Тепловые сети — это инженерные сооружения, которые включают в себя изолированные трубопроводы, опоры, компенсаторы, занорно-регулирующую арматуру, контрольно-измерительную аппаратуру, каналы, камеры и павильоны, дюкеры, мачты и эстакады, насосные и дренажные станции.
Существующие способы прокладки тепловых сетей можно разделить на три группы: 1) надземная; 2) подземная в каналах (коллекторах); 3) бескаиальная в грунте. Надземную прокладку тепловых сетей выполняют на низких или высоких опорах, мачтах и эстакадах, а также но пролетам строений мостов и наружным степам промышленных зданий. В конструктивном отношении надземная прокладка теплопроводов является наиболее простой, доступной для профилактического осмотра и ремонта. Для наземной прокладки теплопроводов используют низкие, отдельно стоящие опоры высотой 0,9-1,2 м или мачты требуемой высоты (6,0-8,4 м) в виде железобетонных стоек.
Подземная прокладка тепловых сетей выполняется открытым способом в траншеях или каналах. В водонасыщенных грунтах тепловые сети рекомендуется прокладывать в каналах или коллекторах. Различают непроходимые, полу проходимые (Н < 1600 мм) и про-
ходные (H > 1600 мм) каналы. Наибольшее распространение получила прокладка тепловых сетей в ненроходных каналах. Канал защищает теплопроводы от механического воздействия, препятствует проникновению влаги и электрохимическому взаимодействию с окружающей средой. Однако каналы надежно защищают трубопроводы только при устройстве гидроизоляции и эффективного попутного дренажа. Отсутствие попутного дренажа или отказы в его работе приводят к периодическому (сезонному) подтоплению каналов, разрушению изоляционного слоя и выходу из строя теплопроводов.
Современные строительные конструкции тепловых сетей -каналы, камеры, оноры, эстакады, колодцы дренажных устройств -выполняются из сборного железобетона, что удешевляет изготовление и монтаж. Так, разработаны три типа непроходных каналов: КЛ, состоящий из лотка и плиты; КЛп - плиты днища и лотка; КЛс -из двух лотков. Полупроходные каналы собираются из днищ, стеновых блоков и плит перекрытия.
В сухих грунтах более целесообразной является бесканальная прокладка тепловых сетей (рис. 6.5). которая обеспечивает сокращение земляных и строительно-монтажных работ, экономию сборного железобетона, снижение трудоемкости строительных работ и, следовательно, уменьшение сметной стоимости строительства на 20-25% по сравнению с канальной.
Рис. 6.5. Бесканальная прокладка тепловой сети:
1 - подающий и 2 - обратный трубопроводы, 3 - гравийный и 4 - песчаный фильтры, 5 - дренажная труба, 6 - бетонное основание при слабых грунтах
Для тепловых сетей применяют трубы из углеродистых и низколегированных сталей. Выбор марки стали для труб производится в зависимости от давления и температуры теплоносителя. В строительстве тепловых сетей с давлением до 1.6 МПа (S 16 кг/см") и температурой до 300°С применяют электросварные трубы из стали ВСтЗсп5 с диаметром условного прохода Dy 50, 80, 100, 120, 150/500 мм с шагом 50 мм, Dy 600/ 1000 мм с шагом 100 мм, Dy 200 и 1400 мм.
Трубы и фасонные части теплопроводов соединяются электросваркой. Для соединения трубопроводов с арматурой применяют соединительные части (фитинги) с резьбовыми соединениями или фланцы. Трубопроводная запорная и регулирующая арматура (задвижки, вентили, клапаны) для тепловых сетей применяются преимущественно стальные с ручным и механическим приводом. Арматура с ручным приводом управляется вращением маховика, насажанного на шпиндель, или через редуктор. Приводная арматура снабжается электроприводом.
Для укладки трубопроводов тепловых сетей применяют подвижные и неподвижные опоры. Подвижные опоры в зависимости от способа прокладки и диаметров труб могут быть скользящими, нартовыми и др. При подземной прокладке трубопроводов в непроходных каналах используют скользящие опоры на бетонных подушках, при надземной - катковые. Неподвижные опоры закрепляют отдельные участки, точки трубопровода и воспринимают усилия, возникающие при тепловых удлинениях. Как правило, неподвижные опоры устанавливаются в камерах для фиксации положения арматуры и в местах ответвлений трубопроводов, а также на прямых участках для обеспечения правильной работы компенсаторов тепловых удлинений.
Величина теплового удлинения трубопровода определяется по формуле
где α - коэффициент линейного удлинения, который для трубных сталей равен 12·10-6 град-1;
l - длина участка, м;
t1 и t2 - максимальная и минимальная температура стенки трубы, °С.
Если в трубопроводах не будет компенсации температурных удлинений, тогда при нагревании в трубах могут возникнуть опасные для прочности напряжения. Для компенсации температурных удлинений трубопроводов используются естественные полороты, специальные П-образные, одно- и двухсторонние сальниковые, линзовые и сильфонные компенсаторы.
Для защиты трубопроводов от воздействия окружающей среды и снижения потерь теплоты применяются специальные строительно-изоляционные конструкции (рис. 6.6). Они подразделяются на следующие основные типы: 1) набивные; 2) оберточные (изоляция под сетку); 3) сборные (из скорлуп и сегментов); 4) мастичные; 5) засыпные (минеральные и органические); 6) литые (индустриально-монолитные). В конструкцию входят: 1) антикоррозионный слой из стеклоэмали, кремнийорганических и других красок, наносимый непосредственно на поверхность труб; 2) основной слой тепловой изоляции из материалов, обладающих низкой теплопроводностью (минеральная вата, битумоперлит, армопенобетон, пенопо-лиуритан и др.); 3) покровный слой (гидрозащитное покрытие) из рулонных материалов (изола, бризола и др.). полимерной пленки. стеклоткань на битуморезиновой или битумополимерной мастике, а также трубы из полиэтилена низкого давления. Например, трубопроводы с изоляцией из битумоперлита имеют защитное покрытие из стеклоэмали, теплоизоляцию из битумоперлита и гидрозащитное покрытие из экструдированной полимерной оболочки толщиной 0,5-1,5 мм из полиэтилена. Для гидроизоляции труб с теплоизоляцией из армопенобетона применяют покрытия из брнзоля (изола) и стеклоткань на битумополимерной мастике.
Наиболее надежными гидрозащитными покрытиями являются трубы из полиэтилена низкого давления и кожух из оцинкованной стали. Из всех теплоизоляционных материалов лучшими защитными свойствами обладает пенополиуритан, теплопроводность которого примерно в 3 раза меньше теплопроводности армопенобетона. Поэтому будущее за теплопроводами в защитной полиэтиленовой трубе с теплоизоляцией из пенополиуритаыа, расчетный срок службы которых 25 лет, что на 10 лет больше гарантии завода-изготовителя армопенобетонных изоляционных конструкций трубопроводов тепловых сетей.
Рис. 6.6. Теплоизоляционная конструкция из армопенобетона:
1 - труба; 2 - автоклавный пенобетон; 3 - арматура; 4 - гндрозащита
из трех слоев изола на битумнорезиновой основе; 5 - стальная сетка; 6 -слой асбестоцементной штукатурки; 7-деталь арматуры
• тепловые потери, которые определяются расчетом или по
результатам тепловых испытаний и не должны превышать 5% го-
дового объема отпуска теплоты;
• расход воды, связанный с восполнением непроизводительных
утечек и сливов воды в системе (не более 0,25% объема сети в час);
• расход энергии на перекачку теплоносителя, который зави-
сит от параметров теплоносителя, гидравлического и теплового ре
жима эксплуатации тепловых сетей, совершенства сетевой насос
ной установки и колеблется от 8 до 16 кВтч/Гкал;
• себестоимость транспорта теплоты, которая складывается из
следующих составляющих: 1) отчислений на амортизацию основных
фондов; 2) расходов на обслуживание сетей (заработная плата персо
нала с начислениями); 3) расходов на текущий ремонт; 4) стоимости
восполнения утечек теплоносителя; 5) стоимости тепловых потерь;
6) затрат на перекачку теплоносителя и 7) прочих расходов.
