Трубопроводы и виды их прокладки
Способ прокладки тепловых сетей при реконструкции выбирают в соответствии с указаниями СНиП 2.04.07—86 «Тепловые сети». В настоящее время в нашей стране около 84 % тепловых сетей прокладывают в каналах, около 6 % — бесканально, остальные 10 % — надземно. Выбор того или иного способа определяется местными условиями, как, например, характером грунта, наличием и уровнем грунтовых вод, требуемой надежностью, экономичностью строительства, а также эксплуатационными затратами на содержание. Способы прокладки разделяются на надземные и подземные.
Надземная прокладка тепловых сетей
Надземную прокладку теплосетей применяют редко, так как она нарушает архитектурный ансамбль местности, имеет при прочих равных условиях более высокие в сравнении с подземной прокладкой тепловые потери, не гарантирует от замерзания теплоносителя при неполадках и авариях, стесняет проезды. При реконструкции сетей ее рекомендуется применять при высоком уровне грунтовых вод, в условиях вечной мерзлоты, при неблагоприятном рельефе местности, на территориях промышленных предприятий, на площадках, свободных от застроек, вне пределов города или в местах, где она не влияет на архитектурное оформление и не мешает движению транспорта.
Преимущества надземной прокладки: доступность осмотра и удобство эксплуатации; возможность в кратчайшие сроки обнаружить и ликвидировать аварию в теплопроводах; отсутствие электрокоррозии от блуждающих токов и коррозии от агрессивных грунтовых вод; меньшая стоимость сооружения по сравнению со стоимостью подземных прокладок тепловых сетей. Надземную прокладку тепловых сетей осуществляют: на отдельно стоящих опорах (мачтах); на эстакадах с пролетным строением в виде прогонов, ферм или подвесных (вантовых) конструкций; по стенам зданий. Отдельно стоящие мачты или опоры могут быть выполнены из стали или железобетона. При небольших объемах строительства надземных тепловых сетей применяют стальные мачты из профильной стали, однако они дороги и трудоемки и поэтому вытесняются железобетонными. Мачты из железобетона особенно целесообразно применять при массовом строительстве на промышленных площадках, когда рентабельно организовать их изготовление в заводских условиях.
Для совместной прокладки теплосетей с другими трубопроводами различного назначения применяют эстакады, изготовляемые из металла или железобетона. В зависимости от количества одновременно прокладываемых трубопроводов пролетные строения эстакад могут быть одноярусными и многоярусными. Теплопроводы обычно прокладывают на нижнем ярусе эстакады, при этом трубопроводы с более высокой температурой теплоносителя размещают ближе к краю, обеспечивая тем самым лучшее расположение П-образных компенсаторов, имеющих различные размеры. При прокладке теплотрасс на территории промышленных предприятий применяют также способ надземной прокладки на кронштейнах, укрепляемых в стенах зданий. Пролет теплопроводов, т.е. расстояния между кронштейнами, выбирают с учетом несущей способности конструкций здания.
Подземная прокладка тепловых сетей
В городах и населенных пунктах для теплотрасс применяют в основном подземную прокладку, которая не портит архитектурного облика, не мешает движению транспорта и позволяет снизить теплопотери за счет использования теплозащитных свойств грунта. Промерзание грунта не опасно для теплопроводов, поэтому их можно прокладывать в зоне сезонного промерзания грунта. Чем меньше глубина заложения тепловой сети, тем меньше объем земляных работ и ниже стоимость строительства. Подземные сети чаще всего прокладывают на глубине от 0,5 до 2 м и ниже поверхности земли.
Недостатками подземных прокладок теплопроводов являются: опасность увлажнения и разрушения изоляции вследствие воздействия грунтовых или поверхностных вод, что приводит к резкому увеличению тепловых потерь, а также опасность внешней коррозии труб вследствие воздействия блуждающих электрических токов, влаги и агрессивных веществ, содержащихся в грунте. Подземные прокладки теплопроводов связаны с необходимостью вскрытия улиц, проездов и дворов.
