Учебное пособие 800534

Трубы из линейного полиэтилена LPE производятся из сополимераэтиленасоктеном, стойкогок высокойтемпературе.

Одним из наиболее распространенных материалов является сшитый полиэтилен (ПЭС). Сшивание полиэтилена осуществляется физическим и химическим способами, что позволяет получать материалы с разными потребительскими свойствами. Из всех пластмассовых труб именно трубы из сшитого полиэтилена наиболее широко используются в системах напольного и радиаторного отопления. Большинство систем из сшитого полиэтилена может выдерживать температуру 95°C при давлении 1 МПа. Кроме того, эти трубы имеют хорошую гибкость.

Композитные трубы появились на строительном рынке в начале 1980-х годов. Большинство композитных трубных систем на рынке представляет собой комбинацию сшитый полиэтилен – алюминий.

Полибутен – освоенный и хорошо зарекомендовавший себя материал для труб отопления и горячего водоснабжения.

Основными преимуществами этих труб являются:

-возможность сваривания;

-меньшая толщина стенок по сравнению с толщиной стенок пластмассовых труб при одинаковых эксплуатационных характеристиках;

-более чем 50-летний срок эксплуатации при температуре до 70 °C.

Полипропилен получил наибольшее распространение в

системах холодного и горячего водоснабжения. Преимущество полипропилена в том, что его можно сваривать и, соответственно, можно использовать дешевые соединительные детали. Номенклатура изделий представлена широким набором соединительных деталей, запорной арматуры и труб. Для внутренних систем холодного и горячего водоснабжения используется наиболее теплостойкая разновидность полипропилена – сополимер пропилена с этиленом (рандом сополимер). Трубы делятся на три вида: для холодной воды (номинальное давление 1 МПа (PN 10)), для горячей (PN 20) и армированные

170

алюминием (PN 25) для низкотемпературных систем отопления (до 75°C). Алюминий играет роль антидиффузионной защиты от кислорода.

Благодаря относительной дешевизне, простоте монтажа и растущей доступности трубы из полипропилена применяются очень широко.

Поливинилхлорид и хлорированный поливинил-

хлорид – жесткие материалы, используемые в основном в системах водоснабжения и в силу своей высокой химической стойкости – в технологических трубопроводах. Благодаря своей жесткости эти трубы очень эффективны для стояков больших диаметров. Трубы из поливинилхлорида могут эксплуатироваться до 45°C, а из хлорированного поливинилхлорида до 95°C. Эти трубы негорючи и обладают более низким коэффициентом линейного теплового расширения по сравнению с трубами из перечисленных выше материалов.

7.4.Глубина заложения водопроводных линий

иособенности ихпрокладки

Основной способ прокладки водопроводных линий – подземная прокладка. При теплотехническом и техникоэкономическом обосновании допускаются наземная и надземная прокладки, прокладка в туннелях, а также прокладка водопроводных линий в туннелях совместно с другими подземными коммуникациями, за исключением трубопроводов, транспортирующих легковоспламеняющиеся и горючие жидкости и горючие газы. При подземной прокладке запорная, регулирующая и предохранительная трубопроводная арматура должна устанавливаться в колодцах (камерах). Прокладка водопроводных линий должна выполняться с учетом расположения других подземных сооружений. В городах и на промышленных предприятиях, имеющих большое количество подземных коммуникаций различного назначения, целесообразно прокладывать их в проходных или полупроходных туннелях.

171

Глубина заложения водопроводных труб зависит от глубины промерзания грунта, температуры воды в трубах и режима ее подачи.

Расчетную глубину проникания в грунт нулевой температуры устанавливают на основании наблюдений за фактической глубиной промерзания в расчетную холодную и малоснежную зиму и опыта эксплуатации трубопроводов в данном районе с учетом возможного изменения ранее наблюдавшейся глубины промерзания в результате намечаемых изменений в состоянии территории (удаление снежного покрова, устройство усовершенствованных дорожных покрытий и т.п.).

Следует учитывать, что глубина промерзания грунта неодинакова не только в разных районах, но и в одном и том же районе. Она зависит от характера грунта и наличия растительного покрова, от наличия грунтовых вод, толщины снежного покрова и условий нагревания поверхности земли солнцем.

