10826
.pdf
61
ленным требованиям. Однако в настоящее время в установках централизованного отопления преимущество отдается армированным полипропиленовым трубам, так как они обладают высокими механическими качествами, эластичностью, а также простотой, надежностью и герметичностью соединений.
При выборе схем трубопроводов, мест размещения опор и компенсирующих устройств учитывается суммарное напряжение от всех одновременно действующих деформаций, оно не должно ни в одном сечении трубопровода превосходить допустимого значения. Наиболее слабым местом стальных трубопроводов, по которому следует вести проверку напряжений, являются сварные швы. Трубопроводы СО соединяются между собой при помощи электрической или газовой сварки.
Трубопроводная арматура СО предназначена для наладки и регулирования режимов потребления тепловой энергии в зданиях. По функциональному назначению арматура трубопроводов СО бывает следующих видов:
1) Запорная – арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью (кран, вентиль, задвижка, дисковый затвор), см. рис. 4.1. Запорная арматура, в свою очередь, может подразделяться на спускную и контрольную. Спускная (дренажная) арматура – запорная арматура, которая устанавливается на
ответвлениях или патрубках для сброса рабочей среды из ёмкостей (резервуаров), систем трубопроводов. Контрольная арматура предназначена для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру или приборы.
62
2) Регулирующая – арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода. К регулирующей относят редукционную (дроссельную) арматуру, предназначенную для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счёт увеличения гидравлического сопротивления в проточной части (дроссельная шайба, дисковый затвор, регулирующая задвижка), см. рис. 4.2.
В зависимости от конкретных условий эксплуатации применяются различные способы управления регулирующей арматурой. Регулирующая арматура бывает
ручная, она используется для ручной регулировки и наладки систем. Используется также автоматическое управление непосредственно от рабочей среды или от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе, при этом используются внешние источники энергии. Для автоматического регулирования расхода жидкостей и газов чаще всего используют регулирующую арматуру с электроприводами.
Около отопительных радиаторов устанавливаются вентили с термоголовками для плавного регулирования расхода теплоносителя через прибор. Это обеспечивает ручную или автоматическую регулировку тепловой мощности отопительного прибора и температуры воздуха в помещении.
63
3)Распределительно-смесительная арматура является разновидностью регулирующей и предназначена для регулирования распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков. К ней относятся смесительные краны, клапаны и вентили, см. рис. 4.3. В распре- делительно-смесительной арматуре рабочая среда входит одновременно или попеременно в один или несколько патрубков и выходит одновременно в один или несколько патрубков, количество которых всегда более двух. Наиболее распространены устройства с тремя патрубками - трехходовые клапаны и вентили. Арматура с количеством патрубков более трех называется многоходовой.
4)Защитная (отключающая, отсечная) арматура – арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от аварийного изменения параметров среды и направления потоков путем отключения обслуживаемой линии или участка. Во время использования защитной арматуры аварийные ситуации предупреждаются выполнением без выброса избытка ра-
64
бочей среды. К защитной арматуре относят обратные клапаны и все виды запорных устройств, которые закрываются автоматически. Обратный клапан предназначен для пропуска рабочей среды только в одном направлении, см.
рис.4.4.
Рис. 4.3 Трёхходовой смесительный кран |
Рис. 4.4 Клапан обратный |
5) Предохранительная арматура – арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды. Самыми распространенными видами предохранительной трубопроводной арматуры являются предохранительно-сбросные клапаны, мембранные разрывные устройства и перепускные каналы (перемычки), см. рис. 4.5. Предохранительную арматуру устанавливают как на трубопроводах, так и непосредственно на оборудовании, находящемся под давлением.