Конструктивно подземные тепловые сети делятся на два принципиально различных вида: канальные и бесканальные.
Конструкция канала полностью разгружает теплопроводы от механического воздействия массы грунта и временных транспортных нагрузок и ограждает трубопроводы и тепловую изоляцию от коррозийного влияния почвы. Прокладка в каналах обеспечивает свободное перемещение трубопроводов при температурных деформациях как в продольном (осевом), так и в поперечном направлении, что позволяет использовать их самокомпенсирующую способность на угловых участках трассы.
Прокладка в проходных каналах (тоннелях) — наиболее совершенный способ, так как при этом обеспечивается постоянный доступ обслуживающего персонала к трубопроводам для осуществления контроля за их работой и производства ремонта, что наилучшим способом обеспечивает их надежность и долговечность. Однако стоимость прокладки в проходных каналах весьма высокая, а сами каналы имеют большие габариты (высота в свету — не менее 1,8 м и проход — 0,7 м). Проходные каналы устраивают обычно при прокладке большого числа труб, укладываемых в одном направлении, например на выводах с ТЭЦ.
Наряду с прокладкой в непроходных каналах все большее развитие получают бесканальные прокладки теплопроводов. Отказ от применения каналов при прокладке тепловых сетей весьма перспективен и является одним из путей удешевления их стоимости. Однако в бесканальных прокладках теплоизолированный трубопровод из-за непосредственного контакта с грунтом находится в условиях более активных физико-механических воздействий (влажность грунта, давление грунта и внешних нагрузок и т. п.), чем в канальных прокладках. Бесканальная прокладка возможна при использовании механически прочной теплогидроизоляционной оболочки, способной защитить трубопроводы от потерь теплоты и выдерживать нагрузки, передаваемые грунтом. Тепловые сети с диаметром труб до 400 мм включительно рекомендуется прокладывать преимущественно бесканальным способом.
Среди бесканальных прокладок наибольшее распространение за последние годы получили прогрессивные прокладки с использованием в качестве монолитной теплоизоляции армопенобетона, битумоперлита, асфальтокерамзитобетона, фенольного поропласта, пенополимербетона, пенополиуретана и других теплоизоляционных материалов. Бесканальные прокладки тепловых сетей продолжают совершенствоваться и получают все более широкое распространение в практике строительства и реконструкции. При реконструкции внутриквартальных теплотрасс имеются более широкие возможности прокладки сетей по подвальным помещениям, чем при новом строительстве, так как строительство новых участков часто опережает строительство зданий.
Монтаж тепловых сетей, прокладка труб
Монтаж трубопроводов и монтаж тепловой изоляции на них ведется с использованием предизолированных труб ППУ, фасонных изделий в ППУ изоляции (неподвижных опор, тройников и тройниковых ответвлений, переходов, концевых элементов и промежуточных элементов и др.), а также скорлупы ППУ. Ведется монтаж теплоизоляции прямых участков, ответвлений, элементов трубопровода, скользящих опор, шаровых кранов, а также производится монтаж стыковых соединений с применением муфты термоусадочной, ленты термоусадочной, компонентов ППУ, кожухов оцинкованных и скорлуп теплоизоляционных из пенополиуретана.
Прокладка тепловых сетей и монтаж теплоизоляции ППУ производится в несколько этапов – подготовительный этап (земляные работы, доставка труб ППУ и элементов на трассу, осмотр продукции), прокладка трубопроводов (монтаж труб и элементов), установка приборов системы ОДК и монтаж стыковых соединений.
Глубина заложения труб ППУ при прокладке теплосетей должна вестись с учетом разности плотности стальной трубы ППУ и теплоизоляционного слоя пенополиуретана, а также норм теплоотдачи и нормативно допустимых тепловых потерь.
