高，這一點(diǎn)就本身的損耗就非常的小了。
由此可總結(jié): 電源效率和電源設(shè)計(jì)線(xiàn)路有密切的關(guān)系，高效率的電源可以提高電能的使用效率，在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發(fā)熱量。
注:
1.由于可控硅電源的整機(jī)效率比較低,因此機(jī)器本身發(fā)熱比較厲害,這樣對(duì)機(jī)器的使用壽命有所影響,對(duì)環(huán)境也有熱量污染。
2．由于可控硅電源內(nèi)部有變壓器和電抗器，變壓器和電抗器本身都比較消耗能量。這個(gè)也是可控硅電源整機(jī)效率比較低的原因。
以上表格里的數(shù)據(jù)可以保證其真實(shí)性。
5. 另我公司電源設(shè)備利用特殊的工藝，對(duì)散熱做了特殊的裝置和處理，我公司設(shè)備散熱利用風(fēng)冷和內(nèi)循環(huán)水冷的散熱方式，故散熱所用的水可重復(fù)利用，這樣野外施工散熱所用的水源問(wèn)題就解決，大大方便了使用方（因?yàn)楹芏嗲闆r下在野外施工很難找到水源的）。
6. 我公司電源輸入端范圍比較寬，特別對(duì)貴行業(yè)特殊的使用環(huán)境比較有利，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組輸出的電源變動(dòng)非常大，也就是說(shuō)電源環(huán)境比較差，一般的設(shè)備會(huì)因?yàn)榇嗽虿荒苷９ぷ鳎夜驹O(shè)備排出了此類(lèi)不利因素！
四、拓展閱讀
預(yù)制直埋保溫管道無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱安裝
1 無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱安裝的應(yīng)用領(lǐng)域及原理
① 應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)補(bǔ)償預(yù)熱安裝主要應(yīng)用于城市熱網(wǎng)中最高運(yùn)行溫度不超過(guò)140℃的熱水直埋保溫管道。由于無(wú)補(bǔ)償預(yù)熱安裝采用了提前釋放應(yīng)力的技術(shù)，從而在很大程度上減少了固定支座與補(bǔ)償器的數(shù)量。這一方面降低了工程造價(jià)；另一方面由于補(bǔ)償器使用數(shù)量的減少，提高了熱網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，降低了熱網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。與傳統(tǒng)的無(wú)補(bǔ)償預(yù)熱安裝方式相比，電預(yù)熱安裝環(huán)保節(jié)能，施工便捷，工期短，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)，是目前國(guó)際上廣泛應(yīng)用的先進(jìn)的熱水直埋保溫管道安裝方式。
② 安裝原理
當(dāng)預(yù)制直埋保溫管道安裝一定長(zhǎng)度時(shí)(一般情況下不大于1000m)，將管道加熱到一定溫度，當(dāng)管道恢復(fù)到安裝溫度時(shí)，管道預(yù)先承受了一定的拉應(yīng)力。當(dāng)管道投入工作時(shí)，隨著溫度的升高，管道拉應(yīng)力逐漸減小，當(dāng)達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)，整段管道在此溫度下應(yīng)力為零。繼續(xù)升溫，產(chǎn)生壓應(yīng)力，并隨著溫度的升高而逐漸增大，當(dāng)溫度升至工作溫度時(shí)，管道的熱應(yīng)力(壓應(yīng)力)仍小于許用應(yīng)力。這樣，管道便可以在不采用波紋管補(bǔ)償器的情況下正常工作[1～3]。
2 無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱對(duì)保溫管道的要求