65
Рис. 4.5 Предохранительно-сбросной |
Рис. 4.6 Конденсатоотводчик |
клапан |
|
6) Фазоразделительная арматура – арматура, предназначенная для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях. Наиболее распространенный вид фазоразделительной арматуры в СО – конденсатоотводчик, см. рис. 4.6. Конденсатоотводчик пропускает только жидкую среду, то есть конденсат и не пропускает пар, отделяя конденсат из паро-конденсатной смеси.
В системах отопления кроме трубопроводной арматуры применяют другие различные конструктивные элементы, без которых монтаж трубопроводов и оборудования был бы невозможен.
Фланцы и муфты предназначены для прочного и герметичного соединения трубопроводов или присоединения к трубопроводам арматуры и различного оборудования. Такие соединения называют разъемными, в отличие от неразъемных соединений, например сварных. Разъемные соединения бывают фланцевые и муфтовые (рис.4.7).
Фланец это плоская деталь круглой или (редко) многоугольной формы с равномерно расположенными по краю отверстиями для креплений. Фланцы могут использоваться только в паре (рабочий и ответный). Фланец приваривается к трубе по внутреннему диаметру, а по отверстиям, расположенным с края, присоединяется к ответному фланцу с помощью болтов или шпилек. Муфта предназначена для соединения труб и арматуры различными способами, чаще
66
всего – с помощью резьбы. Муфты бывают резьбовые, приварные, переходные с одного диаметра на другой, переходные полиэтилен/сталь и др.
а. |
б. |
а – фланцевое; б – муфтовое.
Рис. 4.7 Разъемные соединения трубопроводов
Заглушки используют для отключения участков трубопровода на период ремонта, устанавливают на ответвлениях на перспективу развития или на концевых участках труб.
Фасонные изделия предназначены для удобства монтажа при устройстве углов поворота и ответвлений трубопроводов. Это отводы, тройники, крестовины, переходы с одного диаметра на другой. Фасонные изделия, как правило, являются унифицированными деталями заводского изготовления, но могут изготавливаться на заказ в том случае, если требуется выполнить нестандартное соединение или ответвление.
4.2.Опоры и компенсаторы Опоры трубопроводов устанавливают для восприятия усилий, возника-
ющих в трубах, и передачи их на несущие конструкции или грунт. По способу восприятия нагрузки различают промежуточные подвижные (свободные) опоры и неподвижные (мертвые). Промежуточные опоры предназначены в основном для восприятия вертикальной нагрузки от массы труб, теплоносителя и изоляции. Они рассчитаны также на воспринятие небольшой горизонтальной нагрузки, возникающей от трения опорных конструкций труб на стойках. Неподвижные опоры закрепляют трубопровод в данном месте, не дают трубе пе-
67
ремещаться и воспринимают вертикальную и горизонтальную нагрузку трубопроводов.
Подвижные опоры воспринимают вес магистральных трубопровода и обеспечивают ему свободное перемещение на строительных конструкциях при температурных деформациях. Подвижные опоры используют при всех способах прокладки, кроме бесканальной, когда теплопроводы укладывают на утрамбованный слой песка, что обеспечивает более равномерную передачу весовых нагрузок на грунт. По принципу свободного перемещения различают опоры
скольжения, качения и подвесные.
Скользящие опоры (рис. 4.8) бывают самых разнообразных конструкций. Все они свободно опираются на несущие строительные конструкции. Для уменьшения сил трения и истирания несущих конструкций в бетон заливают стальную опорную плиту с приваренными к ней лапами для скрепления с бетоном. Таким образом, в скользящих опорах происходит скольжение башмака (корпуса опоры), приваренного к трубопроводу, по металлической подкладке, заделанной в опорную бетонную или железобетонную подушку.
1 – тепловая изоляция; 2 – опорный полуцилиндр; 3 – стальная скоба; 4 – бетонный камень; 5 – цементно-песчаный раствор.
Рис. 4.8 Скользящая опора
68
Типовые конструкции опор выполняют высокими и низкими. Высокие опоры (140 мм) применяют для трубопроводов с толщиной теплоизоляции более 80 мм, низкие опоры (90 мм) используют для прокладки трубопроводов с толщиной тепловой изоляции до 80 мм. Опоры скользящего типа применяют независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех диаметров труб.