Глубина заложения труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. Меньшую глубину заложения труб допускается принимать при условии принятия мер, исключающих:

- замерзание арматуры, устанавливаемой на трубопро-

воде;

-недопустимое снижение пропускной способности трубопровода в результате образования льда на внутренней поверхности труб;

-повреждение труб и их стыковых соединений в результате замерзания воды, деформации грунта и температурных напряжений в материале стенок труб;

-образование в трубопроводе ледяных пробок при перерывах подачи воды, связанных с повреждением трубопроводов.

Для предупреждения нагревания воды в летнее время глубину заложения трубопроводов хозяйственно-питьевых водопроводов надлежит, как правило, принимается не менее 0,5 м, считая до верха труб. Допускается принимать меньшую

172

глубину заложения водоводов или участков водопроводной сети при условии обоснования теплотехническими расчетами.

При определении глубины заложения водоводов и водопроводных сетей при подземной прокладке следует учитывать внешние нагрузки от транспорта и условия пересечения с другими подземными сооружениями и коммуникациями.

Ориентировочно глубину заложения труб (до их нижней образующей) можно принимать: в северных районах 3 -3,5 м; в средней полосе 2,5-3 м; в южных районах – 1-1,5 м.

Минимальную глубину заложения труб определяют из условия защиты их от воздействия внешних нагрузок и предохранения воды от нагревания в летнее время. Ориентировочно ее можно принять равной 1 м.

Водопроводные линии прокладывают соответственно рельефу местности с постоянной глубиной заложения. Трубам должен придаваться уклон, обеспечивающий опорожнение сети и выпуск воздуха из нее. Для этого в пониженных местах сети устраивают выпуски, а в возвышенных — вантузы.

Пересечение водораспределительных линий обустраивается соответственно СНиП 2.04.02.-84.

Под железнодорожными путями водопроводные линии обычно прокладывают в проходных галереях или в металлических футлярах — кожухах. Это позволяет при авариях сети отводить воду от полотна железной дороги, предохраняя ее от размыва, и ремонтировать сеть, не прерывая движения транспорта.

Пересечение водопроводных линий с железнодорожными путями, проходящими в выемках, а также с суходолами и реками можно осуществлять по мосту. При этом должно быть выполнено соответствующее утепление труб.

Пересечение водопроводных линий с реками целесообразно выполнять путем прокладки труб под дном реки - так называемым дюкером. Дюкеры, как правило, выполняют не менее чем из двух ниток труб, укладываемых в траншее на глубине 0,5-1 м ниже дна реки. В начале и конце дюкера

173

устраивают камеры переключения, обеспечивающие отключение и опорожнение отдельных ниток.

В районах распространения макропористых и просадочных грунтов, в сейсмических районах и районах вечной мерзлоты водопроводные линии прокладывают с соблюдением требований, изложенных в соответствующих нормативных документах.

На водоводах и линиях водопроводной сети в необходимых случаях надлежит предусматривать установку:

-поворотных затворов (задвижек) для выделения ремонтных участков;

-клапанов для впуска и выпуска воздуха при опорожнении и заполнении трубопроводов;

-клапанов для впуска и защемления воздуха;

-вантузов для выпуска воздуха в процессе работы трубопроводов;

-выпусков для сброса воды при опорожнении трубопроводов;

-компенсаторов;

-монтажных вставок;

-обратных клапанов или других типов клапанов автоматического действия для выключения ремонтных участков;

-регуляторов давления;

-аппаратов для предупреждения повышения давления при гидравлических ударах или при неисправности регуляторов давления.

7.5.Гидравлический удар в водоводах и его гашение

Гидравлическим ударом называется мгновенное повышение давления в трубопроводе, вызываемое внезапным уменьшением скорости. Такое явление возможно в основном в результате внезапной остановки насосного агрегата и прекращения подачи жидкости по водоводу или быстрого закрытия или открытия задвижек на водоводе. Наиболее частой причиной гидравлических ударов в трубах является внезапная оста-

174

новка насосного агрегата при прекращении подачи электроэнергии или остановка насоса при открытой напорной задвижке.

