Способы прокладки тепловых сетей

Тепловая сеть – это сложное инженерно-строительное сооружение, служащее для транспорта тепла с помощью теплоносителя (воды или пара) от источника (ТЭЦ или котельной) к тепловым потребителям.

От коллекторов прямой сетевой воды ТЭЦ или от районных котельных с помощью магистральных теплопроводов горячая вода подается в городской массив. Магистральные теплопроводы имеют ответвления, к которым присоединяется внутриквартальная разводка к центральным тепловым пунктам (ЦТП). В ЦТП находится теплообменное оборудование с регуляторами, обеспечивающее снабжение квартир и помещений горячей водой.

Теплопроводы могут быть подземными и надземными.

Надземные теплопроводы обычно прокладывают по территориям промышленных предприятий и промышленных зон, не подлежащих застройке, при пересечении большого числа железнодорожных путей, т.е. везде, где либо не вполне эстетический вид теплопроводов не играет большой роли, либо затрудняется доступ к ревизии и ремонту теплопроводов. Надземные теплопроводы долговечнее и лучше приспособлены к ремонтам.

Рис. Основные виды надземной прокладки теплопроводов а—на отдельно стоящих опорах (мачтах), б—на эстакадах, в — на подвесных (ва - Д) нтовых) конструкциях, 1 — металлическая "/ вершина, 2 — подвесные опоры, 3 — тяги

В жилых районах из эстетических соображений используется подземная прокладка теплопроводов, которая бывает бесканальной и канальной.

При бесканальной прокладке участки теплопровода укладывают на специальные опоры непосредственно на дне вырытых грунтовых каналов, сваривают между собой стыки, защищают их от воздействия агрессивной среды и засыпают грунтом. Бесканальная прокладка – самая дешевая, однако теплопроводы испытывают внешнюю нагрузку от давления грунта (заглубление теплопровода должно быть 0,7 м), более подвержены воздействию агрессивной среды (грунта) и менее ремонтопригодны.

Рис. Типы бесканальных теплопроводов 'А — в сборной и монолитной оболочке; б — литые и сборно-литые; в — засыпные

При канальной прокладке теплопроводы помещаются в каналы из сборных железобетонных элементов, изготовленных на заводе. При такой прокладке теплопровод разгружается от гидростатического действия грунта, находится в более комфортных условиях, более доступен для ремонта.

По возможности доступа к теплопроводам каналы делятся на

проходные, полупроходные и непроходные.

1700-2700

Рис. Размещение трубопроводов и кабелей в коммуникационном коллекторе: 1- водопровод; 2- электрические кабели; 3- светильник; 4- технологические трубопроводы; 5- теплопроводы

В проходных каналах кроме трубопроводов подающей и обратной сетевой воды, размещают водопроводные трубы питьевой воды, силовые кабели и т.д. Это наиболее дорогие каналы, но и наиболее надежные, так как позволяют организовать постоянный легкий доступ для ревизий и ремонта, без нарушения дорожных покрытий и мостовых. Такие каналы оборудуются освещением и естественной вентиляцией.

Внутренние габариты коллекторов определяются следующими требованиями:

A) ширина прохода должна быть не менее 800 мм, высота 1800 мм;

Б) расстояние в свету от поверхности изоляции теплопроводов до стенки и пола коллектора - 200 мм при диаметре трубопровода 500.. .700 мм и 220 мм при диаметре трубопровода 800...900 мм и до перекрытия коллектора соответственно - 120 и 150 мм;

B) расстояния между поверхностями изоляции теплопроводов — 200 мм (при диаметре трубопроводов 500.. .900 мм);

Г) расстояние от поверхности труб водопровода, напорной канализации и воздуховодов до строительных конструкций коллектора и до кабелей не менее 200 мм;

Д) расстояние по вертикали между консолями для укладки силовых кабелей - 200 мм, для контрольных кабелей и кабелей связи — 150 мм;

Е) горизонтальное расстояние в свету между силовыми кабелями должно быть равно диаметру кабеля, но не менее 35 мм.