С увеличением диаметров трубопроводов более 175 мм трение на опорах существенно возрастает. Для уменьшения сил трения применяют опоры качения, разделяющиеся на роликовые, катковые и шариковые.
Подвесные опоры (рис. 4.9) применяют в тех случаях, когда по условиям размещения трубопроводов относительно несущих конструкций скользящие и катящие опоры не могут быть установлены. Пружинные или подвесные опоры применяются для труб диаметром 150 мм и более в местах вертикальных перемещений труб.
а – простая; б – пружинная; в – с контргрузом. Рис. 4.9. Подвесные опоры
Недостатком простых подвесных опор является деформация (перекосы и изгибы) труб. Вследствие различной амплитуды подвесок, находящихся на различном расстоянии от неподвижной опоры, возрастает температурная деформация трубопровода и возрастает угол поворота подвесок. Подвесные опоры с жесткими подвесками применяют при надземной прокладке теплопроводов на
69
участках, не чувствительных к перекосам: с гибкими компенсаторами и на участках самокомпенсации (углы поворота трассы, подъемы, опуски). Теплопровод, лежащий на подвижных опорах, под действием весовых нагрузок (веса трубопровода с теплоносителем, изоляционной конструкцией и оборудованием и иногда от ветровой нагрузки) прогибается, и в нем возникают изгибающие напряжения, значения которых зависят от расстояния (пролета) между опорами. В связи с этим основной задачей при проектировании является определение максимально возможного пролета между опорами, при котором изгибающие напряжения не превышают допустимых значений, а также величины прогиба теплопровода между опорами.
Неподвижные опоры предназначены для закрепления трубопровода в отдельных точках, разделения его на независимые по температурным деформациям участки и для восприятия усилий, возникающих на этих участках. Неподвижные опоры устраняет возможность последовательного нарастания горизонтальных усилий и передачу их на оборудование и арматуру. Горизонтальная нагрузка при температурных удлинениях труб может достигать больших значений. Неподвижные опоры по способу закрепления трубы бывают упорные, щитовые и хомутовые. Изготовляют эти опоры, как правило, из стали или железобетона.
а) |
б) |
а – упорная лобовая; б – хомутовая.
Рис. 4.10 Стальные неподвижные опоры
Лобовые опоры это упорные стальные неподвижные опоры, представляют собой стальную несущую конструкцию (балку или швеллер), располагаемую между упорами, приваренными к трубе (рис. 4.10, а, рис.4.11). Несущая кон-
70
струкция защемляется в строительные конструкции камер, приваривается к мачтам, эстакадам и др. Лобовые опоры применяются для крепления маги-
стральных трубопроводов СО размерами 108 мм и более.
Рис. 4.11 Опора неподвижная лобовая четырехупорная усиленная.
Хомутовая опора (рис. 4.10, б) представляет собой стальную конструкцию из двух упоров по одному с каждой стороны несущей конструкции, привариваемых при монтаже к трубопроводу, и одного или двух хомутов, привариваемых к несущей конструкции. Хомутовые опоры применяют для закрепления труб диаметрами от 25 до 377 мм, они удобны для закрепления труб, уложенных на балках, кронштейнах, стойках и т.п. Такие опоры могут служить и в качестве подвижных опор для труб небольших диаметров, если трубу не приваривать к упорам.
Железобетонные неподвижные опоры, обычно выполняют в виде щита (щитовые опоры), устанавливаемого при бесканальной прокладке ТС (рис.
4.12).
Неподвижные опоры устанавливают:
− на выходе из источника теплоты, на входе и выходе из ЦТП, насосных подстанций и других зданий для снятия усилий на оборудование и арматуру и предотвращения разрушения несущей конструкции здания при температурных деформациях труб;