Компенсационный метод прокладки предизолированных трубопроводов. Принципы расчётов компенсационных зон и компенсационных устройств.

Устройство неподвижных опор для тепловых сетей из ПИ труб Устройство ответвлений на тепловых сетях из ПИ труб. Тепловые камеры и коверы на тепловых сетях. Дренажные и воздуховыпускные устройства на тепловых сетях.

Неподвижные опоры. Для предохранения трубопровода от разрушающих усилий, возникающих при температурных удлинениях, в некоторых случаях надо устанавливать НО, которые представляют собой специальные элементы заводского изготовления, бетонируемые при монтажных работах. Основные случаи установки НО: *при выполнении угла поворота трассы 5-45⁰ НО ставят на расстоянии не > 6м от поворота, *на вводах в здания, когда прямолинейный участок трубы, входящий в здание, > 9м в длину, *при переходе диаметра больше, чем на 1 типоразмер с целью защиты участка с меньшим диаметром трубы, *при разнице диаметра на 1 типоразмер НО может не устанавливаться, но рекомендуется проверять такие ситуации расчётом.

Ответвления. Для предохранения основного трубопровода и его ответвлений от недопустимых напряжений применяют:

*при применении углового тройника ответвления устраивают как Z-образный компенсатор. Если ответвление невозможно выполнить в виде Z-образного компенсатора, ставят НО. (рисунок слева)

*при использовании параллельного тройника ответвление рассматривают как Г-образный участок компенсации (компенсационное плечо принимают с запасом 1,5-2м), * при радиальной компенсации ответвление выполняется не ближе 1/3Lk(DS); ΔL≤50мм (рис. слева), *ответвления от магистрали желательно предусматривать в зоне min перемещений у реальных или условных НО.

Присоединения к внутренним системам домов выполняют:

Тепловые камеры и коверы. Камеры тепловых сетей могут выполняться из сборных бетонных и ж/б элементов или монолитными. Их габаритные размеры определяют из условия удобства и безопасности обслуживания и обеспечения нормативных расстояний между строительными конструкциями и оборудованием. Для спуска в камеру и выхода из неё предусматривают не менее 2 люков, металлические лестницы или скобы. При площади камеры по внутреннему обмеру >6м² устанавливаются 4 люка. Дно устраивается с уклоном 0,002 в сторону приямка для сбора и удаления воды. На всех ответвлениях теплопроводов в камере устанавливают отключающую арматуру. Переход на другой диаметр труб осуществляют в пределах камеры. Min высота камеры принимается 2м.

Устройство ковера: 1 – железобетонный фундаментный блок (ФБС); 2 – кольца железобетонные стеновые; 3 – ж/б перекрытие (колодезное); 4 – люк; 5 – шток ПИ-крана

Дренажные и воздуховыпускные устройства.

В нижних точках теплосети необходимо предусматривать штуцеры с арматурой для дренажа. Допускается предусматривать опорожнение ответвлений в ИТП зданий при наличии в нем дренажной арматуры и сбросного приямка.

Грязевики на сетях следует предусматривать перед насосами и регуляторами.

В высших точках сети, кроме ответвлений и местных изгибов до 1метра, устраиваются развоздушивающие устройства (воздушники).

Не допускается опорожнение теплосети непосредсвенно в тепловые камеры или на поверхность земли.

1. Централизованное теплоснабжение. Теплофикация. Местное и автономное теплоснабжение. Классификация, достоинства и недостатки.

Централизованное теплоснабжение — системы теплоснабжения больших жилых массивов, городов, поселков и пром. предприятий. Источниками теплоты у них служат теплоэнергоцентрали или крупные котельные, имеющие высокие кпд. Централизованные системы теплоснабжения бывают водяные и паровые. Основное преимущество воды как теплоносителя в значительно меньшем расходе энергии на транспортирование единицы теплоты в виде горячей воды, что обусловливается большей плотностью воды. К достоинствам пара следует отнести возможность удовлетворения и отопительных, и технологических нагрузок, а также малое гидростатич. давление. Водяные системы используют для теплоснабжения жилых массивов, общественных и коммунальных зданий, предприятий, использующих горячую воду, а паровые — для промышленных потребителей, которым необходим водяной пар.

Теплофикация -централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях.

Принципиальная тепловая схема ТЭЦ:

1. Паровой котёл

2. Пароперегреватель

3. Паровая турбина с противодавлением

4. Электрогенератор

5. Тепловые потребители

6. Насос

Обычно на ТЭЦ применяются конденсационные турбины с отборами пара для снабжения теплом потребителя, а тепло конденсационного потока пара отдаётся в конденсаторе охлаждающей воде и теряется бесполезно.

Теплофикация значительно уменьшает расход топлива по сравнению с раздельной выработкой.

Недостатки ЦТ: 1. потери теплоты и утечки в тепловых сетях. 2. строительство централизованной системы требует значительных единовременных капитальных вложений.

Классификация ЦТ: 1. По типу и мощности источника: а) централизованное (*от тепловых станций, *от атомных станций), б) децентрализ. (*местное от групповых котельных, *автономное от теплогенераторов); 2. По виду теплоноситля: а) водяные, б) паровые; 3. По способу подачи воды на ГВС: 1) закрытые, 2) открытые; 4. По количеству трубопроводов: а) однотрубные, б) многотрубные.

Регуляторы систем ГВС.

Теплообменники ГВС оборудуются устройствами для поддержания на заданном уровне температуры подогретой воды. Для этой цели используются электронные и регуляторы температуры прямого действия, которые работают без использования электроэнергии, однако без персонала не могут уменьшать температуру горячей воды.

Блочные ТП

Для упрощения процесса проектирования комплектации и монтажа ИТП могут изготавливаться в заводских условиях и поставляться на объект строительства в виде готовых блоков – блочные ИТП.

Компоновку БТП выполняют индивидуально с учётом размера помещения теплопункта. Изготавливают БТП под любые тепловые нагрузки. БТП состоит из узлов отопления, ГВС, вентиляции, учёта тепловой энергии и регулятора расхода. Применение БТП позволяет сократить, по сравнению с традиционными решениям, сроки комплектации и изготовления в 2-3 раза., сроки монтажа в 6-8 раз, снижается стоимость.

 

По зависимой:

 

А) С элеватором.

Б) с трёхходовым клапаном со

смесительным либо циркуляционным насосом.

В) Со смесительным или циркуляционным насосом.

 

По независимой:

 

А) С теплообменником.

Б) С гидравлическим разделителем.

Компенсационный метод прокладки предизолированных трубопроводов. Принципы расчётов компенсационных зон и компенсационных устройств.

Компенсационный метод – использование естественной компенсации за счёт изменения направления трубопроводов, образующих самокомпенсирующие участки Г, П и Z-образной форм. Между стенкой траншеи и трубопроводом в местах изменения направления перед обратной засыпкой устанавливаются подушки из вспененного полиэтилена (ПЭ), обеспечивающие свободное перемещение труб при их температурном удлинении. Проектирование заключается в определении длины трубопровода Lmax, при которой осевое напряжение сжатия σ не превышает при нагревании своего допустимого значения. Используя эти длины, принимают конфигурацию трассы т.о., чтобы избежать установки неподвижных опор.

Особенности температурных напряжений ПИ труб. С увеличением t⁰ ПИ трубы расширяются и в них возникают механические напряжения. Есть 2 предельных случая температурной нагрузки трубопроводов: *труба нагрета равномерно и не закреплена – длина трубы увеличивается до max размера, соответствующего t⁰ нагрева, а напряжение в трубе отсутствует; *концы разогреваемой трубы неподвижны (неподвижная опора) – увеличение длины трубы не происходит, но в трубе возникает max по величине сжимающие напряжения.

В реальности ПИ трубы засыпаны грунтом и свободного расширения не бывает – в трубах возникают температурные напряжения. ПРИМЕР: *свободное расширение ПИ трубы при L=10м Δt⁰=100⁰, ΔL=12мм. При этом напряжений нет (σ=0); *оба конца трубы жёстко закреплены – L=10м, Δt=100⁰, ΔL=0, σ=240Н/мм.

Расчёт температурных деформаций труб. 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.): , где σ_доп. – допускаемое осевое напряжение в трубе; 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:

Н/м, где D_об – наружный диаметр полиэтиленовой трубы-оболочки, м; h – расстояние от поверхности земли до оси трубопровода, м; ρ – плотность грунта, кг/м³; μ – коэффициент трения между грунтом и оболочкой; К₀ – коэффициент бокового давления грунта; g – ускорение свободного падения, =9,81 м/с².

L_max мб увеличена путём: *применения труб с повышенной толщиной стенки, *уменьшения коэффициента трения обёртыванием ПИ трубы ПЭ плёнкой, *уменьшения глубины прокладки труб, *повышения качества сварных швов.

Для обеспечения прочности трубопроводов длина прямых участков не должна превышать 2Lmax, причём в центре прямого участка удлинение ΔL=0 и возникает условно неподвижная (мнимая) опора, где трубопровод условно фиксируется, а на его свободных концах появляется удлинение ΔL.

Компенсационные зоны. При изменениях t⁰ теплоносителя необходимо обеспечить расчётные перемещения плеч компенсаторов, засыпанные грунтом. Зона компенсации – площадь, ограниченная длиной компенсационного плеча с одной стороны и выступающим удлинением трубопроводов, в которой происходит перемещение трубопроводов. Для этого используют подушки из вспененного ПЭ длиной 1м, толщиной 40мм, сжатие которых составляет 50%. Перемещение компенсатора величиной 10мм и < не требует установки подушек. Количество подушек, устанавливаемых по длине компенсатора, должно обеспечить покрытие 2/3Lк.

Принцип расчёта компенсационных устройств.

Г-образный компенсатор: Z-образный компенсатор

П-образный компенсатор

Lk(DSг) – длина компенсационной зоны

Lz – вылет компенсатора

Lсп – длина спинки компенсатора

Н – вылет компенсатора

Необходимые условия для использования П-образного компенсатора: *L1≥Lmax, *L2≥Lmax, *0.5H≤Lсп≤Н, *0,05L1/L2 <2

Если длина спинки компенсатора > вылета, то П-образный компенсатор рассматривают как 2 Z-образных.

Устройство неподвижных опор для тепловых сетей из ПИ труб Устройство ответвлений на тепловых сетях из ПИ труб. Тепловые камеры и коверы на тепловых сетях. Дренажные и воздуховыпускные устройства на тепловых сетях.

Неподвижные опоры. Для предохранения трубопровода от разрушающих усилий, возникающих при температурных удлинениях, в некоторых случаях надо устанавливать НО, которые представляют собой специальные элементы заводского изготовления, бетонируемые при монтажных работах. Основные случаи установки НО: *при выполнении угла поворота трассы 5-45⁰ НО ставят на расстоянии не > 6м от поворота, *на вводах в здания, когда прямолинейный участок трубы, входящий в здание, > 9м в длину, *при переходе диаметра больше, чем на 1 типоразмер с целью защиты участка с меньшим диаметром трубы, *при разнице диаметра на 1 типоразмер НО может не устанавливаться, но рекомендуется проверять такие ситуации расчётом.

Ответвления. Для предохранения основного трубопровода и его ответвлений от недопустимых напряжений применяют:

*при применении углового тройника ответвления устраивают как Z-образный компенсатор. Если ответвление невозможно выполнить в виде Z-образного компенсатора, ставят НО. (рисунок слева)

*при использовании параллельного тройника ответвление рассматривают как Г-образный участок компенсации (компенсационное плечо принимают с запасом 1,5-2м), * при радиальной компенсации ответвление выполняется не ближе 1/3Lk(DS); ΔL≤50мм (рис. слева), *ответвления от магистрали желательно предусматривать в зоне min перемещений у реальных или условных НО.