Разработку траншей для бесканальной прокладки следует выполнять механическим способом с соблюдением требований СНиП 3.02.01 — 87 «Земляные сооружения».
Минимальную глубину заложения труб ППУ в полиэтиленовой оболочке при прокладке теплотрасс в земле следует принимать не менее 0,5 м вне пределов проезжей части и 0,7 м — в пределах проезжей части, считая до верха теплоизоляции.
Максимальную глубину заложения теплоизолированных труб при монтаже трубопроводов в ППУ изоляции при прокладке тепловых сетей следует определять расчетом с учетом устойчивости слоя ППУ на действие статической нагрузки.
Монтаж труб ППУ производится, как правило, на дне траншеи. Допускается производить сварку прямых участков в секции на бровке траншеи. Монтаж труб ППУ в полиэтиленовой оболочке производится при температуре наружного воздуха до -15 . -18°С.
Резку стальных труб (в случае необходимости) производят газорезкой, при этом теплоизоляция снимается механизированным ручным инструментом на участке длиной 300 мм, а торцы теплоизоляции в ходе резки стальных труб закрываются увлажненной тканью или жестким экраном для защиты теплоизоляционного слоя пенополиуретана.
Сварку стыков труб и контроль сварных соединений трубопроводов при монтаже труб ППУ следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 3.05.03-85 «Тепловые сети», ВСН 29-95 и ВСН 11-94.
При производстве сварочных работ необходимо иметь защиту пенополиуретановой изоляции и полиэтиленовой оболочки, а также концов проводов, выходящих из изоляции, от попадания искр.
При использовании в качестве защиты сварного соединения муфты термоусадочной, ее надевание на трубопровод производят до начала ведения сварных работ. При заделке стыка с использованием стыка заливочного или стыка из скорлупы ППУ, где в качестве защитного слоя используется оцинкованный кожух и термоусадочная лента, сварка труб ведется не зависимо от наличия материалов для заделки стыков.
Перед началом строительства теплотрассы при бесканальной прокладке труб, трубы ППУ, фасонные изделия в ППУ изоляции, теплоизолированные пенополиуретаном шаровые краны и элементы трубопроводной системы подвергают тщательному осмотру с целью обнаружения трещин, сколов, глубоких надрезов, проколов и других механических повреждений полиэтиленовой оболочки теплоизоляции. При обнаружении трещин, глубоких надрезов и иных повреждений покрытия труб ППУ в полиэтиленовой или оцинкованной оболочке, их заделывают путем экструзионной сварки, путем наложения термоусаживающихся манжет (муфт) или оцинкованных бандажей.
Перед монтажом теплотрассы бесканальной прокладки трубопроводы в ППУ изоляции и фасонные изделия в ППУ раскладывают на бровке или дне траншеи с помощью крана или трубоукладчика, мягких «полотенец» или гибких строп.
Опускание в траншею изолированных труб ППУ следует производить плавно, без рывков и ударов о стенки и дно каналов и траншей. Перед монтажом труб ППУ в траншеи или каналы в обязательном порядке следует проверить целостность сигнальных проводов системы оперативно-дистанционного контроля (система СОДК) и их изолированность от стальной трубы.
Трубы ППУ, укладываемые на песчаное основание при бесканальной прокладке, с целью предотвращения повреждения оболочки не должны опираться на камни, кирпичи и другие твердые включения, которые следует удалить, а образовавшиеся углубления засыпать песком.
При необходимости контрольных расчетов глубин заложения теплопроводов с изоляцией ППУ в полиэтиленовой оболочке для конкретных условий прокладки расчетное сопротивление пенополиуретана следует принимать 0,1 МПа, полиэтиленовой оболочки — 1,6 МПа.
