книги / Системы централизованного теплоснабжения

ведены в приложении 7. Допущены к применению в тепловых сетях стойкие в отношении коррозии напорные бесшовные горячепрессованные трубы из чугуна с шаровидным графитом (трубы ВЧШГ) по ТУ 14-3-1848–92.

Рис. 12. Профиль трассы тепловой сети

Арматуру в тепловых сетях следует применять стальную. Допускается использование арматуры из чугуна:

–высокопрочного в районах с температурой tн5 выше –40 оС;

–ковкого в районах с температурой tн5 выше –30 оС;

–серого в районах с температурой tн5 выше –10 оС;

На выводах тепловых сетей от источника теплоты, на вводах в центральные тепловые пункты и индивидуальные тепловые пункты с суммарной тепловой нагрузкой на отопление и вентиляцию 0,2 МВт и более должна предусматриваться только стальная запорная арматура.

31

Запорнуюарматурувтепловыхсетяхследуетпредусматривать:

–на трубопроводах выводов тепловых сетей от источников теплоты;

–на трубопроводах водяных тепловых сетей Dу ≥ 100 мм на расстоянии не более 1000 м друг от друга, для Dу = 400…500 мм – до 1500 м, для трубопроводов Dу > 600 мм – до 3000 м, для трубопроводов надземной прокладки Dу ≥ 900 – до 5000 м это так называемые секционирующие задвижки;

–в узлах на трубопроводах ответвлений Dу > 100 мм, а также в узлах на трубопроводах ответвлений к отдельным зданиям, независимо от диаметров трубопроводов.

При длине ответвлений к отдельным зданиям до 30 м и при

Dу ≤ 50 мм допускается запорную арматуру на этих ответвлениях не устанавливать, при этом следует предусматривать запорную арматуру, обеспечивающую отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой, не превышающей 0,6 МВт. В нижних точках трубопроводов тепловых сетей необходимо предусматривать штуцера с запорной арматурой для спуска воды (спускные устройства). Спускные устройства должны обеспечить продолжительность опорожнения участка для трубопроводов

Dу ≤ 300 мм – не более 2 ч; для трубопроводов Dу = 350…500 мм – не более 4 ч; для трубопроводов Dу ≥ 600 – не более 5 ч.

Диаметры спускных устройств должны определяться по методике [14]. Условный проход штуцера и запорной арматуры для спуска воды из секционируемых участков водяных тепловых сетей приведены в табл. 1 приложения 6. В самых высоких точках трубопроводов тепловых сетей должны предусматриваться штуцера с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники), условный проход которых приведен в табл. 2 приложения 6.

При выборе запорной арматуры следует отдавать предпочтение малогабаритной запорной арматуре (шаровым кранам, затворам). Разновидности запорной арматуры для тепловых сетей представлены на рис. 13.

32

Для разделения тепловых сетей на независимые участки по тепловому расширению используются неподвижные опоры, воспринимающие горизонтальные усилия вдоль оси теплопроводов (рис. 15). Неподвижные опоры устанавливают:

–в местах размещения ответвлений,

–в местах установки секционирующих задвижек,

–на участках самокомпенсации с углами поворота 90–130º;

–на протяженных прямолинейных участках;

–на абонентских вводах перед наружной стеной потребителя теплоты.

Максимальные расстояния между неподвижными опорами не должны превышать величин, указанных в табл. 1 приложения 8

всоответствии со справочником [18]. Неподвижные опоры следует предусматривать: лобовые (при всех способах прокладки трубопроводов); щитовые (при бесканальной прокладке и прокладке в непроходных каналах при размещении опор вне камер); хомутовые (при надземной прокладке и в тоннелях на участках с гибкими компенсаторами и самокомпенсацией) (рис. 15).

Рис. 15. Неподвижные опоры: а – щитовая; б – лобовая; в – хомутовая

34

Для восприятия вертикальных нагрузок от теплопроводов следует предусматривать подвижные опоры: скользящие (при всех способах прокладки и для всех диаметров труб); катковые (для труб диаметром 200 мм и более при осевом перемещении труб); шариковые (для труб диаметром 200 мм и более при горизонтальных перемещениях труб под углом к оси трассы, на углах поворотов с самокомпенсацией). Расстояния между подвижными опорами приведены в табл. 2 приложения 8. Конструкции подвижных опор приведены на рис. 16.

Рис. 16. Подвижные опоры: а – шариковая; б – катковая; в – скользящая

Для правильной установки опор производится механический расчет опорных конструкций. При расчете изгибающих напряжений и деформаций трубопровод, лежащий на свободных опорах, рассматривается как многопролетная балка. Основы такого расчета приводятся в справочнике [17].

