Конструктивные решения тепловых сетей при подземной и надземной прокладке. Способы прокладки трубопроводов тепловых сетей Ответвления при надземной прокладке теплосети

Способ прокладки тепловых сетей при реконструкции выбирают в соответствии с указаниями СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети». В настоящее время в нашей стране около 84 % тепловых сетей прокладывают в каналах, около 6 % - бесканально, остальные 10 % - надземно. Выбор того или иного способа определяется местными условиями, как, например, характером грунта, наличием и уровнем грунтовых вод, требуемой надежностью, экономичностью строительства, а также эксплуатационными затратами на содержание. Способы прокладки разделяются на надземные и подземные.

Надземная прокладка тепловых сетей

Надземную прокладку теплосетей применяют редко, так как она нарушает архитектурный ансамбль местности, имеет при прочих равных условиях более высокие в сравнении с подземной прокладкой тепловые потери, не гарантирует от замерзания теплоносителя при неполадках и авариях, стесняет проезды. При реконструкции сетей ее рекомендуется применять при высоком уровне грунтовых вод, в условиях вечной мерзлоты, при неблагоприятном рельефе местности, на территориях промышленных предприятий, на площадках, свободных от застроек, вне пределов города или в местах, где она не влияет на архитектурное оформление и не мешает движению транспорта.

Преимущества надземной прокладки: доступность осмотра и удобство эксплуатации; возможность в кратчайшие сроки обнаружить и ликвидировать аварию в теплопроводах; отсутствие электрокоррозии от блуждающих токов и коррозии от агрессивных грунтовых вод; меньшая стоимость сооружения по сравнению со стоимостью подземных прокладок тепловых сетей. Надземную прокладку тепловых сетей осуществляют: на отдельно стоящих опорах (мачтах); на эстакадах с пролетным строением в виде прогонов, ферм или подвесных (вантовых) конструкций; по стенам зданий. Отдельно стоящие мачты или опоры могут быть выполнены из стали или железобетона. При небольших объемах строительства надземных тепловых сетей применяют стальные мачты из профильной стали, однако они дороги и трудоемки и поэтому вытесняются железобетонными. Мачты из железобетона особенно целесообразно применять при массовом строительстве на промышленных площадках, когда рентабельно организовать их изготовление в заводских условиях.

Для совместной прокладки теплосетей с другими трубопроводами различного назначения применяют эстакады, изготовляемые из металла или железобетона. В зависимости от количества одновременно прокладываемых трубопроводов пролетные строения эстакад могут быть одноярусными и многоярусными. Теплопроводы обычно прокладывают на нижнем ярусе эстакады, при этом трубопроводы с более высокой температурой теплоносителя размещают ближе к краю, обеспечивая тем самым лучшее расположение П-образных компенсаторов, имеющих различные размеры. При прокладке теплотрасс на территории промышленных предприятий применяют также способ надземной прокладки на кронштейнах, укрепляемых в стенах зданий. Пролет теплопроводов, т.е. расстояния между кронштейнами, выбирают с учетом несущей способности конструкций здания.

Подземная прокладка тепловых сетей

В городах и населенных пунктах для теплотрасс применяют в основном подземную прокладку, которая не портит архитектурного облика, не мешает движению транспорта и позволяет снизить теплопотери за счет использования теплозащитных свойств грунта. Промерзание грунта не опасно для теплопроводов, поэтому их можно прокладывать в зоне сезонного промерзания грунта. Чем меньше глубина заложения тепловой сети, тем меньше объем земляных работ и ниже стоимость строительства. Подземные сети чаще всего прокладывают на глубине от 0,5 до 2 м и ниже поверхности земли.

Недостатками подземных прокладок теплопроводов являются: опасность увлажнения и разрушения изоляции вследствие воздействия грунтовых или поверхностных вод, что приводит к резкому увеличению тепловых потерь, а также опасность внешней коррозии труб вследствие воздействия блуждающих электрических токов, влаги и агрессивных веществ, содержащихся в грунте. Подземные прокладки теплопроводов связаны с необходимостью вскрытия улиц, проездов и дворов.

Конструктивно подземные тепловые сети делятся на два принципиально различных вида: канальные и бесканальные.

Конструкция канала полностью разгружает теплопроводы от механического воздействия массы грунта и временных транспортных нагрузок и ограждает трубопроводы и тепловую изоляцию от коррозийного влияния почвы. Прокладка в каналах обеспечивает свободное перемещение трубопроводов при температурных деформациях как в продольном (осевом), так и в поперечном направлении, что позволяет использовать их самокомпенсирующую способность на угловых участках трассы.

Прокладка в проходных каналах (тоннелях) - наиболее совершенный способ, так как при этом обеспечивается постоянный доступ обслуживающего персонала к трубопроводам для осуществления контроля за их работой и производства ремонта, что наилучшим способом обеспечивает их надежность и долговечность. Однако стоимость прокладки в проходных каналах весьма высокая, а сами каналы имеют большие габариты (высота в свету - не менее 1,8 м и проход - 0,7 м). Проходные каналы устраивают обычно при прокладке большого числа труб, укладываемых в одном направлении, например на выводах с ТЭЦ.

Наряду с прокладкой в непроходных каналах все большее развитие получают бесканальные прокладки теплопроводов. Отказ от применения каналов при прокладке тепловых сетей весьма перспективен и является одним из путей удешевления их стоимости. Однако в бесканальных прокладках теплоизолированный трубопровод из-за непосредственного контакта с грунтом находится в условиях более активных физико-механических воздействий (влажность грунта, давление грунта и внешних нагрузок и т. п.), чем в канальных прокладках. Бесканальная прокладка возможна при использовании механически прочной теплогидроизоляционной оболочки, способной защитить трубопроводы от потерь теплоты и выдерживать нагрузки, передаваемые грунтом. Тепловые сети с диаметром труб до 400 мм включительно рекомендуется прокладывать преимущественно бесканальным способом.

Среди бесканальных прокладок наибольшее распространение за последние годы получили прогрессивные прокладки с использованием в качестве монолитной теплоизоляции армопенобетона, битумоперлита, асфальтокерамзитобетона, фенольного поропласта, пенополимербетона, пенополиуретана и других теплоизоляционных материалов. Бесканальные прокладки тепловых сетей продолжают совершенствоваться и получают все более широкое распространение в практике строительства и реконструкции. При реконструкции внутриквартальных теплотрасс имеются более широкие возможности прокладки сетей по подвальным помещениям, чем при новом строительстве, так как строительство новых участков часто опережает строительство зданий.

Монтаж тепловых сетей, прокладка труб

Монтаж трубопроводов и монтаж тепловой изоляции на них ведется с использованием предизолированных труб ППУ, фасонных изделий в ППУ изоляции (неподвижных опор, тройников и тройниковых ответвлений, переходов, концевых элементов и промежуточных элементов и др.), а также скорлупы ППУ. Ведется монтаж теплоизоляции прямых участков, ответвлений, элементов трубопровода, скользящих опор, шаровых кранов, а также производится монтаж стыковых соединений с применением муфты термоусадочной, ленты термоусадочной, компонентов ППУ, кожухов оцинкованных и скорлуп теплоизоляционных из пенополиуретана.

Прокладка тепловых сетей и монтаж теплоизоляции ППУ производится в несколько этапов – подготовительный этап (земляные работы, доставка труб ППУ и элементов на трассу, осмотр продукции), прокладка трубопроводов (монтаж труб и элементов), установка приборов системы ОДК и монтаж стыковых соединений.

