На отдельно стоящих мачтах и опорах (рис. 4.1);
Рис. 4.1. Прокладка трубопроводов на отдельно стоящих мачтах
Рис.4.2-на эстакадах со сплошным пролетным строением в виде ферм или балок (рис. 4.2);
Рис. 4.2. Эстакада с пролетным строением для прокладки трубопроводов
Рис.4.3-на тягах, прикрепленных к верхушкам мачт (вантовая конструкция, рис. 4.3);
Рис. 4.3. Прокладка труб с подвеской на тягах (вантовая конструкция)
На кронштейнах.
Прокладки первого типа наиболее рациональны для трубопроводов диаметром 500 мм и более. Трубопроводы большего диаметра при этом могут быть использованы в качестве несущих конструкций для укладки или подвески к ним нескольких трубопроводов малого диаметра, требующих более частой установки опор.
Прокладки по эстакаде со сплошным настилом для прохода целесообразно применять только при большом количестве труб (не менее 5 - 6 шт.), а также при необходимости регулярного надзора за ними. По стоимости конструкции проходная эстакада наиболее дорогая и требует наибольшего расхода металла, так как фермы или балочный настил обычно изготовляются из прокатной стали.
Прокладка третьего типа с подвесной (вантовой) конструкцией пролетного строения является более экономичной, так как позволяет значительно увеличить расстояния между мачтами и тем самым уменьшить расход строительных материалов. Наиболее простые конструктивные формы подвесная прокладка получает при трубопроводах равных или близких диаметров.
При совместной укладке трубопроводов большого и малого диаметра применяется несколько видоизмененная вантовая конструкция с прогонами из швеллеров, подвешенных на тягах. Прогоны позволяют устанавливать опоры трубопроводов между мачтами. Однако возможность прокладки трубопроводов на эстакадах и с подвеской на тягах в городских условиях ограничена и применима только в промышленных зонах. Наибольшее применение получила прокладка водяных трубопроводов на отдельно стоящих мачтах и опорах или на кронштейнах. Мачты и опоры, как правило, выполняются из железобетона. Металлические мачты применяются в исключительных случаях при малом объеме работ и реконструкции существующих тепловых сетей.
Мачты по своему назначению делятся на следующие типы:
- для подвижных опор трубопроводов (так называемые промежуточные);
- для неподвижных опор трубопроводов (анкерные), а также устанавливаемые в начале и в конце участка трассы;
- устанавливаемые на поворотах трассы;
- служащие для опирания компенсаторов трубопроводов.
В зависимости от количества, диаметра и назначения прокладываемых трубопроводов мачты выполняются трех различных конструктивных форм: одностоечными, двухстоечными и четырехстоечными пространственной конструкции.
При проектировании воздушных прокладок следует стремиться к возможно большему увеличению расстояний между мачтами.
Однако для беспрепятственного стока воды при выключениях трубопроводов максимальный прогиб не должен превышать
f = 0,25∙i ∙l ,где f - прогиб трубопровода в середине пролета, мм; i - уклон оси трубопровода; l - расстояние между опорами, мм.
Сборные железобетонные конструкции мачт обычно собираются из следующих элементов: стоек (колонн), ригелей и фундаментов. Размеры сборных деталей определяются количеством и диаметром укладываемых трубопроводов.
При прокладке от одного до трех трубопроводов в зависимости от диаметра применяются одностоечные отдельно стоящие мачты с консолями, они пригодны и при вантовой подвеске труб на тягах; тогда предусматривается устройство верхушки для крепления тяг.
Мачты сплошного прямоугольного сечения допустимы, если максимальные размеры поперечного сечения не превосходят 600 х 400 мм. При больших размерах для облегчения конструкции рекомендуется предусматривать вырезы по нейтральной оси или применять в качестве стоек центрифугированные железобетонные трубы заводского изготовления.
Для многотрубных прокладок мачты промежуточных опор чаще всего проектируются двухстоечной конструкции, одноярусные или двухъярусные.
Сборные двухстоечные мачты состоят из следующих элементов: двух стоек с одной или двумя консолями, одного или двух ригелей и двух фундаментов стаканного типа.
Мачты, на которых трубопроводы закрепляются неподвижно, испытывают нагрузку от горизонтально направленных усилий, передаваемых трубопроводами, которые проложены на высоте 5 - 6 м от поверхности грунта. Такие мачты для увеличения устойчивости проектируются в виде четырехстоечной пространственной конструкции, которая состоит из четырех стоек и четырех или восьми ригелей (при двухъярусном расположении трубопроводов). Мачты устанавливаются на четырех отдельных фундаментах стаканного типа.
При надземной прокладке трубопроводов больших диаметров используется несущая способность труб, и поэтому не требуется устройства какого-либо пролетного строения между мачтами. Не следует применять и подвеску трубопроводов большого диаметра на тягах, так как такая конструкция практически работать не будет.
Рис.4.4В качестве примера приведена прокладка трубопроводов на железобетонных мачтах (рис. 4.4).
1 - колонна; 2 - ригель; 3 - связь; 4 - фундамент; 5 - соединительный стык; 6 - бетонная подготовка.
Два трубопровода (прямой и обратный) диаметром 1200 мм уложены на катковых опорах по железобетонным мачтам, установленным через каждые 20 м. Высота мачт от поверхности земли 5,5 - 6м. Сборные железобетонные мачты состоят из двух фундаментов, связанных между собой монолитным стыком, двух колонн прямоугольного сечения 400 х 600 мм и ригеля. Колонны связаны между собой металлическими диагональными связями из угловой стали. Соединение связей с колоннами выполнено косынками, приваренными к закладным деталям, которые заделаны в колоннах. Ригель, служащий опорой для трубопроводов, выполнен в виде прямоугольной балки сечением 600 х 370 мм и крепится к колоннам путем сварки закладных стальных листов.
Мачта рассчитана на вес пролета труб, горизонтальные осевые и боковые усилия, возникающие от трения трубопроводов на катковых опорах, а также на ветровую нагрузку.
