• распределительные - межквартальные, ответвляющиеся от
магистральных тепловых сетей и обеспечивающие теплотой отдельные кварталы города, ЦТП и предприятия средней величины;
• внутриквартальные - тепловые сети, отходящие от распределительных или магистральных сетей, ЦТП и заканчивающихся в
индивидуальных тепловых пунктах (ИТГТ) потребителей.
При выборе трассы тепловых сетей следует учитывать ряд технико-экономических рекомендаций:
• прокладка тепловых сетей должна совмещаться с другими
инженерными сетями города;
• трассы магистральных сетей должны быть максимально короткими и проходить вблизи центров тепловых нагрузок;
• тепловые сети должны быть дешевыми в сооружении и надежными в эксплуатации, а их прокладка и архитектурное оформление должны отвечать требованиям ремонтопригодности, безопасности движения и эстетического восприятия.
После разработки тепловой карты города составляется схема гидравлического расчета тепловой сети (рис. 6.3), на которой в произвольном масштабе изображаются источник теплоты, трассы магистральных, распределительных и внутриквартальных сетей. Все рас четные участки тепловой сети нумеруют в направлении от источника к потребителям. Расчетным считается участок трубопровода между двумя смежными ответвлениями. Далее на схему наносят в виде флажков значения тепловых нагрузок (Q, Гкал/ч), расхода (G, т/ч) и скорости {V, м/с) теплоносителя, а также длину расчетного участка (/, м) и удельные потери давления в трубопроводе (ЛЯ, Па/м).
В задачу гидравлического расчета тепловых сетей входит:
• определение диаметров трубопроводов, потерь давления и
конечных параметров теплоносителя в различных точках сети при
заданных расходах и начальных параметрах теплоносителя;
определение пропускной способности трубопроводов, падения давления в сети при известном диаметре трубопроводов и заданной потере давления.
Гидравлический расчет радиальных тупиковых сетей выполняется при помощи номограмм и таблиц, а сложных и кольцевых - на ЭВМ по специальным программам. Критерием для определения оптимального диаметра тепловых сетей являются удельные потери давления и скорость движения воды в трубопроводах.
Гидравлический расчет выполняется в следующей последовательности:
• выбирается основная расчетная магистраль до наиболее
удаленного потребителя;
• принимаются удельные потери давления на трение для магистральных сетей А/г < 8 кг/(м -м);
• по таблицам (номограммам) для гидравлического расчета
определяются диаметры трубопроводов и уточняются действительные удельные потери давления на трение и скорость по участкам
основной расчетной магистрали, которая не должна превышать V=
= 2,5...3 м/с.
Результаты гидравлического расчета представляются в табличной форме, на расчетной схеме и в виде пьезометрического графика (рис. 6.4). Они являются исходной базой для:
• определения объема работ и капитальных вложений в тепловые сети;
• выяснения условий и режимов эксплуатации тепловых сетей;
• установления характеристик и выбора сетевых и подпиточных насосов;
• определения схем подключения индивидуальных тепловых
пунктов потребителей.
Тепловой расчет выполняется с целью определения тепловых потерь, падения температуры теплоносителя и выбора конструкции тепловой изоляции теплопровода. При расчете потерь теплоты необходимо учитывать: способ прокладки, глубину заложения, температуру и свойства грунта, расстояние между трубопроводами, температуру теплоносителя.
Тепловые сети - это инженерные сооружения, которые включают в себя изолированные трубопроводы, опоры, компенсаторы, запорно-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) бесканальная в грунте.
Надземную прокладку тепловых сетей выполняют на низких или высоких опорах, мачтах и эстакадах, а также по пролетам строений мостов и наружным стенам 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, полупроходимые (Я < 1600 мм) и проходные (Н > 1600 мм) каналы. Наибольшее распространение получила прокладка тепловых сетей в непроходных 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, опоры, 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, 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.
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 (< 16 кг/см") и температурой до ЗОО°С применяют электросварные трубы из стали ВСтЗсп5 с диаметром условного прохода Dy50, 80, 100, 120, 150+500 мм с шагом 50 мм, Dy600-rl 000 мм с шагом 100 мм, Dy1200 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.
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 повороты, 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. 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 бризоля (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 пенополиуритана, расчетный срок службы которых 25 лет, что на 10 лет больше гарантии завода-изготовителя армопенобетонных изоляционных конструкций трубопроводов тепловых сетей.