Глубина заложения труб ППУ при прокладке теплосетей должна вестись с учетом разности плотности стальной трубы ППУ и теплоизоляционного слоя пенополиуретана, а также норм теплоотдачи и нормативно допустимых тепловых потерь.

Разработку траншей для бесканальной прокладки следует выполнять механическим способом с соблюдением требований СНиП 3.02.01 - 87 "Земляные сооружения".

Минимальную глубину заложения труб ППУ в полиэтиленовой оболочке при прокладке теплотрасс в земле следует принимать не менее 0,5 м вне пределов проезжей части и 0,7 м - в пределах проезжей части, считая до верха теплоизоляции.

Максимальную глубину заложения теплоизолированных труб при монтаже трубопроводов в ППУ изоляции при прокладке тепловых сетей следует определять расчетом с учетом устойчивости слоя ППУ на действие статической нагрузки.

Монтаж труб ППУ производится, как правило, на дне траншеи. Допускается производить сварку прямых участков в секции на бровке траншеи. Монтаж труб ППУ в полиэтиленовой оболочке производится при температуре наружного воздуха до -15 ... -18°С.

Резку стальных труб (в случае необходимости) производят газорезкой, при этом теплоизоляция снимается механизированным ручным инструментом на участке длиной 300 мм, а торцы теплоизоляции в ходе резки стальных труб закрываются увлажненной тканью или жестким экраном для защиты теплоизоляционного слоя пенополиуретана.

Сварку стыков труб и контроль сварных соединений трубопроводов при монтаже труб ППУ следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 3.05.03-85 "Тепловые сети", ВСН 29-95 и ВСН 11-94.

При производстве сварочных работ необходимо иметь защиту пенополиуретановой изоляции и полиэтиленовой оболочки, а также концов проводов, выходящих из изоляции, от попадания искр.

При использовании в качестве защиты сварного соединения муфты термоусадочной, ее надевание на трубопровод производят до начала ведения сварных работ. При заделке стыка с использованием стыка заливочного или стыка из скорлупы ППУ, где в качестве защитного слоя используется оцинкованный кожух и термоусадочная лента, сварка труб ведется не зависимо от наличия материалов для заделки стыков.

Перед началом строительства теплотрассы при бесканальной прокладке труб, трубы ППУ, фасонные изделия в ППУ изоляции, теплоизолированные пенополиуретаном шаровые краны и элементы трубопроводной системы подвергают тщательному осмотру с целью обнаружения трещин, сколов, глубоких надрезов, проколов и других механических повреждений полиэтиленовой оболочки теплоизоляции. При обнаружении трещин, глубоких надрезов и иных повреждений покрытия труб ППУ в полиэтиленовой или оцинкованной оболочке, их заделывают путем экструзионной сварки, путем наложения термоусаживающихся манжет (муфт) или оцинкованных бандажей.

Перед монтажом теплотрассы бесканальной прокладки трубопроводы в ППУ изоляции и фасонные изделия в ППУ раскладывают на бровке или дне траншеи с помощью крана или трубоукладчика, мягких "полотенец" или гибких строп.

Опускание в траншею изолированных труб ППУ следует производить плавно, без рывков и ударов о стенки и дно каналов и траншей. Перед монтажом труб ППУ в траншеи или каналы в обязательном порядке следует проверить целостность сигнальных проводов системы оперативно-дистанционного контроля (система СОДК) и их изолированность от стальной трубы.

Трубы ППУ, укладываемые на песчаное основание при бесканальной прокладке, с целью предотвращения повреждения оболочки не должны опираться на камни, кирпичи и другие твердые включения, которые следует удалить, а образовавшиеся углубления засыпать песком.

При необходимости контрольных расчетов глубин заложения теплопроводов с изоляцией ППУ в полиэтиленовой оболочке для конкретных условий прокладки расчетное сопротивление пенополиуретана следует принимать 0,1 МПа, полиэтиленовой оболочки - 1,6 МПа.

При необходимости подземной прокладки тепловых сетей с теплоизоляцией ППУ в полиэтиленовой оболочке на глубине более допустимой их следует прокладывать в каналах (тоннелях). При прокладке трасс под проезжей частью, железнодорожным полотном и другими объектами, находящимися над трубой ППУ, трубы в ППУ изоляции изготавливаются с усилением (накладные кольца из полиэтилена по всей длине оболочки) и прокладываются в стальном футляре, защищающем от внешних механических воздействий.

Одной из основных особенностей теплопроводов является относительно высокая температура транспортируемого по ним продукта - воды или пара, в большинстве случаев превышающая 100°С, что в значительной мере предопределяет характер конструкций тепловых сетей, так как требует устройства тепловой изоляции и обеспечения свободы перемещений труб при их нагревании или охлаждении.

Наличие тепловой изоляции и требование свободного перемещения труб значительно усложняет конструкцию теплопроводов - последние укладывают в каналах, туннелях или защитных оболочках.

Периодический нагрев стенок теплопроводов до температуры 130-150°С делают непригодными противокоррозийные покрытия, обычно применяемые для защиты ненагретых стальных трубопроводов, прокладываемых в грунте. Для защиты теплопроводов от наружной коррозии необходимо применение таких строительно-изоляционных конструкций, которые препятствую проникновению к трубопроводам грунтовой влаги.

Применяемые в настоящее время конструкции теплопроводов отличаются значительным разнообразием. По способу прокладки тепловые сети делятся на подземные и надземные (воздушные).

Подземная прокладка трубопроводов тепловых сетей выполняется:

а) в непроходных и полупроходных каналах;

б) в туннелях или коллекторах совместно с другими коммуникациями;

в) в оболочках различной формы и в виде засыпных прокладок.

При подземной прокладке вдоль трассы сооружаются камеры, ниши для компенсаторов, неподвижные опоры и пр.

Надземная прокладка трубопроводов тепловых сетей выполняется:

а) на эстакадах со сплошным пролетным строением;

б) на отдельно стоящих мачтах (опорах);

в) на подвесных пролетных строениях (вантовые).

К особой группе конструкций относятся специальные сооружения: подводные, надземные и подземные переходы и ряд других.

Основными недостатками применяемых в строительстве подземных конструкций теплопроводов являются: недолговечность, большие тепловые потери, трудоемкость изготовления, значительный расход строительных материалов и высокая строительная стоимость.

Наибольшее применение получили сборные конструкции непроходных каналов с бетонными стенками. Применение непроходных каналов оправдывается в случае прокладки тепловых сетей в мокрых грунтах при условии устройства попутного дренажа . Следует ориентироваться на применение непроходных каналов, выполняемых из унифицированных сборных железобетонных деталей. Указанные железобетонные каналы могут быть применены для тепловых сетей диаметром до 600 мм. Возможно применение непроходных каналов, собираемых из вибропрокатных плит.

Непроходные каналы с подвесной теплоизоляцией, образующей вокруг труб воздушную прослойку, незаменимы на участках трассы с самокомпенсацией тепловых удлинений теплопроводов. Характерной особенностью канальной прокладки тепловых сетей в отличие от бесканальной является обеспечение перемещений теплопроводов в продольном и поперечном направлениях.

При прокладке теплопроводов под проездами с интенсивным уличным движением и усовершенствованным дорожным покрытием применяются полупроходные каналы из сборных железобетонных деталей. При прокладке большого количества теплопроводов значительных диаметров применяются проходные туннели.