無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱安裝技術(shù)對(duì)保溫管及其接頭連接方式有著嚴(yán)格的要求：硬質(zhì)聚氨酯泡沫與鋼管和高密度聚乙烯外套管之間應(yīng)粘接牢固，保證三位一體，尤其是在運(yùn)行過(guò)程中必須保持完整。因此在預(yù)制直埋保溫管道的制造過(guò)程中，對(duì)鋼管的外表面進(jìn)行拋丸處理，對(duì)高密度聚乙烯外套管內(nèi)壁進(jìn)行高壓電暈處理，以保證三者之間有足夠的粘結(jié)性能。對(duì)接頭的連接方式，要求采用電熱熔套連接，同樣是為了保證管道的整體性。
3 相關(guān)參數(shù)的計(jì)算[4]
① 理論預(yù)熱溫度
理論預(yù)熱溫度的計(jì)算式為：
式中tm——理論預(yù)熱溫度，℃，即電預(yù)熱設(shè)備設(shè)置的加熱溫度
t1——管道工作循環(huán)最高溫度，℃，通常指管道最高設(shè)計(jì)溫度
t2——管道工作循環(huán)最低溫度，℃，對(duì)于供暖期運(yùn)行的管道通常取10℃
② 預(yù)熱段熱伸長(zhǎng)量
預(yù)熱段熱伸長(zhǎng)量的計(jì)算式為：
△L=αlL(tm-ti)
式中△L——預(yù)熱段熱伸長(zhǎng)量，m
αl——鋼材的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)，K-1，參照GB 50316—2000《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》取值
L——預(yù)熱段長(zhǎng)度(管溝長(zhǎng)度)，m
ti——預(yù)熱段初始應(yīng)力為零時(shí)的管道溫度，℃，即電預(yù)熱設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)鋼管的溫度
4 無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱安裝工藝
每個(gè)預(yù)熱段應(yīng)是獨(dú)立的，且保證工作鋼管內(nèi)無(wú)積水。若預(yù)熱段中存在分支，分支管道四周應(yīng)該挖空，保證預(yù)熱段在預(yù)熱過(guò)程中能自由伸縮，挖空尺寸應(yīng)大于1～2倍的熱伸長(zhǎng)量。對(duì)于某一確定的預(yù)熱段，用砂子回填管溝，高度要達(dá)到直管外徑的75%，而且夯實(shí)。在每個(gè)預(yù)熱段兩端的鋼管上焊接連接螺栓，用于連接電纜。把鋼管直接作為負(fù)載電阻進(jìn)行加熱，供水管與回水管之間除了預(yù)熱段首尾由電纜連接形成回路以外，不得在其他位置有任何跨接和連接。在預(yù)熱段兩端，設(shè)定熱伸長(zhǎng)量標(biāo)線(xiàn)，若達(dá)到理論預(yù)熱溫度而熱伸長(zhǎng)量未達(dá)到，以5℃為步長(zhǎng)升高預(yù)熱溫度，最高不能超過(guò)80℃。達(dá)到熱伸長(zhǎng)量后，進(jìn)行回填、夯實(shí)。
根據(jù)管道規(guī)格及施工時(shí)的環(huán)境溫度，選用不同容量的電加熱設(shè)備，鋼管上施加的電壓為無(wú)峰值直流安全電壓，可選擇恒流或恒壓控制。對(duì)于長(zhǎng)度為1000m的管溝，預(yù)熱時(shí)間可控制在20h以?xún)?nèi)，環(huán)境溫度越高，預(yù)熱時(shí)間越短。進(jìn)入保溫階段，電加熱設(shè)備的輸出電流根據(jù)設(shè)定溫度和實(shí)際反饋溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。保溫時(shí)間依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工組織情況而定，一般前一預(yù)熱段回填時(shí)，下一預(yù)熱段就可開(kāi)始預(yù)熱了，兩者可以同步進(jìn)行。
5 施工方案
應(yīng)依據(jù)具體的地形和熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，制定出最經(jīng)濟(jì)有效的施工方案。一般長(zhǎng)度為1000m的管溝為1個(gè)標(biāo)段，根據(jù)不同的熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，選用不同容量的電預(yù)熱設(shè)備。一次預(yù)熱的管道長(zhǎng)度可長(zhǎng)可短，一般最長(zhǎng)為1000m，最短長(zhǎng)度依據(jù)管徑的不同而定。
