Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Теплоснабжение и тепловые сети

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
29.11.2025
Размер:
33.05 Mб
Скачать

а – прямой; б – угловой; в – параллельный

Рис. 10.17 Тройник в полиэтиленовой оболочке

Для предохранения основного трубопровода и его ответвлений от напряжений,

превышающих допустимые значения при температурном удлинении, необходимо соблюдение следующих условий:

- При применении прямого или углового тройника ответвление следует устраи-

вать в виде Z-образного участка с выполнением всех требований для Z-образного компенсатора (рис. 10.18а).

Если ответвление невозможно выполнить в виде Z-образного участка, то на от-

ветвлении устанавливается неподвижная опора (рис. 10.18б). При этом обязательно

121

устройство компенсационных зон как для Г-образной компенсации с двойным уд-

линением.

- При применении параллельного тройника ответвление рассматривается как Г-

образный участок компенсаций. Причем компенсационное плечо принимается с за-

пасом 1,5-2,0 м.

- При радиальной компенсации ответвление от основного теплопровода следует выполнять на расстоянии от компенсационной зоны не менее 0,3 ее длины (рисунок

9.19). Причем удлинение основного теплопровода в месте ответвления не должно превышать 50 мм.

- Ответвления от основного теплопровода, как правило, должны предусматри-

ваться в зоне минимальных перемещений у неподвижных опор (реальных или ус-

ловных). При этом ответвление следует обкладывать амортизирующими проклад-

ками для обеспечения боковых перемещений.

Рис. 9.18 Ответвление с применением прямого или углового тройника

Рис. 10.19 Ответвление от основного теплопровода вблизи Г-образного компенсатора

10.8. Присоединение к теплопроводам канальной прокладки

122

Присоединение бесканальных предизолированных трубопроводов к существую-

щим теплопроводам канальной прокладки встречается в практике при реконструк-

ции существующих тепловых сетей.

При подсоединении бесканальной прокладки к канальной на прямых участках не следует передавать нагрузки от бесканальных трубопроводов на канальные. Это достигается основными способами, представленными на рисунках 10.16 и 10.20а.

При ответвлении бесканального трубопровода от канального может применяться компенсационная ниша. Разгрузку трубопроводов канальной прокладки от влияния бесканальных трубопроводов при ответвлении лучше выполнять при помощи само-

компенсирующих участков; осевые компенсаторы в этих случаях не рекомендуют-

ся. Применение реальных неподвижных опор допускается только на бесканальном трубопроводе (рис. 10.20 б).

а - сочетание канальной и бесканальной прокладок теплопроводов; б - ответвление бесканального теплопровода от канального с использованием компенсационных ниш

Рис. 10.20.– Присоединение бесканальной прокладки трубопровода к канальной В местах сопряжения бесканальных участков теплопроводов с канальными сле-

дует устанавливать резиновые или стальные гильзы с сальниковым уплотнением,

обеспечивающим возможность боковых перемещений.

Проходы теплопроводов сквозь стенки камер и фундаменты зданий также осу-

ществляются с помощью установки специальных резиновых (полимерных или стальных с сальниковым уплотнением) гильз с последующим бетонированием.

Ввод теплопровода в здание можно выполнять одним из способов, представлен-

ных на рисунке 10.21.

123

Рис. 10.21 Ввод трубопроводов в здание

10.9. Установка арматуры и фасонных изделий

Вся запорная арматура, фасонные изделия-отводы, тройники, переходы, силь-

фонные компенсаторы, концевые элементы, спускники и воздушники поставляются изолированными пенополиуретаном в полиэтиленовой оболочке с патрубками под сварку.

Предварительно изолированные отводы выполняются с углами до 90°. Угол от-

водов определяется как отклонение от осевого направления основного теплопрово-

да. Основные размеры гнутых, крутоизогнутых и сварных отводов приведены в нормативной литературе.

В качестве запорной арматуры на предизолированных трубопроводах применя-

ются шаровые краны (клапаны), устанавливаемые непосредственно в грунт под ко-

вер или в камерах. Арматура поставляется в комплекте с четырехгранным ключом,

на котором указано положение шарового клапана (открыто, закрыто).

Управление шаровыми кранами Dy< 150 мм осуществляется Т–образным клю-

чом; кранами Dy 200-350 мм – переносными планетарными редукторами; кранами

Dy > 400 мм – герметичными стационарными редукторами.

Расстояние от верха управляющей головки крана до верха обреза люка должно быть в пределах 200-500 мм.

