ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ

Тепловые сети и их оборудование

Тепловая сеть - это система прочно и плотно соединенных между собой участков стальных труб (теплопровод), по которым теплота с помощью теплоносителя (пара или, что чаще, горячей воды) транспортируется от источников (ТЭЦ или котельных) к потребителям теплоты [6, 8].

Трасса теплопроводов выбирается с учетом рельефа местности, имеющихся и намечаемых к строительству надземных и подземных сооружений, данных о характеристике грунтов, высоте стояния грунтовых вод, глубине промерзания грунтов.

Следует прокладывать магистральные теплотрассы в районах наиболее плотной тепловой нагрузки, длина их должна быть по возможности минимальной.

Теплотрассы бывают подземные и надземные. Надземная прокладка тепловых сетей используется при высоком уровне грунтовых вод, плотной застройке районов прокладки теплотрассы, сильно пересеченном рельефе местности, наличии многоколейных железнодорожных путей, на территориях промышленных предприятий при наличии уже имеющихся энергетических или технологических трубопроводов на эстакадах или высоких опорах.

В жилых районах городов применяется, как правило, подземная прокладка теплопроводов.

Тепловая сеть состоит из прямых и изогнутых участков трубопроводов (прямой и обратный трубопроводы прокладываются совместно), компенсаторов температурных удлинений, опор, арматуры (задвижки, воздушные краны, дренажи и др.), тепловых камер и каналов (при подземной прокладке трубопроводов). На рис. 20 показана структурная схема тепловой сети; прямой и обратный трубопроводы на схеме показаны одной линией; здесь: К - котельная; (источник горячей воды), П - П - образный компенсатор; Зд - задвижки; ТК1...ТК4 - тепловые камеры; Ш...Н6 - надписи на схеме; 1 - номер участка; 2 - диаметр трубопровода, мм; 3 - длина участка, м; 4 - расход воды, м /ч; С1.С5 - теплопотребляющие здания и сооружения.

Диаметры трубопроводов тепловых сетей колеблются от 50 мм (распределительные сети) до 1400 мм (магистральные сети).

В настоящее время протяженность тепловых сетей в стране превышает 200 тыс. км, в том числе, протяженность трубопроводов с диаметром 500 мм и более около 30 тыс. км. Радиус действия тепловых сетей современных ТЭЦ превышает 15-20 км.

Около 10% тепловых сетей проложены надземно. Надземные теплопроводы прокладывают на отдельно стоящих опорах (низких или высоких), на эстакадах, на вантовых конструкциях, подвешенных к пилонам мачт. К опорам трубопроводы крепятся жестко. Однако, в случае необходимости компенсации температурных удлинений трубопроводов, необходимо скользящее крепление трубопроводов к опоре (крепление на катках или роликовое). Для уменьшения тепловых потерь теплопроводы изолируются минеральной ватой, поверх которой крепятся тонкие листы белого металла. Для защиты от коррозии поверхность труб предварительно покрывается антикоррозийным составом.

Остальные 90% тепловых сетей проложены под землей. Около 4% проложены в проходных каналах и тоннелях (полупроходных каналах). В проходных каналах обслуживающий персонал проходит в рост, их высота - 2.2,5 м (рис. 21, где 1 - водопровод, 2 - кабель связи, 3 - силовые кабели, 4 - железобетонный объемный элемент, 5 - обратный трубопровод, 6 - прямой трубопровод); в полупроходных (рис. 22, где 1 - опорная плита, 2 - стеновой блок, 3 - ребристый блок перекрытия, 4 - опора трубопроводов, 5 - блок днища) человек проходит согнувшись, их высота около 1,6 м, но не ниже 1,4 м. Это наиболее надежные, но и самые дорогие способы прокладки коммуникаций.

Проходные каналы позволяют выполнять любые работы на теплотрассе без разрушения дорожных покрытий и земляных работ. Применяют проходные каналы на выводах от ТЭЦ и на основных магистралях промплощадок крупных предприятий. В последнем случае в проходном канале прокладываются наряду с теплопроводами также паропроводы, водоводы, трубопроводы сжатого воздуха, как это показано на рис. 21. Проходные каналы оборудуются естественной вентиляцией, электрическим освещением (до 30 В), дренажными устройствами для быстрого отвода воды из канала.

В тех случаях, когда количество труб невелико (2.4), но необходим постоянный доступ к ним, теплопроводы прокладываются в полупроходных каналах. В них можно производить без вскрышных работ осмотр и мелкий ремонт тепловой изоляции при выключенной из работы тепловой сети.

Тепловая изоляция в проходных и полупроходных каналах выполняется из нескольких слоев: гидрофобный материал (бризол) укладывается на металл, на него - теплоизоляционная оболочка; кроме того, на подвижных и неподвижных опорах устанавливаются прокладки из паронита для электрической изоляции металла трубопровода от несущей конструкции канала и окружающего грунта.

Около 80% тепловых сетей проложены в непроходных каналах (рис. 23, где 1 - воздушный зазор, 2 - трубопровод с антикоррозийным покрытием, 3 - теплоизоляционный слой с защитно - механическим покрытием).

Изготавливаются непроходные каналы из коробчатых железобетонных

элементов шириной от 600 до 2100 мм и высотой от 300 до 1200 мм,

укладываемых друг на друга с воздушным зазором. Верхнее перекрытие

устанавливается с поперечным уклоном 4.8° для стекания конденсирующейся влаги, что предотвращает попадание ее на трубы теплотрассы. Изоляция труб теплотрассы состоит из трех основных элементов: антикоррозийное покрытие на металл труб (эмаль или изол), теплоизоляционный слой в виде мягких матов или твердых скорлуп из минеральной ваты, пеностекла или полиуретана, защитного механического покрытия из металлической сетки.

Около 6% тепловых сетей уложены бесканально. Это самая дешевая укладка, но, во - первых, наиболее подверженная повреждениям и, во - вторых, она требует больших затрат при ремонте, особенно в условиях прокладки в кислых влажных грунтах Северо - Запада.

По конструкции бесканальные теплопроводы можно разделить на три группы: в монолитных оболочках, засыпные и литые.

Максимальный диаметр трубопроводов, проложенных бесканально, не должен превышать 800... 900 мм из-за опасности сильного размыва грунта при прорыве трубопровода.

Трубопроводы в монолитных оболочках изготавливаются в заводских условиях, трубы длиной от 6 до 12 метров с готовой изоляцией доставляются на место строительства, где производится их укладка в подготовленную траншею (рис. 24, где 1 - бетонное основание (только при слабых грунтах), 2 - песчаная засыпка, 3 - гравийный фильтр, 4 - обратный теплопровод, 5 - уровень земли, 6 - прямой трубопровод, 7 - дренажная труба). Стыки свариваются, на стыковое соединение накладывается изоляционный слой. Изоляция изготавливается из армопенобетона, битумперлита, битумкерамзита и др.

Задвижки, сальниковые компенсаторы, воздушники, дренажи и другая арматура подземных теплопроводов размещается, как правило, в тепловых камерах. Камеры располагаются вне проезжей части. Устройство и габариты камер должны обеспечивать удобство и безопасность обслуживания. Высота камер в свету 1,8.2 м. В днище камеры должны быть изготовлены приямки для сбора и откачки дренажных вод, а также гидроизоляция стен и днища камеры. Каждая камера, в зависимости от ее габаритов, имеет от двух до четырех выходных люков, которые должны быть открыты только в случае работы в камерах обслуживающего персонала.