Присоединения к внутренним системам домов выполняют:

Тепловые камеры и коверы. Камеры тепловых сетей могут выполняться из сборных бетонных и ж/б элементов или монолитными. Их габаритные размеры определяют из условия удобства и безопасности обслуживания и обеспечения нормативных расстояний между строительными конструкциями и оборудованием. Для спуска в камеру и выхода из неё предусматривают не менее 2 люков, металлические лестницы или скобы. При площади камеры по внутреннему обмеру >6м² устанавливаются 4 люка. Дно устраивается с уклоном 0,002 в сторону приямка для сбора и удаления воды. На всех ответвлениях теплопроводов в камере устанавливают отключающую арматуру. Переход на другой диаметр труб осуществляют в пределах камеры. Min высота камеры принимается 2м.

Устройство ковера: 1 – железобетонный фундаментный блок (ФБС); 2 – кольца железобетонные стеновые; 3 – ж/б перекрытие (колодезное); 4 – люк; 5 – шток ПИ-крана

Дренажные и воздуховыпускные устройства.

В нижних точках теплосети необходимо предусматривать штуцеры с арматурой для дренажа. Допускается предусматривать опорожнение ответвлений в ИТП зданий при наличии в нем дренажной арматуры и сбросного приямка.

Грязевики на сетях следует предусматривать перед насосами и регуляторами.

В высших точках сети, кроме ответвлений и местных изгибов до 1метра, устраиваются развоздушивающие устройства (воздушники).

Не допускается опорожнение теплосети непосредсвенно в тепловые камеры или на поверхность земли.

1. Централизованное теплоснабжение. Теплофикация. Местное и автономное теплоснабжение. Классификация, достоинства и недостатки.

Централизованное теплоснабжение — системы теплоснабжения больших жилых массивов, городов, поселков и пром. предприятий. Источниками теплоты у них служат теплоэнергоцентрали или крупные котельные, имеющие высокие кпд. Централизованные системы теплоснабжения бывают водяные и паровые. Основное преимущество воды как теплоносителя в значительно меньшем расходе энергии на транспортирование единицы теплоты в виде горячей воды, что обусловливается большей плотностью воды. К достоинствам пара следует отнести возможность удовлетворения и отопительных, и технологических нагрузок, а также малое гидростатич. давление. Водяные системы используют для теплоснабжения жилых массивов, общественных и коммунальных зданий, предприятий, использующих горячую воду, а паровые — для промышленных потребителей, которым необходим водяной пар.

Теплофикация -централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях.

Принципиальная тепловая схема ТЭЦ:

1. Паровой котёл

2. Пароперегреватель

3. Паровая турбина с противодавлением

4. Электрогенератор

5. Тепловые потребители

6. Насос

Обычно на ТЭЦ применяются конденсационные турбины с отборами пара для снабжения теплом потребителя, а тепло конденсационного потока пара отдаётся в конденсаторе охлаждающей воде и теряется бесполезно.

Теплофикация значительно уменьшает расход топлива по сравнению с раздельной выработкой.

Недостатки ЦТ: 1. потери теплоты и утечки в тепловых сетях. 2. строительство централизованной системы требует значительных единовременных капитальных вложений.

Классификация ЦТ: 1. По типу и мощности источника: а) централизованное (*от тепловых станций, *от атомных станций), б) децентрализ. (*местное от групповых котельных, *автономное от теплогенераторов); 2. По виду теплоноситля: а) водяные, б) паровые; 3. По способу подачи воды на ГВС: 1) закрытые, 2) открытые; 4. По количеству трубопроводов: а) однотрубные, б) многотрубные.