Для всех типоразмеров шаровых кранов расстояние по горизонтали от оси управляющей головки до внутренней поверхности люка должно быть не менее 150

мм с учетом максимальных расчетных температурных перемещений.

124

Уровень песчаной засыпки внутри узлов управления должен быть на 200 мм ни-

же верха головок управления шаровых кранов, верха изоляции патрубков воздуш-

ников.

Строительные конструкции должны исключать «замыв» грунтом вышеуказан-

ный уровень песчаной засыпки.

Основные размеры предизолированных шаровых кранов приведены в справоч-

ной литературе.

В нижних точках тепловых сетей предусматриваются спускники для отвода во-

ды в дренажные колодцы, а в верхних точках - патрубки воздушников или воздухо-

отводящие трубопроводы.

Трубопроводы для спуска воды и отвода воздуха присоединяются к теплопрово-

дам с помощью предизолированных тройников. На трубопроводах дренажа и воз-

духоудаления предусматриваются зоны компенсации.

10.10. Системы аварийной сигнализации

Для контроля за теплофизическим состоянием тепловой изоляции предизолиро-

ванные теплопроводы оснащены системой оперативного дистанционного контроля

(ОДК), которая позволяет выявить участки с повышенной влажностью пенополиу-

ретана.

Принцип действия системы ОДК импульсного типа основан на измерении элек-

трического сопротивления теплоизоляционного слоя между стальной трубой и про-

водами системы контроля. Сигнальную цепь образуют 2 медных провода, каждый площадью сечения 1,5 мм2, проходящие по всей длине теплопровода. Провода сис-

темы контроля располагаются в тепловой изоляции в положении «без десяти минут два часа» на расстоянии 10-25 мм от поверхности стальной трубы.

Основной сигнальный провод располагается справа по ходу движения теплоно-

сителя, второй провод - транзитный располагается слева. Все ответвления от тепло-

провода присоединяются в разрыв правого сигнального провода, левый транзитный провод не проходит через ответвления.

При монтаже сигнальной системы на стыках используют специальные обжим-

ные муфты, которые обеспечивают сращивание сигнальных проводов.

125

Соединительные кабели служат для соединения сигнальных проводов в разных трубах между собой или с коммутационными терминалами, а также для удлинения концевых кабелей и промежуточных кабельных выводов.

Коммутационные терминалы представляют собой коробку с герметичным ка-

бельным вводом сигнальных проводов с клеммами для подсоединения приборов контроля за состоянием тепловой изоляции и произведения периодических замеров.

Монтаж и эксплуатация системы оперативного дистанционного контроля (ОДК)

импульсного типа приведена в литературе.

ПРИМЕР 10.1. Разработать монтажную схему участка тепловой сети, схема ко-

торой показана на рисунке 10.22. Тепловые сети из предизолированных трубопро-

водов dн × s = 325×8 проложены бесканально с использованием П и Г-образных компенсаторов. Стальная труба марки ВстЗсп5; номинальное допустимое напряже-

ние [σ] = 137 МПа; коэффициент линейного расширения стальной трубы σ = 1,25 10-5 1/°С; коэффициент трения между трубой-оболочкой и песчаной обсыпкой μ=

0,4; коэффициент нагрузки стальной трубы v = 1,1; плотность засыпного грунта ρ =

1800 кг/м3; коэффициент бокового давления грунта Ко = 0,5; модуль продольной упругости трубы Е = 2·105 Н/ММ2; температура наружного воздуха при монтаже tм =

10°С; расчетная температура теплоносителя τ = 130°С; глубина заложения тепло-

провода h = 1,2 м

Рис. 10.22 – Расчетная схема тепловой сети

Решение. Используем поворот трассы УП в качестве Г-образного компенса-

тора. Определяем максимальную монтажную длину Lmax, м, прямого участка трубо-

126

провода от неподвижной опоры (реальной или условной) до компенсатора по выра-

жению (10.2)

L Aтр доп ,

max

F

 

где Атр – площадь поперечного сечения стенки стальной трубы, мм2;

Aтр π dн s s 3,14 3,25 8 8 7963 мм2. σдоп – допускаемое осевое напряжение трубы, Н/мм2;

σдоп = 1,25 [а] = 1,25 137 = 171 Н/мм2;

F– сила трения между фунтом и полиэтиленовой трубой-оболочкой, Н/м;

 

1 K

0

 

 

 

F μ ν h ρ q

 

 

π dоб

 

2

 

 

 

 

 

 

0, 4 1,1 1, 2 1800 9,8 1 0,5 3,14 0, 45 9870 Н/м.

2

Следовательно,

7963 171

L 138 м.

max

9870

 

Принимаем плечо Г-образного компенсатора равным 138 м (рис. 10.23).

Оставшийся прямолинейный участок от Г-образного компенсатора до источника теплоты длиной L = 350 - 138 = 212 м необходимо скомпенсировать П-образным компенсатором.

Поскольку 2Lmax = 2-138 = 276 м > 212 м, то устанавливаем один П-образный компенсатор К1, который располагаем в центре пролета L = 212 м.

Принимая длину спинки компенсатора равной 4 метрам, находим длину плеч П-

образного компенсатора

L L

 

212 4

104 м.

 

1

2

2

 

 

 

 

127

Поскольку плечи П и Г-образного компенсаторов не равны (104 < 138), между ними устанавливаем реальную неподвижную опору Н2 (рис. 10.23).

Суммарное удлинение плеч П-образного компенсатора находим по формуле

(10.6)

 

 

 

F L2

 

 

L 2 τ - t

 

L

1

 

 

 

2E A

 

м

1

 

 

 

 

 

тр

 

2

1,25 10 5

130 10 104

9870 1042

 

0,245 м.

 

 

 

 

 

2 2 105 7963

 

 

 

 

 

 

Находим вылет П-образного компенсатора по выражению

Н 0,7

1,5 E d

н

L

 

0,7

1,5 2 105 0,325 0, 245

 

8,3 м.

 

 

 

 

 

σдоп

 

 

171

 

 

 

 

 

 

 

Плечо Г-образного компенсатора на участке от УП до разветвления теплопрово-

да в УТ1 (участок длиной 250 м) найдем из условия равенства его с плечами П-

образного компенсатора К2, установленного на оставшемся участке после Г-

образного компенсатора.

128

Рис. 10.23 – Монтажная схема теплопроводов

Принимая длину спинки П-образного компенсатора равной 4 м, находим плечи Г и П-образных компенсаторов (рис. 10.23)

L

250 4

82м.

3

 

 

Поскольку плечи Г и П-образных компенсаторов равны, между ними будет на-

ходиться условная неподвижная опора УН.

При равных длинах плеч П-образного компенсатора К2 суммарное их удлинение при изменении температурного режима составит

 

 

 

2

 

 

L 2 τ t

 

 

F L

 

 

м

2E A

 

 

 

 

 

 

 

тр

 

2

1,25 10 5

130 10 82

9870 822

 

0,204 м.

 

 

 

 

 

 

2 2 105 7963

 

 

 

 

 

 

Вылет П-образного компенсатора

129

Н 0,7

1,5

Е dн

L

 

0,7

1,5 2 105 0,325 0, 204

 

7,5 м.

 

σдоп

 

 

171

 

 

 

 

 

 

 

 

Определив размеры компенсаторов и места их установки разрабатываем мон-

тажную схему трубопроводов, располагая подающий трубопровод справа по ходу движения теплоносителя от источника теплоты (рис. 10.23).

Поскольку в УТ1 имеется переход диаметров, устанавливаем неподвижную опору на теплопроводе большего диаметра. Ответвление присоединяем через па-

раллельный тройник.

ПРИМЕР 10.2. Предварительно изолированные теплопроводы проложены с предварительным подогревом и использованием стартовых компенсаторов.

Определить количество установленных компенсаторов и температуру предвари-

тельного нагрева. Схему теплопроводов и исходные данные взять из примера 10.1

(рис. 10.22).

Решение. Допускаемое осевое напряжение σдоп= 171 МПа; площадь поперечно-

го сечения стенки трубы Aw = 79,63 см2; сила трения между грунтом и трубой-

оболочкой F = 9870 Н/м (см. Пример10.1).

По формуле (10.18) находим диапазон температур предварительного нагрева,

при которых может быть осуществлена заварка компенсаторов, принимая tм = 10°С; τ = 130°С:

tmax t

 

 

 

 

äî ï

 

 

10

 

 

 

171

 

 

78, 4

Ñ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

10 5

 

2 105

ï í

ì

 

 

1, 25

 

 

tmin

 

 

äî ï

 

130

 

 

171

 

 

61,6

Ñ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

10 5

2 105

ï í

 

 

1, 25

 

 

Температуру предварительного нагрева находим как среднее значение tпн = 70°С, тогда осевые напряжения в рабочем состоянии составят:

Å t

1,25 10 5 2 105 70 10 150 Ì Ï à<171 Ì Ï à.

ï í

 

 

130