Между двумя неподвижными опорами для компенсации температурных деформаций на тепловой сети устанавливаются

35

компенсаторы: сальниковые, сильфонные, радиальные, а также используются участки поворотов теплотрассы – самокомпенсация. Различные типы компенсаторов приведены на рис. 17.

Рис. 17. Типы компенсирующих устройств: а – радиальный П-образный; б – гнутый отвод (самокомпенсация);

в – линзовый (сильфонный); г – сальниковый

Сальниковые компенсаторы имеют большую компенсирующую способность, малую металлоемкость, однако требуют постоянного наблюдения и обслуживания (рис. 17, г). В местах размещения сальниковых компенсаторов при подземной прокладке должны быть предусмотрены тепловые камеры. Сальниковые компенсаторы выпускаются Dу = 100…1400 мм на условное давление до 2,5 МПа и температуру до 300 °С, односторонние и двухсторонние. Сальниковые компенсаторы желательно применять на прямолинейных участках трубопроводов с большими диаметрами.

Сильфонные компенсаторы выпускаются для трубопроводов диаметром от 50 до 1000 мм (рис. 17, в). Они не требуют обслуживания и могут применяться при любых способах прокладки. Однако они имеют сравнительно небольшую компенсирующую способность (до 100 мм), и их допускается применять с использованием направляющих опор.

36

Широкое применение получили радиальные (в основном П-образные) компенсаторы (рис. 17, а). Радиальные компенсаторы могут применяться для любых диаметров, они не требуют обслуживания, однако металлоемки, имеют значительную осевую реакцию и большее гидравлическое сопротивление по сравнению с сальниковыми и сильфонными. При решении вопросов компенсации температурных деформаций в тепловых сетях в первую очередь необходимо использовать для самокомпенсации естественные углы поворота трассы (рис. 17, б) и уже затем применять специальные компенсирующие устройства.

Для сокращения тепловых потерь при транспортировке горячего теплоносителя трубопроводы тепловой сети снабжены тепловой изоляцией.

Выбор конструкции теплоизоляционного слоя и расчет его толщины, как при канальной, так и при бесканальной прокладке, следует выполнять в соответствии с рекомендациями [19] с учетом параметров теплоносителя, условий эксплуатации и условия непревышения нормируемых тепловых потерь. Традиционно при канальной прокладке тепловой сети в качестве теплоизоляционного материала использовалась минеральная вата и изделияиз нее (рис. 18).

Рис. 18. Традиционная конструкциятепловойизоляцииизминеральной ваты: 1 – теплоноситель; 2 – канал; 3 – труба; 4 – грунт (2 слоя); 5 – маты минераловатные; 6 – рубероид; 7 – оцинкованное железо

37

В настоящее время начала широко применяться бесканальная прокладка, позволяющая значительно экономить затраты на сооружение тепловых сетей (по стоимости до 20 %). Основные характеристики, конструкции и показатели теплоизоляционных материалов тепловых сетей приведены в приложении 9.

Для защиты наружной поверхности труб тепловых сетей от коррозии необходимо предусматривать защитное покрытие [20]. Характеристика покрытий дана в приложении 10.

38

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Различают два типа гидравлического расчета: конструкторский и поверочный. Первый тип расчета применяется для вновь проектируемой тепловой сети, а второй – для уже существующей.

Основными задачами гидравлического расчета является определение:

–диаметров трубопроводов;

–скорости движения теплоносителя;

–потерь давления на участках тепловой сети;

–давления во всей проектируемой системе.

Результаты гидравлического расчета позволяют запроектировать прокладку трубопроводов сети, разработать гидравлические режимы, подобрать сетевые и подпиточные насосы, авторегуляторы, дроссельныеустройства иоборудование тепловых пунктов [7].

5.1. Теоретические основы гидравлического расчета трубопроводов тепловой сети

Движение теплоносителя по трубе сопровождается потерями энергии. Полные потери давления Руч (Па) складываются из потерь давления на трение Pтр и потерь давления в местных сопротивлениях Рмс:

Потери давления на трение определяют по формуле

где λ – коэффициент гидравлического трения; d – внутренний диаметр трубопровода, м;

39

ρ – плотность теплоносителя, кг/м3;

w – скорость движения теплоносителя, м/c. Если скорость транспортируемой среды выразить через уравнение неразрывности, то значение скорости можно заменить расходом:

где ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке;

ξ– безразмернаявеличина, определяемаявидомсопротивления. Потери давления в местных сопротивлениях могут быть также определены по формуле с заменой потерь в местных со-

противлениях эквивалентными потерями на прямом участке :

С учетом проведенных преобразований суммарное падение давления в трубопроводе примет вид

В формуле (26) отношение LLэ принято называть коэффициентом местных потерь.

40