Отопление Прокладка трубопроводов

Прокладка трубопроводов

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. Излояция труб и проклада 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 теплопро­вод от внешних воздействий, и для обеспечения свободного теплового удлинения  труб предназначе­ны каналы. В зависимости от ко­личества прокладывае­мых в одном направле­нии теплопроводов при­меняют непроходные, по­лу проходные или про­ходные 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 распре­деления сосредоточенных нагрузок на перекрытие при движении автотранспорта. Слой грунта над каналом должен состав­лять порядка 0,8—1,2 м и не менее. 0,6 м в мес­тах, где движение автотранспорта запрещено.

Непроходные каналы применяются при большом числе труб небольшого диа­метра, 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 железобе­тонные одно- или многоячейковые.

непроходной канал

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

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 подготов­ки, достаточно хорошо утрамбовать щебень непосредст­венно 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 трубопро­водов.

Для трубопроводов крупных диаметров применяют каналы, собираемые из стандартных железобетонных эле­ментов лоткового типа КЛ и КЛс, а также из сборных железо­бетонных плит КС.

Каналы типа КЛ состоят из стандартных лотковых элемен­тов, перекрываемых плоскими железобетонными плитами.

Непроходной канал КЛ

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

Непроходной канал КЛс

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

Непроходной канал КС

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

Наряду с рассмотрен­ными выше каналами применяются и другие их типы.

Сводча­тые каналы состоят из железобетонных сводов или скорлуп полукруглой формы, которыми накрывают трубопровод. На дне траншеи выпол­няют лишь основание ка­нала.

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

При монтаже непроходного ка­нала, предназначенного для прокладки в мокрых и слабых грунтах стенки и дно канала выполненяют в виде железобе­тонного 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 спе­циальной 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 непроход­ных каналах трассируется вдоль газонов или на территории зе­леных 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. Полу­проходные каналы применяют также при небольшом количестве труб в тех местах, где по условиям эксплуатации вскрытие про­езжей части исключено. Высоту полупроходного канала прини­мают равной 1400 мм. Каналы выполняют из сборных железобе­тонных элементов. Конструкции полупроходных и проходных каналов практически аналогичны.

 

Проходные каналы применяют при наличии большого количества труб. Их прокладывают под мостовыми крупных магистралей, на территориях боль­ших промышленных предприятий, на участках, прилегающих к зданиям теплоэлектроцентралей. Наряду с теплопроводами в проходных каналах располагают и другие подземные коммуни­кации - электрокабели, телефонные кабели, водопровод, газо­провод 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 располага­ются сальниковые компенсаторы, предназначенные для восприя­тия тепловых удлинений, запорные устройства и другое оборудо­вание, устраивают специальные ниши и дополнительные люки. Высота проходных каналов должна быть не менее 1800 мм.

Их конструкции бывают трех типов — из ребри­стых 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 про­катных станах. Панели соединены болтами, а наружная поверх­ность перекрытия канала покрывается изоляцией. Секции канала устанавливаются па бетонную плиту. Вес одной секции такого ка­нала сечением 1,46х1,87 м и длиной 3,2 м составляет 5 т, входы устраивают через каждые 50 м.

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

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

 

Бесканальная прокладка.

При бесканальной прокладке за­щиту трубопроводов от механических воздействий выполняет усиленная тепловая изоляция — оболочка.

Достоинствами бесканальной прокладки трубопроводов являются: сравнительно небольшая стоимость строительно-мон­тажных работ, уменьшение объема земляных работ и сокраще­ние сроков строительства. К ее недостаткам относятся: усложне­ние ремонтных работ и затруднение перемещения трубопрово­дов, зажатых грунтом. Бесканальную прокладку трубопроводов широко применяют в сухих песчаных грунтах. Она находит при­менение в мокрых грунтах, но с обязательным устройством в зо­не расположения труб дренажа.

Подвижные опоры при бесканальной прокладке трубопрово­дов не применяются. Трубы с теплоизоляцией укладывают не­посредственно на песчаную подушку, находящуюся на предвари­тельно выровненном дне траншеи. Песчаная подушка, являю­щаяся постелью для труб, имеет наилучшие упругие свойства и допускает наибольшую равномерность температурных переме­щений. В слабых и глинистых грунтах слой песка на дне траншеи должен быть толщиной не менее 100-150 мм. Неподвижные опо­ры при бесканальной прокладке труб представляют собой желе­зобетонные стенки, устанавливаемые перпендикулярно теплопро­водам.

Компенсация тепловых перемещений труб при любом спосо­бе их бесканальной прокладки обеспечивается при помощи гну­тых или сальниковых компенсаторов, устанавливаемых в специ­альных 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 из­гиба трубы необходимо оставлять в отверстии стенки зазор, за­полняя его эластичным материалом (например, асбестовым шну­ром). 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, вы­полненный из асбестоцементной штукатурки  по стальной сет­ке.

Обратные магистрали трубопроводов изолируются таким же образом, как и подающие. Однако наличие изоляции об­ратных магистралей зависит от диаметра труб. При диаметре труб до 300 мм устройство изоляции обяза­тельно; 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 уст­ройство изоляции не предусматривается. Трубопроводы при такой изоляции укладывают непосредст­венно 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 чу­гунные.

Дренажные трубы прокладывают с уклоном 0,002—0,003. На поворотах и при перепадах уровней труб устраивают специаль­ные 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 трубо­проводов служат: для небольших и средних диаметров — надзем­ные 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 эстака­ды могут быть как стальными, так и железобетонными. Расстоя­ние 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 трубопрово­дов компенсируются при помощи гнутых компенсаторов, требу­ющих 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.