對(duì)于熱網(wǎng)中存在的變徑、彎頭、三通以及轉(zhuǎn)角，在施工方案設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合電加熱設(shè)備的功率，充分考慮其預(yù)熱的經(jīng)濟(jì)性，制定出合理的預(yù)熱施工方案。對(duì)于個(gè)別較短管道，也要通過(guò)工藝上的特殊處理，使其滿(mǎn)足預(yù)熱要求。
為了充分利用夜間時(shí)間，采用倒排工期的方法計(jì)算預(yù)熱開(kāi)始時(shí)間，保證在預(yù)熱開(kāi)始后的次日7：00開(kāi)始回填、夯實(shí)。
6 注意事項(xiàng)
若采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)完畢后管道中的水必須排盡。預(yù)熱前管溝中的水必須排盡。預(yù)熱前除分段處，其他所有的保溫管接頭應(yīng)處理完畢。預(yù)熱前要拆除預(yù)熱段所有其他短路連接。預(yù)熱回填，必須分層夯實(shí)。先人工夯實(shí)，再采用機(jī)械夯實(shí)。每個(gè)預(yù)熱段達(dá)到預(yù)熱溫度后，回填土自?xún)啥碎_(kāi)始向中間回填，保證整個(gè)預(yù)熱段回填土工作在16h內(nèi)完成。
預(yù)熱后，管道已存在應(yīng)力，以后不可將管道切斷，所有閥門(mén)、三通等都應(yīng)預(yù)先設(shè)計(jì)好，管道上也不可再開(kāi)較大的孔。檢查室在預(yù)熱后再砌筑，便于管道伸長(zhǎng)。若此后要在管道上另加分支，需根據(jù)熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計(jì)預(yù)熱方案再次預(yù)熱相關(guān)管段或在新增三通處進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。整個(gè)預(yù)熱段的敷設(shè)坡度不能超過(guò)1.5°。當(dāng)遇到過(guò)路情況時(shí)，加套筒使管道自由穿過(guò)，保證在預(yù)熱過(guò)程中一個(gè)預(yù)熱段障礙不超過(guò)1處。
7 與熱風(fēng)、熱水預(yù)熱的比較
7.1 安裝效率
熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)有一定的要求，設(shè)備龐大，安裝環(huán)節(jié)多。熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備的拆卸、搬運(yùn)和穩(wěn)放安裝時(shí)間很難保證。在一切都非常順利的情況下，熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備從一個(gè)預(yù)熱段移到另一個(gè)預(yù)熱段，至少需要24h，而電預(yù)熱設(shè)備最多只需要3h。
7.2 預(yù)熱效果
電預(yù)熱利用電能對(duì)鋼管進(jìn)行加熱，鋼管中無(wú)需任何加熱介質(zhì)，因此管道預(yù)熱均勻，而且預(yù)熱時(shí)間短。電預(yù)熱設(shè)備的輸出電壓、電流可調(diào)，可更方便地滿(mǎn)足預(yù)熱工藝的要求，以獲得理想的預(yù)熱效果。電預(yù)熱設(shè)備的溫控系統(tǒng)有抗干擾功能，在實(shí)時(shí)顯示溫度的同時(shí)，還有紙記錄儀可打印數(shù)據(jù)。
熱風(fēng)預(yù)熱的升溫速度很慢，大約是電預(yù)熱的20%。由于熱風(fēng)在管道回路中流動(dòng)時(shí)的熱損失非常大，因此管道的溫度不均勻。通常情況下，管道起始端和末端的溫差在20℃左右，影響管道熱伸長(zhǎng)的均勻性。
由于熱水預(yù)熱必須在管道中注滿(mǎn)熱水，因此預(yù)熱溫度比較均勻，但由于水的重量導(dǎo)致管道與土壤之間的摩擦力增大。因此，管道的熱伸長(zhǎng)量很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，尤其是對(duì)大管徑管道預(yù)熱時(shí)，管道中容易出現(xiàn)錨固段，預(yù)熱效果不理想。
7.3 工藝效果
① 熱風(fēng)預(yù)熱管段溫度不均勻，熱風(fēng)進(jìn)口處溫度高，出口處溫度低，為保證熱伸長(zhǎng)量，往往要求進(jìn)口處溫度要高于預(yù)熱溫度。采用電預(yù)熱時(shí)，整個(gè)預(yù)熱段的受熱比較均勻。
