Способы прикладки и строительные конструкции тепловых сетей

Тепловые сети — это инженерные сооружения, которые вклю­чают в себя изолированные трубопроводы, опоры, компенсаторы, занорно-регулирующую арматуру, контрольно-измерительную ап­паратуру, каналы, камеры и павильоны, дюкеры, мачты и эстакады, насосные и дренажные станции.

Существующие способы прокладки тепловых сетей можно разделить на три группы: 1) надземная; 2) подземная в каналах (коллекторах); 3) бескаиальная в грунте. Надземную прокладку те­пловых сетей выполняют на низких или высоких опорах, мачтах и эстакадах, а также но пролетам строений мостов и наружным сте­пам промышленных зданий. В конструктивном отношении надзем­ная прокладка теплопроводов является наиболее простой, доступ­ной для профилактического осмотра и ремонта. Для наземной про­кладки теплопроводов используют низкие, отдельно стоящие опо­ры высотой 0,9-1,2 м или мачты требуемой высоты (6,0-8,4 м) в виде железобетонных стоек.

Подземная прокладка тепловых сетей выполняется открытым способом в траншеях или каналах. В водонасыщенных грунтах теп­ловые сети рекомендуется прокладывать в каналах или коллекторах. Различают непроходимые, полу проходимые (Н < 1600 мм) и про-

ходные (H > 1600 мм) каналы. Наибольшее распространение полу­чила прокладка тепловых сетей в ненроходных каналах. Канал за­щищает теплопроводы от механического воздействия, препятствует проникновению влаги и электрохимическому взаимодействию с ок­ружающей средой. Однако каналы надежно защищают трубопрово­ды только при устройстве гидроизоляции и эффективного попутного дренажа. Отсутствие попутного дренажа или отказы в его работе приводят к периодическому (сезонному) подтоплению каналов, раз­рушению изоляционного слоя и выходу из строя теплопроводов.

Современные строительные конструкции тепловых сетей -каналы, камеры, оноры, эстакады, колодцы дренажных устройств -выполняются из сборного железобетона, что удешевляет изготов­ление и монтаж. Так, разработаны три типа непроходных каналов: КЛ, состоящий из лотка и плиты; КЛп - плиты днища и лотка; КЛс -из двух лотков. Полупроходные каналы собираются из днищ, сте­новых блоков и плит перекрытия.

В сухих грунтах более целесообразной является бесканальная прокладка тепловых сетей (рис. 6.5). которая обеспечивает сокра­щение земляных и строительно-монтажных работ, экономию сбор­ного железобетона, снижение трудоемкости строительных работ и, следовательно, уменьшение сметной стоимости строительства на 20-25% по сравнению с канальной.

Рис. 6.5. Бесканальная прокладка тепловой сети:

1 - подающий и 2 - обратный трубопроводы, 3 - гравийный и 4 - песчаный фильтры, 5 - дренажная труба, 6 - бетонное основание при слабых грунтах

Для тепловых сетей применяют трубы из углеродистых и низ­колегированных сталей. Выбор марки стали для труб производится в зависимости от давления и температуры теплоносителя. В строитель­стве тепловых сетей с давлением до 1.6 МПа (S 16 кг/см") и темпера­турой до 300°С применяют электросварные трубы из стали ВСтЗсп5 с диаметром условного прохода D_y 50, 80, 100, 120, 150/500 мм с ша­гом 50 мм, D_y 600/ 1000 мм с шагом 100 мм, D_y 200 и 1400 мм.

Трубы и фасонные части теплопроводов соединяются элек­тросваркой. Для соединения трубопроводов с арматурой применя­ют соединительные части (фитинги) с резьбовыми соединениями или фланцы. Трубопроводная запорная и регулирующая арматура (задвижки, вентили, клапаны) для тепловых сетей применяются преимущественно стальные с ручным и механическим приводом. Арматура с ручным приводом управляется вращением маховика, насажанного на шпиндель, или через редуктор. Приводная армату­ра снабжается электроприводом.