Рис. 4.5. Неподвижная опора:
1 - колонна; 2 - ригель поперечный; 3 - ригель продольный; 4 - связь поперечная; 5 - связь продольная; 6 - фундамент
Рис.4.5Неподвижная опора (рис. 4.5), рассчитанная на горизонтальное усилие от двух труб 300 кН, выполнена из сборных железобетонных деталей: четырех колонн, двух продольных ригелей, одного поперечного опорного ригеля и четырех фундаментов, соединенных попарно.
В продольном и поперечном направлениях колонны связаны металлическими диагональными связями, выполненными из уголковой стали. На опорах трубопроводы закрепляются хомутами, охватывающими трубы, и косынками в нижней части труб, которые упираются в металлическую раму из швеллеров. Эта рама прикрепляется к железобетонным ригелям приваркой к закладным деталям.
Прокладка трубопроводов на низких опорах нашла широкое применение при строительстве тепловых сетей на неспланированной территории районов новой застройки городов. Переход пересеченной или заболоченной местности, а также мелких рек целесообразнее осуществлять таким способом с использованием несущей способности труб.
Однако при проектировании тепловых сетей с прокладкой трубопроводов на низких опорах необходимо учитывать срок намеченного освоения территории, занятой трассой, под городскую застройку. Если через 10 - 15 лет потребуется заключение трубопроводов в подземные каналы или реконструкция тепловой сети, то применение воздушной прокладки является нецелесообразным. Для обоснования применения способа прокладки трубопроводов на низких опорах должны быть выполнены технико-экономические расчеты.
При надземной прокладке трубопроводов больших диаметров (800-1400 мм) целесообразной является их прокладка на отдельно стоящих мачтах и опорах с применением специальных сборных железобетонных конструкций заводского изготовления, отвечающих конкретным гидрогеологическим условиям трассы тепломагистрали.
Опыт проектирования показывает экономичность применения свайных оснований под фундаменты как анкерных, так и промежуточных мачт и низких опор.
Надземные тепломагистрали большого диаметра (1200-1400 мм) значительной протяженности (5 - 10 км) построены по индивидуальным проектам с применением высоких и низких опор на свайном основании.
Имеется опыт строительства тепломагистрали с диаметрами труб D у = 1000 мм от ТЭЦ с применением свай-стоек на заболоченных участках трассы, где на глубине 4-6 м залегают скальные грунты.
Расчет опор на свайном основании на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок выполняется в соответствии со СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты».
При проектировании низких и высоких опор для прокладки трубопроводов могут быть использованы конструкции унифицированных сборных железобетонных отдельно стоящих опор, разработанных под технологические трубопроводы [ 3 ].
Проект низких опор по типу «качающихся» фундаментов, состоящих из железобетонного вертикального щита, устанавливаемого на плоскую фундаментную плиту, разработан АтомТЭП. Эти опоры могут применяться в различных грунтовых условиях (за исключением сильно обводненных и просадочных грунтов).
Одним из наиболее распространенных видов воздушной прокладки трубопроводов является прокладка последних на кронштейнах, укрепляемых в стенах зданий. Применение этого способа может быть рекомендовано при прокладке тепловых сетей на территории промышленных предприятий.
При проектировании трубопроводов, располагаемых по наружной или внутренней поверхности стен, следует выбирать такое размещение труб, чтобы они не закрывали оконных проемов, не мешали размещению других трубопроводов, оборудования и пр. Наиболее важным является обеспечение надежного закрепления кронштейнов в стенах существующих зданий. Проектирование прокладки трубопроводов по стенам существующих зданий должно включать обследование стен в натуре и изучение проектов, по которым они построены. При значительных нагрузках, передаваемых трубопроводами на кронштейны, необходимо производить расчет общей устойчивости конструкций здания.
Трубопроводы укладываются на кронштейны с приваренными корпусами скользящих опор. Применение катковых подвижных опор при наружной прокладке трубопроводов не рекомендуется из-за трудности их периодической смазки и очистки в период эксплуатации (без чего они будут работать как скользящие).
В случае недостаточной надежности стен здания должны быть осуществлены конструктивные мероприятия по рассредоточению усилий, передаваемых кронштейнами, путем уменьшения пролетов, устройства подкосов, вертикальных стоек и др. Кронштейны, устанавливаемые в местах устройства неподвижных опор трубопроводов, должны выполняться по расчету на действующие на них усилия. Обычно они требуют дополнительного крепления путем устройства подкосов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. На рис. 4.6 приведена типовая конструкция кронштейнов для прокладки одного или двух трубопроводов диаметром от 50 до 300 мм.
Рис.4.6
а - для одной трубы; б - для двух труб
В данном разделе нашего сайта вы найдете информацию о классификации опор тепловых сетей , а так же об основных параметрах (размере и весе), предъявляемых требованиях, комплектности, сроках изготовления продукции.
Виды опор для тепловых сетей ТС.
В двух выпусках 7-95 и 8-95 данной серии представлены как скользящие, так и неподвижные опоры для труб тепловых сетей. Все опоры тепловых сетей имеют конструкционные отличия в зависимости от толщины изоляции трубопровода. На участках бесканальной прокладки трубопроводов подвижные опоры не устанавливают, кроме тех которые применяются для труб менее D y = 175 включительно. Скользящие опоры применяют при прокладке труб в непроходных или полупроходных каналах и для нижнего ряда труб в тоннелях. Расстояние между опорами рассчитывается проектировщиком, согласно действующим нормативным документам.
При строительстве теплосети возводят следующие сооружения: колодцы, камеры и павильоны над камерами для установки запорно - измерительной арматуры, компенсирующих устройств и прочего линейного оборудования. Осуществляют постройку фильтрующих дренажных сооружений, насосных станций, устанавливают ограждающие теплопровод конструкции, неподвижные и подвижные опоры (иногда еще и направляющие), опорные камни.
Применение с строительстве.