② 熱風(fēng)預(yù)熱設(shè)備占用空間大，因此每個(gè)預(yù)熱段之間預(yù)留的空間大，這樣在預(yù)熱后，往往導(dǎo)致管端剩余空間仍大于一個(gè)補(bǔ)償器的長(zhǎng)度，需要再填入一短節(jié)保溫管，而這段管道是未經(jīng)過(guò)預(yù)熱的。而采用電預(yù)熱時(shí)，管端剩余空間小，在預(yù)熱結(jié)束后，剩余空間小于一個(gè)補(bǔ)償器的長(zhǎng)度，這時(shí)需要將管道切去一部分以便安裝補(bǔ)償器，這樣就保證了所有的管道都是經(jīng)過(guò)熱伸長(zhǎng)的。
8 結(jié)論
熱水直埋保溫管道的無(wú)補(bǔ)償預(yù)熱安裝是一種安全可靠的安裝方式，而電預(yù)熱是預(yù)熱方式的創(chuàng)新，大功率的電預(yù)熱設(shè)備讓我們可以根據(jù)客戶(hù)需求，結(jié)合實(shí)際熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行最優(yōu)化的預(yù)熱段劃分，從而最大限度地減少補(bǔ)償器的數(shù)量，縮短工期，降低工程造價(jià)。電預(yù)熱還具有預(yù)熱時(shí)間短、預(yù)熱均勻、操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，提高了熱網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及使用壽命，推動(dòng)了熱水直埋保溫管道安裝技術(shù)的發(fā)展。
電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)供熱工程管道安裝中的應(yīng)用問(wèn)題
本文理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)供熱工程中的應(yīng)用，分析了電預(yù)熱技術(shù)的基本原理、電預(yù)熱技術(shù)及電預(yù)熱設(shè)備在直埋管道安裝過(guò)程中的應(yīng)用情況以及注意事項(xiàng)。印證了電預(yù)熱無(wú)補(bǔ)償（或少補(bǔ)償）直埋技術(shù)對(duì)大管徑管道的可行性和適用性。
一、前言
對(duì)于大管徑管道直埋敷設(shè)，通常采用兩種方式：有補(bǔ)償安裝和預(yù)應(yīng)力安裝。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件的不同，預(yù)應(yīng)力安裝方式又可分為敞槽預(yù)熱方式和覆土預(yù)熱方式。由于敞槽預(yù)熱方式比覆土預(yù)熱方式能更快達(dá)到預(yù)應(yīng)力效果，通常在現(xiàn)場(chǎng)條件允許的情況下，首選敞槽預(yù)熱方式。
采用敞槽預(yù)熱方式的前提是要具備穩(wěn)定的臨時(shí)熱源，敞槽預(yù)熱的熱源主要為四種，分別為熱水、熱風(fēng)、蒸汽及電預(yù)熱。電預(yù)熱與前三種預(yù)熱技術(shù)相比較對(duì)加熱設(shè)備的要求更小，更易實(shí)施，具有如下明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
1.要求簡(jiǎn)單，不需要在管道中安裝閥門(mén)和固定支架；
2.熱消耗量小，預(yù)熱均勻；
3.電預(yù)熱設(shè)備體積小、易操作、無(wú)震動(dòng)、無(wú)噪音，自動(dòng)監(jiān)控；
4.適用范圍廣，只要鋼管為介質(zhì)輸送管，都可以實(shí)現(xiàn)；
5.低電壓可以保證施工安全。
二、電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)供熱工程中的應(yīng)用
燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)海油大街熱力管線(xiàn)管徑為DN800，供、回水溫度為140℃/90℃，設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa。海油大街熱力管線(xiàn)于2008投入使用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及工程進(jìn)度，并考慮到甲方的資金狀況，管線(xiàn)的敷設(shè)方式為預(yù)應(yīng)力直埋敷設(shè)，工程采用了電預(yù)熱方式。通過(guò)電預(yù)熱技術(shù)在燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)供熱工程中的應(yīng)用，積累了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)供大家參考。