При необходимости подземной прокладки тепловых сетей с теплоизоляцией ППУ в полиэтиленовой оболочке на глубине более допустимой их следует прокладывать в каналах (тоннелях). При прокладке трасс под проезжей частью, железнодорожным полотном и другими объектами, находящимися над трубой ППУ, трубы в ППУ изоляции изготавливаются с усилением (накладные кольца из полиэтилена по всей длине оболочки) и прокладываются в стальном футляре, защищающем от внешних механических воздействий.
Источник
Тепловые сети. Способы прокладки теплопроводов
Тепловая энергия в виде горячей воды или пара транспортируется от источника теплоты (ТЭЦ или крупной котельной) к тепловым потребителям по специальным трубопроводам, называемым тепловыми сетями.
Тепловая сеть — один из наиболее дорогостоящих и трудоемких элементов систем централизованного теплоснабжения. Она представляет собой теплопроводы — сложные сооружения, состоящие из соединённых между собой сваркой стальных труб, тепловой изоляции, компенсаторов тепловых удлинений, запорной и регулирующей арматуры, строительных конструкций, подвижных и неподвижных опор, камер, дренажных и воздухоспускных устройств. Проектирование тепловых сетей производят с учётом положений и требований СНиП 2.04.07—86 «Тепловые сети».
По количеству параллельно проложенных теплопроводов тепловые сети могут быть однотрубными, двухтрубными и многотрубными. Однотрубные сети наиболее экономичны и просты. В них сетевая вода после систем отопления и вентиляции должна полностью использоваться для горячего водоснабжения. Однотрубные тепловые сети являются прогрессивными, с точки зрения значительного ускорения темпов строительства тепловых сетей. В трехтрубных сетях две трубы используют в качестве подающих для подачи теплоносителя с разными тепловыми потенциалами, а третью трубу в качестве общей обратной. В четырехтрубных сетях одна пара теплопроводов обслуживает системы отопления и вентиляции, а другая — систему горячего водоснабжения и технологические нужды.
В настоящее время наибольшее распространение получили двухтрубные тепловые сети, состоящие из подающего и обратного теплопроводов для водяных сетей и паропровода с конденсатопроводом для паровых сетей. Благодаря высокой аккумулирующей способности воды, позволяющей осуществлять дальнее теплоснабжение, а также большей экономичности и возможности центрального регулирования отпуска теплоты потребителям, водяные сети имеют более широкое применение, чем паровые.
Водяные тепловые сети по способу приготовления воды для горячего водоснабжения разделяются на закрытые и открытые. В закрытых сетях для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, нагреваемая сетевой водой в водоподогревателях. При этом сетевая вода возвращается на ТЭЦ или в котельную. В открытых сетях вода для горячего водоснабжения разбирается потребителями непосредственно из тепловой сети и после использования её в сеть уже не возвращается. Качество воды в открытой тепловой сети должно отвечать требованиям ГОСТ 2874—82*.
Тепловые сети разделяют на магистральные, прокладываемые на главных направлениях населенных пунктов, распределительные — внутри квартала, микрорайона и ответвления к отдельным зданиям.
| Рис. 9.2 |
Радиальные сети (тупиковые) (рис. 9.2а) сооружают с постепенным уменьшением диаметров теплопроводов в направлении от источника теплоты. Такие сети наиболее просты и экономичны по начальным затратам. Их основной недостаток — отсутствие резервирования. Во избежание перерывов в теплоснабжении (в случае аварии на магистрали радиальной сети прекращается теплоснабжение потребителей, присоединенных на аварийном участке) должно предусматриваться резервирование подачи теплоты потребителям за счёт устройства перемычек между тепловыми сетями смежных районов и совместной работы источников теплоты (если их несколько). Радиус действия водяных сетей во многих городах достигает значительной величины (15—20 км).
Устройством перемычек тепловая сеть превращается в радиально-кольцевую, происходит частичный переход к кольцевым сетям. Для предприятий, в которых не допускается перерыв в теплоснабжении, предусматривают дублирование или кольцевые (с двусторонней подачей теплоты) схемы тепловых сетей (рис. 9.2б). Хотя кольцевание сетей существенно удорожает их, но зато в крупных системах теплоснабжения значительно повышается надёжность теплоснабжения, создаётся возможность резервирования, а также повышается качество гражданской обороны.
Паровые сети устраивают преимущественно двухтрубными. Возврат конденсата осуществляется, по отдельной трубе — конденсатопроводу. Пар от ТЭЦ по паропроводу со скоростью 40—60 м/с и более идёт к месту потребления. В тех случаях, когда пар используется в теплообменниках, конденсат его собирается в конденсатных баках, откуда насосами по конденсатопроводу возвращается на ТЭЦ.
| Рис. 9.3 |
По способу прокладки тепловые сети делят на подземные и надземные (воздушные). Надземная прокладка труб (на отдельно стоящих мачтах или эстакадах, на кронштейнах, заделываемых в стены здания) применяется на территориях промышленных предприятий, при сооружении тепловых сетей вне черты города, при пересечении оврагов и т.д. (рис. 9.3). Надземная прокладка тепловых сетей рекомендуется преимущественно при высоком стоянии грунтовых вод.
Преобладающим способом прокладки трубопроводов тепловых сетей является подземная прокладка: в проходных каналах и коллекторах совместно с другими коммуникациями; в полупроходных и непроходных каналах; бесканальная (в защитных оболочках различной формы и с засыпной теплоизоляцией).
Наиболее совершенный, но и более дорогой способ представляет собой прокладка теплопроводов в проходных каналах , которые применяют при наличии нескольких теплопроводов больших диаметров. При температуре воздуха в каналах более 50°С предусматривают естественную или механическую вентиляцию.
Тепловые сети в целом, особенно магистральные, являются серьёзным и ответственным сооружением. Их стоимость, по сравнению с затратами на строительство ТЭЦ, составляет значительную часть. Распределение стоимости прокладки тепловых сетей между строительными, монтажными и изоляционными работами может быть представлено в следующем виде: 1) стоимость строительных работ для внутриквартальных и межквартальных тепловых сетей в сухих грунтах составляет 80% и в мокрых — 90% общей стоимости трассы, остальные 1O—20% соответственно составляют стоимость монтажных и изоляционных работ; 2) стоимость строительных работ для магистральных тепловых сетей в сухих грунтах составляет в среднем 55%, в мокрых — 75%.
Бесканальный способ прокладки теплопровода — самый дешёвый. Применение его позволяет снизить на 30—40% строительную стоимость тепловых сетей, значительно уменьшить трудовые затраты и расход строительных материалов. Блоки теплопроводов изготовляют на заводе. Монтаж теплопроводов на трассе сводится лишь к укладке автокраном блоков в траншею и сварке стыков.
Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия до верха перекрытия канала или коллектора принимается, м: при наличии дорожного покрытия — 0,5, без дорожного покрытия — 0,7, до верха оболочки бесканальной прокладки — 0,7, до верха перекрытия камер — 0,3.
В настоящее время свыше 80% тепловых сетей проложены в непроходных каналах, около 10% — надземные, 4% — в проходных каналах и тоннелях и около 6% — бесканальные. Средний срок службы подземных канальных теплопроводов вдвое меньше нормативного и не превышает в среднем 10—12 лет, а бесканальных с изоляцией на битумовяжущей основе — не более 6—8 лет. Основной причиной повреждений является наружная коррозия, возникающая из-за отсутствия или некачественного нанесения антикоррозионных покрытий, неудовлетворительного качества или состояния покровных слоёв, допускающих избыточное увлажнение изоляции, а также вследствие затопления каналов из-за неплотностей конструкций. Как у нас в стране, так и за рубежом ведётся постоянный поиск, а в последние годы особенно интенсивно, в направлении повышения долговечности теплопроводов, надёжности их работы и снижения затрат на их сооружение.
Источник