Для тепломагистралей больших диаметров также имеются типовые конструкции каналов, положительно зарекомендовавшие себя как в строительстве, так и эксплуатации. Например, в Москве сооружаются тепломагистрали диаметром 700-1200 мм. Однако конструкции каналов должны совершенствоваться до получения более рациональных решений. Для прокладки теплопроводов используются сборные железобетонные каналы одноячейкового и двухъячейкового сечений. В основном эти каналы проектируются полупроходного типа для возможности осмотра их обслуживающим персоналом, а также обеспечения максимальной надежности тепломагистралей в эксплуатации.

В Москве и некоторых других городах получила применение бесканальная прокладка теплопроводов с двухслойной цилиндрической оболочкой, состоящей из железобетонной трубы и теплоизоляционного слоя (минеральной ваты).

Железобетонные трубы обладают достаточной механической прочностью, высокой сопротивляемостью ударным и вибрационным нагрузкам, хорошей влагонепроницаемостью. Поэтому они надежно защищают теплопровод от воздействия влаги и нагрузок, передаваемых грунтом. Тем самым достигаются более благоприятные условия для работы теплопроводов: снижаются напряжения в стенках труб и обеспечивается долговечность тепловой изоляции.

Наружная железобетонная оболочка остается неподвижной при перемещении теплопровода в осевом направлении вследствие температурных деформаций, что отличает данную конструкцию от конструкции с армопенобетонной оболочкой, перемещающейся о грунте вместе с теплопроводом.

Аналогичная конструкция выполняется и с применением в качестве наружной оболочки асбестоцементных труб и железобетонных полуцилиндров.

Применение бесканальных конструкций может быть рекомендовано при прокладке в сухих грунтах с защитой наружной поверхности теплопроводов двумя слоями изола. Бесканальная прокладка теплопроводов с засыпной теплоизоляцией торфом, диатомовой крошкой и др. оказалась неудачной. В настоящее время ведутся экспериментальные работы по созданию материала засыпки.

Конструкции камер, применяемые при строительстве тепловых сетей, отличаются большим многообразием. Сборные камеры из железобетонных деталей разработаны для теплопроводов малых и средних диаметров. Камеры больших размеров выполняются из бетонных блоков и монолитного железобетона. Конструкции неподвижных опор в каналах выполняются из монолитного, а также сборного железобетона. В Москве, Новосибирске и других городах значительное распространение получили так называемые общие коллекторы, в которых теплопроводы прокладываются совместно с электрическими и телефонными кабелями, водопроводными и другими подземными сетями.

Проходные каналы и общие коллекторы оборудуются электрическим освещением, телефонной связью, вентиляцией, различными приборами автоматического управления и средствами водоотлива.

В вентилируемых проходных туннелях обеспечивается благоприятный температурно-влажностный режим воздушной среды, который способствует хорошей сохранности теплопроводов.

При строительстве общих коллекторов в Москве открытым способом работ хорошо зарекомендовала себя конструкция из крупных ребристых железобетонных блоков, предложенная инженерами Н. М. Давидянцом и А. А. Ляминым.

Способ совместной прокладки подземных сетей в общих коллекторах имеет целый ряд преимуществ, из которых наиболее существенными являются : повышение долговечности материальной части сетей и обеспечение наилучших условий эксплуатации. При эксплуатации тепловых сетей в коллекторах, а также при необходимости строительства новых подземных сетей не требуется вскрытия городских территорий для проведения ремонта. Размещение сетей различного назначения в коллекторах позволяет организовать их комплексное и плановое проектирование, строительство и эксплуатацию и дает возможность упорядочить всю систему размещения подземных сетей более компактно как в плане, так и в поперечном сечении городских проездов. Подземные городские коллекторы представляют собой современные инженерные сооружения.

а - раздельной;

б - совместной;

Т К -телефонная канализация;

Э - электрические кабели;

Т - теплопроводы 2d = 400 мм;

Г - газопровод d=300 мм

В - водопровод d =300 мм;

С - водосток d= 600 мм;

К - канализация d =200 мм;

Т КАБ - телефонные кабели

Внутренний вид общего коллектора

Количество трубопроводов и кабелей, размещаемых в коллекторах различных сечений

Проектирование подземных, надземных и подводных переходов теплопроводов через естественные и искусственные препятствия входит в общий комплекс проектирования тепловых сетей и только в редких случаях выполняется специализированными организациями.

Подводные переходы через реки выполняются в виде проходных туннелей и дюкеров; воздушные переходы через реки к железнодорожные пути - в виде мостовых переходов. Возможна прокладка теплопроводов и по существующим мостам и путепроводам.

При пересечении трассой тепловых сетей железных и автомобильных дорог, а также городских проездов чаще всего сооружаются подземные переходы, осуществляемые закрытым способом для обеспечения бесперебойной эксплуатации дорог.

Подземные переходы выполняются главным образом в виде туннелей, сооружаемых при помощи металлических щитов круглого сечения. Эти туннели требуют значительного заглубления, а поэтому часто попадают в зону грунтовых вод, что осложняет производство работ и требует организации водоотлива из туннеля во время эксплуатации.

Другим видом подземного перехода является прокладка стальных футляров, внутри которых размещаются теплопроводы. Футляры прокладываются путем продавливания или прокола стальных труб гидравлическими домкратами. Осуществление этого вида переходов целесообразно там, где возможно пройти выше уровня грунтовых вод, не нарушая существующих подземных коммуникаций.

Подземные переходы из стальных футляров широко применяются в строительстве тепловых сетей.

Правильный выбор того или иного вида перехода составляет основную задачу при проектировании, поскольку стоимость этих сооружений весьма высокая и значительно увеличивает общую стоимость тепловых сетей.

На промышленных предприятиях большое распространение получила надземная прокладка теплопроводов по эстакадам, выполняемым часто из прокатного металла.

Проектирование эстакад с применением сборного железобетона в настоящее время существенно облегчается в связи с выпуском типового проекта «Унифицированные сборные железобетонные отдельно стоящие опоры под технологические трубопроводы» (серия ИС-01-06).

В городских тепловых сетях надземная прокладка теплопроводов выполнялась главным образом по металлическим мачтам решетчатой конструкции. Железобетонные мачты начали изготовляться только в настоящее время. Так, например, железобетонные мачты из сборных деталей для тепловых магистралей диаметром 1200 мм нашли применение в Москве. Детали конструкций этих мачт изготовляются на заводе и собираются на трассе.

Производится в непроходных, проходных, и полупроходных каналах, а также в общих коллекторах вместе с иными коммуникациями. На примере Ленинграда в последние годы стала использоваться бесканальная прокладка, которая считается наиболее эффективной. Но и в этом варианте отдельные участки укладываются в каналы - компенсационные ниши, углы поворотов и др.

Если подземная прокладка теплосетей производится на не спланированной территории, осуществляется местная планировка поверхности земли. Это делается в целях отвода поверхностных вод. Элементы тепловых сетей (наружные поверхности перекрытий и стен каналов, камер и т.д.) отделываются обмазочной битумной изоляцией. Если прокладка происходит под зелеными зонами, конструкции покрываются оклеечной гидроизоляцией, которую производят из битумных рулонных материалов. Сети, смонтированные ниже максимального уровня стояния грунтовых вод, оснащаются попутным дренажом. Его диаметр должен составлять более 150 мм.

Установка компенсаторов

Подземная прокладка трубопроводов предполагает установку компенсаторов. Монтаж компенсаторов в проектном положении разрешается после предварительных испытаний тепловых сетей на герметичность и прочность, их обратной засыпки и подземной прокладки камер, каналов и щитовых опор.

Если прокладываемые тепловые сети устанавливаются для обслуживания запорной кирпичной или железобетонной арматуры, устраиваются подземные камеры. Магистральные теплосети проходят через камеры. В них устанавливаются врезки с запорной арматурой для монтажа ответвлений к потребителям. Высота камеры должна отвечать безопасности обслуживания.

В крупных городах подземная прокладка трубопроводов осуществляется совместно с иными инженерными сетями. Городские и внутриквартальные тоннели совмещаются с водопроводами диаметром до 300 мм, силовыми кабелями напряжением до 10 кВ и кабелями связи. Городские тоннели с трубопроводами сжатого воздуха с давлением до 16 МПа совмещаются с напорной канализацией. Внутриквартальные тоннели прокладываются вместе с водяными сетями диаметром до 250 мм и газопроводом природного газа с давлением до 0 005 МПа и диаметром не более 150 мм. В футлярах или тоннелях прокладываются теплосети под городскими проездами, при пересечении крупных автодорог и под площадями с современным покрытием.

Подземная прокладка трубопровода может осуществляться в непроходных каналах.

Бесканальная подземная прокладка осуществляется по территории населенных пунктов. Установка производится в непроходных каналах совместно с иными инженерными сетями в общегородских или внутриквартальных коллекторах. Надземная прокладка трубопровода осуществляется по площадкам предприятий. Теплосети при этом устанавливаются на отдельно стоящих эстакадах и опорах. Иногда допускается и подземная прокладка.

Подробнее о подземной прокладке компенсаторов

При бесканальной прокладке и в непроходных каналах производится подземная установка сильфонных компенсаторов в камерах. Специальные павильоны для не сооружаются при прокладке теплосетей на отдельно стоящих опорах или эстакадах. Устанавливаются они у неподвижных опор. Только один компенсатор монтируется между двумя неподвижными опорами. Направляющие опоры устанавливаются до и после компенсаторов. Одна из направляющих опор должна быть неподвижной.

Из эстетических и архитектурных соображений предусматривается в жилых районах.

При подземной прокладке теплосетей и для воздушной установки применяется кран. Он также используется на мачтах, эстакадах, для возведения служебных помещений высотой в 3 этажа и надземных павильонов насосных станций.

В специальных коллекторах и совместно с другими инженерными сетями осуществляется подземная прокладка трубопровода в пределах населенного пункта (города или поселка). Установка осуществляется в полупроходных, непроходных и проходных каналах непосредственно в грунте.

Все трубопроводы, проложенные под землей должны периодически проверяться. Осуществляется контроль состояния теплоизоляции, строительно-изоляционных конструкций и самих трубопроводов. Профилактические плановые шурфовки производятся в соответствии с графиком, не реже 1 раза в год. Количество шурфов определяется в зависимости от состояния подземных прокладок и протяженности теплосетей.

Укладка труб в траншею осуществляется при участии тех же механизмов, что и при подземной прокладке теплосетей. Это автокраны, трубоукладчики и краны на гусеничном ходу. Если этих механизмов нет или нет возможности их использовать из-за стесненных условий производства, то трубы в траншею могут быть опущены посредством монтажных треног, которые оснащены ручными лебедками или талями. Для труб с малым диаметром используются 2 каната и опускаются они в траншею вручную.

Трубопроводы тепловых сетей могут быть проложены на земле, в земле и над землей. При любом способе монтажа трубопроводов необходимо обеспечивать наибольшую надежность работы системы теплоснабжения при наименьших капитальных и эксплуатационных затратах.

Капитальные затраты определяются стоимостью строительно-монтажных работ и затраты на оборудование и материалы для прокладки трубопровода. В эксплуатационные включают затраты по обслуживанию и содержанию трубопроводов, а так же затраты связанные с потерей тепла в трубопроводах и расходом электроэнергии на всей трассе. Капитальные затраты определяются в основном стоимостью оборудования и материалов, а эксплуатационные - стоимостью тепла, электроэнергии и ремонта.

Основными видами прокладками трубопроводов являются подземная и надземная . Подземная прокладка трубопроводов наиболее распространена. Она подразделяется на прокладку трубопроводов непосредственно в земле (бесканальная) и в каналах. При наземной прокладке трубопроводы могут находиться на земле или над землей на таком уровне, что бы они не препятствовали движению транспорта. Надземные прокладки применяются на загородных магистралях при пересечении оврагов, рек, железнодорожных путей и других сооружений.

Надземные прокладки трубопроводов в каналах или лотках расположенных на поверхности земли или частично заглубленных, применяются, как правило, в районах с вечномерзлыми грунтами.

Способ монтажа трубопроводов зависит от местных условий объекта - назначения, эстетических требований, наличия сложных пересечений с сооружениями и коммуникациями, категории грунта - и должен приниматься на основании технико-экономических расчетов возможных вариантов. Минимальные капитальные затраты требуются на монтаж теплотрассы с использованием подземной прокладки труб без излояции и каналов. Но значительные потери тепловой энергии, особенно во влажных грунтах, приводят к существенным дополнительным затратам и к преждевременному выходу трубопроводов из строя. В целях обеспечения надежности работы теплопроводов необходимо применять механическую и тепловую их защиту.

Механическая защита труб при монтаже труб под землей может быть обеспечена путем устройства каналов, а тепловая защита - путаем применения тепловой изоляции, нанесенной непосредственно на наружную поверхность трубопроводов. Изоляция труб и прокладка их в каналах увеличивают первоначальную стоимость теплотрассы, но быстро окупаются в процессе эксплуатации за счет повышения эксплуатационной надежности и уменьшения тепловых потерь.

Подземная прокладка трубопроводов.

При монтаже трубопроводов тепловых сетей под землей могут быть использованы два способа:

1. Непосредственная прокладка труб в земле (бесканальная).
2. Прокладка труб в каналах (канальная).

Прокладка трубопроводов в каналах.

Для того, что бы защитить теплопро-вод от внешних воздействий, и для обеспечения свободного теплового удлинения труб предназначе-ны каналы. В зависимости от ко-личества прокладывае-мых в одном направле-нии теплопроводов при-меняют непроходные, по-лу проходные или про-ходные каналы.

Для закрепления трубопровода, а так же обеспечения свободного перемещения при температурных удлинениях трубы укладывают па опоры. Что бы обеспечить отток воды лотки укладываются с уклоном не менее 0,002. Вода из нижних точек лотков удаляется самотеком в систему дренажа или из специальных приямков при помощи насоса откачивается в канализацию.

Кроме продольного уклона лотков, перекрытия так же должны иметь поперечный уклон порядка 1-2% для отвода паводковой и атмосферной влаги. При высоком уровне грунтовых вод наружную поверхность стенок, перекрытия и дна канала покрывают гидроизоляцией.

Глубина прокладки лотков принимается из условия минимального объема земляных работ и равномерного распре-деления сосредоточенных нагрузок на перекрытие при движении автотранспорта. Слой грунта над каналом должен состав-лять порядка 0,8—1,2 м и не менее. 0,6 м в мес-тах, где движение автотранспорта запрещено.

Непроходные каналы применяются при большом числе труб небольшого диа-метра, а так же двухтрубной прокладке для всех диаметров. Их конструкция зависит от влажности грунтов. В сухих грунтах наибольшее распространение получили блочные каналы с бетонными или кирпичными стенками либо железобе-тонные одно- или многоячейковые.

Стенки канала могут иметь толщину 1/2 кирпича (120 мм) при трубопроводах небольшого диаметра и 1 кирпич (250 мм) при трубопроводах крупных диа-метров.