Рис. 3.2. Прокладка сети теплоснабжения в непроходном канале: а - сборный из железобетонных плит; б - сводчатый с опорной рамой;

1- железобетонное основание: 2- стеновой блок; 3- навесная теплоизоляция; 4- блок перекрытия; 5- подушка; 6- железобетонный свод

Непроходные каналы позволяют разместить в себе только подающий и обратный теплопроводы, для доступа к которым необходимо срывать слой грунта и снимать верхнюю часть канала. В непроходных каналах и бесканально прокладывается большая часть теплопроводов, Непроходные каналы применяют для труб диаметром 500-700 мм. Каналы могут быть железобетонными, асбестоцементными и металлическими. Снаружи каналы изолируют от влаги битумом и оклеивают гидрозащитным материалом.

Полупроходные каналы сооружают в тех случаях, когда к теплопроводам необходим постоянный, но редкий доступ. Полупроходные каналы имеют высоту не менее 1400 мм, что позволяет человеку передвигаться в нем в полусогнутом состоянии, выполняя осмотр и мелкий ремонт тепловой изоляции.

Основное оборудование ТЭЦ

К теплоэлектроцентралям (ТЭЦ) относятся электростанции, которые вырабатывают и отпускают потребителям не только электрическую, но и тепловую энергию. При этом в качестве теплоносителей служат пар из промежуточных отборов турбины, частично уже использованный в первых ступенях расширения турбины для выработки электроэнергии, а также горячая вода с температурой 100—150° С, нагреваемая отбираемым из турбины паром.

Технологическая схема ТЭЦ отличается наличием промежуточных отборов пара из турбины на отопительные и технологические нужды.

Рис. 2.8. Принципиальная схема ТЭЦ, снабжающей потребителей горячей водой: 1. ─ паровой котел; 2. ─ паровая турбина; 3. ─ электрогенератор; 4. ─ конденсатор; 5. ─ питательный бак; 7 ─ подогреватель-теплообменник.

Пар из парового котла поступает по паропроводу в турбину 1 (Рис.2.8.), где он расширяется до давления в конденсаторе и потенциальная энергия его преобразуется в механическую работу вращения ротора турбины 2 и соединенного с ним ротора генератора 3. Часть пара после нескольких ступеней расширения отбирается из турбины и направляется по паропроводу потребителю пара 7. Место отбора пара, а значит, и его параметры устанавливаются с учетом требований потребителя.

При этом чем выше требуемое давление, тем меньше число ступеней турбин до места отбора, т. е. тем меньшее количество электроэнергии вырабатывает каждый килограмм отобранного пара.

В современных турбинах предусматривается несколько мест отбора пара. Пар наиболее низких параметров используется для получения горячей воды. Такой пар по паропроводу поступает в сетевой подогреватель- теплообменник 7. Горячая вода, идущая на нужды теплоснабжения, циркулирует между сетевым подогревателем и потребителем по замкнутому контуру при помощи сетевого насоса. Система трубопроводов, обеспечивающих подачу воды от ТЭЦ потребителям и возврат охлажденной воды на ТЭЦ, носит название тепловой сети.

Централизованное снабжение потребителей тепловой энергией, полученной от отработавшего в турбине пара при производстве электрической энергии, является основой современной теплофикации.

Таким образом, из принципа действия ТЭЦ следует, что до ее конденсатора доходит только небольшое количество пара. Поэтому и потери теплоты с охлаждающей конденсатор водой на таких станциях значительно меньше, чем на конденсационных станциях, турбины которых не имеют отбора технологического пара, что, в конечном счете, приводит к более высоким тепловым и энергетическим показателям ТЭЦ.

В настоящее время разработаны и эксплуатируются теплофикационные энергоблоки мощностью 250 МВт на сверхкритических параметрах пара. Намечено также увеличение единичных мощностей теплофикационных турбин до 600 МВт.

Так как теплота на ТЭЦ расходуется на производство электрической и тепловой энергии, то различаются КПД ТЭЦ по производству и отпуску электрической энергии и по производству и отпуску тепловой энергии. Однако для совместной оценки экономической эффективности обоих процессов используется полный (общий) КПД ТЭЦ, который характеризует степень использования теплоты, расходуемой на производство обоих видов энергии одновременно. Значение этого КПД для ТЭЦ, снабженных турбинами с конденсацией и отборами пара, составляет около 60%, а для ТЭЦ, использующих турбины с противодавлением,— 75%.