1、預(yù)熱準(zhǔn)備工作
a.管道預(yù)熱應(yīng)在直埋管道安裝完畢后進(jìn)行，若管道已作水壓試驗(yàn)，應(yīng)確保將管道中的水排放完，避免在預(yù)熱過(guò)程中出現(xiàn)危險(xiǎn)；
b.預(yù)熱前先對(duì)溝槽進(jìn)行回填，回填高度不高于管道外徑的3/4，這是為了保證管道在預(yù)熱過(guò)程中始終保持同心；
c.在預(yù)熱管段的兩側(cè)分別設(shè)標(biāo)尺，并派專(zhuān)人記錄管道的伸長(zhǎng)量，伸長(zhǎng)量應(yīng)等于兩側(cè)伸長(zhǎng)量的總和；
d.將預(yù)熱管段兩端用端帽密封，防止氣體流通；
e.檢查預(yù)熱設(shè)備及電纜是否正確連接，管道上有無(wú)短路連接，如果存在短路連接點(diǎn)，應(yīng)在預(yù)熱之前及時(shí)切斷或調(diào)整預(yù)熱管段，避開(kāi)短路點(diǎn)。
2、預(yù)熱溫度
鑒于管道預(yù)熱前，已對(duì)溝槽進(jìn)行了部分回填，管道須克服土壤的摩擦力，且高溫時(shí)管道的屈服應(yīng)力下降，預(yù)熱溫度應(yīng)該略高于循環(huán)中間溫度。附加溫度的推薦值為0～8℃，即
tdp=tm＋（0～8）（公式1）
tm=0.5×（t1＋t2）（公式2）
式中：tdp—計(jì)算預(yù)熱溫度（℃）；
tm—循環(huán)中間溫度（℃）；
t1—管道工作循環(huán)最高溫度（℃）；
t2—管道工作循環(huán)最低溫度（℃）。
以燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)海油大街熱力管線(xiàn)為例，其最高循環(huán)溫度為140℃，管道僅在供暖季工作時(shí)最低循環(huán)溫度為10℃，計(jì)算預(yù)熱溫度為80℃最為合適。
3、預(yù)熱段的劃分
合理確定預(yù)熱段的長(zhǎng)度。既能夠保證施工進(jìn)度、降低施工難度，同時(shí)還節(jié)省了施工費(fèi)用。以燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)海油大街熱力管線(xiàn)為例，該段管線(xiàn)總長(zhǎng)度約為3.5km，全線(xiàn)共設(shè)3座檢查室，檢查室內(nèi)設(shè)分支、固定支架及補(bǔ)償器（見(jiàn)圖1）。結(jié)合工程的施工難度及工程的總體時(shí)間安排，最后確定兩檢查室之間管線(xiàn)分為兩個(gè)預(yù)熱段，工程共設(shè)六個(gè)預(yù)熱段，預(yù)熱段長(zhǎng)度在500~800米之間（預(yù)熱段編號(hào)見(jiàn)圖1）。
4、升溫速度及預(yù)熱時(shí)間
燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)海油大街熱力管線(xiàn)沿道路敷設(shè)，熱力管線(xiàn)在遇到障礙時(shí)采用了連續(xù)小折角處理方式避開(kāi)障礙，折角不大于2度。這種情況預(yù)熱時(shí)往往因?yàn)楣艿琅蛎洸痪鶆颍斐蓨A角處局部應(yīng)力過(guò)大。為使管道得到充分膨脹，應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速度。升溫速度為4℃/小時(shí)，并在溫度升至計(jì)算預(yù)熱溫度時(shí)恒溫6小時(shí)�？v觀(guān)整個(gè)預(yù)熱過(guò)程，管道的溫度基本按照設(shè)定的溫升速度直線(xiàn)均勻上升，管道的加熱速度均勻平穩(wěn)，沒(méi)有大的起伏。預(yù)熱時(shí)間需要20至30小時(shí)。
5、預(yù)熱伸長(zhǎng)量
ΔL=α（tm－t0）L（公式3）
式中：ΔL——預(yù)熱段管道伸長(zhǎng)量（m）；
t0——預(yù)熱段管道初始位移為零時(shí)管道溫度（℃），一般可取預(yù)熱前環(huán)境溫度；