Для укладки трубопроводов тепловых сетей применяют под­вижные и неподвижные опоры. Подвижные опоры в зависимости от способа прокладки и диаметров труб могут быть скользящими, нартовыми и др. При подземной прокладке трубопроводов в непро­ходных каналах используют скользящие опоры на бетонных по­душках, при надземной - катковые. Неподвижные опоры закреп­ляют отдельные участки, точки трубопровода и воспринимают уси­лия, возникающие при тепловых удлинениях. Как правило, непод­вижные опоры устанавливаются в камерах для фиксации положе­ния арматуры и в местах ответвлений трубопроводов, а также на прямых участках для обеспечения правильной работы компенсато­ров тепловых удлинений.

Величина теплового удлинения трубопровода определяется по формуле

где α - коэффициент линейного удлинения, который для трубных сталей равен 12·10^-6 град^-1;

l - длина участка, м;

t₁ и t₂ - максимальная и минимальная температура стенки тру­бы, °С.

Если в трубопроводах не будет компенсации температурных удлинений, тогда при нагревании в трубах могут возникнуть опас­ные для прочности напряжения. Для компенсации температурных удлинений трубопроводов используются естественные полороты, специальные П-образные, одно- и двухсторонние сальниковые, линзовые и сильфонные компенсаторы.

Для защиты трубопроводов от воздействия окружающей сре­ды и снижения потерь теплоты применяются специальные строи­тельно-изоляционные конструкции (рис. 6.6). Они подразделяются на следующие основные типы: 1) набивные; 2) оберточные (изоля­ция под сетку); 3) сборные (из скорлуп и сегментов); 4) мастичные; 5) засыпные (минеральные и органические); 6) литые (индустри­ально-монолитные). В конструкцию входят: 1) антикоррозионный слой из стеклоэмали, кремнийорганических и других красок, нано­симый непосредственно на поверхность труб; 2) основной слой те­пловой изоляции из материалов, обладающих низкой теплопровод­ностью (минеральная вата, битумоперлит, армопенобетон, пенопо-лиуритан и др.); 3) покровный слой (гидрозащитное покрытие) из рулонных материалов (изола, бризола и др.). полимерной пленки. стеклоткань на битуморезиновой или битумополимерной мастике, а также трубы из полиэтилена низкого давления. Например, трубо­проводы с изоляцией из битумоперлита имеют защитное покрытие из стеклоэмали, теплоизоляцию из битумоперлита и гидрозащитное покрытие из экструдированной полимерной оболочки толщиной 0,5-1,5 мм из полиэтилена. Для гидроизоляции труб с теплоизоля­цией из армопенобетона применяют покрытия из брнзоля (изола) и стеклоткань на битумополимерной мастике.

Наиболее надежными гидрозащитными покрытиями являются трубы из полиэтилена низкого давления и кожух из оцинкованной стали. Из всех теплоизоляционных материалов лучшими защитны­ми свойствами обладает пенополиуритан, теплопроводность кото­рого примерно в 3 раза меньше теплопроводности армопенобетона. Поэтому будущее за теплопроводами в защитной полиэтиленовой трубе с теплоизоляцией из пенополиуритаыа, расчетный срок служ­бы которых 25 лет, что на 10 лет больше гарантии завода-изгото­вителя армопенобетонных изоляционных конструкций трубопрово­дов тепловых сетей.

Рис. 6.6. Теплоизоляционная конструкция из армопенобетона:

1 - труба; 2 - автоклавный пенобетон; 3 - арматура; 4 - гндрозащита

из трех слоев изола на битумнорезиновой основе; 5 - стальная сетка; 6-слой асбестоцементной штукатурки; 7-деталь арматуры

• тепловые потери, которые определяются расчетом или по
результатам тепловых испытаний и не должны превышать 5% го­-
дового объема отпуска теплоты;

• расход воды, связанный с восполнением непроизводительных
утечек и сливов воды в системе (не более 0,25% объема сети в час);

• расход энергии на перекачку теплоносителя, который зави-­
сит от параметров теплоносителя, гидравлического и теплового ре­
жима эксплуатации тепловых сетей, совершенства сетевой насос­
ной установки и колеблется от 8 до 16 кВтч/Гкал;

• себестоимость транспорта теплоты, которая складывается из
следующих составляющих: 1) отчислений на амортизацию основных
фондов; 2) расходов на обслуживание сетей (заработная плата персо­
нала с начислениями); 3) расходов на текущий ремонт; 4) стоимости
восполнения утечек теплоносителя; 5) стоимости тепловых потерь;
6) затрат на перекачку теплоносителя и 7) прочих расходов.