Тепловые сети
Тепловая сеть – это система трубопроводов (теплопроводов) для транспортирования и распределения теплоносителя (горячей воды или пара) при централизованном теплоснабжении.
Различают магистральные и распределительные тепловые сети. Потребители подсоединяются к распределительным сетям через ответвления.
По способу прокладки тепловые сети подразделяют на подземные и надземные (воздушные). В городах и посёлках наиболее распространены подземная прокладка труб в каналах и коллекторах (совместно с другими коммуникациями) и так называемая бесканальная прокладка - непосредственно в грунте. Надземная прокладка (на эстакадах или специальных опорах) обычно осуществляется на территориях промышленных предприятий и вне черты города.
Для сооружения тепловых сетей применяют главным образом стальные трубы диаметром от 50 мм (подводка к отдельным зданиям) до 1400 мм (магистральные сети).
Температура теплоносителя в тепловых сетях изменяется в широких пределах. Для компенсации температурных удлинений трубопроводов применяют компенсаторы – обычно гибкие (П-образные) для трубопроводов небольшого диаметра (до 300 мм) и осевые (сальниковые и линзовые) для трубопроводов большого диаметра.
Снижение тепловых потерь в трубопроводах тепловых сетей достигается их теплоизоляцией. В каналах и при надземной прокладке для тепловой изоляции используются преимущественно изделия из минеральной ваты; при бесканальной прокладке применяют изоляционные материалы, наносимые на трубопровод в заводских условиях (пенобетон, битумоперлит и др.), а также сыпучие, укладываемые в траншею в процессе монтажа тепловой сети (например, асфальтоизол). Тепловая изоляция используется также для защиты наружной поверхности теплопровода от коррозии. С этой целью на теплоизоляционную оболочку наносят слой водонепроницаемого материала. Применяют и специальные покрытия (из изола, стеклоэмалевые, эпоксидные и др.), наносимые непосредственно на поверхность трубопровода.
Для защиты от коррозии внутренней поверхности трубопровода и предотвращения образования на ней накипи вода, заполняющая тепловую сеть, проходит водоподготовку.
Схемы магистральных сетей могут быть радиальными (тупиковыми) или кольцевыми. Во избежание перерывов в снабжении теплом предусматривается соединение отдельных магистральных сетей между собой, а также устройство перемычек между ответвлениями. При большой длине магистральных сетей на них устанавливают подкачивающие насосные подстанции.
На трассе сети и в местах ответвлений оборудуют подземные камеры, в которых размещают запорно-регулировочную арматуру, сальниковые компенсаторы и пр.
Способы прокладки тепловых сетей
Прокладка тепловых сетей производится подземным или надземным способами. При подземной прокладке различают прокладку в непроходных, полупроходных и проходных каналах и общих коллекторах совместно с другими инженерными коммуникациями, а также бесканальную прокладку.
Примеры конструктивного осуществления прокладки теплосетей в непроходных каналах изображены на рисунках 5.2 – 5.4.
Рисунок 5.2 - Унифицированный сборный железобетонный непроходной канал серии ИС 0104
1 - железобетонный лоток; 2 - песчаная набивка
Показанный на рисунке 5.2 канал наиболее прост и составлен из железобетонных лотков. Канал используется для непросадочных грунтов и вне зоны грунтовых вод. При наличии грунтовых вод применяют канал, изображенный на рисунке 5.3. Здесь канал уплотнен и предусмотрена дренажная труба, которую прокладывают в гравии и щебенке. Для прочистки каналов через каждые 50—70 м устраивают контрольные колодцы.
Рисунок 5.3 - Непроходной сборный канал с дренажом
1-дренажная труба, 2- сборный фильтр
Если нет возможности сброса дренажных вод в водостоки и водоемы, то применяют канал с защитной гидроизоляцией (рисунок 5.4).
Рисунок 5.4 - Непроходной канал с защитной изоляцией
1 - кирпичная стенка, 2 - гидроизоляция: 3 - стеновой блок; 4 - железобетонное основание: 5 - цементный раствор; 6 - защитный слой; 7 - плита перекрытия
Прокладку в полупроходных каналах (рисунки 5.5, 5.6) осуществляют на коротких участках, например при пересечении теплопроводами проездов с усовершенствованными покрытиями, на ответвлениях от проходных каналов к крупным цехам на предприятиях. Полупроходные каналы выполняют таких размеров, чтобы была возможность продвигаться по нему эксплуатационному персоналу для производства работ по ликвидации аварий или для мелкого ремонта. Эти каналы могут быть сборными железобетонными прямоугольного сечения или выполнены из железобетонных безнапорных труб круглого сечения.
Рисунок 5.5 - Сборный полупроходной канал из железобетонных блоков
1 - ребристый блок перекрытия; 2 - стеновой блок; 3 - блок днища; 4 - бетонная подготовка; 5 - щебеночная подготовка.
Рисунок 5.6 – Полупроходной канал круглого сечения
1- железобетонная труба; 2 – бетонный пол; 3 - песок
Проходные каналы для теплопроводов также могут быть либо сборными прямоугольного сечения, либо цельными круглого сечения (рисунки 5.7, 5.8). Но высота их должна быть не менее 1800 - 2000 мм, т. е. позволять проходить персоналу в полный рост. Расстояние в свету между опорными конструкциями должно быть не менее 700 мм. Электроосвещение каналов производится при напряжении не выше 36 В. Проникающая в канал вода по мере ее накопления должна периодически откачиваться из сборного приямка дренажными насосами с автоматическим включением.
Рисунок 5.7 - Проходной канал из сборного железобетона
Рисунок 5.8 - Круглый туннель, выполненный способом щитовой проходки
Бесканальная прокладка теплопроводов требует наименьших капиталовложений, но при этом теплопроводы наименее доступны для ремонтов. Механическое воздействие со стороны грунта при этом передается непосредственно на теплопровод. Эта нагрузка воспринимается либо трубопроводом, либо окружающим его слоем изоляции, если изоляция имеет достаточную прочность.
К числу перспективных типов бесканальной прокладки можно отнести прокладку с засыпной самоспекающейся теплогидроизоляцией – асфальтоизолом (рисунок 5.9). В траншею с трубопроводами засыпают порошкообразный асфальтоизол, изготовленный из тугоплавкого асфальтита (природного битума), затем трубы нагревают до 140—150°С, т.е. до температуры плавления асфальтоизола. Асфальтоизол защищает от потерь теплоты и от увлажнения, а, следовательно, и от коррозии.
Рисунок 5.9 - Самоспекающаяся изоляция на теплопроводах
1 - плотный слой, окружающий наружную поверхность трубы; 2 - пористый слой – основная теплоизоляция: а - наружный слой - дополнительная теплоизоляция
Наземную прокладку производят либо на открытом воздухе, либо в производственном помещении. Для этого используют либо эстакады (обычно для больших групп трубопроводов), либо отдельно стоящие опоры. На рисунке 5.10 изображен пример такой прокладки. В жилых кварталах наземную прокладку не применяют в связи с неудовлетворительным архитектурным обликом.
Рисунок 5.10 - Наземный теплопровод подвесной конструкции на мачтах