Тема 7. Тепловые сети, их классификация.

Вопросы темы:

1. Понятия тепловой сети.

2. Схемы тепловых сетей.

3. Классификация тепловых сетей.

4. Устройство тепловых сетей.

5. Оборудование тепловых сетей.

Тепловая сеть – это система трубопроводов, по которым теплоноситель (горяча вода или пар) передается от генератора теплоты к потребителям тепла. Схема тепловой сети определяется следующими факторами: размещением источника теплоснабжения относительно района теплопотребления, характером тепловой нагрузки потребителей, видом теплоносителя. Основные принципы, которыми руководствуются при выборе схемы тепловых сетей – надежность обеспечения потребителя теплотой и экономичность системы теплоснабжения.

Тепловые сети подразделяются на:

- магистральные, которые прокладываются по главным

направлениям объектов;

- распределительные, которые расположены между магистральными

тепловыми сетями и узлами ответвлений;

- ответвления тепловых сетей к отдельным потребителям.

В зависимости от схемы магистральных трубопроводов различают кольцевые и радиальные (лучевые) тепловые сети.

В кольцевых тепловых сетях предусмотрены перемычки между определенными магистральными направлениями, которые делают схему более надежной, но требуют затрат труб.

При небольших диаметрах магистралей, что характерно для маломощных тепловых сетей, используют радиальную схему с постоянным уменьшением диаметров труб по мере удаления от источника теплоснабжения. Такая сеть наиболее проста в эксплуатации и требует меньших начальных затрат.

По назначению тепловые сети подразделяются на системы отопления и вентиляции и сети горячего водоснабжения. По виду используемого теплоносителя сети подразделяются на водяные и паровые сети.

Совокупность трех основных элементов: трубопровода, по которому транспортируется теплоноситель (его обычно выполняют из стальных труб); изоляции, несущей конструкции, которая воспринимает весовую нагрузку теплопровода и усилий, которые возникают при работе теплопроводной сети – называют теплопроводом.

Прокладка тепловых сетей может быть наземной и подземной.

Наземная прокладка допускается на территории предприятий, площадках, свободных от застройки. Наземная прокладка может быть на низких опорах и опорах средней высоты.

Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и безканальную прокладку. При канальной прокладке изоляционная конструкция трубопроводов разгружена от внешних нагрузок грунта. При безканальной прокладке изоляционная конструкция теплопроводов несет нагрузку грунта. Каналы выполняют проходными, полупроходными и непроходными. Этот способ используется при температуре теплоносителя не больше 115 ⁰С.

Монолитные безканальные прокладки наиболее совершенны. Их можно использовать при температуре теплоносителя до 180 ⁰С, используя литые теплопроводы в пенобетонном массиве.

Перспективной является прокладка теплопроводов в гидрофобных порошках. Преимущества этого способа заключаются в простоте изготовления изоляционного слоя.

Тепловая изоляция – самый важный элемент теплопровода. Она служит для снижения тепловых потерь и уменьшения падения температуры на пути к потребителю тепла. От качества изоляции зависит долговечность теплопровода.

В качестве тепловой изоляции широко используют минеральную вату. Слой изоляции защищает от увлажнения битумом. Укладку изоляции осуществляют таким способом: на стальную поверхность трубы накладывают антикоррозионное покрытие, сверху которого укладывают минеральную вату в виде скорлупы, на которую накладывают стальную сетку. На сетку устанавливают полуциллиндрические асбестоцементные футляры, которые закрепляют бандажами из кровельной стали. На практике как изоляцию используют также пенобетон, перлитобетон, керамзитобетон и др.

Для сооружения тепловых сетей чаще всего используют стальные трубы. Для водяных тепловых сетей при давлении Р ≤ 12 МПа рекомендуются трубы из сталей Ст 2 СП, Ст 3 СП, а также сталей 10, 20.

Обычно глубина заложения теплопроводов равна 0,5 … 1,0 м. Минимальный уклон водяных сетей принимается0,002. Для паровых сетей при направлении уклона по ходу пара минимальный уклон равняется 0,002, а для направления против хода пара – 0,01.

Вследствие нагревания труб происходит температурная деформация теплопроводов. Удлинения, которые возникают при этом в трубах, воспринимаются компенсаторами.

В зависимости от числа потребителей, их потребностей в тепловой энергии, а также требований к качеству и бесперебойности теплоснабжения для определенных категорий абонентов тепловые сети выполняются радиальными (тупиковыми) или кольцевыми.

Тупиковая схема (рисунок) является наиболее распространенной. Она применяется при обеспечении тепловой энергией города, квартала или поселка от одного источника – теплоэлектроцентрали или котельной. По мере удаления магистрали от источника уменьшаются диаметры теплопроводов 1, упрощаются конструкция, состав сооружений и оборудование на тепловых сетях в соответствии со снижением тепловой нагрузки. Для этой схемы характерно то, что при аварии магистрали абоненты, подключенные к тепловой сети после места аварии, не обеспечиваются тепловой энергией.

Для повышения надежности обеспечения потребителей 2 тепловой энергией между смежными магистралями устраивают перемычки 3, которые позволяют при аварии какой-либо магистрали переключать подачу тепловой энергии. Согласно нормам проектирования тепловых сетей, устройство перемычек обязательно, если мощность магистралей 350 МВт и более. В этом случае диаметр магистралей, как правило, 700 мм и более. Наличие перемычек частично исключает основной недостаток этой схемы и создает возможность бесперебойного теплоснабжения потребителей. В аварийных условиях допускается частичное снижение подачи тепловой энергии. Например, согласно Нормам проектирования, перемычки рассчитывают на обеспечение 70 %-ной суммарной тепловой нагрузки (максимального часового расхода на отопление и вентиляцию и среднечасового на горячее водоснабжение).

В развивающихся районах города резервирующие перемычки предусматривают между смежными магистралями независимо от тепловой мощности, но в зависимости от очередности развития. Перемычки предусматривают также и между магистралями в тупиковых схемах при теплоснабжении района от нескольких источников теплоты (ТЭЦ, районных и квартальных котельных 4), что повышает надежность теплоснабжения. Кроме того, в летний период при работе одной или двух котельных на нормальном режиме можно отключать несколько котельных, работающих с минимальной нагрузкой. При этом наряду с повышением КПД котельных создаются условия для своевременного проведения профилактического и капитального ремонтов отдельных участков тепловой сети и собственно котельных. На крупных ответвлениях (см. рисунок) предусматриваются секционирующие камеры 5. Для предприятий, не допускающих перерыва в подаче тепловой энергии, предусматривают схемы тепловых сетей с двусторонним питанием, местные резервные источники или кольцевые схемы. Кольцевая схема (рисунок) предусматривается в крупных городах. Для устройства таких тепловых сетей требуются большие капитальные вложения по сравнению с тупиковыми. Достоинство кольцевой схемы – наличие нескольких источников, благодаря чему повышается надежность теплоснабжения и требуется меньшая суммарная резервная мощность котельного оборудования. При увеличении стоимости кольцевой магистрали снижаются капитальные затраты на строительство источников тепловой энергии. Кольцевая магистраль 1 подключена к трем ТЭЦ, потребители 2 через центральные тепловые пункты 6 присоединены к кольцевой магистрали по тупиковой схеме. На крупных ответвлениях предусмотрены секционирующие камеры 5. Промышленные предприятия 7 также присоединены по тупиковой схеме.

Бесканальная прокладка теплопроводов по конструкции тепловой изоляции подразделяется на засыпную, сборную, сборно-литую и монолитную. Основной недостаток бесканальной прокладки – повышенная просадка и наружная коррозия теплопроводов, а также увеличенные теплопотери в случае нарушения гидроизоляции теплоизолирующего слоя. В значительной мере недостатки бесканальных прокладок тепловых сетей устраняются при использовании теплогидроизоляции на основе полимербетонных смесей.

Теплопроводы в каналах укладывают на подвижные или неподвижные опоры. Подвижные опоры служат для передачи собственного веса теплопроводов на несущие конструкции. Кроме того, они обеспечивают перемещение труб, происходящее вследствие изменения их длины при изменении их длинны при изменении температуры теплоносителя. Подвижные опоры бывают скользящие и катковые.

Скользящие опоры используют в тех случаях, когда основание под опоры может быть сделано достаточно прочным для восприятия больших горизонтальных нагрузок. В противном случае устанавливают катковые опоры, создающие меньшие горизонтальные нагрузки. Поэтому при прокладке трубопроводов больших диаметров в тоннелях, на каркасах или мачтах следует ставить катковые опоры.

Неподвижные опоры служат для распределения термических удлинений теплопровода между компенсаторами и для обеспечения равномерной работы последних. В камерах подземных каналов и при надземных прокладках неподвижные опоры выполняют в виде металлических конструкций, сваренных или соединенных на болтах с трубами. Эти конструкции заделывают в фундаменты, стены и перекрытия каналов.

Для восприятия температурных удлинений и разгрузки теплопроводов от температурных напряжений на теплосети устанавливают радиальные (гибкие и волнистые шарнирного типа) и осевые (сальниковые и линзовые) компенсаторы.

Гибкие компенсаторы П - и S - образные изготовляют из труб и отводов (гнутых, крутоизогнутых и сварных) для теплопроводов диаметром от 500 до 1000 мм. Такие компенсаторы устанавливают в непроходных каналах, когда невозможен осмотр проложенных теплопроводов, а также в зданиях при бесканальной прокладке. Допустимый радиус изгиба труб при изготовлении компенсаторов составляет 3,5…4,5 наружного диаметра трубы.

С целью увеличения компенсирующей способности гнутых компенсаторов и уменьшения компенсационных напряжений обычно их предварительно растягивают. Для этого компенсатор в холодном состоянии растягивается в основании петли, с тем чтобы при подаче горячего теплоносителя и соответствующем удлинении теплопровода плечи компенсатора оказались в положении, при котором напряжения будут минимальные.

Сальниковые компенсаторы имеют небольшие размеры, большую компенсирующую способность оказывать незначительное сопротивление протекающей жидкости. Их изготовляют односторонними и двусторонними для труб диаметром от 100 до 1000 мм. Сальниковые компенсаторы состоят из корпуса с фланцем на уширенной передней части. В корпус компенсатора вставлен подвижный стакан с фланцем для установки компенсатора на трубопроводе. Чтобы сальниковый компенсатор не пропускал теплоноситель между кольцами, в промежутке между корпусом и стаканом укладывают сальниковую набивку. Сальниковую набивку вжимают фланцевым вкладышем с помощью шпилек, ввинчиваемых в корпус компенсатора. Компенсаторы крепят к неподвижным опорам.

Камера для установки задвижек на тепловых сетях изображена на рисунке. При подземных прокладках теплосетей для обслуживания запорной арматуры устраивают подземные камеры 3 прямоугольной формы. В камерах прокладывают ответвления 1 и 2 сети к потребителям. Горячая вода в здание подается по теплопроводу, укладываемому с правой стороны канала. Подающий 7 и обратный 6 теплопроводы устанавливают на опоры 5 и покрывают изоляцией. Стены камер выкладывают из кирпича, блоков или панелей, перекрытия сборные – из железобетона в виде ребристых или плоских плит, дно камеры – из бетона. Вход в камеры через чугунные люки. Для спуска в камеру под люками в стене заделывают скобы или устанавливают металлические лестницы. Высота камеры должна быть не менее 1800 мм. Ширину выбирают с таки расчетом, чтобы расстояния между стенами и трубами были не менее 500 м.

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: