Файл: Теплоснабжения.doc

постоянные – 1) собственный вес труб, деталей, арматуры и обустройств; 2) вес изоляции; 3) вес и давление грунта; 4) предварительная растяжка; 5) силы трения в опорах скольжения или при взаимодействии с грунтом (при бесканальной прокладке); 6) натяг упругих опор;

длительные временные – 7) внутреннее давление; 8) вес транспортируемой среды – воды, пара; 9) температурный перепад; 10) смещение концевых защемлений при нагреве присоединенного оборудования; 11) распорные усилия осевых компенсаторов;

кратковременные – 12)снеговая; 13) гололедная; 14) ветровая; 15) от подвижного состава.

Основные размеры труб и деталей теплосети выбираются по расчетным давлению и температуре с учетом коррозионной активности среды. За расчетное давление принимают максимальное рабочее давление, за расчетную температуру  максимальную рабочую температуру по проектной документации.

Номинальная толщина стенки прямой трубы согласно СП41 – 100 – 95 должна быть не менее определенной по формулам:

номинальная толщина стенки трубы
S = S_R + C, мм,



расчетная толщина стенки трубы



S_R = p D_a / (2 _w  +p), мм,
где C – суммарная прибавка к расчетной толщине стенки (запас на коррозию, C = 0,5 – 1,0 мм); p – рабочее давление, МПа; D_a  наружный диаметр трубы, мм; _w  расчетный коэффициент прочности продольного или спирального сварного шва (равный 1 при заводском контроле качества сварки);

---

  номинальное допускаемое напряжение при расчетной температуре стенки, МПа;

Номинальная толщина стенки труб при изготовлении и фактическая толщина стенки труб при эксплуатации должны быть не менее значений, указанных в табл. 1.7, и не менее значений, полученных в результате расчетов на прочность.

Таблица 1.7

Допустимая толщина стенок труб

Процесс	S, мм, при Da,мм
	38	51	70	90	108	108
Изготовление	1,80	2,00	2,50	3,00	3,50	4,00
Эксплуатация	1,45	1,60	2,00	2,40	2,80	3,20

Из табл.1.7 следует, что в процессе эксплуатации тепловых сетей необходимо вести систематический ежегодный контроль (по индикаторам) за состоянием металла трубопроводов во избежание разрывов и их аварийных повреждений.

Целью поверочного расчета является не только оценка статической и циклической прочности самого трубопровода, но также определение усилий, действующих со стороны трубопровода на опоры (рис. 1.11), строительные конструкции и присоединенное оборудование – ответвления, секционную арматуру, спускные и дренажные устройства, компенсаторы и др. Для выполнения таких достаточно больших расчетов разработаны специальные компьютерные программы, так как иначе эту трудоемкую работу выполнять весьма сложно.



Рис. 1.11. Cхема нагрузок на опору

1  труба; 2  подвижная опора; Q_Z  вертикальное давление трубопровода на подвижную опору; q_y  продольная составляющая силы трения (вдоль оси трубы); q_x – боковая составляющая силы трения (поперек оси трубы)
В тепловых сетях на трубопроводах устраивают опорные конструкции двух типов

---

 подвижные (свободные) и неподвижные (мертвые).

По принципу свободного перемещения различают подвижные опоры, скользящие, катковые, шариковые и подвесные, их используют во всех типах прокладок, кроме бесканальных.

Подвижные опоры служат для передачи веса теплопроводов и их изоляционных оболочек на несущие конструкции и обеспечения перемещений труб, происходящих вследствие изменения их длины при изменениях температуры теплоносителя.

Наиболее распространены в настоящее время в теплосетях типовые скользящие опоры, их подразделяют на низкие (90 мм) и высокие (140 мм) и применяют для всех типов и диаметров труб независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов. Первые используются для трубопроводов с толщиной теплоизоляции до 80 мм, они имеют плоскость скольжения непосредственно у тела трубы. В местах их расположения должна быть снята тепловая изоляция. Вторые применяются для трубопроводов с толщиной теплоизоляции более 80 мм. Они имеют плоскость скольжения ниже поверхности теплоизоляции и поэтому нет необходимости ее нарушать. Все они свободно опираются на бетонные подушки, в которые предварительно заделываются стальные полосы для уменьшения сил трения и истирания.

Для трубопроводов с диаметром труб от 200 мм и больше для уменьшения сил трения на опорах применяют опоры качения – катковые, роликовые, шариковые.

Подвесные опоры применяются для надземной прокладки водоводов небольших диаметров (от 150 до 500 мм) – паропроводов и др., гибкая подвеска позволяет опоре легко поворачиваться и перемещаться вместе с трубопроводом.

На рис. 1.12 показаны варианты низких, высоких и катковых опор, а на рис. 1.13 – подвесных опор.


Рис.1.12. Варианты высоких, низких и катковых опор трубопроводов



Рис. 1.13. Варианты подвесных опор трубопроводов:

а – для продольных и поперечных перемещений; б – для продольных перемещений; в – с непосредственной заделкой в балку; г – с обвязкой балки

---

Неподвижные опоры служат для распределения удлинений трубопроводов и восприятия усилий от температурных деформаций и внутренних давлений путем закрепления трубопровода в отдельной точке относительно каналов их несущих конструкций. Размещают неподвижные опоры между компенсаторами и участками трубопроводов с естественной компенсацией температурных удлинений таким образом, чтобы между каждыми двумя компенсаторами была одна неподвижная опора, а между двумя неподвижными опорами находился один компенсатор.

Неподвижное закрепление трубопроводов выполняют различными конструкциями в зависимости от принятого способа прокладки теплосети. Так для бесканальной прокладки и для непроходных каналов выполняют конструкцию индустриальной щитовой опоры в виде железобетонных щитов с заделанными в них изолированными элементами (рис. 1 14). Такие опоры изготавливают в заводских условиях и поставляют на трассу строительства в комплекте с изолированными трубами и другими изделиями.



а) б)

Рис. 1.14. Щитовая неподвижная опора при установке

а – в непроходном канале; б – в бесканальной теплотрассе; 1 – железобетонная щитовая стенка; 2 – асбестовая прокладка; 3 – лобовая опора; 4 – перекрытие; 5 – дренажное отверстие; 6 – дно канала; 7 – опорная бетонная подушка; 8 – отверстие для дренажной трубы
В камерах подземных каналов и при надземных прокладках неподвижные опоры выполняются в виде металлических консрукций, сваренных или соединенных на болтах с трубами (рис. 1.15).

Усилия Qвоспринимаемые неподвижными опорами, складываются из реакции сил трения R_тр в подвижных опорах, реакции компенсатора R_к и реакции сил внутреннего давления R_в.д. Полная сила, действующая на неподвижную опору, равна сумме этих величин и в эксплуатационных условиях может достигать больших размеров.
Q = R_тр + R_к + R_в.д = q

---

lb + R_к + 0,785d²P,
l длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора, м; q – вес 1 м трубопровода с изоляцией и теплоносителем, кгс/м;   коэффициент трения в подвижных опорах; d – внутренний диаметр трубы, см; P – максимально возможное давление в трубе, кгс/см².



Рис.1.15. Неподвижные опоры

а – на фундаменте; б – на балке; в – на стойках
Указанные силы действуют на неподвижную опору с двух сторон и при симметричных участках взаимно уравновешиваются. Но при пуске теплопровода или при изменении температуры теплоносителя указанные силы могут быть неуравновешенными. Поэтому расчет неподвижных опор производится на одностороннее действие сил по выше приведенной формуле. Неучет таких взаимодействий, повреждение или поломка неподвижных опор могут стать причиной серьезных аварий на теплотрассах.

Так в процессе летней перекладки ветхой канальной теплотрассы диаметром 600 мм по Банному переулку в г. Москве монтажники «позабыли» восстановить удаленную при ремонте неподвижную опору, а неопытный начальник участка тепловых сетей принял в эксплуатацию их «работу», в результате чего была нарушена проектная схема компенсации трубопроводов. В декабрьские морозы с повышением температуры теплоносителя и значительным расширением металла труб произошло их произвольное смешение в каналах. Установленные за бывшей неподвижной опорой сальниковые компенсаторы начали «выходить из зацепления», подтяжка сальниковых уплотнений результатов не дала – возникла большая утечка теплоносителя, что привело к нарушению гидравлического режима Переяславской РТС и прекращению теплоснабжения целого района города.

В эксплуатационных сетевых подразделениях помимо «Расчетной схемы тепловых сетей» необходимо составлять «Исполнительные схемы на отдельные участки тепловых сетей (планшетные)». На них изображаются в плане отдельные участки теплосетей (основных трубопроводов и ответвлений) с указанием диаметров, обозначением тепловых пунктов, тепловых камер, компенсаторов, задвижек, неподвижных опор, номеров и адресов абонентов с указанием назначения и этажности здания. На рис.1.16 показаны схемы разгруженных и неразгруженных опор.

---