Стенки возводят только из обыкновенного кирпича марки не ниже 75. Силикатный кирпич из-за малой его морозоустойчивости применять не рекомендуется. Каналы перекрывают железобетонной плитой. Кирпичные каналы в зависимости от категории грунта имеют несколько разновидностей. В плотных и сухих грунтах дно канала не требует бетонной подготов-ки, достаточно хорошо утрамбовать щебень непосредст-венно в грунт. В слабых грунтах на бетонное основание укладывают дополнительно железобетонную плиту. При высоком уровне стояния грунтовых вод для их отвода предусматривают дренаж. Стенки возводят после монтажа и изоляции трубопро-водов.

Для трубопроводов крупных диаметров применяют каналы, собираемые из стандартных железобетонных эле-ментов лоткового типа КЛ и КЛс, а также из сборных железо-бетонных плит КС.

Каналы типа КЛ состоят из стандартных лотковых элемен-тов, перекрываемых плоскими железобетонными плитами.

Каналы типа КЛс состоят из двух лотковых элементов, уложенных друг на друга и соединенных на цементном растворе при помощи двутавра.

В каналах типа КС стеновые панели устанав-ливают в пазы плиты днища и заливают бетоном. Эти каналы перекрывают плоскими железобетонными плитами.

Основания каналов всех типов выполняют из бетонных плит или пес-чаной подготовки в зависимости от вида грунта.

Наряду с рассмотрен-ными выше каналами применяются и другие их типы.

Сводча-тые каналы состоят из железобетонных сводов или скорлуп полукруглой формы, которыми накрывают трубопровод. На дне траншеи выпол-няют лишь основание ка-нала.

Для трубопроводов крупного диаметра применяют сводчатый двухячейковый ка-нал с разделительной стенкой, при этом свод канала образуется из двух полусводов.

При монтаже непроходного ка-нала, предназначенного для прокладки в мокрых и слабых грунтах стенки и дно канала выполняют в виде железобе-тонного корытообразного лотка, а перекрытие состоит из сборных железобетонных плит. Наружная поверхность лотка (стенки и дно) покрывается гидроизоляцией из двух слоев рубероида на битумной мастике, поверхность основания также покрывают гидроизоляцией затем устанавливают или бетонируют лоток. Перед засыпкой траншеи гидроизоляцию защищают спе-циальной стенкой, выполненной из кирпича.

Замена труб, вышедших из строя, или ремонт тепловой изоляции в таких каналах возможны только при разработке групп, а иногда и разборки мостовой. Поэтому тепловая сеть в непроход-ных каналах трассируется вдоль газонов или на территории зе-леных насаждений.

Полупроходные каналы. В сложных условиях пересечения теплопроводами существующих подземных устройств (под проезжей частью, при высоком уровне стояния грунтовых вод) вместо непроходных устраивают полупроходные каналы. Полу-проходные каналы применяют также при небольшом количестве труб в тех местах, где по условиям эксплуатации вскрытие про-езжей части исключено. Высоту полупроходного канала прини-мают равной 1400 мм. Каналы выполняют из сборных железобе-тонных элементов. Конструкции полупроходных и проходных каналов практически аналогичны.

Проходные каналы применяют при наличии большого количества труб. Их прокладывают под мостовыми крупных магистралей, на территориях боль-ших промышленных предприятий, на участках, прилегающих к зданиям теплоэлектроцентралей. Наряду с теплопроводами в проходных каналах располагают и другие подземные коммуни-кации - электрокабели, телефонные кабели, водопровод, газо-провод и т. п. В коллекторах обеспечивается свободный доступ обслуживающего персонала к трубопроводам для осмотра и ликвидации аварии.

Проходные каналы должны иметь естественную вентиляцию с трехкратным обменом воздуха, обеспечивающую температуру воздуха не более 40° С, и освещение. Входы в проходные каналы устраивают через каждые 200 - 300 м. В местах, где располага-ются сальниковые компенсаторы, предназначенные для восприя-тия тепловых удлинений, запорные устройства и другое оборудо-вание, устраивают специальные ниши и дополнительные люки. Высота проходных каналов должна быть не менее 1800 мм.

Их конструкции бывают трех типов — из ребри-стых плит, из звеньев рамной конструкции и из блоков.

Проходные каналы из ребристых плит , выполняют из четырех железобетонных панелей: днища, двух стенок и плиты перекрытия, изготовляемых заводским способом на про-катных станах. Панели соединены болтами, а наружная поверх-ность перекрытия канала покрывается изоляцией. Секции канала устанавливаются па бетонную плиту. Вес одной секции такого ка-нала сечением 1,46х1,87 м и длиной 3,2 м составляет 5 т, входы устраивают через каждые 50 м.

Проходной канал из железо-бетонных звеньев рамной конструкции , сверху покрывается изоляцией. Элементы канала имеют длину 1,8 и 2,4 м и бывают нормальной и повышенной прочности при заглублении соответст-венно до 2 и 4 м над перекрытием. Железобетонную плиту подкладывают только под стыками звеньев.

Следующий вид это коллектор, изготовляемый из же-лезобетонных блоков трех типов: Г-образного стенового, двух плит перекрытия и днища. Блоки в стыках соединяются моно-литным железобетоном. Эти коллекторы выполняются также нормальными и усиленными.

Бесканальная прокладка.

При бесканальной прокладке за-щиту трубопроводов от механических воздействий выполняет усиленная тепловая изоляция — оболочка.

Достоинствами бесканальной прокладки трубопроводов являются: сравнительно небольшая стоимость строительно-мон-тажных работ, уменьшение объема земляных работ и сокраще-ние сроков строительства. К ее недостаткам относятся: усложне-ние ремонтных работ и затруднение перемещения трубопрово-дов, зажатых грунтом. Бесканальную прокладку трубопроводов широко применяют в сухих песчаных грунтах. Она находит при-менение в мокрых грунтах, но с обязательным устройством в зо-не расположения труб дренажа.

Подвижные опоры при бесканальной прокладке трубопрово-дов не применяются. Трубы с теплоизоляцией укладывают не-посредственно на песчаную подушку, находящуюся на предвари-тельно выровненном дне траншеи. Песчаная подушка, являю-щаяся постелью для труб, имеет наилучшие упругие свойства и допускает наибольшую равномерность температурных переме-щений. В слабых и глинистых грунтах слой песка на дне траншеи должен быть толщиной не менее 100-150 мм. Неподвижные опо-ры при бесканальной прокладке труб представляют собой желе-зобетонные стенки, устанавливаемые перпендикулярно теплопро-водам.

Компенсация тепловых перемещений труб при любом спосо-бе их бесканальной прокладки обеспечивается при помощи гну-тых или сальниковых компенсаторов, устанавливаемых в специ-альных нишах или камерах.

На поворотах трассы во избежание зажатия труб в грунте и обеспечения возможных перемещений устраивают непроходные каналы. В местах пересечения стенки капала трубопроводом в результате неравномерной осадки грунта и основания канала происходит наибольший изгиб трубопроводов. Во избежание из-гиба трубы необходимо оставлять в отверстии стенки зазор, за-полняя его эластичным материалом (например, асбестовым шну-ром). Тепловая изоляция трубы включает в себя утеплительный слой из автоклавного бетона с объемным весом 400 кг/м3, имеющего стальную арматуру, гидроизоляционное покрытие, состоящей из трех слоев бризола на битумно-резиновой мастике, в состав которой входят 5—7% резиновой крошки и защитный слой, вы-полненный из асбестоцементной штукатурки по стальной сет-ке.

Обратные магистрали трубопроводов изолируются таким же образом, как и подающие. Однако наличие изоляции об-ратных магистралей зависит от диаметра труб. При диаметре труб до 300 мм устройство изоляции обяза-тельно; при диаметре труб 300-500 мм устройство изоляции должно быть определено технике экономическим расчетом исходя из местных условий; при диаметре труб 500 мм и более уст-ройство изоляции не предусматривается. Трубопроводы при такой изоляции укладывают непосредст-венно на выровненный уплотненный грунт основания траншеи.

Для понижения уровня грунтовых вод предусматривают специальные дренажные трубопроводы, которые укладывают на глубине 400 мм от дна канала. В зависимости от условий работы дренажные устройства могут быть выполнены из различных труб: для безнапорных дренажей применяют керамические бетонные и асбестоцементные, а для напорных - стальные и чу-гунные.

Дренажные трубы прокладывают с уклоном 0,002—0,003. На поворотах и при перепадах уровней труб устраивают специаль-ные смотровые колодцы по типу канализационных.

Надземная прокладка трубопроводов.

Если исходить из удобства монтажа и обслуживания то прокладка труб над землей является более выгодна чем прокладка под землей. Так же это требует меньших материальных затрат. Однако это поритит внешний вид окружающей среды и поэтому такой вид прокладки труб не везде может применяться.

Несущими конструкциями при надземной прокладке трубо-проводов служат: для небольших и средних диаметров — надзем-ные опоры и мачты, обеспечивающие расположение труб на нужном расстоянии от поверхности; для трубопроводов больших диаметров, как правило, опоры-эстакады. Опоры, обычно, выполняют из железобетонных блоков. Мачты и эстака-ды могут быть как стальными, так и железобетонными. Расстоя-ние между опорами и мачтами при надземной прокладке должно быть равно расстоянию между опорами в каналах и зависит от диаметров трубопроводов. В целях сокращения количества мачт устраивают при помощи растяжек промежуточные опоры.

При надземной прокладке тепловые удлинения трубопрово-дов компенсируются при помощи гнутых компенсаторов, требу-ющих минимальных затрат времени на обслуживание. Обслуживание арматуры производится со специально устраиваемых площадок. В качестве подвижных следует применить катковые опоры, создающие минимальные горизонтальные усилия.

Так же при надземной прокладке трубопроводов могут применяться низкие опоры, которые могут быть выполнены из металла или низких бетонных блоков. В местах пересечения такой трассы с пешеходными дорожками устанавливают специальные мостики. А при пересечении с автодорогами - или выполняют компенсатор нужной высоты или под дорогой прокладывают канал для прохода труб.

Канальная прокладка удовлетворяет большинству требований, однако стоимость ее в зависимости от диаметра выше на 10-50% бесканальной. Каналы предохраняют трубопроводы от воздействия грунтовых, атмосфер­ных и паводковых вод. Трубопроводы в них укладывают на подвижные и неподвижные опоры, при этом обеспечивается организованное тепловое удлинение.

Технологические размеры канала принимают исходя из минимального расстояния в свету между трубами и элементами конструкции, которое в зависимости от диаметра труб 25-1400 мм соответственно принимают рав­ным: до стенки 70-120 мм; до перекрытия 50-100 мм; до поверхности изо­ляции соседнего трубопровода 100-250 мм. Глубину заложения канала

принимают исходя из минимального объема земляных работ и равномерно­го распределения сосредоточенных нагрузок от автотранспорта на пере­крытие. В большинстве случаев толщина слоя грунта над перекрытием со­ставляет 0,8-1,2 м, но не менее 0,5 м.

При централизованном теплоснабжении для прокладки тепловых сетей применяют непроходные, полупроходные или проходные каналы. Если глубина заложения превышает 3 м, то для возможности замены труб со­оружают полупроходные или проходные каналы.

Непроходные каналы применяют для прокладки трубопроводов диа­метром до 700 мм независимо от числа труб. Конструкция канала зависит от влажности грунта. В сухих грунтах чаще устраивают блочные каналы с бетонными или кирпичными стенками либо железобетонные одно- и мно­гоячейковые. В слабых грунтах вначале выполняют бетонное основание, на которое устанавливают железобетонную плиту. При высоком уровне грун­товых вод для их отвода в основании канала прокладывают дренажный трубопровод. Тепловую сеть в непроходных каналах по возможности раз­мещают вдоль газонов.

В настоящее время устраивают преимущественно каналы из сборных железобетонных лотковых элементов (независимо от диаметра проклады­ваемых трубопроводов) типов КЛ, КЛс, или стеновых панелей типов КС и др. Каналы перекрывают плоскими железобетонными плитами. Основания каналов всех типов выполняют из бетонных плит, тощего бетона или пес­чаной подготовки.

При необходимости замены труб, вышедших из строя, или при ремонте тепловой сети в непроходных каналах приходится разрывать грунт и разби­рать канал. В некоторых случаях это сопровождается вскрытием мостового или асфальтного покрытия.

Полупроходные каналы. В сложных условиях пересечения трубопрово­дами тепловой сети существующих подземных коммуникаций, под проез­жей частью, при высоком уровне стояния грунтовых вод вместо непроход­ных устраивают полупроходные каналы. Их применяют также при про­кладке небольшого числа труб в тех местах, где по условиям эксплуатации вскрытие проезжей части исключено, а также при прокладке трубопроводов больших диаметров (800-1400 мм). Высоту полупроходного канала прини­мают не менее 1400 мм. Каналы выполняют из сборных железобетонных элементов - плиты днища, стенового блока и плиты перекрытия.

Проходные каналы. Иначе их называют коллекторами; они сооружают­ся при наличии большого числа трубопроводов. Их располагают под мосто­выми крупных магистралей, на территории больших промышленных пред­приятий, на участках, прилегающих к зданиям теплоэлектроцентралей. Со­вместно с теплопроводами в этих каналах размещают и другие подземные коммуникации: электро- и телефонные кабели, водопровод, газопровод низкого давления и т. п. Для осмотра и ремонта в коллекторах обеспечива­ется свободный доступ обслуживающего персонала к трубопроводам и оборудованию.

Коллекторы выполняются из железобетонных ребристых плит, звеньев рамной конструкции, крупных блоков и объемных элементов. Они обору­дуются освещением и естественной приточно-вытяжной вентиляцией с трехкратным воздухообменом, обеспечивающим температуру воздуха не более 30°С, и устройством для удаления воды. Входы в коллекторы преду­сматриваются через каждые 100-300 м. Для установки компенсирующих и запорных устройств на тепловой сети должны быть выполнены специаль­ные ниши и дополнительные лазы.

Бесканальная прокладка. Для защиты трубопроводов от механических воздействий при этом способе прокладки устраивают усиленную тепловую изоляцию - оболочку. Достоинствами бесканальной прокладки теплопро­водов являются сравнительно небольшая стоимость строительно-монтажных работ, небольшой объем земляных работ и сокращение сроков строительства. К ее недостаткам относится повышенная подверженность стальных труб наружной почвенной, химической и электрохимической коррозии.

При таком виде прокладки подвижные опоры не используют; трубы с тепловой изоляцией укладывают непосредственно на песчаную подушку, отсыпанную на предварительно выровненное дно траншеи. Неподвижные опоры при бесканальной прокладке труб, так же, как и при канальной, представляют собой железобетонные щитовые стенки, установленные пер­пендикулярно теплопроводам. Эти опоры при небольших диаметрах тепло­проводов, как правило, применяют вне камер или в камерах с большим диаметром при больших осевых усилиях. Для компенсации тепловых удли­нений труб применяют гнутые или сальниковые компенсаторы, располо­женные в специальных нишах или камерах. На поворотах трассы во избе­жание зажатия труб в грунте и для обеспечения возможного их перемеще­ния сооружают непроходные каналы.