Основание каналов для прокладки трубопроводов и размещения в них опор делают двух видов - бетонное или железобетонное, которые в свою очередь могут быть либо сборными либо монолитными. Бетонные и железобетонные каналы создают очень надежные основания для размещения строительных конструкций и предохраняют канал от проникновения в него грунтовых вод. Бетонное или железобетонное основание выполняют важнейшую роль - воспринимают вес строительных конструкций и грунта над каналом, нагрузки от транспорта, вес трубопровода с изоляцией и теплоносителем, рассредоточивает давление и тем самым снижается возможность осадки строительных конструкций в местах сосредоточенных нагрузок: под опорными камнями и под стенами канала.
Паровые системы теплоснабжения бывают однотрубными и двухтрубными, а образующийся при работе конденсат возвращается по специальной трубе - конденсатопроводу. При начальном давлении, которое составляет от 0,6 до 0,7 МПа, а иногда и от 1,3 до 1,6 МПа, скорость распространения пара - 30…40 м/с. При выборе способа прокладки теплопроводов главной задачей является обеспечение долговечности, надежности и экономичности решения.
Сами тепловые сети монтируют из стальных электросварных труб, расположенных на специальных опорах. На трубах устраивают запорную и регулирующую арматуры (задвижки, вентили). Опоры трубопроводов создают горизонтальное незыблемое основание. Интервал между опорами определяют при проектировании.
Опоры тепловых сетей подразделяют на неподвижные и подвижные. Неподвижные опоры фиксируют расположение конкретных мест сетей в определенной позиции, не допускают никаких смещений. Подвижные опоры допускают перемещение трубопровода по горизонтали вследствие температурных деформаций.
Опоры поставляются комплектно согласно рабочим чертежам, разработанным в установленном порядке. Мы гарантируем соответствие опор и подвесок требованию соответствующего стандарта при соблюдении потребителем правил монтажа и хранения (в соответствии с настоящим стандартом). Гарантийный срок эксплуатации - 12 месяцев со дня поставки изделия заказчику. На все опоры предоставляется паспорт качества и сертификаты на используемые для изготовления материалы (по запросу).
Здравствуйте, друзья! Магистральные распределительные тепловые сети служат для передачи потребителям тепловой энергии теплоносителя для нужд отопления, ГВС и вентиляции. Магистральные теплосети прокладываются от ЦТП (центральных тепловых пунктов), либо от теплоисточника (котельной, ТЭЦ).
Распределительные теплосети состоят из таких элементов, как:
1) Непроходные каналы
2) Подвижные и неподвижные опоры
3) Компенсаторы
4) Трубопроводы и запорная арматура (задвижки)
5) Тепловые камеры
Про тепловые камеры тепловых сетей я написал отдельную . Поэтому в данной статье рассматривать их я не буду.
Непроходные каналы.
Стенки непроходных каналов состоят из сборных блоков. Сверху на сборные блоки накладываются железобетонные плиты перекрытия. Основание дна непроходного канала делают обычно в сторону , либо в сторону подвалов жилых домов. Но бывает так, что при неблагоприятном рельефе местности какая то часть каналов монтируется с уклоном к тепловым камерам. Швы бетонных блоков и плит заделывают, изолируют для того, чтобы в канал не попадали грунтовые и верховые воды. Во время засыпки каналов грунт необходимо тщательно утрамбовывать. Замерзшей землей засыпать канал нельзя
Неподвижные и подвижные опоры.
Опоры трубопроводов тепловой сети подразделяются на неподвижные (или как еще говорят, мертвые) и подвижные. В непроходных каналах применяют скользящие опоры. Эти опоры необходимы для передачи веса трубопроводов и обеспечения перемещения трубопроводов при их удлинении под воздействием высокой температуры теплоносителя.
Для этого скользящие опоры, или как их еще называют, «скользячки» приваривают к трубопроводам. А скользят они по специальным пластинам, которые вделаны в ж/б плиты.
Неподвижные или мертвые опоры необходимы для того, чтобы разделить трубопровод большой протяженности на отдельные участки. Участки эти не зависят напрямую друг от друга, и соответственно, при высоких температурах теплоносителя компенсаторы могут нормально, без видимых проблем, воспринять температурные удлинения.
К неподвижным опорам предъявляются повышенные требования по надежности, ведь нагрузки на них большие. В то же время нарушение прочности и целостности мертвой (неподвижной) опоры может привести к аварийной ситуации.
Компенсаторы.
Компенсаторы в тепловых сетях служат для восприятия температурного удлинения трубопроводов при их нагреве (1,2 мм на каждый метр при повышении температуры на 100 °С). Основная и главная задача компенсатора в теплосети - защитить трубопроводы и арматуру от «убийственных» напряжений. Как правило, для труб диаметр которых не более 200 мм применяют П-образные компенсаторы. Мне в основном приходилось сталкиваться в работе именно с такими компенсаторами. Они наиболее распространенные. Приходилось работать также и с сальниковыми компенсаторами на трубопроводах больших диаметров. Но это уже диаметры труб dy 300, 400 мм.
Когда П-образные компенсаторы монтируют, их предварительно растягивают на половину температурного удлинения от той цифры, которая указана в проекте или расчете. Иначе компенсирующая способность компенсатора уменьшается в два раза. Растяжку следует производить одновременно с двух сторон в стыках, ближайших к мертвым (неподвижным) опорам.
Трубопроводы и задвижки.
Для распределительных тепловых сетей применяют стальные трубы. На стыках трубопроводы соединяют при помощи электросварки. Из задвижек на тепловых сетях применяют стальные и чугунные задвижки. Мне в работе на теплосетях попадаются больше чугунные задвижки, они более распространенны.
Изоляция труб.
Работать мне приходится в основном с магистральными распределительными тепловыми сетями, смонтированными еще в советское время. Конечно,кое-где трубопроводы теплосетей, а соответственно и изоляцию на них, меняют в ходе капитального ремонта. Когда я несколько лет назад работал в теплоснабжающей организации, помню, что каждый год, в межотопительный период заменяли «древние» участки трубопроводов теплосети. Но все же процентов 75-80 распределительных тепловых сетей еще советских времен. Трубопроводы таких сетей покрыты антикоррозионным составом, теплоизоляцией и защитным слоем (рис.4.).