L——預(yù)熱段管道長(zhǎng)度。
上式為預(yù)熱段管道理論伸長(zhǎng)量計(jì)算公式，在管道預(yù)熱過(guò)程中，管道中間沒(méi)有固定點(diǎn)，管道向兩側(cè)伸長(zhǎng)。經(jīng)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)管道的膨脹并不是連續(xù)穩(wěn)定的。在預(yù)熱開(kāi)始階段，管道的熱伸長(zhǎng)速度很慢，伸長(zhǎng)量并沒(méi)有太大變化（見(jiàn)表1）。但當(dāng)溫度繼續(xù)升高后，管道的膨脹量基本按照直線(xiàn)勻速上升（見(jiàn)圖2）。這說(shuō)明管道的預(yù)熱是基本均勻的，不存在沒(méi)有預(yù)熱的管段。同時(shí)也印證了保持合理的升溫速度是非常有必要的。
預(yù)熱時(shí)確定管道預(yù)熱處理的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為預(yù)熱伸長(zhǎng)量，當(dāng)管段的伸長(zhǎng)量達(dá)到計(jì)算預(yù)熱伸長(zhǎng)量時(shí)，應(yīng)立即回填。預(yù)熱溫度可以作為預(yù)熱升溫時(shí)的一個(gè)參考值。若附加溫度已達(dá)到推薦的最大值，而伸長(zhǎng)量尚未達(dá)到計(jì)算值，則須認(rèn)真分析原因，不要盲目升溫，最好采取恒溫讓管道充分膨脹或外力拉伸等辦法，以達(dá)到計(jì)算伸長(zhǎng)量。
6、預(yù)熱段之間的處理方法
如何處理好預(yù)熱段之間的銜接是影響管道預(yù)熱效果的重要因素，兩個(gè)預(yù)熱段之間的管端因降溫會(huì)引起管端回縮。遂采用設(shè)置一次性補(bǔ)償器的方式來(lái)補(bǔ)償回縮量。具體步驟如圖3所示。
一次性補(bǔ)償器焊死后將成為管道系統(tǒng)的一部分，整個(gè)預(yù)熱管道系統(tǒng)最后將形成一個(gè)完全與土壤隔絕的封閉系統(tǒng)。
但這樣做勢(shì)必增加了工程費(fèi)用，且一次性補(bǔ)償器需長(zhǎng)時(shí)間敞槽，會(huì)對(duì)交通造成一定的影響，故還須合理劃分預(yù)熱段，盡量減小管端收縮量和一次性補(bǔ)償器的數(shù)量。以海油大街熱力管線(xiàn)工程為例，兩檢查室之間分為兩個(gè)預(yù)熱段，可在供水管上安裝三個(gè)一次性補(bǔ)償器，一次性補(bǔ)償器安裝位置如圖1所示。一次性補(bǔ)償器補(bǔ)償量的選擇應(yīng)根據(jù)管道冷卻后的收縮量確定，經(jīng)觀(guān)察海油大街熱力管線(xiàn)工程每個(gè)預(yù)熱段的收縮量在160mm至200mm之間，一次性補(bǔ)償器的補(bǔ)償量選定為240mm。
7、管道回填
當(dāng)管道達(dá)到預(yù)熱伸長(zhǎng)量以后，應(yīng)立即開(kāi)始管溝回填�；靥畹捻樞�?yàn)橛深A(yù)熱管段的兩端向中間回填�；靥钔林胁坏煤兴榇u、石塊大于100mm的凍土塊及其他雜物。
8、管道預(yù)熱后對(duì)管道的影響
直埋管道預(yù)熱后，即使在冷態(tài)時(shí)，管道中也分布著應(yīng)力。在管道上開(kāi)分支時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)干管的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，增加臨時(shí)措施。
三、結(jié)論
燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)海油大街熱力管線(xiàn)已安全運(yùn)行了4個(gè)采暖季，證明電預(yù)熱技術(shù)應(yīng)用于大管徑管道直埋敷設(shè)是安全可靠的。采用預(yù)熱安裝技術(shù)比冷安裝有補(bǔ)償敷設(shè)方式減少了約7座補(bǔ)償器檢查室，不僅節(jié)省了投資，而且減少了管網(wǎng)的維修工作量，降低了勞動(dòng)成本。對(duì)于地下水位較高、土壤具有一定腐蝕性，含氯離子較高的地區(qū)，特別適用該技術(shù)。
供熱管網(wǎng)無(wú)補(bǔ)償直埋安裝電預(yù)熱介紹
