1.3.2 Выбор трассы и способа прокладки теплосети

В дипломном проекте принимаем подземную бесканальную прокладку тепловой сети из предварительно изолированных трубопроводов.

Бесканальная прокладка предизолированных трубопроводов обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционной прокладкой по надежности, долговечности, снижению затрат ручного труда при строительстве и монтаже, по сокращению сроков строительства.

Бесканальную прокладку трубопроводов теплосети предварительно изолированных пенополиуретаном в полиэтиленовой трубе-оболочке необходимо предусматривать в непросадочных грунтах с естественной влажностью или водонасыщенных и просадочных грунтах 1-го типа.

Компенсация тепловых удлинений произведена обычным компенсационным методом (с использованием Г, П, Z-образных компенсаторов).

Компенсационный метод – использование естественной компенсации за счёт изменения направлений тубопроводов, образующих самокомпенсирующие участки Г, П, Z- образной формы. В этих случаях между стенкой траншеи и трубопроводом в местах изменения направления перед обратной засыпкой устанавливаются специальные подушки из эластичного материала (пенополиуретан, пенополистирол, специальные конструкции из минеральной ваты), обеспечивающие свободное перемещение труб при их температурном удлинении.

Минимальное заглубление при бесканальной прокладке принимается от 0,5 до 0,7 м от поверхности грунта. Максимальное заглубление трубопровода принимается из условия прочности его конструкции. Как правило, оно не должно превышать 3 м.

При прокладке тепловых сетей бесканальным способом трубы укладывают на песчаное основание толщиной не менее 100 мм с песчаной обсыпкой не менее 100 мм.

Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0,002.

На расстоянии 30 см над трубопроводом теплосети необходимо проложить предупреждающую (сигнальную) ленту.

1.3.3. Определение монтажной длины трубопровода Lmax, при которой осевое напряжение сжатия σ при нагревании не превышает своего допустимого значения σдоп

Максимальная длина L_max– это максимальное возможное расстояние между условно неподвижной опорой и компенсатором, при котором осевое напряжение в стальной трубе не превышает допускаемого (σ_доп.):

(1.19)

где σ_доп.– допускаемое осевое напряжение в трубе, принимаем из [4] σ_доп.=150Н/мм²для стали Ст-10( ГОСТ 1050);

S– площадь поперечного сечения стенки стальной трубы, мм²;

F– сила трения между грунтом и трубой-оболочкой, Н/м.

Сила трения между грунтом и трубой-оболочкой возникает вследствие давления грунта на наружную поверхность труб. За счет сил трения частично компенсируются температурные удлинения, которые возникают в трубопроводах бесканальной прокладки при увеличении температуры теплоносителя.

Сила трения между грунтом и трубопроводом, действующая на один метр длины трубопровода, определяется по формуле:

(1.20)

где D_об– наружный диаметр полиэтиленовой трубы-оболочки, м;

h– расстояние от поверхности земли до оси трубопровода, м;

ρ – плотность грунта, кг/м³, (для песка принимаемρ=1800кг/м³);

μ – коэффициент трения между грунтом и оболочкой, принимаем равным 0,4;

к₀– коэффициент бокового давления грунта (принимаем к₀=0,5);

g– ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с².

Расчёт произведёт для трубопровода наибольшего диаметра на участке наибольшей длины.

Участок УП2-Н1:

1) L_уч.=18м, принимаем уклон трубопровода минимальнымi=0,002.

2) подбираем диаметры труб при экономически целесообразных потерях напора: d=65 мм;

3) по таблице 2.1 [4] находим для выбранного наружного диаметра трубы d=65 мм площадь поперечного сечения стенки трубыS=688 мм²и наружный диаметр трубы-оболочкиD_об=140 мм.

4) высчитываем расстояние от поверхности земли до оси трубопроводаh(среднее для рассматриваемого участка):

5)находим силу трения между грунтом и трубой-оболочкой:

6) максимальная длина прямой трубы:

7) сравниваем L_maxс длиной участкаL_уч: 69,26 м>18м, следовательно, дополнительной компенсации не требуется.