При бесканальной прокладке применяют засыпные, сборные и моно­литные типы изоляции. Широкое распространение получила монолитная оболочка из автоклавного армированного пенобетона.

Надземная прокладка. Этот тип прокладки является наиболее удобным в эксплуатации и ремонте и характеризуется минимальными тепловыми потерями и простотой обнаружения мест аварий. Несущими конструкциями для труб являются отдельно стоящие опоры или мачты, обеспечивающие расположение труб на нужном расстоянии от земли. При низких опорах расстояние в свету (между поверхностью изоляции и землей) при ширине группы труб до 1,5 м принимается 0,35 м и не менее 0,5 м при большей ши­рине. Опоры выполняют обычно из железобетонных блоков, мачты и эста­кады - из стали и железобетона. Расстояние между опорами или мачтами при надземной прокладке труб диаметром 25-800 мм принимают равным 2-20 м. Иногда устраивают по одной или две промежуточные подвесные опоры с помощью растяжек, чтобы сократить число мачт и снизить капи­тальные вложения в тепловую сеть.

Для обслуживания арматуры и другого оборудования, установленного на трубопроводах тепловой сети, устраивают специальные площадки с ог­раждениями и лестницами: стационарные при высоте 2,5 м и более и пере­движные - при меньшей высоте. В местах установки магистральных задви­жек, спускных, дренажных и воздушных устройств предусматривают утеп­ленные ящики, а также приспособления для подъема людей и арматуры.

5.2. Дренаж тепловых сетей

При подземной прокладке теплопроводов во избежание проникновения воды к тепловой изоляции предусматривают искусственное понижение уровня грунтовых вод. Для этой цели совместно с теплопроводами прокла­дывают дренажные трубопроводы ниже основания канала на 200 мм. Дре­нажное устройство состоит из дренажной трубы и фильтрационного мате­риала обсыпки из песка и гравия. В зависимости от условий работы приме­няют различные дренажные трубы: для безнапорных дренажей - раструб­ные керамические, бетонные и асбестоцементные, для напорных - стальные и чугунные диаметром не менее 150 мм.

На поворотах и при перепадах заложений труб устраивают смотровые колодцы по типу канализационных. На прямолинейных участках такие ко­лодцы предусматривают не менее чем через 50 м. Если отвод дренажной воды в водоемы, овраги или в канализацию самотеком невозможен, строят насосные станции, которые размещают вблизи колодцев на глубине, зави­сящей от отметки дренажных труб. Насосные станции строят, как правило, из железобетонных колец диаметром 3 м. Станция имеет два отсека - ма­шинный зал и резервуар для приема дренажной воды.

5.3. Сооружения на тепловых сетях

Теплофикационные камеры предназначены для обслуживания обору­дования, установленного на тепловых сетях при подземной прокладке. Раз­меры камеры определяются диаметром трубопроводов тепловой сети и га­баритами оборудования. В камерах устанавливают запорную арматуру, сальниковые и дренажные устройства и др. Ширину проходов принимают не менее 600 мм, а высоту - не менее 2 м.

Теплофикационные камеры - сложные и дорогостоящие подземные сооружения, поэтому их предусматривают только в местах установки за­порной арматуры и сальниковых компенсаторов. Минимальное расстояние от поверхности земли до верха перекрытия камеры принимают равным 300 мм.

В настоящее время широко применяются теплофикационные камеры из сборного железобетона. В некоторых местах камеры выполняют из кир­пича или монолитного железобетона.

На теплопроводах диаметром 500 мм и выше применяют задвижки с электроприводом, имеющие высокий шпиндель, поэтому над заглубленной частью камеры сооружают надземный павильон высотой около 3 м.

Опоры. Для обеспечения организованного совместного перемещения трубы и изоляции при тепловых удлинениях применяют подвижные и не­подвижные опоры.

Неподвижные опоры, предназначенные для закрепления трубопрово­дов тепловых сетей в характерных точках, используют при всех способах прокладки. Характерными точками на трассе тепловой сети принято счи­тать места ответвлений, места установки задвижек, сальниковых компенса­торов, грязевиков и места установки неподвижных опор. Наибольшее рас­пространение получили щитовые опоры, которые применяют как при бес­канальной прокладке, так и при прокладке трубопроводов тепловых сетей в непроходных каналах.

Расстояния между неподвижными опорами определяют обычно расче­том труб на прочность у неподвижной опоры и в зависимости от величины компенсирующей способности принятых компенсаторов.

Подвижные опоры устанавливают при канальной и бесканальной про­кладке трубопроводов тепловой сети. Существуют следующие типы раз­личных конструкций подвижных опор: скользящие, катковые и подвесные. Скользящие опоры применяют при всех способах прокладки, кроме беска­нальной. Катковые используют при надземной прокладке по стенам зданий, а также в коллекторах, на кронштейнах. Подвесные опоры устанавливают при надземной прокладке. В местах возможных вертикальных перемеще­ний трубопровода используют пружинные опоры.

Расстояние между подвижными опорами принимают исходя из проги­ба трубопроводов, который зависит от диаметра и толщины стенки труб: чем меньше диаметр трубы, тем меньше расстояние между опорами. При прокладке в каналах трубопроводов диаметром 25-900 мм расстояние меж­ду подвижными опорами принимается соответственно 1,7-15 м. При над­земной прокладке, где допускается несколько больший прогиб труб, рас­стояние между опорами для тех же диаметров труб увеличивают до 2-20 м.

Компенсаторы применяют для снятия температурных напряжений, возникающих в трубопроводах при удлинении. Они могут быть гибкими П-образными или омега-образными, шарнирными или сальниковыми (осевы­ми). Кроме того, используют имеющиеся на трассе повороты трубопрово­дов под углом 90-120°, которые работают как компенсаторы (самокомпен­сация). Установка компенсаторов сопряжена с дополнительными капиталь­ными и эксплуатационными затратами. Минимальные затраты получаются при наличии участков самокомпенсации и применении гибких компенсато­ров. При разработке проектов тепловых сетей принимают минимальное число осевых компенсаторов, максимально используя естественную ком­пенсацию теплопроводов. Выбор типа компенсатора определяется конкрет­ными условиями прокладки трубопроводов тепловых сетей, их диаметром и параметрами теплоносителя.

Противокоррозионное покрытие трубопроводов. Для защиты тепло­проводов от наружной коррозии, вызываемой электрохимическими и хими­ческими процессами под воздействием окружающей среды, применяют противокоррозионные покрытия. Высоким качеством обладают покрытия, выполненные в заводских условиях. Тип противокоррозионного покрытия зависит от температуры теплоносителя: битумная грунтовка, несколько слоев изола по изольной мастике, оберточная бумага или шпатлевка и эпок­сидная эмаль.

Тепловая изоляция. Для тепловой изоляции трубопроводов тепловых се­тей используют различные материалы: минеральную вату, пенобетон, армо-пенобетон, газобетон, перлит, асбестоцемент, совелит, керамзитобетон и др. При канальной прокладке широко применяют подвесную изоляцию из мине­ральной ваты, при бесканальной - из автоклавного армопенобетона, асфаль-тоизола, битумоперлита и пеностекла, а иногда и засыпную изоляцию.