Рулонный материал, как правило, изол. Реже - бризол. Этот материал приклеен мастикой к трубопроводу. Теплоизоляция сделана из матов минеральной ваты. Защитный слой - асбестоцементная штукатурка из смеси асбеста и цемента в пропорции 1:2, которая распределена по проволочной сетке.
Рис. 3 приложения 16. Опоры неподвижные щитовые для трубопроводов D н 108-1420 мм тип III с защитой от электрокоррозии: а) обыкновенные;
б) усиленные
Рис. 4 приложения 16. Неподвижная отдельно стоящая опора для труб
D у 80-200 мм. (подвальная).
Подвижные опоры трубопроводов тепловых сетей.
Рис. 5. Опоры подвижные:
а - скользящая подвижная опора; б – катковая; в – роликовая;
1 – лапа; 2 – опорная плита; 3 – основание; 4 – ребро; 5 – ребро боковое;
6 – подушка; 7 – монтажное положение опоры; 8 – каток; 9 – ролик;
10 – кронштейн; 11 – отверстия.
Рис. 6. Подвесная опора:
12 – кронштейн; 13 – подвесной болт; 14 – тяга.
Приложение 17. Коэффициенты трения в подвижных опорах
Приложение 18. Прокладка трубопроводов тепловых сетей.
|
|
Таблица 1 приложения 18. Конструктивные размеры бесканальной прокладки теплосетей в армопенобетонной изоляции в сухих грунтах (без дренажа).
| D y , мм | D н, (с покровным слоем) | ||||||||||||||
| D п | D o | A | Б | В | l | k | Г | h | h 1 , не менее | д | а | б | Л, не менее | ж | |
| - | - | - | - | - | - | ||||||||||
Таблица 2 приложения 18. Конструктивные размеры бесканальной прокладки теплосетей в армопенобетонной изоляции в мокрых грунтах (с дренажем)
| D y , мм | D н, (с покровным слоем) | Размеры по альбому серии 903-0-1 | |||||||||||||
| D п | D o | A | Б | В | l | k | Г | h | h 1 , не менее | д | а | б | Л, не менее | ж | |
Канальная прокладка.
|
|||||
|
|
||||
 |  |  |
|||
Рис. 2 приложения 18. Сборные каналы для тепловых сетей: а) тип КЛ; б) тип КЛп; в) тип КЛс.
Таблица 3 приложения 18. Основные типы сборных железобетонных каналов для тепловых сетей.
| Условный диаметр трубопровода D y , мм | Обозначение (марка) канала | Размеры канала, мм | |||
| Внутренние номинальные | Наружные | ||||
| Ширина А | Высота Н | Ширина А | Высота Н | ||
| 25-50 70-80 | КЛ(КЛп)60-30 КЛ(КЛп)60-45 | ||||
| 100-150 | КЛ(КЛп)90-45 КЛ(КЛп)60-60 | ||||
| 175-200 250-300 | КЛ(КЛп)90-60 КЛ(КЛп)120-60 | ||||
| 350-400 | КЛ(КЛп)150-60 КЛ(КЛп)210-60 | ||||
| 450-500 | КЛс90-90 КЛс120-90 КЛс150-90 | ||||
| 600-700 | КЛс120-120 КЛс150-120 КЛс210-120 |
Приложение 19. Насосы в системах теплоснабжения.
Рис. 1 приложения 19. Поле характеристик сетевых насосов.
Таблица 1 приложения 19. Основные технические характеристики сетевых насосов.
| Тип насоса | Подача, м 3 /с (м 3 /ч) | Напор, м | Допустимый кавитационный запас, м., не менее | Давление на входе в насос, МПа(кгс/см 2) не более | Частота вращения (синхронная), 1/с(1/мин) | Мощность, кВт | К. п. д., %, не менее | Температура перекачиваемой воды, (°С), не более | Масса насоса, кг |
| СЭ-160-50 СЭ-160-70 СЭ-160-100 СЭ-250-50 СЭ-320-110 СЭ-500-70-11 СЭ-500-70-16 СЭ-500-140 СЭ-800-55-11 СЭ-800-55-16 СЭ-800-100-11 СЭ-800-100-16 СЭ-800-160 СЭ-1250-45-11 СЭ-1250-45-25 СЭ-1250-70-11 СЭ-1250-70-16 СЭ-1250-100 СЭ-1250-140-11 СЭ-1250-140-16 СЭ-1600-50 СЭ-1600-80 СЭ-2000-100 СЭ-2000-140 СЭ-2500-60-11 СЭ-2500-60-25 СЭ-2500-180-16 СЭ-2500-180-10 СЭ-3200-70 СЭ-3200-100 СЭ-3200-160 СЭ-5000-70-6 СЭ-5000-70-10 СЭ-5000-100 СЭ-5000-160 | 0,044(160) 0,044(160) 0,044(160) 0,069(250) 0,089(320) 0,139(500) 0,139(500) 0,139(500) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,445(1600) 0,445(1600) 0,555(2000) 0,555(2000) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,890(3200) 0,890(3200) 0,890(3200) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000) | 5,5 5,5 5,5 7,0 8,0 10,0 10,0 10,0 5,5 5,5 5,5 5,5 14,0 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5 22,0 22,0 12,0 12,0 28,0 28,0 15,0 15,0 32,0 15,0 15,0 15,0 40,0 | 0,39 (4) 0,39 (4) 0,39 (4) 0,39 (4) 0,39 (4) 1,08(11) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 1,57(16) 1,08(11) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 2,45(25) 1,08(11) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 1,57(16) 2,45(25) 1,57(16) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 2,45(25) 1,57(16) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,59(6) 0,98(10) 1,57(16) 0,98(10) | 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) | (120) (180) (180) (120) (180) (120) | - - - - - - - - - - - - - - - - - - |
Таблица 2 приложения 19. Центробежные насосы типа К.
| Марка насоса | Производи-тельность, м 3 /ч | Полный напор, м | Частота вращения колеса, об/мин | Рекомендуемая мощность электродвигателя, кВт | Диаметр рабочего колеса, мм |
| 1 К-6 | 6-11-14 | 20-17-14 | |||
| 1,5 К-6а | 5-913 | 16-14-11 | 1,7 | ||
| 1,5 К-6б | 4-9-13 | 12-11-9 | 1,0 | ||
| 2 К-6 | 10-20-30 | 34-31-24 | 4,5 | ||
| 2 К-6а | 10-20-30 | 28-25-20 | 2,8 | ||
| 2 К-6б | 10-20-25 | 22-18-16 | 2,8 | ||
| 2 К-9 | 11-20-22 | 21-18-17 | 2,8 | ||
| 2 К-9а | 10-17-21 | 16-15-13 | 1,7 | ||
| 2 К-9б | 10-15-20 | 13-12-10 | 1,7 | ||
| 3 К-6 | 30-45-70 | 62-57-44 | 14-20 | ||
| 3 К-6а | 30-50-65 | 45-37-30 | 10-14 | ||
| 3 К-9 | 30-45-54 | 34-31-27 | 7,0 | ||
| 3 К-9а | 25-85-45 | 24-22-19 | 4,5 | ||
| 4 К-6 | 65-95-135 | 98-91-72 | |||
| 4 К-6а | 65-85-125 | 82-76-62 | |||
| 4 К-8 | 70-90-120 | 59-55-43 | |||
| 4 К-8а | 70-90-109 | 48-43-37 | |||
| 4 К-12 | 65-90-120 | 37-34-28 | |||
| 4 К-12а | 60-85-110 | 31-28-23 | 14, | ||
| 4 К-18 | 60-80-100 | 25-22-19 | 7,0 | ||
| 4 К-18а | 50-70-90 | 20-18-14 | 7,0 | ||
| 6 К-8 | 110-140-190 | 36-36-31 | |||
| 6 К-8а | 110-140-180 | 30-28-25 | |||
| 6 К-8б | 110-140-180 | 24-22-18 | |||
| 6 К-12 | 110-160-200 | 22-20-17 | |||
| 6 К-12а | 95-150-180 | 17-15-12 | |||
| 8 К-12 | 220-280-340 | 32-29-25 | |||
| 8 К-12а | 200-250-290 | 26-24-21 | |||
| 8 К-18 | 220-285-360 | 20-18-15 | |||
| 8 К-18а | 200-260-320 | 17-15-12 |
Приложение 20. Запорная арматура в системах теплоснабжения.
Таблица 2 приложения 21.Стальные поворотные дисковые затворы с электроприводом D y 500-1400 мм на p y =2,5 МПа, t £200°C с канцами под приварку.
| Обозначение задвижки | Условный проход D y , мм | Пределы применения | Материал корпуса | ||||
| По каталогу | В тепловых сетях | ||||||
| p y , МПа | t , °C | p y , МПа | t , °C | ||||
| 30ч47бр | 50, 80, 100, 125, 150, 200 | 1,0 | 1,0 | Фланцевое | Серый чугун | ||
| 31ч6нж (И13061) | 50, 80, 100, 125, 150 | 1,0 | 1,0 | ||||
| 31ч6бр | 1,6 | 1,0 | |||||
| 30с14нж1 | 1,0 | 1,0 | Фланцевое | Сталь | |||
| 31ч6бр (ГЛ16003) | 200, 250, 300 | 1,0 | 1,0 | Серый чугун | |||
| 350, 400 | 1,0 | 0,6 | |||||
| 30ч915бр | 500, 600, 800, 1200 | 1,0 | 0,6 0,25 | Фланцевое | Серый чугун | ||
| 30ч930бр | 1,0 | 0,25 | |||||
| 30с64бр | 2,5 | 2,5 | Сталь | ||||
| ИА12015 | 2,5 | 2,5 | С концами под приварку | ||||
| Л12014 (30с924нж) | 1000, 1200, 1400 | 2,5 | 2,5 | ||||
| 30с64нж (ПФ-11010-00) | 2,5 | 2,5 | Фланцевое и с концами под приварку | Сталь | |||
| 30с76нж | 50, 80, 100, 125, 150, 200, 250/200 | 6,4 | 6,4 | Фланцевое | Сталь | ||
| 30с97нж (ЗЛ11025Сп1) | 150, 200, 250 | 2,5 | 2,5 | Фланцевое и с концами под приварку | Сталь | ||
| 30с65нж (НА11053-00) | 150, 200, 250 | 2,5 | 2,5 | ||||
| 30с564нж (МА11022.04) | 2,5 | 2,5 | |||||
| 30с572нж 30с927нж | 400/300, 500, 600, 800 | 2,5 | 2,5 | Фланцевое и с концами под приварку | Сталь | ||
| 30с964нж | 1000/800 | 2,5 | 2,5 |
Таблица 4 приложения 20. Допускаемые задвижки
| Обозначение задвижки | Условный приход D y , мм | Пределы применения (не более) | Присоединение к трубопроводу | Материал корпуса | |||
| По каталогу | В тепловых сетях | ||||||
| p y , МПа | t , °C | p y , МПа | t , °C | ||||
| 30ч6бр | 50, 80, 100, 125, 150 | 1,0 | 1,0 | Фланцевое | Серый чугун | ||
| 30ч930бр | 600, 1200, 1400 | 0,25 | 0,25 | ||||
| 31ч6бр | 1,6 | 1,0 | |||||
| ЗКЛ2-16 | 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600 | 1,6 | 1,6 | Сталь | |||
| 30с64нж | 2,5 | 2,5 | Фланцевое и с концами под приварку | Сталь | |||
| 30с567нж (ИА11072-12) | 2,5 | 2,5 | Под приварку | ||||
| 300с964нж | 2,5 | 2,5 | Фланцевое и с концами под приварку | Сталь | |||
| 30с967нж (ИАЦ072-09) | 500, 600 | 2,5 | 2,5 | Под приварку |
Рис. 2 приложения 20. Шаровые краны в системах теплоснабжения.
 |
Таблица 5 приложения 20. Технические данные шаровых кранов.
| Условный диа метр | Проходной условный диаметр | Dh, мм | d, мм | t, мм | L, мм | H1 | H2 | A | Масса в кг |
| 17,2 | 1,8 | 0,8 | |||||||
| 21,3 | 2,0 | 0,8 | |||||||
| 26,9 | 2,3 | 0,9 | |||||||
| 33,7 | 2,6 | 1,1 | |||||||
| 42,4 | 2,6 | 1,4 | |||||||
| 48,3 | 2,6 | 2,1 | |||||||
| 60,3 | 2,9 | 2,7 | |||||||
| 76,1 | 76,1 | 2,9 | 4,7 | ||||||
| 88,9 | 88,9 | 3,2 | 6,1 | ||||||
| 114,3 | 114,3 | 3,6 | 9,5 | ||||||
| 139,7 | 3,6 | 17,3 | |||||||
| 168,3 | 4,0 | 26,9 | |||||||
| 219,1 | 4,5 | - | 43,5 | ||||||
| 355,6 | 273,0 | 5,0 | - | 115,0 | |||||
| 323,3 | 5,6 | - | 195,0 | ||||||
| 355,6 | 5,6 | - | 235,0 | ||||||
| 406,4 | 6,3 | - | 390,0 | ||||||
| 508,0 | 166,5 | - | 610,0 |
Примечание: корпус крана – сталь Ст. 37. 0; шар – нержавеющая сталь; седло шара и сальник –тефлон +20 % углерода; уплотнительные кольца – тройной этилен-пропиленовый каучук и витон.
Приложение 21. Соотношение между некоторыми единицами физических величин, подлежащими замене, с единицами СИ.
Таблица 1 приложения 21.
| Наименование величин | Единица | Соотноше- ние с единицами СИ | |||
| подлежащая замене | СИ | ||||
| Наимено- вание | Обозначение | Наименование | Обозначение | ||
| количество теплоты | килокалория | ккал | кило-джоуль | КДж | 4.19 кДж |
| удельное количество теплоты | килокалория на килограмм | ккал/кг | килоджо- уль на килограмм | КДж/кг | 4.19кДж/кг |
| тепловой поток | килокалория в час | ккал/ч | ватт | Вт | 1.163 Вт |
| (мощность) | гигакало-рия в час | Гкал/ч | мегаватт | МВт | 1.163 МВт |
| поверхност- ная плотность теплового потока | килокалория в час на квадрат- ный метр | ккал/(ч м 2) | ватт на квадрат- ный метр | Вт/м 2 | 1.163 Вт/м 2 |
| объемная плотность теплового потока | килокалория в час на кубичес- кий метр | ккал/(ч м 3) | ватт на кубичес- кий метр | Вт/м 3 | 1.163 Вт/м 3 |
| теплоемкость | килокалория на градус Цельсия | ккал/°С | килоджо- уль на градус Цельсия | КДж/°С | 4.19 кДж |
| удельная теплоемкость | килокалория на килограмм градус Цельсия | ккал/(кг°С) | килоджо- уль на килограмм градус Цельсия | КДж/(кг°С) | 4.19кДж/(кг°С) |
| теплопровод- ность | килокалория на метр час градус Цельсия | ккал/(м ч°С) | ватт на метр градус Цельсия | Вт/(м °С) | 1.163Вт/(м °С) |
Таблица 2 Соотношения между единицами измерения системы МКГСС и международной системы единиц СИ.
Таблица 3. Соотношение между единицами измерений
| Единицы измерений | Па | бар | мм. рт. ст | мм. вод. ст | кгс/см 2 | Lbf/in 2 |
| Па | 10 -6 | 7,5024∙10 -3 | 0,102 | 1,02∙10 -6 | 1,45∙10 -4 | |
| бар | 10 5 | 7,524∙10 2 | 1,02∙10 4 | 1,02 | 14,5 | |
| мм рт ст | 133,322 | 1,33322∙10 -3 | 13,6 | 1,36∙10 -3 | 1,934∙10 -2 | |
| мм вод ст | 9,8067 | 9,8067∙10 -5 | 7,35∙10 -2 | ∙10 -4 | 1,422∙10 -3 | |
| кгс/см 2 | 9,8067∙10 4 | 0,98067 | 7,35∙10 2 | 10 4 | 14,223 | |
| Lbf/in 2 | 6,8948∙10 3 | 6,8948∙10 -2 | 52,2 | 7,0307∙10 2 | 7,0307∙10 -2 |
Литература
1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология/Госстрой России.- М.:
2. СНиП 41-02-2003. ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ. ГОССТРОЙ РОССИИ.
Москва. 2003
3. СНиП 2.04.01.85*. Внутренний водопровод и канализация зданий/Госстрой России. –
М.: ГУП ЦПП, 1999.-60 с.
4. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и
трубопроводов.ГОССТРОЙ РОССИИ. МОСКВА 2003
5. СП 41-103-2000. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И
ТРУБОПРОВОДОВ. ГОССТРОЙ РОССИИ. МОСКВА 2001
6. Проектирование тепловых пунктов. СП 41-101-95. Минстрой
России – М.: ГУП ЦПП, 1997 – 79 с.
7. ГОСТ 21.605-82. Сети тепловые. Рабочие чертежи. М.: 1982-10 с.
8. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию
/И. В. Беляйкина, В. П. Витальев, Н. К. Громов и др.: Под ред.
Н. К. Громова, Е. П. Шубина. - М.: Энергоатомиздат, 1988.- 376 с.
9. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей.:
Справочник / В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж и др. - изд., 3-е
переработ. и доп.- М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.
10. Справочник проектировщика под ред. А.А.Николаева. – Проектирование
тепловых сетей.-М.: 1965-360с.
11. Малышенко В.В., Михайлов А.К..Энергетические насосы. Справочное
пособие. М.: Энергоатомиздат, 1981.-200с.
12. Лямин А.А., Скворцов А.А.. Проектирование и расчет конструкций
тепловых сетей -Изд. 2-е.- М.: Стройиздат, 1965. - 295 с
13. Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных
систем. -Изд. 2-е.- М.: Энергоатомиздат, 1986.-320с.
14. Справочник строителя тепловых сетей. / Под ред. С.Е. Захаренко.- Изд.
2-е.- М.: Энергоатомиздат, 1984.-184с.
| |
Фридман Я.Х. - старший научный сотрудник,
издательство «Новости теплоснабжения».
Одними из важнейших конструкционных элементов тепловых сетей, которые обеспечивают эксплуатационную надежность, являются неподвижные опоры. Они служат для разделения теплопроводов на участки, независимые друг от друга в восприятии различного вида усилий. Обычно неподвижные опоры размещаются между компенсаторами или участками трубопроводов с естественной компенсацией температурных удлинений. Они фиксируют положение теплопровода в определенных точках и воспринимают усилия, возникающие в местах фиксации под действием силовых факторов от температурных деформаций и внутреннего давления. Благодаря этой своей функции они еще называются «мертвыми».
В данной работе высказывается ряд соображений касательно усилий и вызванных ими напряжений, возникающих в неподвижных опорах.
Усилия, воспринимаемые неподвижными опорами, складываются из:
1) неуравновешенных сил внутреннего давления;
2) реакции подвижных (свободных) опор;
3) реакции компенсаторов от силовых факторов, вызванных температурными деформациями;
4) гравитационных нагрузок.
Неподвижные опоры бывают следующих конструкционных исполнений: лобовые, щитовые и хомутовые.
Согласно статистике отказов в камерах на дефекты от наружной коррозии труб приходится 80-85%. Это количество дефектов примерно распределено согласно прилагаемой таблице из . Это согласуется и с нашими наблюдениями, где на повреждения, относящиеся к неподвижным опорам, приходится около 50% от числа повреждений в камерах, имеющих неподвижные опоры.
Причины коррозии неподвижных опор.
Неподвижные опоры подвергаются различным видам коррозии, которые вызваны следующими причинами:
1) влияние блуждающих токов в щитовых опорах из-за отсутствия надежных электроизоляционных вставок
2) возникновение капели с перекрытий из-за конденсации влаги приводит к усиленной коррозии наружной поверхности труб
3) приварка косынок создает предпосылки для интенсификации процессов внутренней коррозии в местах расположения сварных швов и околошовной зоны.
4) одновременное воздействие переменных циклических напряжений и коррозионной среды вызывают понижение коррозионной стойкости и предела выносливости металла.
Методика прочностного расчета неподвижных опор.
Согласно СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» c.39 п.7: «Неподвижные опоры труб должны рассчитываться на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы трубопроводов, в том числе при открытых и закрытых задвижках».
В настоящее время неподвижные опоры подбираются по альбомам «Нормали тепловых сетей. НТС-62-91-35. НТС-62-91-36. НТС-62-91-37», выпущенным институтом «Мосинжпроект». По этим нормалям для каждой величины Ду приводится максимальная осевая сила, величину которой не должна превосходить результирующая сила от действующих осевых сил как слева так и справа. На самом деле на опору кроме осевой действуют еще две перерезывающие силы, а также крутящий и два изгибающих момента. В наиболее общем случае на опору действуют все виды нормальных и касательных напряжений т.е. имеет место сложнонапряженное состояние.
При прочностном расчете оказывается, что запасы прочности в сечениях теплопровода, проходящих через неподвижные и подвижные опоры, принимают наименьшие значения по длине теплопровода, т.е. это наиболее нагруженные сечения. В нормативной документации не существует никаких рекомендаций по запасам прочности расчетных точек сечений теплопроводов относительно допускаемого временного сопротивления и допускаемого напряжения текучести.
Предлагается следующий порядок прочностного расчета неподвижных опор:
1) Прочностной расчет участков теплопровода, находящихся от рассматриваемой опоры как с левой таки с правой стороны. В результате определяются 3 силовые и 3 моментные нагрузки, действующие на неподвижную опору со стороны правого теплопровода (P1x, P1y, P1z, M1x,M1y, M1z.) и левого теплопровода(P2x, P2y, P2z, M2x, M2y, M2z.) (рис. 2 и 3).
2) Решение системы уравнений относительно 6 результирующих неизвестных: Px, Py, Pz, Mx, My, Mz,где:
Px, Py - поперечные силы, паралельные
соответственно осям OX и OY
Pz - продольная сила, направленная сила вдоль оси OZ
Мх и My - изгибающие моменты, вектора моментов которых направлены соответственно по осям OX и OY
Mz - крутящий момент, вектор момента которого направлен вдоль оси OZ.
3) В каждой расчетной точке вычисляются 6 напряжений (по 6-тисиловым факторам из п.3), характеризующих напряженное состояние:
3 нормальных напряжения: ах, ау, az и 3 касательных напряжения: тху, xxz, xyz.
4) Выбор коэффициента прочности сварного шва.
Наиболее слабым местом стальных трубопроводов, по которому следует вести проверку напряжений, являются сварные швы. ф - коэффициент прочности сварного шва (ф = 0,7 ... 0,9)
4.1 По маркам сталей из которых изготовлены неподвижная опора и теплопровод выбирается та сталь напряжения текучести (at) и временного сопротивления (ав), которой являются меньшими. Расчетные at и ав берутся при t = 150 ОC.
4.2 Определение допустимых расчетных напряжений относительно напряжений текучести и временного сопротивления: = ф xat; [ав] = ф х ав
5) По 6 напряжениям (ax, ay, az,тху, xxz, xyz) особым образом выбираются новые оси координат OX 1 ,OY1 и OZ1 так, чтобы 3 касательныхнапряжения приняли нулевые значения (существует только один возможный вариант направления осей).
В итоге получаем только 3 нормальных напряжения: al, a2 и a3, причем al > а2 > аЗ.
На основании 3-ей и 4-ой теорий прочности (в машиностроении и статической прочности металлоизделий применяют 3-ью и 4-ую теории прочности) получаем коэффициенты запаса относительно допускаемых напряжений текучести и коэффициентов запаса по допускаемому временному сопротивлению сварных швов.
по текучести [m]= 2 ... 2.2; по временному сопротивлению [n] = 4... 4.5.
Такой высокий запас по текучести обеспечит уменьшение вероятности появления отказов, связанных с усталостью металла, из-за термических напряжений возникающих при регулировании температуры воды в отопительный период.
Разработана компьютерная программа TENZOR 11.ЕКА, опирающаяся на ряд положений из и позволяющая выполнить п.п. 1...6.
В подавляющем большинстве случаев неподвижные опоры являются узлами, на которые приходятся самые большие нагрузки. Это происходит из-за плохой работы подвижных опор, вызванной увеличенным коэффициентом трения скольжения (до 0,4) и их увеличенной просадочности. При наружной и внутренней
коррозии в неподвижных опорах происходит перераспределение напряжений, что приводит к их повышенной повреждаемости.
При ремонтах лучше не разрушать всю неподвижную опору и не вырезать старую трубу, а использовать своеобразную вставку. На рис. 1 показан один из применяемых вариантов подхода при производстве ремонта щитовой неподвижной опоры. После выполнения обрезки трубопровода, внутрь тела трубы опоры 1 вставляется и приваривается предварительно разрезанная вдоль образующей труба усиления 2. Для этой вставки берется заготовка из той же самой трубы. Это позволит, как довести запасы прочности соответственно рекомендациям п. 6, так и уменьшить объемы ремонтных работ.
При наличии неподвижной опоры промышленного изготовления, для повышения ее долговечности и надежности во время эксплуатации возможно проведение усиления такой опоры, которое проводится точно таким же образом.
Для защиты трубы и неподвижной опоры от коррозии и как один из наиболее простых методов по обеспечению надежности работы опор можно предложить увеличение толщины стенки трубы в опоре. При этом, толщина стенки трубы s подбирается так, чтобы ее величина при прочностном расчете соответствовала рекомендуемым величинам запаса прочности п.6.
В хомутовых неподвижных опорах кроме расчета теплопровода рассчитывается также и толщина стержня хомута на напряжения растяжения, с учетом рекомендаций п.6.
Практический пример.
Рассмотрим практический пример расчета неподвижной опоры.
Данные для расчета:
Ду = 200 (0 219X6), длина участка 209 м.
1 = 8 м - расстояние между подвижными опорами
р = 10 ати = 10,2 МПа - давление воды (избыточное)
t1 = 10 ОC - монтажная температура
t 2 = 130 ОC - максимальная температура воды
а = 12x10 6 град " - коэффициент линейного расширения стали.
По марке стали (сталь 20 при t=150ОC)
at = 165 МПа - напряжение текучести ав = 340 МПа - временное сопротивление
Е = 2.1ХЮ 6 кг/см 2 = 2.14ХЮ 5 мПа - модуль упругости 2-го рода
ц = 0,3 - коэффициент Пуассона
ф = 0,8 - коэффициент ослабления металла сварного шва.
Определение расчетных напряжений относительно допускаемых напряжений текучести и временного сопротивления
Q>xat = 132 МПа = 1346 кг/см 2 - допускаемое напряжение текучести
[ав] = фХав = 272 МПа =2775 кг/см 2 - допускаемое напряжение для временного сопротивления.
Выполняя п. 1...3 для схемы (рис. 2) и рассмотрев систему уравнений равновесия п.2 получаем на рис. 3 следующие результирующие усилия действующие на опору A:
Рх = 4.5 кН; Py = 11.2 кН; Pz = 9.5 кН;
Мх = 5.2 кНХм; My = 4.1 кНХм; Mz = 0. кНХм.
Выполняя п.п. 4... 6 получаем следующие запасы прочности относительно допускаемых напряжений текучести и временного сопротивления соответственно по 3-ей и 4-ой теориям прочности:
пЗ = 4.3; n4 = 3.1
тЗ = 2.43; m4 = 1.67.
Данные системы не удовлетворяют п.6, поэтому требуется взять из сортимента трубопроводов трубу с тем же внутренним диаметром, но большей толщиной стенки (s = 7).
В случае невозможности реализации такого варианта, можно изменить конструкции щитовых и лобовых опор, введя трубу усиления поз.2 так, как это показано на рис.1.
Выводы. В заключении отметим, что прочностной расчет неподвижных опор и анализ статистических данных повреждений позволяет сделать следующие выводы:
1. При проектировании Тепловых сетей для повышения надежности неподвижной опоры необходимо выполнять прочностные расчеты участков теплотрассы, располагающихся с обеих сторон от этой опоры, что позволит определить результирующие усилия, действующие на опору.
2. Прочностные расчеты участков теплопровода требуется проводить как для режима эксплуатации, так и для режима опрессовки. Необходимо проводить прочностной расчет по допускаемым напряжениям для всех участков теплопровода с учетом ослабления металла сварного шва.
3. Для малых диаметров для упрощения процедуры проектирования необходимо применять трубу как минимум в 2 раза большей толщины стенки, чем на основном трубопроводе.
4. В связи с высокой частой отказов неподвижных опор требуется усилить конструкции узлов этих опор так, чтобы величина запаса прочности относительно допускаемого напряжения текучести была не менее [m]= 2 ... 2.2 , а значения запасов прочности по допускаемому временному сопротивлению должны быть не меньше [n] = 4... 4.5.
5. Все металлические конструкции должны быть надежно защищены.
6. При проектировании следует обязательно предусматривать двусторонний доступ к неподвижной опоре для возможности ее осмотра, полного восстановления антикоррозионного покрытия и герметизации кольцевого зазора.
Литература
1. Л.В.Родичев. Статистический анализ процесса коррозионного старения те-
плопроводов.
СТРОИТЕЛЬСТВО ТРУБОПРОВОДОВ. № 9, 1994 г.
2. А.П.Сафонов. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. М.: Энерго-издат, 1980.