保溫管無(wú)補(bǔ)償直埋電預(yù)熱安裝，我們的優(yōu)勢(shì)在于預(yù)熱時(shí)間短，一次可預(yù)熱的管溝長(zhǎng)度可達(dá)1000米（DN1200管線(xiàn)供回水各1000米長(zhǎng)），進(jìn)一步減少了一次性補(bǔ)償器的數(shù)量。一個(gè)預(yù)熱段無(wú)論長(zhǎng)短多少，它的自由段長(zhǎng)度是一定的，如果一次性預(yù)熱長(zhǎng)度越長(zhǎng)，自由段長(zhǎng)度所占預(yù)熱段長(zhǎng)度比例就越小，自由段收縮量所占的比例就越小，管線(xiàn)所要克服的平均應(yīng)力就越小。所以在一定范圍內(nèi)，一次性預(yù)熱的管溝長(zhǎng)度越長(zhǎng)就越好。我公司對(duì)于DN1200mm以上規(guī)格的管材冬季施工時(shí)，預(yù)熱時(shí)間也能控制在16小時(shí)以?xún)?nèi)，是同行業(yè)預(yù)熱時(shí)間最短的廠(chǎng)家,工程業(yè)績(jī)遍布新疆、內(nèi)蒙、山西、山東、河南、河北等多個(gè)省市,現(xiàn)已具備DN1400管線(xiàn)預(yù)熱能力。
供熱管網(wǎng)無(wú)補(bǔ)償直埋安裝電預(yù)熱介紹
一、無(wú)補(bǔ)償電預(yù)熱安裝技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)補(bǔ)償預(yù)熱安裝現(xiàn)主要應(yīng)用于城市熱力管網(wǎng)中最高運(yùn)行溫度不超過(guò)140攝氏度的高溫?zé)崴艿�。因�(yàn)闊o(wú)補(bǔ)償預(yù)熱安裝采用了提前釋放應(yīng)力的技術(shù)，從而在很大程度上減少了固定墩和補(bǔ)償器的數(shù)量，一方面降低了工程的施工安裝費(fèi)用，另一方面由于補(bǔ)償器使用數(shù)量的減少，提高了管網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，從而又降低了管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。與傳統(tǒng)的無(wú)補(bǔ)償預(yù)熱安裝方式相比，電預(yù)熱安裝環(huán)保節(jié)能，施工便捷，工期短，從而進(jìn)一步降低了工程投資費(fèi)用，是目前國(guó)際上廣泛使用的先進(jìn)的保溫管無(wú)補(bǔ)償預(yù)應(yīng)力安裝方式。
二、工藝概述
把鋼管管線(xiàn)直接作為負(fù)載電阻進(jìn)行管道加熱，設(shè)備安裝簡(jiǎn)單方便。加熱段供回水管線(xiàn)末端用電纜線(xiàn)短接，始端分別接電源兩端（無(wú)正負(fù)極順序要求）。根據(jù)管材規(guī)格的大小及施工時(shí)的環(huán)境溫度，選用不同容量的電加熱設(shè)備。2000米管線(xiàn)（1000米管溝）加熱時(shí)間都控制在20小時(shí)以?xún)?nèi)，當(dāng)然環(huán)境溫度越高時(shí)，預(yù)熱時(shí)間越短。保溫時(shí)間依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工組織情況，一般上一預(yù)熱段管線(xiàn)回填時(shí)，下一段管線(xiàn)就可開(kāi)始預(yù)熱了，兩者可以同步進(jìn)行。這種方法施工簡(jiǎn)便，因取消了固定支架，用一次性補(bǔ)償器代替了常規(guī)的波紋補(bǔ)償器，大大降低了管線(xiàn)的成本，并提高了管網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。
三、施工方案的設(shè)計(jì)原則
施工方案應(yīng)依據(jù)具體的地形結(jié)構(gòu)和管網(wǎng)結(jié)構(gòu)體的分布情況來(lái)制定，這樣才可制定出最經(jīng)濟(jì)有效的施工方案。一般1000米管溝長(zhǎng)度為1個(gè)標(biāo)段，我們根據(jù)不同的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，選用不同容量的電預(yù)熱設(shè)備，一次預(yù)熱的管線(xiàn)長(zhǎng)度可長(zhǎng)可短。一般最長(zhǎng)1000米管溝，最短300米管溝。
對(duì)于管網(wǎng)中存在的變徑、彎頭、三通以及折角，我們?cè)谧龇桨冈O(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合電預(yù)熱設(shè)備的特點(diǎn)，充分考慮其預(yù)熱的經(jīng)濟(jì)性，制定出合理的方案來(lái)。對(duì)于管網(wǎng)設(shè)計(jì)的一些問(wèn)題要提前與設(shè)計(jì)者溝通。要充分考慮附錄二中的種種因素。對(duì)于個(gè)別短管線(xiàn)，我們也要通過(guò)工藝上的特殊處理，使其滿(mǎn)足預(yù)熱要求。為了充分利用夜間時(shí)間，采用倒排工期的方法計(jì)算預(yù)熱開(kāi)始時(shí)間，保證在預(yù)熱第二天早7點(diǎn)開(kāi)始回填、夯實(shí)。
四、 注意事項(xiàng)
預(yù)熱后，管線(xiàn)已存在應(yīng)力，以后不可將管線(xiàn)切斷，所有閥門(mén)、三通等都應(yīng)預(yù)先設(shè)計(jì)好，管線(xiàn)上也不可再開(kāi)大的開(kāi)孔。井室在預(yù)熱后再砌筑，以便于管線(xiàn)伸長(zhǎng)。若以后要在管線(xiàn)上另加分支，需根據(jù)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計(jì)預(yù)熱方案再次預(yù)熱相關(guān)管線(xiàn)或新增加的三通處作補(bǔ)強(qiáng)處理。三通處的溝槽寬度應(yīng)適當(dāng)加寬，以適應(yīng)預(yù)熱管線(xiàn)處三通的自由移動(dòng)。
五、電預(yù)熱設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)
1、大功率小體積，安裝方便，操作簡(jiǎn)單。
2、單臺(tái)設(shè)備即可對(duì)較大口徑的管材進(jìn)行預(yù)熱
3、可多臺(tái)設(shè)備同時(shí)使用，進(jìn)一步縮短預(yù)熱時(shí)間
4、設(shè)備投入運(yùn)行后，自動(dòng)監(jiān)控，無(wú)異常不需人工干擾
5、多重保護(hù)功能，可自動(dòng)切斷電源，保證施工人員及設(shè)備的安全
6、可動(dòng)態(tài)顯示管線(xiàn)溫度變化曲線(xiàn)，同時(shí)具有打印功能，為監(jiān)控施工質(zhì)量提供依據(jù)
7、保溫階段設(shè)備自動(dòng)動(dòng)態(tài)控制，以保證整個(gè)回填土階段管線(xiàn)伸長(zhǎng)量的穩(wěn)定，確保工程質(zhì)量
六、電預(yù)熱的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
我廠(chǎng)結(jié)合我國(guó)熱力管網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，該設(shè)備采用了國(guó)際最先進(jìn)的電子技術(shù)，自動(dòng)化控制程度高，組合模塊少，可靠性強(qiáng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了大功率小體積的最優(yōu)化，為現(xiàn)場(chǎng)施工的便利提供了前提。從國(guó)外直接引進(jìn)的適用于小管網(wǎng)預(yù)熱的設(shè)備應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大口徑管網(wǎng)預(yù)熱時(shí)，預(yù)熱時(shí)間偏長(zhǎng)，設(shè)備組合使用的數(shù)量多，一次性預(yù)熱的長(zhǎng)度也受到一定的限制。
超大功率的電預(yù)熱裝備讓我們可以根據(jù)客戶(hù)需求，結(jié)合實(shí)際管網(wǎng)布局，柔性地進(jìn)行最優(yōu)化的預(yù)熱分段，從而最大限度地降低補(bǔ)償器的數(shù)量，縮短工期，減少工程費(fèi)用，現(xiàn)在我廠(chǎng)有多臺(tái)超大功率電預(yù)熱設(shè)備，可滿(mǎn)足用戶(hù)需求。
預(yù)熱電源制造現(xiàn)場(chǎng)
管道預(yù)熱工程
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管道預(yù)熱工程
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管道預(yù)熱工程
