7.2. Прокладки тепловых сетей
Трассировка ТС производится в соответствии с генпланом промплощадки предприятия или района застройки с учётом материалов геодезической съемки, плана существующих и намечаемых к строительству надземных и подземных коммуникаций и сооружений, данных геологических изысканий о характеристике грунтов и высоте грунтовых вод. Магистрали необходимо прокладывать по центрам концентрации тепловых нагрузок, минимизируя длину магистральных и распределительных теплопроводов и объем работ по их строительству.
При этом должен быть обеспечен нормативный уровень надёжности и качества теплоснабжения потребителей, а также эксплуатационной безопасности ТС. В частности, запрещена совместная прокладка ТС с кислородопроводами, газопроводами, трубопроводами сжатого воздуха с давлением выше 1,6 МПа, трубопроводами легко воспламеняющихся и ядовитых сред, фекальной и ливневой канализации. Выбранное направление трассы ТС с учетом норм приближения к сооружениям и смежным коммуникациям наносится на план геодезической съемки. Прокладка ТС бывает надземной и подземной.
Надземная прокладка
Надземная прокладка применяется при строительстве ТС предприятий, где технологическая целесообразность превалирует над внешним восприятием, а также вне зоны жилой застройки городов. Надземные теплопроводы обычно прокладываются на отдельно стоящих опорах (низких или высоких), вантовых конструкциях и эстакадах. Прокладка на низких опорах применяется в основном для магистральных теплопроводов на участке от ИТ до зоны промышленной или гражданской застройки. При этом между изолированной поверхностью теплопровода и поверхностью земли просвет должен быть не менее 0,35 м, если ширина группы труб теплопровода не превышает 1,5 м, а если превышает 1,5 м – просвет должен быть не менее 0,5 м.
Высокие отдельно стоящие опоры могут выполняться жесткими, гибкими и качающимися. Материалы для мачт выбираются в зависимости от типа и назначения прокладки.
Водяные, паровые и конденсатные сети и другие трубопроводы предприятий обычно прокладываются совместно на эстакадах. Расстояния между железобетонными или металлическими стойками эстакад принимают равными от 6 до 24 м. Пролёты между стойками перекрывают железобетонными балками, на которых раскладывают траверсы, приваренные к стойкам. Масса трубопровода с теплоносителем воспринимается подвижными опорами. Опоры труб большого диаметра устанавливают над стойками, а малого диаметра на траверсах.
Компенсация температурных удлинений теплопроводов обеспечивается с помощью гибких компенсаторов и самокомпенсации (углы поворота, участки подъёма и опускания труб). Для фиксирования трубопроводов от воздействия температурных нагрузок и усилий от внутреннего давления устанавливают неподвижные опоры, а компенсаторы – между ними.
Подземная прокладка
В ТС наибольшее применение получили подземные теплопроводы. Они делятся на две группы - канальные и бесканальные. В канальных теплопроводах изоляционная конструкция разгружена от внешних нагрузок стенками канала. В бесканальных теплопроводах изоляционная конструкция испытывает нагрузку грунта. Каналы бывают проходными, полупроходными и непроходными ( рис 7.2). Они представляют собой сборные железобетонные конструкции. Работы по прокладке и сборке теплопроводов производятся с помощью экскаваторов и подъемно-транспортных машин, что существенно сокращает сроки и стоимость строительства ТС.
|
|
|
а) Проходной канал (тоннель) 1, 2 – обратный и подающий трубопроводы; 3 – водопровод; 4 – кабели связи; 5 – силовые кабели (до 10 кВ); 6 – стенка канала |
б) Полупроходной канал 1 – Ребристый блок перекрытия; 2 – стеновой блок; 3 – блок днища; 4 – бетонная подготовка; 5 –подготовка из щебёнки; 6 - опорные плиты |
в) Непроходной канал 1 – трубопровод; 2 - антикоррозионное покрытие; 3 - теплоизоляционный слой; 4 – защитное покрытие (сетка) |
Рис. 7.2. Типы каналов подземной прокладки
Из всех подземных теплопроводов наиболее надежными, но и более дорогими являются теплопроводы в проходных каналах (рис 7.2 а). Их основное преимущество заключается в возможности постоянного доступа к ТС для эксплуатационного обслуживания и ремонта. Применяются они на выводах ИТ и магистральных участках теплопроводов промплощадок крупных предприятий и городов.
При этом в общем проходном канале прокладываются все трубопроводы производственного назначения (паропроводы, водоводы, воздуховоды и др.) и инженерных сетей города, за исключением указанных ранее. Высота канала в свету не должна быть меньше 1,8 м, а ширина прохода для обслуживания – 0,7 м. Канал (городской тоннель) обеспечивается приточно-вытяжной вентиляцией для поддержания температуры воздуха в каналах не выше 40°С (при ремонтных работах не выше 33 °С), электрическим освещением низкого напряжения (до 30 В), оборудованием для быстрого отвода воды из канала в канализацию.
Если количество параллельно прокладываемых трубопроводов невелико (2-4), но к ним необходим постоянный доступ, теплопроводы прокладываются в полупроходных каналах (рис 7.2 б). Габариты таких каналов выбирают из условия прохода по ним человека в полусогнутом состоянии. Высота в свету в них должна быть не менее 1,4 мм.
Наиболее широкое применение получила прокладка ТС в непроходных каналах (рис 7.2 в). Наличие свободного объёма в канале по сравнению с бесканальным теплопроводом обеспечивает условия для высыхания тепловой изоляции, что снижает тепловые потери и уменьшает опасность химической и электрохимической наружной коррозии подземного теплопровода (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Температура воздуха в ячейке непроходного канала
1 – воздушный зазор; 2 – слой изоляции; 3 – внутренняя поверхность канала
Обычно глубина заложения теплопровода от перекрытия до поверхности земли составляет не менее 0,5м. Для облегчения опорожнения и дренажа теплопроводы прокладывают с уклоном не менее 0,002.
На рис. 7.4 для иллюстрации применения строительных конструкций ТС приведена трасса и профиль подземного теплопровода в непроходном канале.
Рис. 7.4. План трассы (а) и профиль теплопровода (б) в непроходном канале
К – камера; НК – ниша компенсатора; НО – неподвижная опора; 1 – черные отметки земли; 2 – планировочные отметки земли; 3 – водосток; 4 – канализация; 5 – водопровод; 6 – электрокабель
В местах установки задвижек, дренажной и другой арматуры с целью обслуживания строятся подземные камеры К высотой в свету не менее 1,8-2,0 м с выходными люками (не менее двух). В днище камеры должны быть приямки для сбора, спуска и откачки дренажных вод. На магистралях с Dу ≥ 500 мм, оборудованных крупногабаритными задвижками с электроприводом, вместо камер вне проезжей части дорог строятся надземные павильоны.
На прямых участках теплопроводов с П-образными компенсаторами сооружаются ниши НК с выносом в одну или обе стороны. Участок самокомпенсации (с углом поворота 90 °) ограничивается с двух сторон неподвижными опорами НО. На прямых участках установка НО предпочтительна в камерах К.
При прокладке канала ниже уровня грунтовых вод необходимо предусматривать попутный дренаж с уклоном не менее 0,003. Для попутного дренажа применяются трубы со сборными элементами или трубофильтры из крупнопористого бетона.
Достаточно широкое распространение получили бесканальные теплопроводы (рис. 7.5), поскольку инвестиции в их строительство меньше, чем в канальные теплопроводов.
Рис. 7.5. Двухтрубный бесканальный теплопровод
1 – слой изоляции подающего трубопровода; 2 – гидроизоляционная оболочка обратного трубопровода; 3 – гравийный фильтр; 4 – песчаный фильтр; 5 – дренажный трубопровод; 6 – бетонное основание (при слабых грунтах)
В современных условиях строительство бесканальных теплопроводов производится с применением изолированных трубопроводов заводской готовности и полностью механизировано. На строительство ТС доставляют изолированные трубы длиной до 12 м. Теплоизоляционная конструкция (ТИК) представляет собой слой ячеистого пенополимерного материала 1 (пенополиуретан ППУ, пенопласт ФФ и т.п.) и гидроизоляционной полиэтиленовой оболочки 2, которые наносятся на трубу в заводских условиях. Средняя теплопроводность пенополимеров составляет 0,03-0,06 Вт/(м·К), что существенно ниже теплопроводности армопенобетона, битумоперлита и др.
Слабый грунт с несущей способностью менее 0,15 МПа заменяют песчаной засыпкой 4 на бетонном основании 6, а при прокладке теплопровода ниже уровня грунтовых вод предусматривается попутный дренаж 5, за исключением трубопроводов в полиэтиленовой оболочке.
Следует иметь в виду, что при бесканальной прокладке часть участков прокладывается в каналах (отводы от коллектора ИТ, вводы в ИТП и ЦТП, пересечения с проезжей частью автодорог и т.п.). При компенсации температурных расширений с помощью П-, Г-, Z-образных компенсаторов и углов поворота необходимо использовать амортизирующие прокладки или каналы.