Тепловая изоляция состоит, как правило, из трех слоев: теплоизоляци­онного, покровного и отделочного. Покровный слой предназначен для за­щиты изоляции от механических повреждений и попадания влаги, т. е. для сохранения теплотехнических свойств. Для устройства покровного слоя используют материалы, обладающие необходимой прочностью и влагоне-проницаемостью: толь, пергамин, стеклоткань, фольгоизол, листовую сталь и дюралюминий.

В качестве покровного слоя при бесканальной прокладке теплопрово­дов в умеренно влажных песчаных грунтах применяют усиленную гидро­изоляцию и асбестоцементную штукатурку по каркасу из проволочной сет­ки; при канальной прокладке - асбестоцементную штукатурку по каркасу из проволочной сетки; при надземной прокладке - асбестоцементные полу­цилиндры, кожух из тонколистовой стали, оцинкованную или окрашенную алюминиевую краску.

Подвесная изоляция представляет собой цилиндрическую оболочку на поверхности трубы, изготовленную из минеральной ваты, формованных изделий (плит, скорлуп и сегментов) и автоклавного пенобетона.

Толщину слоя тепловой изоляции принимают согласно расчету. В ка­честве расчетной температуры теплоносителя принимают максимальную, если она не изменяется в течение рабочего периода сети (например, в паро­вых и конденсатных сетях и трубах горячего водоснабжения), и среднюю за год, если температура теплоносителя изменяется (например, в водяных се­тях). Температуру окружающей среды в коллекторах принимают +40°С, грунта на оси труб - среднюю за год, температуру наружного воздуха при надземной прокладке - среднюю за год. В соответствии с нормами проек­тирования тепловых сетей предельная толщина тепловой изоляции прини­мается исходя из способа прокладки:

При надземной прокладке и в коллекторах при диаметре труб 25-1400
мм толщина изоляции 70-200 мм;

В каналах для паровых сетей - 70-200 мм;

Для водяных сетей - 60-120 мм.

Арматуру, фланцевые соединения и другие фасонные части тепловых сетей, так же, как и трубопроводы, покрывают слоем изоляции толщиной, равной 80% толщины изоляции трубы.

При бесканальной прокладке теплопроводов в грунтах с повышенной коррозионной активностью возникает опасность коррозии труб от блуж­дающих токов. Для защиты от электрокоррозии предусматривают меро­приятия, исключающие проникание блуждающих токов к металлическим трубам, либо устраивают так называемый электрический дренаж или ка­тодную защиту (станции катодной защиты).

Завод информационных технологий «ЛИТ» в г. Переславль-Залесский выпускает гибкие теплоизоляционные изделия из вспененного полиэтилена с закрытой поровой структурой «Энергофлекс». Они экологически безопас­ны, так как изготавливаются без применения хлорфторуглеродов (фреона). В процессе эксплуатации и при переработке материал не выделяет в окру­жающую среду токсичных веществ и не оказывает вредных воздействий на организм человека при непосредственном контакте. Работа с ним не требу­ет специальных инструментов и повышенных мер безопасности.

«Энергофлекс» предназначен для теплоизоляции инженерных комму­никаций с температурой теплоносителя от минус 40 до плюс 100 °С.

Изделия «Энергофлекс» выпускаются в следующем виде:

Трубки 73 типоразмеров с внутренним диаметром от 6 до 160 мм и
толщиной стенки от 6 до 20 мм;

Рулоны шириной 1 м и толщиной 10, 13 и 20 мм.

Коэффициент теплопроводности материала при 0°С равен 0,032Вт/(м-°С).

Минераловатные теплоизоляционные изделия производятся предпри­ятиями АО «Термостепс» (г.г. Тверь, Омск, Пермь, Самара, Салават, Яро­славль), АКСИ (г. Челябинск), АО «Тизол», Назаровским ЗТИ, заводом «Комат» (г. Ростов-на-Дону), ЗАО «Минеральная вата» (г. Железнодорож­ный Московской обл.) и др.

Применяются также импортные материалы фирм ROCKWOLL, Рагос, Izomat и др.

Эксплуатационные свойства волокнистых теплоизоляционных мате­риалов зависят от состава используемого различными производителями исходного сырья и технологического оборудования и изменяются в доста­точно широком диапазоне.

Техническая тепловая изоляция из минеральной ваты делится на два типа: высокотемпературная и низкотемпературная. Компанией ЗАО «Ми­неральная вата» выпускается тепловая изоляция «ROCKWOLL» в виде стекловолокнистых минераловатных плит и матов. Более 27% от всех про­изводимых в России волокнистых теплоизоляционных материалов прихо­дится на долю теплоизоляции URSA, выпускаемой ОАО «Флайдерер-Чудово». Эти изделия изготавливаются из штапельного стеклянного волок­на и отличаются высокими теплотехническими и акустическими характери­стиками. В зависимости от марки изделия коэффициент теплопроводности

такой изоляции колеблется от 0,035 до 0,041 Вт/(м-°С), при температуре 10°С. Изделия характеризуются высокими экологическими показателями; их можно применять, если температура теплоносителя находится в преде­лах от минус 60 до плюс 180°С.

ЗАО «Изоляционный завод» (г. Санкт-Петербург) выпускает изолиро­ванные трубы для теплосетей. В качестве изоляции здесь применяется ар-мопенобетон, к преимуществам которого следует отнести:

Высокую предельную температуру применения (до 300°С);

Высокую прочность на сжатие (не менее 0,5 МПа);

Возможность применения при бесканальной прокладке на любой глу­
бине заложения теплопроводов и во всех грунтовых условиях;

Наличие на изолируемой поверхности пассивирующей защитной
пленки, возникающей при соприкосновении пенобетона с металлом трубы;

Изоляция является негорючей, что позволяет использовать ее при всех
видах прокладки (надземно, подземно, канально или бесканально).

Коэффициент теплопроводности такой изоляции равен 0,05-0,06 Вт/(м-°С).

Одним из самых перспективных способов на сегодняшний день явля­ется применение предварительно изолированных трубопроводов беска­нальной прокладки с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией в полиэтиле­новой оболочке. Применение трубопроводов типа «труба в трубе» является наиболее прогрессивным способом энергосбережения в строительстве теп­ловых сетей. В США и Западной Европе, особенно в северных регионах, эти конструкции применяются уже с середины 60-х г.г. В России - всего лишь с 90-х г.г.

Основные преимущества таких конструкций:

Повышение долговечности конструкций до 25-30 лет и более, т. е. в
2-3 раза;

Снижение тепловых потерь до 2-3 % по сравнению с существующими
20^40% (и более) в зависимости от региона;

Уменьшение эксплуатационных расходов в 9-10 раз;

Снижение расходов на ремонт теплотрасс не менее чем в 3 раза;

Снижение капитальных затрат при строительстве новых теплотрасс в
1,2-1,3 раза и значительное (в 2-3 раза) снижение сроков строительства;

Значительное повышение надежности теплотрасс, сооружаемых по
новой технологии;

Возможность применения системы оперативного дистанционного
контроля за увлажнением изоляции, что позволяет своевременно реагиро­
вать на нарушение целостности стальной трубы или полиэтиленового гид­
роизоляционного покрытия и заранее предотвращать утечки и аварии.

По инициативе Правительства Москвы, Госстроя России, РАО «ЕЭС России», ЗАО «МосФлоулайн», Корпорации «ТВЭЛ» (г. Санкт-Петербург) и ряда других организаций в 1999 г. была создана Ассоциация производи­телей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоля­цией.

ГЛАВА 6. КРИТЕРИИ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА