1.4. Трубопроводи та обладнання

Теплова енергія, що вироблена джерелом теплопостачання, надходить споживачам теплоти по теплопроводам, що називаються тепловими мережами. Один з теплопроводів називається подаючим, а інший - зворотнім. Крім подавального і зворотного теплопроводів можуть бути прокладені теплопроводи гарячого водопостачання. По подавальному теплопроводу напрямок руху теплоносія від джерела теплопостачання до споживачів теплоти, а по зворотному теплопроводу відбувається повернення охолодженого теплоносія від споживачів теплоти в джерело теплопостачання.

Теплові мережі виконуються в основному із сталевих труб. Застосовують переважно безшовні гарячеформовані труби за ТУ 14-3-190-82 умовним діаметром 50...400 мм, прямошовні (ГОСТ 10705-80) або спірально-шовні (ТУ 14-3-808-78) електрозварні труби діаметром понад 400 мм. Для теплових мереж гарячого водопостачання після ЦТП в закритих системах теплопостачання застосовують оцинковані водогазопровідні труби за ГОСТ 3262-75* діаметром 25...150 мм.

Окремі труби між собою, а також з фасонними деталями та обладнанням з'єднують електродуговим зварюванням. Газове зварювання використовують для з'єднання труб діаметром до 50 мм. З'єднання трубопроводів на фланцях застосовують тільки при встановленні фланцевої арматури (засувки, вентилів, кранів).

Неметалеві труби (азбестоцементні, полімерні, скляні та ін.) значного поширення поки що не дістали в зв’язку з порівняно низькою допустимою температурою теплоносія (до 115 °С) і обмеженим сортаментом.

Останнім часом у сільській місцевості почали застосовувати при безканальному прокладанні водяних теплових мереж діаметром 100, 150, 200, 250 і 300 мм високоміцні азбестоцементні труби марок ВТ9 і ВТ12 за ГОСТ 539-80, розраховані на робочий тиск 0,9 і 1,2 МПа та температуру до 115°С. Ці труби випускають умовним діаметром від 50 до 300 мм при товщині стінки від 9 до 27 мм і завдовжки 3,4 і 6,0 м. Для з'єднання труб між собою використовують серійно виготовлювані муфти САМ-9 і САМ-12 з ущільнювальними кільцями з теплостійкої гуми марки ІРП-1220 за ГОСТ 5228-76.

При зміні діаметрів трубопроводів, у місцях повороту траси, її відгалужень та встановлення арматури повинні робитися вставки зі сталевих труб. Азбестоцементні труби з'єднуються зі сталевими відводами й патрубками за допомогою муфт САМ-2-ТП, що самоущільнюються. Вони, крім того, є компенсаторами лінійних (теплових) подовжень.

Для відключення окремих ділянок теплової мережі зі сталевих труб і регулювання кількості теплоносія, що подається споживачам, використовують чавунну та сталеву запірно-регулюючу арматуру: засувки, вентилі, крани тощо. Принцип дії цієї арматури описано далі, а технічні характеристики наведено в довідниках.

Компенсатори та опори

У трубопроводах теплової мережі, по яких рухається високотемпературний теплоносій, виникають теплові напруги, що спричинюють теплове подовження труб.

Теплове подовження сталевих труб визначають за формулою, мм

(1.3)

де - коефіцієнт лінійного розширення вуглецевих трубних сталей, при , , - довжина розрахункової ділянки трубопроводу, м; - максимальна температура стінки труби, її беруть рівною максимальній температурі теплоносія, ⁰С; - мінімальна температура стінки труби, її беруть рівною розрахунковій температурі зовнішнього повітря для опалення, °С.

Так, при ℓ = 100м, = 150 ºС, = -40ºС, = 238 мм, тобто теплові подовження трубопроводів теплової мережі можуть бути значними й спричинювати недопустимі деформації або навіть руйнування труб.

Для компенсації (усунення) теплових подовжень трубопроводів застосовують гнучкі компенсатори з труб (П-подібні), а також кути поворотів трубопроводів від 90 до 130° (самокомпенсація). Крім того, використовують сальникові, сильфоні та інші види сталевих компенсуючих пристроїв.

Гнучкі компенсатори, що усувають теплові подовження за рахунок пружної деформації, виготовляють із труб того самого діаметра та якості, що й трубопроводи теплової мережі, прості за конструкцією й надійні в експлуатації, проте мають великі габарити й характеризуються підвищеним гідравлічним опором (рис. 1.5.). Їх згідно із СНиП 2.04-07-86 рекомендується застосовувати для компенсації теплових подовжень незалежно від параметрів теплоносія, способу прокладання й діаметра труб. Компенсуюча здатність (тобто здатність сприймати теплові подовження) гнутих компенсаторів залежить від діаметра труб і знаходиться в межах 200...600 мм.

Рис. 1.5. Схема гнучкого П-подібного компенсатора в непрохідному каналі теплової мережі