2.8 Схемы
тепловых сетей
Принятая схема тепловых сетей определяет надежность, маневренность, удобство эксплуатации и экономичность.
Тепловые
сети строятся по иерархии:
а)
высший уровень – магистральные тепловые сети, соединяющие источник тепла с
крупными районными тепловыми узлами (РТП).
б)
низший уровень – распределительные тепловые сети, с помощью которых тепло
транспортируется групповые или индивидуальные тепловые пункты.
Магистральные
тепловые сети выполняются радиальными или кольцевыми. Достоинством кольцевых
теплосетей является надежность теплоснабжения, возможность резервирования тепловых
мощностей.
Распределительные тепловые
сети подключаются к магистральным через водоводяные теплообменники или с
помощью смесителей (насосов, эжекторов). В первом случае местные системы
теплоснабжения являются независимыми, так как давление в местной тепловой сети
не зависит от давления в магистральном трубопроводе.
При
проектировании теплоснабжения необходимо прежде всего выбрать направление
(трассу) тепловых сетей. Выбор осуществляется с учетом геодезической съемки
местности, планов подземных и наземных сооружений и коммуникаций,
характеристики грунтов и уровня стояния грунтовых вод.
По трассе строится
продольный профиль теплосети, на котором наносятся планировочные отметки и
другие показатели (уклоны, уровень стояния подземных вод и т.д. По выбранной трассе тепловых сетей на основе
тепловых нагрузок потребителей определяются ориентировочные диаметры
трубопроводов, типы и расположение компенсаторов, опор, арматуры.
Прокладка
тепловых сетей может быть как подземной, так и надземной. Надземная прокладка
тепловых сетей по затратам на строительство более экономична, чем подземная.
Подземные
трубопроводы прокладываются в проходных (а), полупроходных, непроходных каналах
(б) или бесканальным (в) способом (рисунок 2.31).
В
проходных каналах (коллекторах 1), помимо трубопроводов прямой (2) и обратной
(3) магистралей, прокладываются паропроводы (4), водопровод (5),телефонные и
электрические кабели (6). Трубопроводы прокладываются на опорах 7. Высота и
ширина коллекторов позволяет производить обслуживание и ремонт проложенных в
нем коммуникаций.
В
непроходных каналах трубопроводы размещаются на опорах в специальных бетонных
лотках, что позволяет предохранить их от воздействия грунтовых вод. При
бесканальной прокладке, которая на 25÷30% дешевле канальной непроходной
прокладки) трубопроводы укладываются
непосредственно в
земле (обычно трубы диаметром менее 300 мм).
1 – коллектор, 2 и 3 – трубопроводы прямой и обратной магистрали,
4 – паропровод, 5 – городской водопровод, 6 – телефонные и
электрические кабели,
7 – опоры, 8 – бетонные лотки, 9 – песчано-галечная засыпка (подушка)
Рисунок 2.31 – Схемы подземной прокладки тепловых
сетей
На подземных теплопроводах необходимое оборудование (задвижки, воздушники, дренажные устройства) размещаются в специальных камерах (колодцах). Наземные теплопроводы прокладываются над землей на стоящих опорах и эстакадах.
Теплопроводы
выполняются из стальных труб. Для уменьшения потерь тепла, снижения уровня
падения температуры теплоносителя по длине трассы и снижения температуры на
поверхности теплопровода используется тепловая изоляция. В качестве
изоляционных материалов используется минеральная и стеклянная вата,
совелитовые, вулканитовые и другие материалы с низким коэффициентом
теплопроводности. Тепловая изоляция выполняется в виде оберточных материалов,
штучных (плит, блоков) или монолитных (заливочных) изделий.
Опоры
теплопроводов выполняются свободными (подвижными) и неподвижными («мертвыми»).
Подвижные опоры не только воспринимают весовые нагрузки труб, заполненных водой, и обеспечивают свободное их перемещение при температурных деформациях. Подвижные опоры выполняются скользящими (рисунок 2.32, схема «а»), роликовыми (б), катковыми, подвесными.
Неподвижные
опоры разделяют теплопровод на независимые по температурным деформациям
участки, что позволяет устранить нарастание усилий деформаций.
Для
устранения усилий при тепловом удлинении труб широкое применение находят
компенсаторы. По принципу работы компенсаторы делятся на осевые и радиальные
1 – теплопровод, 2 – тепловая изоляция, 3 – опорный полуцилиндр,
4 – стальная скоба (плита), 5 – бетонный камень, 6 – ребро скольжения,
7 – ролик, 8 – цапфа
Рисунок 2.32 – Схемы скользящей (а) и роликовой (б)
подвижных опор
Осевые компенсаторы (сальниковые
и линзовые, рисунок 2.33) устанавливаются на прямых участках теплопроводов
между неподвижными опорами. Радиальные компенсаторы могут использоваться в
тепловых сетях любой конфигурации.
1 – корпус, 2 – стакан, 3 –
фланец, 4 – упорное кольцо, 5 – сальниковая набивка,
6 – грундбукса, 7 – болт, 8
– трехволновый компенсатор, 9 – обтекатель
Рисунок 2.33 – Сальниковый (а) и линзовый (б)
компенсаторы
В сальниковых компенсаторах (а) в процессе эксплуатации сальниковая набивка (асбестовый шнур, резина) изнашивается, что приводит к утечкам теплоносителя из трубопроводов. В связи с этим возникает необходимость периодического уплотнения набивки с помощью грундбуксы (6) и болтов (7).
Линзовые компенсаторы имеют
относительно небольшую компенсирующую способность и используются при давлениях
воды не превышающих 0,5 МПа. При
большем давлении воды волны могут вспучиваться.
Радиальные
компенсаторы основаны на использовании естественной компенсации в результате
изгиба (деформации) трубопроводов (рисунок 2.34).
1 – П-образный, 2 – S-образный, 3 –
омегообразный,
4 – лирообразный, 5 – Г-образный
Рисунок 2.34 – Типы радиальных компенсаторов