Гидравлические удары в водоводах приводят к возникновению значительных напряжений в материале труб, что может привести к нарушению стыковых соединений, а также к разрыву труб и арматуры.

Для предотвращения последствий гидравлического удара следует:

-применять насосные агрегаты, обладающие большой инерцией вращающихся масс; в результате увеличивается продолжительность периода подачи воды насосом после его выключения;

-сбрасывать воду через насосы со свободным вращением колес в обратном направлении;

-впускать воздух или воду в места образования разрыва сплошности потока;

-устанавливать на водоводах обратные клапаны на тройниках для впуска в них больших масс воздуха;

-устанавливать клапаны-гасители, открывающиеся в момент резкого понижения давления;

-сбрасывать воду через диафрагмы, разрушающиеся при повышении давления сверх допускаемого предела.

Одно из возможных решений проблемы гидроудара приведено на рис. 34. Клапан-гаситель устанавливается на водоводе 1 непосредственно за обратным клапаном 2. Рабочий цилиндр гасителя 3 соединен трубками через распределитель 4

сводоводом перед обратным клапаном. При нормальной работе насосов создаваемое ими давление поддерживает клапан гасителя в закрытом положении.. При остановке насосов давление перед обратным клапаном резко падает, клапан гасителя под воздействием перепада давлений открывается и вода сбрасывается по трубе 5. После открытия клапана-гасителя распределитель 4 соединяет цилиндр гасителя с водоводом и клапан гасителя начинает медленно закрываться. Скорость закрытия регулируется масляным амортизатором 6.

175

8. РЕГУЛИРУЮЩИЕ И АККУМУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

8.1. Водонапорные башни

Полного соответствия водопотребления и подачи воды насосной станцией добиться невозможно. Для регулирования подачи и потребления служат водонапорные башни. Регулирующую емкость бака водонапорной башни можно определять по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам подачи и потребления воды. В первом случае она равна площади фигур, заключенных между линиями подачи воды и потребления. Например, согласно графику на рис. 35 емкость бака равна площади заштрихованных фигур. Во втором случае регулирующая емкость бака равна сумме абсолютных величин максимальной положительной и максимальной отрицательной разностей ординат кривых подачи и потребления воды. В баке водонапорной башни должен храниться, кроме того, запас воды для тушения пожара в первые минуты после его возникновения. Таким образом, объем бака водонапорной башни должен равняться:

W Wp Wn

где Wp - регулирующая емкость бака;

Wn - запас воды для тушения одного внутреннего и

одного наружного пожара в течение 10 мин.

Водонапорная башня состоит из следующих основных элементов: водонапорного бака, поддерживающей конструкции (ствола) и отепляющего шатра вокруг бака (рис. 36). В районах с мягким климатом шатры можно не устраивать, но в этом случае бак должен иметь перекрытие. Вода в бак подается по трубе 1, заканчивающейся на уровне наибольшего наполнения. Конец ее может быть оборудован поплавковым клапанам 2, которые автоматически закрывает подающую трубу при наполнении бака. Раздача воды из бака производится

177

по трубам 1 и 3. На трубе 3 устанавливается обратный клапан 4, препятствующий поступлению воды в бак по этой трубе. Конец трубы 3 располагают над дном бака и оборудуют сеткой 5. Трубу 1, которая служит для подачи в бак и разбора из него воды, называют подающе-разводящей. Задвижка 6. служит для отключения водонапорной башни от сети. Трубы для подачи в бак и разбора из него воды могут выполняться отдельно.

Рис. 35. Определение емкости бака водонапорной башни

Для слива воды при переполнении бака служит переливная труба 7, заканчивающаяся в верхней части воронкой 8. К переливной трубе присоединена грязевая труба 9 с задвижкой 10, предназначенная для периодического удаления скапливающегося на дне бака осадка, а также отвода воды при промывке бака.

Водонапорный бак оборудуют уровнемером с сигнализацией на насосную станцию II подъема.

178

получили кирпичные водонапорные башни. Ствол башен выполняют из кирпича в виде цилиндра или многогранника, а баки с выпуклым сферическим или плоским днищем - из стали.

Металлические водонапорные башни в основном используются в сельских водопроводах.

Деревянные башни выполняют преимущественно на временных водопроводах.

179