Устройство тепловых сетей
Наружные тепловые сети состоят: из трубопроводов; тепловой изоляции; антикоррозионной защиты трубопроводов; трубопроводной запорно-регулирующей и измерительной арматуры и линейного оборудования; компенсаторов; дренажных устройств; строительных конструкций, ограждающих трубопровод; сооружений на тепловых сетях.
Для трубопроводов наружных тепловых сетей, (теплопроводов) используют стальные бесшовные или электросварные трубы. Фасонные части, устанавливаемые на наружных теплопроводах (отводы, переходы и пр.)г должны быть также стальными сварными, гнутыми или штампованными.
Тепловую, изоляцию теплопроводов устраивают, чтобы избежать непроизводительных потерь тепловой энергии в окружающую среду по пути следования теплоносителя от места его приготовления до потребителей. Уменьшая непроизводительные потери тепла, тепловая изоляция одновременно защищает металлические поверхности труб, оборудования и изделий от разрушающего влияния влаги.
В качестве тепловой изоляции используют различные материалы, обладающие низким коэффициентом теплопроводности, долговечностью, достаточной механической прочностью, малой гигроскопичностью. Кроме того, тепловая изоляция должна иметь хорошую тепло- и влаго- устойчивость и гидрофобность; при малой теплоустойчивости тепловая изоляция может преждевременно разрушиться, а при высокой влажности повышается ее теплопроводность.
Для тепловой изоляции применяют минеральную вату, перлитобетонные и пенопластовые скорлупы, литые армопенобетонные и битумоперлитные покрытия труб и пр. Конструктивно тепловая изоляция может быть мастичной, формовочной (штучной, сегментной), засыпной (набивной), оберточной и литой.
Антикоррозионное покрытие наружной поверхности труб и оборудования делают для защиты их от коррозии, которая интенсивно действует на металл трубопроводов, проложенных в земле. Для антикоррозионных покрытий используют лаки, краски, эмали, мастики, рулонные материалы и пр.
Антикоррозионные покрытия, как правило, выполняют в заводских условиях; на строительной площадке заделывают только стыки трубопроводов после их испытания на прочность и плотность и исправляют возможные повреждения антикоррозионного покрытия, появившиеся при транспортировании, разгрузке или монтаже трубопроводов. При этом следует знать, что поврежденную заводскую изоляцию восстановить на строительной площадке довольно сложно. Поэтому при разгрузке и монтаже труб, покрытых антикоррозионной изоляцией, следует осторожно обращаться с ними, так как изоляция не обладает высокой механической прочностью. Захватывать трубы крюками, обматывать их канатами можно только за неизолированные концы (по 300 мм на каждом конце). Опирать трубы следует также на их концы.
В качестве трубопроводной запорно-регулирующей арматуры используют стальные задвижки различных конструкций. Задвижки устанавливают для отключения отдельных участков теплопровода и для регулирования расхода теплоносителя.
Измерительная арматура — манометры и термометры служит для измерения давления и температуры теплоносителя.
Краны применяют для выпуска воздуха из трубопровода при его заполнении теплоносителем, а также для выпуска теплоносителя из труб.
Стальные трубы под действием температуры теплоносителя деформируются: с увеличением нагрева — удлиняются, при падении температуры — укорачиваются. Эта способность стальных труб к деформации в пределах допускаемых напряжений в металле труб называется естественной компенсацией или самокомпенсацией. Деформация теплопровода происходит за счет упругих свойств металла, изменения геометрической формы трубопровода и эластичности его углов и изгибов.
Для восприятия температурных удлинений и разгрузки трубопроводов от температурных напряжений на тепловых сетях устраивают компенсирующие устройства: сальниковые или П-образные компенсаторы.
Дренажные устройства предназначены для искусственного осушения грунта в месте укладки тепловых сетей, понижения уровня грунтовых вод и защиты от их проникновения в каналы тепловых сетей и далее к трубопроводам. При незначительном притоке воды и низком уровне грунтовых вод достаточно уложить под основание канала для дренажа слой крупнозернистого песка или гравия. В тех случаях, когда уровень грунтовых вод высокий, под основание канала укладывают слой песка или гравия, а также дренажные трубы (керамические, асбестоцементные или бетонные диаметром не менее 150 мм), располагаемые параллельно каналу с одной или двух его сторон либо под основанием канала. Дренажные трубы засыпают песком или гравием.
Вода в дренажных трубах движется самотеком, поэтому трубы прокладывают с единым уклоном на всем протяжении от места сбора грунтовых вод до места сброса их в ливнесток. Продольный уклон дренажной линии должен быть не менее 0,003. Через каждые 35— 40 м на дренажной линии устанавливают смотровые дренажные колодцы, которые выкладывают из кирпича или железобетонных колец.
Строительные ограждающие конструкции, каналы, коллекторы, туннели, футляры — защищают теплопроводы от внешних разрушительных воздействий: поверхностных и грунтовых вод, нагрузки от собственного веса трубопроводов и оборудования, давления грунта, силы пучения грунтов и других влияний в зависимости от местных условий. Кроме того, строительные конструкции предохраняют изоляцию, линейное оборудование от преждевременного разрушения. Строительные конструкции, выполняемые из бетона, железобетона и кирпича, должны быть герметичными, прочными, долговечными, устойчивыми, не слишком тяжелыми, удобными при монтаже и дешевыми. Форма ограждающих конструкций различна. Наиболее индустриальные сборные ограждающие конструкции из бетонных и железобетонных изделий, так как их применение дает возможность в большей степени использовать механизмы.
Бесканальную прокладку в армопенобетонной изоляции устраивают без ограждающих конструкций. К сооружениям на тепловых сетях относятся камеры, колодцы, шахты, насосные станции, павильоны. Камеры строят для размещения трубопроводной арматуры и линейного оборудования. Колодцы сооружают для контроля за работой дренажа и для очистки дренажных труб. Шахты воздвигают при резко меняющемся рельефе местности, в результате чего возникают значительные перепады теплопровода. Насосные станции служат для размещения насосов, павильоны — для установки оборудования и приборов автоматики.