Текст
                    ББК 31.38
В 62
УДК 697.443.001.63@35.5)
Рецензенты: Е. Я. Соколов, Н. М. Зингер
Авторы: И. В. Беляйкина, В. П. Витальев, Н. К. Громов,
Л. П. Иголка, А. А. Лямин, П. П. Остальцев, А. П. Сафонов,
А. А. Скворцов, М. А. Сурис, Р. М. Таги-заде, В. С. Фаликов,
Е. П. Шубин
Водяные тепловые сети: Справочное пособие по
В 62 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.:
ил.
ISBN 5-283-00114-8
В книге приведены нормативные материалы, используемые при
проектировании тепловых сетей н тепловых пунктов. Даны
рекомендации по выбору оборудования н схем теплоснабжения Рассмотрены
расчеты, связанные с проектированием тепловых сетей. Приведены
сведения о прокладке тепловых сетей, об организации строительства
и эксплуатации тепловых сетей и тепловых пунктов.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников,
занимающихся проектированием тепловых сетей.
„ 2303040000-488 „,, „
051@1)-88
ISBN 5-283-00114-8 © Энергоатомиздат, 1988


ПРЕДИСЛОВИЕ Жилищное и промышленное строительство, требования экономии топлива и защиты окружающей среды предопределяют целесообразность интенсивного развития систем централизованного теплоснабжения. Выработка тепловой энергии для таких систем в настоящее время производится теплоэлектроцентралями, котельными районного значения. Надежная работа систем теплоснабжения при строгом соблюдении необходимых параметров теплоносителя во многом определяется правильным выбором схем тепловых сетей и тепловых пунктов, конструкций прокладки, применяемого оборудования. Считая, что правильное проектирование тепловых сетей невозможно без знания их устройства, работы и тенденций развития, авторы старались привести в справочном пособии рекомендации по проектированию и дать краткое их обоснование. Пособие составлено группой специалистов: И. В. Беляйки- ной — гл. 3 и 4, В. П. Витальевым — гл. 18, Н. К. Громовым — гл. 12, 13, 22-24, Л. П. Иголкой - гл. 26, А. А. Ляминым - гл. 14-17, 19, 20, П. П. Остальцевым — гл. 27, А. П. Сафоновым — гл. 25, А. А. Скворцовым — гл. 11, М. А. Сурисом — гл. 21, В. С. Фаликовым — гл. 6, Е. П. Шубиным — гл. 1, 2, 5, 7 — 10 (в части таблиц гл. 9 совместно с И. В. Беляйкиной). Глава 28 написана Р. М. Таги-заде, Н. К. Громовым и В. С. Фаликовым совместно. Приложения составлены Е. П. Шубиным и И. В. Беляйкиной совместно. Авторы выражают благодарность за высказанные замечания и пожелания при рецензировании книги докторам техн. наук Е. Я. Соколову и Н. М. Зингеру, а также научному редактору А. В. Извекову. Замечания и предложения следует направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая иаб., 10, Энергоатомиздат. Авторы
' Раздел первый ОБЩАЯ ЧАСТЬ Глава первая ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ И ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ 1.1. Системы централизованного теплоснабжения и их структура Системы централизованного теплоснабжения характеризуются сочетанием трех основных звеньев: теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплоиспользования (теплопотребления) отдельных зданий или сооружений. В теплоисточниках осуществляется получение теплоты за счет сжигания различных видов органического топлива. Такие теплоисточники называются к о - тельными. В случае использования в теплоисточниках теплоты, выделяемой при распаде радиоактивных элементов, они называются атомными станциями теплоснабжения (ACT). В отдельных системах теплоснабжения используются в качестве вспомогательных возобновляемые источники теплоты — геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и т. п. Если теплоисточник расположен вместе с теплоприемниками в одном здании, то трубопроводы для подачи теплоносителя к теп- лоприемникам, проходящие внутри здания, рассматриваются как элемент системы местного теплоснабжения. В системах централизованного теплоснабжения теплоисточники располагаются в отдельно стоящих зданиях, а транспорт теплоты от них осуществляется по трубопроводам тепловых сетей, к которым присоединены системы теплоиспользования отдельных зданий. Масштабы систем централизованного теплоснабжения могут изменяться в широких пределах: от небольших, обслуживающих несколько соседних зданий, до крупнейших, охватывающих ряд жилых или промышленных районов и даже город в целом. Независимо от масштаба эти системы по контингенту обслуживаемых потребителей подразделяются на коммунальные, промышленные и общегородские. К коммунальным относятся системы, снабжающие теплотой в основном жилые и общественные здания, а также отдельные здания промышленного и коммунально-складского назначения, размещение которых в селитебной зоне городов допускается нормами [27, 52]. В основу классификации коммунальных систем по их масштабу целесообразно положить принятое в нормах планировки и за- стройки городов [27] членение территории СеЛИтеОНОЙ ЗиНЫ На группы соьсдппл зданий (или кварталы в районах старой застройки), объединяемые в микрорайоны с численностью населения 4 — 6 тыс. чел. в малых городах (с населением до 50 тыс. чел.) и 12—20 тыс. чел. в городах остальных категорий. В последних предусматривается формирование из нескольких микрорайонов жилых районов с численностью населения 25 — 80 тыс. чел. Соответствующие системы централизованного теплоснабжения можно охарактеризовать как групповые (квартальные), микрорайонные и районные. Теплоисточники, обслуживающие эти системы, по одному на каждую систему, могут быть отнесены соответственно к категории групповых (квартальных), микрорайонных и районных котельных. В крупных и крупнейших городах (с численностью населения соответственно 250-500 тыс. чел. и более 500 тыс. чел.) нормами предусматривается обьединение нескольких смежных жилых районов в планировочные районы, ограниченные естественными или искусственными рубежами. В таких городах возможно появление наиболее крупных межрайонных систем коммунального теплоснабжения.
При больших масштабах выработки теплоты, в особенности в общегородских системах, является целесообразной совместная выработка теплоты и электроэнергии. Это обеспечивает существенную экономию топлива по сравнению с раздельной выработкой теплоты в котельных, а электроэнергии — на тепловых электростанциях за счет сжигания тех же видов топлива. Тепловые электростанции, предназначенные для совместной выработки теплоты и электроэнергии, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Атомные электростанции, использующие теплоту, выделяемую при распаде радиоактивных элементов, для выработки электроэнергии, также иногда целесообразно использовать как теплоисточники в крупных системах теплоснабжения. Эти станции называются атомными теплоэлектроцентралями (АТЭЦ). Системы централизованного теплоснабжения, использующие ТЭЦ в качестве основных теплоисточников, называются теплофикационными. Вопросы сооружения новых систем централизованного теплоснабжения, а также расширения и реконструкции существующих систем требуют специальной проработки, исходя из перспектив развития соответствующих населенных пунктов на ближайший период A0—15 лет) и расчетный срок B5 — 30 лет). Нормами [60] предусматривается разработка специального предпроектного документа, а именно схемы теплоснабжения данного населенного пункта. В схеме прорабатывается несколько вариантов технических решений по системам теплоснабжения и на основе технико-экономического сопоставления обосновывается выбор предлагаемого к утверждению варианта. Последующая разработка проектов теплоисточников и тепловых сетей должна согласно нормативным документам производиться только на основе решений, принятых в утвержденной схеме теплоснабжения данного населенного пункта. 1.2. Общая характеристика тепловых сетей Тепловые сети могут быть классифицированы по виду используемого в них теплоносителя, а также по его расчетным параметрам (давлениям и температурам). Практически единственными теплоносителями в тепловых сетях являются горячая вода и водяной пар. Водяной пар как теплоноситель повсеместно применяется в теплоисточниках (котельных, ТЭЦ), а во многих случаях — и в системах теплоиспользования, особенно промышленных. Коммунальные системы теплоснабжения оборудуются водяными тепловыми сетями, а промышленные — либо только паровыми, либо паровыми в сочетании с водяными, используемыми для покрытия нагрузок систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Такое сочетание водянки л пароьых тепловых сетей характерно также для общегородских систем теплоснабжения. Водяные тепловые сети большей частью выполняются двухтрубными с сочетанием подающих трубопроводов для подачи горячей воды от теплоисточников до систем теплоиспользования и обратных трубопроводов для возврата охлажденной в этих системах воды к теплоисточникам для повторного подогрева. Подающие и обратные трубопроводы водяных тепловых сетей вместе с соответствующими трубопроводами теплоисточников и систем теплоиспользования образуют замкнутые контуры циркуляции воды. Эта циркуляция поддерживается сетевыми насосами, устанавливаемыми в теплоисточниках, а при больших дальностях транспорта воды — также и на трассе сетей (насосные станции). В зависимости от принятой схемы присоединения к сетям систем горячего водоснабжения различают закрытые и открытые схемы (чаще применяются термины «закрытые и открытые системы теплоснабжения»). В закрытых системах отпуск теплоты из сетей в системе горячего водоснабжения осуществляется за счет подогрева, холодной водопроводной воды в специальных водонагревателях. В открытых системах покрытие нагрузок горячего водоснабжения осуществляетея за счет подачи потребителям воды из подающих трубопроводов сетей, а в течение отопительного периода — в смеси с водой из обратных трубопроводов систем отопления и вентиляции. Если при всех режимах для горячего водоснабжения может быть использована полностью вода из обратных трубопроводов, то отпадает надобность в обратных трубопроводах от тепловых пунктов до теплоисточника. Соблюдение этих условий, как правило, возможно только при совместной работе нескольких теплоисточников на общие тепловые сети с возложением покрытия нагрузок горячего водоснабжения на часть этих источников. Водяные сети, состоящие только из подающих трубопроводов, называются однотрубными и по капитальным вложениям
в их сооружение являются наиболее экономичными. Подпитка тепловых сетей в закрытых и открытых системах осуществляется за счет работы подпиточных насосов и установок по подготовке подпиточной воды. В открытой системе их требуемая производительность в 10-30 раз больше, чем в закрытой. В результате при открытой системе большими оказываются капитальные вложения в теплоисточники. Вместе с тем в этом случае отпадает надобность в подогревателях водопроводной воды, а потому существенно снижаются затраты на узлы присоединения систем горячего водоснабжения к тепловым сетям. Таким образом, выбор между открытой и закрытой системами в каждом случае должен обосновываться технико-экономическими расчетами с учетом всех звеньев системы централизованного теплоснабжения. Такие расчеты следует выполнять при разработке схемы теплоснабжения населенного пункта, т. е. до проектирования соответствующих теплоисточников и их тепловых сетей. В отдельных случаях водяные тепловые сети выполняются трех- и даже четырех- трубными. Такое увеличение количества труб, обычно предусматриваемое лишь на отдельных участках сетей, связано с удвоением либо только подающих (трехтрубные системы), либо как подающих, так и обратных (четырехтрубные системы) трубопроводов для раздельного присоединения к со- швсшнующим фуОипривидам синем i иря- чего водоснабжения или систем отопления и вентиляции. Такое разделение существенно облегчает регулирование отпуска теплоты в системы различного назначения, но вместе с тем приводит к значительному увеличению капитальных вложений в сети. В крупных системах централизованного теплоснабжения возникает потребность в разделении водяных тепловых сетей на несколько категорий, в каждой из которых могут применяться собственные схемы отпуска и транспорта теплоты. В нормах [22] предусматривается подразделение тепловых сетей на три категории: магистральные от теплоисточников до вводов в микрорайоны (кварталы) или предприятия; распределительные от магистральных сетей до сетей к отдельным зданиям: сети к отдельным зданиям в виде ответвлений от распределительных (или в отдельных случаях от магистральных) сетей до узлов присоединения к ним систем теплоис- пользования отдельных зданий. Эти наименования целесообразно уточнить применительно к принятой в § 1.1 клас- 6 еификации систем централизованного теплоснабжения по их масштабу и контингенту обслуживаемых потребителей. Так, если в небольших системах от одного теплоисточника осуществляется подвод теплоты лишь к группе жилых и общественных зданий в пределах микрорайона или производственных зданий одного предприятия, то надобность в магистральных тепловых сетях отпадает и все сети от таких теплоисточников следует рассматривать как распределительные. Такое положение характерно для использования в качестве теплоисточников групповых (квартальных) и микрорайонных котельных, а также промышленных, обслуживающих одно предприятие. При переходе от таких небольших систем к районным, а тем более к межрайонным появляется категория магистральных тепловых сетей, к которым присоединяются распределительные сети отдельных микрорайонов или предприятий одного промышленного района. Присоединение отдельных зданий непосредственно к магистральным сетям, помимо распределительных, по ряду причин крайне нежелательно, а потому применяется очень редко. Крупные теплоисточники районных и межрайонных систем централизованного теплоснабжения согласно нормам [27] должны размещаться за пределами селитебной зоны в целях сокращения влияния их выбросов на состояние воздушного бассейна этой зоны, а также упрощения систем подачи л иим жидлоги или 1всрдою топлива. В таких случаях появляются начальные (головные) участки магистральных сетей значительной протяженности, в пределах которых отсутствуют узлы присоединения распределительных сетей. Такой транспорт теплоносителя без попутной раздачи его потребителям называется транзитом, при этом соответствующие головные участки магистральных тепловых сетей целесообразно выделить в особую категорию транзитных. Наличие транзитных сетей существенно ухудшает технико-экономические показатели транспорта теплоносителя, особенно при протяженности этих сетей в 5 — 10 км и более, что характерно, в частности, при использовании в качестве теплоисточников атомных ТЭЦ или станций теплоснабжения. 1.3. Общая характеристика тепловых пунктов Существенным элементом систем централизованного теплоснабжения являются установки, размещаемые в узлах присоединения к тепловым сетям местных систем теп- лоиспользования, а также на стыках сетей различных категорий. В таких установках
осуществляются контроль работы тепловых сетей и систем тёплоиспользования и управление ими. Здесь производится измерение параметров теплоносителя - давлений, температур, а иногда и расходов — и регулирование отпуска теплоты на различных уровнях. От работы таких установок зависят в значительной мере надежность и экономичность систем теплоснабжения в целом. Эти установки в нормативных документах [22,95] называются тепловыми пунктами (ранее применялись также наименования «узлы присоединения местных систем тёплоиспользования», «тепловые центры», «абонентские установки» и т. п.). Однако принятую в тех же документах классификацию тепловых пунктов целесообразно несколько уточнить, поскольку в них все тепловые пункты относятся либо к центральным (ЦТП), либо к индивидуальным (ИТП). К последним относятся только установки с узлами присоединения к тепловым сетям систем тёплоиспользования одного здания или их части (в крупных зданиях). Все остальные тепловые пункты независимо от количества обслуживаемых зданий относятся к центральным. В соответствии с принятой классификацией тепловых сетей, а также различных ступеней регулирования отпуска теплоты применяется следующая терминология. В части тепловых пунктов: местные тепловые пункты (МТП), обслуживающие системы тёплоиспользования отдельных зданий; групповые или микрорайонные тепловые пункты (ГТП), обслуживающие группу жилых зданий или все здания в пределах микрорайона; районные тепловые пункты (РТП), обслуживающие все здания в пределах жилого района. В части ступеней регулирования: центральное — только на теплоисточниках; районное, групповое или микрорайонное — на соответствующих тепловых пунктах (РТП или ГТП); местное — на местных тепловых пунктах отдельных зданий (МТП); индивидуальное на отдельных тепло- приемниках (приборах систем отопления, вентиляции или горячего водоснабжения). Глава вторая НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, РУКОВОДЯЩИЕ И СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 2.1. Общая характеристика нормативных документов При проектировании тепловых сетей и тепловых пунктов необходимо руководствоваться нормативными документами, содержащими требования либо вообще к проектной документации, либо специально к этой документации по тепловым сетям и тепловым пунктам, а также смежным с ними звеньям системы централизованного теплоснабжения — теплоисточникам и системам тёплоиспользования. Перечень нормативных документов в области строительства и проектирования приведен в [1] по состоянию на 1 января 1986 г. Перечни издаются периодически (обычно раз в год). В них содержатся сведения о том, кем и когда утверждены соответствующие документы, а также внесенные в них изменения и дополнения. Тексты этих изменений публикуются в «Бюллетене строительной техники» (БСТ), выходящем ежемесячно. Ежегодно выходят сборники изменений и дополнений к нормативным документам, внесенных за истекший год. Основными нормативными документами по строительству являются «Строительные нормы и правила» (СНиП). Все нормативные документы в соответствии со СНиП 1.01.01-82* [2] подразделяются на три вида: общесоюзные, республиканские и ведомственные. Общесоюзные нормативные документы обязательны для выполнения всеми министерствами и ведомствами, а также организациями, учреждениями и предприятиями независимо от их ведомственной подчиненности. К ним относятся общесоюзные строительные нормы и правила (СНиП), утверждаемые Госстроем СССР. Наряду с ними могут разрабатываться республиканские строительные нормы (РСН), учитывающие специфические условия данной союзной республики и обязательные для всех организаций, учреждений и предприятий независимо от их ведомственной подчиненности, осуществляющих проектирование или 7
строительство объектов, размещаемых на При этом добавлен новый раздел 16 «Теп- территории данной республики. Нормы ловые пункты». утверждаются Госстроями или другими рее- В настоящее время текст главы СНиП публиканскими организациями союзных рее- «Тепловые сети» переработан, утвержден и публик. введен в действие с 1 января 1988 г., под Ведомственные (отраслевые) строитель- шифром 2.04.07-86 [22]. ные нормы (ВСН), учитывающие специфиче- Помимо строительных норм и правил ские условия отрасли народного хозяйства, (СНиП) к общесоюзным нормативным доку- руководимой данным министерством (ве- ментам, утверждаемым Госстроем СССР, домством) СССР, утверждаются этим мини- относятся также многочисленные документы стерством (ведомством) по согласованию под общим названием «Строительные нор- с Госстроем СССР. Нормы обязательны для мы», обозначаемые шифром СН с добавле- всех организаций, учреждений и предприятий нием порядкового номера в виде двух или министерства (ведомства), утвердившего эти трех цифр, после которых приведены две документы, а также других министерств, осу- цифры, соответствующие, как и в СНиП, ществляющих проектирование или строи- двум последним цифрам года утверждения тельство предприятий, зданий и сооружений норм. Так же как и в случае СНиП, переиз- в соответствующей отрасли народного хо- дание СН с изменениями и дополнениями зяйства. оформляется знаком * у последней цифры, Расположение глав СНиП в списке лите- а при значительной переработке и повтор- ратуры принято в соответствии с классифи- ном утверждении эти цифры заменяются катором н перечнем нормативных докумен- новыми, соответствующими году утвержде- тов [1, 2]. В частности, в список включены ния. восемь глав группы 01 второй части СНиП, Строительные нормы (СН) обычно из- посвященной общим нормам проектирова- даются под названием инструкций, а в от- ния [6—13]. дельных случаях — указаний или норм (нор- Наиболее существенными среди них яв- мативов). Их содержание охватывает от- ляются главы СНиП 2.01.01-82 «Строитель- дельные группы вопросов строительного ная климатология и геофизика» [6], содер- проектирования или производства работ, жащая сведения о температурах наружного а также изготовления строительных кон- воздуха для многих населенных пунктов струкций, изделий, материалов и т. п. СССР, необходимые для определения рас- В перечне [1] классификация СН, как четных и годовых расходов теплоты систе- и других нормативных документов, принята мами отопления и вентиляции (см. при- в соответствии с классификатором для лож. 1), а также СНиП П-3-79** «Строитель- СНиП [2]. Однако поскольку в отличие от ная теплотехника» [8], содержащая методику СНиП в шифр СН не входят номера частей определения тепловых потерь зданий с необ- и групп по этому классификатору, а по их ходимыми справочными данными, в частно- названию иногда трудно установить, к какой сти теплотехническими показателями строи- части и группе они относятся, в списке лите- тельных и теплоизоляционных материалов ратуры отдельные СН расположены в со- и конструкций (см. гл. 5 и 17). ответствии с их порядковыми номерами. В список включены также две главы из Кроме того, из большого количества СН, группы 02 второй части СНиП «Основания действующих на 1 января 1986 г. (около и фундаменты» [14, 15] и четыре главы из 140), в список включены только 13 [49 — группы 04 этой части «Инженерное оборудо- 61], имеющих непосредственное отношение вание зданий и сооружений. Внешние сети», к проектированию тепловых сетей и теп- в том числе две. относящиеся к системам ловых пунктов или к предпроектной прора- теплоиспользования: СНиП П-33-75* «Отоп- ботке схем теплоснабжения, ление, вентиляция и кондиционирование воз- При проектировании должны учиты- духа» [20] и СНиП 2.04.01-85 «Внутренний ваться решения, принятые в других предва- водопровод и канализация зданий» [19], рительно разрабатываемых и утверждаемых и одна, относящаяся к источникам тепло- документах, а именно в схемах и проектах снабжения, СНиП 11-35-76 «Котельные уста- районной планировки, проектах планировки новки» [21]. В эту же группу включена посвя- и застройки городов и поселков, выпол- щенная специально проектированию тепло- няемых в соответствии с инструкцией Гос- вых сетей глава СНиП П-36-73 «Тепловые гражданстроя ВСН 38-82 [63], а также в схе- сети. Нормы проектирования». В текст мах генеральных планов групп предприятий дважды вносились изменения и дополнения, с общими объектами (промышленных узлов), вместе с которыми он был переиздан под выполняемых в соответствии с инструкцией шифром Н-Г. 10-73* (П-36-73*) в 1985 г. СН 387-78 [55].
Проектирование предприятий, зданий и значительная доля всего городского населе- сооружений, строительство которых будет ния и суммарного теплопотребления страны, осуществляться по типовым или повторно В связи с этим разработана и утверждена применяемым проектам, а также проектиро- Госстроем СССР 29 декабря 1980 г. как до- вание несложных объектов по нормам осу- полнецне к Положению «Инструкция о со- шествляется в одну стадию — рабочий про- ставе, порядке разработки и утверждения ект со сводным сметным расчетом стой- схем теплоснабжения населенных пунктов мости. К категории несложных следует отно- с суммарной тепловой нагрузкой до сить проекты тепловых пунктов и, как 116 МВт A00 Гкал/ч)» (СН 531-80) [60]. правило, распределительных тепловых сетей. При проектировании тепловых сетей и Для крупных и сложных объектов преду- тепловых пунктов необходимо пользоваться сматривается проектирование в две ста- «Перечнем единиц физических величин, под- дии — проект со сводным сметным расчетом лежащих применению в строительстве» (СН и рабочая документация со сметами. К этой 528-80) [59]. категории объектов относятся магистраль- В соответствии с этим перечнем с 1 ию- ные тепловые сети. ля 1981 г. во всей нормативной, технической Основным предпроектным документом н проектной документации по строительству, для последующего проектирования источ- а также в научно-технической, учебной и ников централизованного теплоснабжения, справочной литературе должны применяться а также тепловых сетей от них является схе- только единицы физических величин, сома теплоснабжения соответствующего насе- ответствующие международной системе этих ленного пункта. Содержание, а также поря- единиц (СИ). Ранее при проектировании, док разработки и утверждения таких схем в частности тепловых сетей, применялась си- регламентируются двумя нормативными до- стема единиц, называемая системой МКС кументами. Первым из них является утвер- (метр, килограмм, секунда). В этой системе жденное совместным постановлением Гос- наряду с общей единицей количеств работы плана СССР и Госстроя СССР от 22 мая и энергии — джоулем (Дж) применялась осо- 1974 г. № 71/107 «Положение о порядке раз- бая единица для количества тепловой энер- работки, рассмотрения и утверждения схем гии — калория, теплоснабжения». После введения системы СИ эта единица В Положении указано, что схема тепло- исключена, а для тепловой энергии, как снабжения является предпроектным доку- и для других ее видов, применяется общая ментом, обосновывающим экономическую единица — джоуль и соответственно для тен- целесообразность и хозяйственную необхо- ловой мощности (теплопроизводительности, димость проектирования и строительства расхода теплоты) общая для всех видов новых, а также расширения и реконструкции энергии единица — ватт (Вт) (вместо кал/ч действующих источников теплоснабжения и или ккал/ч). тепловых сетей для обеспечения тепловой СНиП 1.01.01-82* [2] предусмотрена энергией городов и других населенных пунк- группа нормативных документов, разрабаты- тов, групп предприятий с общими объектами ваемых органами государственного надзора, и отдельных крупных промышленных пред- а также отдельными министерствами (ведом- приятий или сельскохозяйственных комплек- ствами) и общественными организациями сов. В Положении оговорено, что схемы в области охраны труда и имеющих отноше- теплоснабжения выполняются только для ние к проектированию, изысканиям и строй- объектов с расчетной тепловой нагрузкой не тельству. В частности, при проектировании менее 116 МВт A00 Гкал/ч). Эти схемы раз- тепловых сетей и тепловых пунктов необхо- рабатываются на расчетный срок 10—15 лет, димо учитывать требования правил Госгор- увязанный со сроками, принятыми в гене- технадзора СССР по устройству и безопас- ральных планах соответствующих населен- ной эксплуатации трубопроводов пара и ных пунктов; должна быть выделена первая горячей воды [71], а также сосудов, рабо- очередь строительства на срок 5 — 7 лет. тающих под давлением [72]. Эти правила Опыт разработки схем теплоснабжения обязательны для всех министерств и ве- показал, что ограничение нижнего предела домств, как и другие нормативные доку- расчетных тепловых нагрузок 116 МВт ис- менты, согласованные с Госстроем СССР. ключает возможность такой разработки для Ряд инструкций, регламентирующих экс- малых и даже для некоторых средних горо- плуатацию тепловых сетей и присоединен- дов с населением 50—100 тыс. чел. и слабо ных к ним систем теплоиспользования, раз- развитой промышленностью. Между тем работай Минэнерго СССР [73—78], а в целом по стране в таких городах, а также в части тепловых пунктов — Минжилкомхо- в поселках городского типа сосредоточена зом РСФСР [79]. Эти инструкции не подле-
жат согласованию с Госстроем СССР, но их рекомендации следует учитывать при проектировании тепловых сетей и тепловых пунктов. То же относится и к утвержденным Минздравом СССР в 1980 г. «Санитарным правилам проектирования и эксплуатации систем централизованного горячего водоснабжения» [80]. В отдельных случаях при проектировании тепловых сетей необходимо пользоваться республиканскими (РСН) или ведомственными (ВСН) строительными нормами. Из них в списке литературы приведены только разработанные Минмонтажспецстроем СССР и согласованные с Госстроем СССР нормы тепловых потерь изолированными поверхностями оборудования и трубопроводов [64] и аналогичные нормы для бесканальной прокладки тепловых сетей [65]. Эти нормы тепловых потерь в настоящее время перерабатываются; аналогичные нормы составляются для канальной прокладки тепловых сетей. Наряду со строительными нормами (СНиП и СН) в СНиП 1.01.01-82* [2] выделены как отдельная группа нормативных документов «Общесоюзные или ведомственные нормы технологического проектирования». Имеется инструкция о порядке разработки и утверждения таких норм (СН 470-75*) [57] соответствующими министерствами (ведомствами) по согласованию с Госстроем СССР и ГКНТ СССР. Из таких норм, действующих в настоящее время, могут быть использованы при проектировании тепловых сетей «Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций», утвержденные Минэнерго СССР 8 октября 1981 г. (ВНТП-81) [67]. Наряду с нормативными документами при проектировании необходимо учитывать данные и указания, содержащиеся в системе государственных (ГОСТ), республиканских (РСТ) или отраслевых (ОСТ) стандартов, стандартов Совета Экономической Взаимопомощи (СТ СЭВ). 2.2. Общая характеристика руководящих и справочных материалов СНиП 1.01.01-82 указано, что к нормативным документам могут выпускаться вспомогательные материалы, называемые пособиями. В приложении к СНиП оговорено, что пособия, не являющиеся нормативными документами, имеют целью детализацию отдельных положений этих документов с включением примеров и алгоритмов расчетов, текстовых, табличных и графических 10 данных, а также других вспомогательных и справочных материалов, необходимых для проектирования. Такие пособия должны разрабатываться и утверждаться научно-исследовательскими или проектными организациями, ведущими разработку соответствующих нормативных документов. Эти организации несут ответственность за правильность включенных в пособия данных, их техническую и экономическую обоснованность и последствия их применения. Несколько иное содержание имеют справочники, издаваемые Стройиздатом в виде серии под общим заглавием «Справочник проектировщика». Выпуски этой серии посвящены различным видам основных и специальных строительных работ. В список литературы данного справочного пособия включены только те руководящие и справочные материалы, которые имеют прямое отношение к разработке схем теплоснабжения или к проектированию тепловых сетей и тепловых пунктов. В частности, при составлении схем теплоснабжения целесообразно использование руководящих материалов, развивающих и дополняющих указания СНиП П-60-75** «Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов» [27], а также близких к ним по содержанию ВСН 38-82 [63], СН 387-78 [55] и др. В эту группу входят прежде всего разработанные ЦНИИП градостроительства Госгражданстроя руководства по проектированию городских улиц и дорог [82], новых городов [83], малых городов [84]; по составлению схем использования подземного пространства крупных и крупнейших городов [85] и схем перспективного развития инженерного оборудования в генпланах малых и средних городов [86]. Сюда же следует отнести разработанное ЦНИИпромзданий Госстроя СССР руководство по проектированию промышленно-коммунальных зон в городах [87]. В другую группу можно включить руководящие материалы, относящиеся к отдельным видам расчетов, встречающихся при проектировании тепловых сетей, в частности их строительных конструкций при надземной [88] или подземной прокладке [89 — 91]. При выполнении технико-экономических расчетов следует пользоваться руководящими указаниями [92] и инструкцией [93] по таким расчетам в энергетике, а также руководством по технико-экономическим расчетам в строительной теплотехнике [94]. К разделу 16 СНиП И-36-73* «Тепловые сети» разработано руководство по проектированию тепловых пунктов [95]. Дополнительные сведения по правилам технической эксплуатации
электрических станций и тепловых сетей содержатся в пособии [96]. В отношении справочных материалов следует прежде всего отметить, что значительная часть этих материалов включена в строительные нормы и правила (СНиП) и строительные нормы (СН), а также в руководящие материалы. Значения климатических параметров для многих населенных пунктов СССР приведены в СНиП 2.01.01-82 [6]. Наиболее полным в этой части является «Справочник по климату СССР», изданный Главным Управлением Гидрометеослужбы при Совете Министров СССР в виде отдельных выпусков, каждый из которых охватывает район, обычно из нескольких смежных областей, или отдельную союзную республику. Всего издано 34 таких выпуска [99]. Во второй части каждого выпуска приведены детальные данные по температурам воздуха на основе сведений по всем метеорологическим станциям района, причем количество таких станций составляет обычно от 10 до 50 на каждую область. Данные, приведенные в [6], являются выборкой из этих сведений применительно к наиболее характерным населенным пунктам каждого района (всего 685 пунктов по территории СССР). Справочным пособием, освещающим вопросы проектирования тепловых сетей, является «Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей» [100]. Справочник может в известной мере рассматриваться как пособие к СНиП П-7.10-62, но не к СНиП Н-36-73, появившимся значительно позже в результате существенной переработки прежней редакции норм. За последние 10 лет текст СНиП Н-36-73 подвергался существенным изменениям и дополнениям. Теплоизоляционные материалы, изделия и конструкции, а также методика их тепловых расчетов вместе с указаниями по выполнению н приемке изоляционных работ подробно описаны в «Справочнике строителя» [ЮЗ]. Аналогичные данные по теплоизоляционным конструкциям включены в СН 542-81 [61]. Справочные материалы по гидравлическим расчетам, а также по оборудованию и автоматическим регуляторам для тепловых сетей, тепловых пунктов и систем тепло- использования содержатся в «Справочнике по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей» [105]. В качестве источника справочных материалов по вопросам проектирования могут быть использованы книги нз серии справочников «Теплоэнергетика и теплотехника». В первой книге «Общие вопросы» [107] приведены правила оформления чертежей и схем, а также данные о термодинамических свойствах воды и водяного пара, более подробные данные приведены в [106]. Во вторую книгу серии «Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент» [108] включены данные по теплопроводности и вязкости воды и водяного пара, а также по плотности, теплопроводности и теплоемкости некоторых строительных и изоляционных материалов. В четвертой книге «Промышленная теплоэнергетика н теплотехника» [109] имеется раздел, посвященный теплофикации и тепловым сетям. Раздел второй ЭЛЕМЕНТЫ И КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Глава третья ТРУБЫ И ДЕТАЛИ ТРУБОПРОВОДОВ 3.1. Общая часть Водяные тепловые сети, по которым транспортируется вода с температурой выше 115°С, монтируются, испытываются и эксплуатируются в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» Госгор- технадзора СССР [71]. Указанные правила не распространяются на трубопроводы с наружным диаметром менее 76 мм. Этими правилами, а также требованиями СНиП [22] регламентируются материалы для трубопроводов и арматуры тепловых сетей. Определение категории трубопроводов по [71], выбор труб, арматуры, оборудования и деталей трубопроводов, а также расчет трубопроводов на прочность и определение нагрузок на опоры труб и строительные конструкции должны производиться по рабочим параметрам (давлению и температуре) теплоносителя. Рабочее давление для подающего и обратного трубопроводов водяных 11
Таблица 3.1. Соединение трубопроводов и арматуры. Проходы условные Dy, мм (выписка из стандарта СТ СЭВ 254-76) 10 12* 13* 15 16** 20 25 32 40 50 63** 65 80 100 125 150 160** 175* 200 225* 250 300 350 400 450* 500 600 700* 800 900* 1000 1200 1400 Примечания: 1. Условные проходы для арматуры общего назначения, обозначенные*, применять не допускается. 2. Условные проходы, обозначенные**, допускается применять только для гидравлических и пневматических устройств. тепловых сетей принимается равным наибольшему давлению в подающем трубопроводе при работе сетевых насосов с учетом рельефа местности (без учета потерь давления), но не менее 1,0 МПа, а для тепловых сетей от источников теплоты с расчетной тепловой мощностью 1000 МВт и более — не менее 1,7 МПа для труб D ~& 500 мм. Рабочая температура принимается равной температуре воды в подающем трубопроводе при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления. Рабочее давление для подающего и циркуляционного трубопроводов сетей горячего водоснабжения принимают по наибольшему давлению в подающем трубопроводе при работе насосов с учетом рельефа местности, а рабочую температуру - равной 75 °С. Рабочие давление и температура теплоносителя принимаются одинаковыми для всего трубопровода независимо от его протяженности до установок, меняющих параметры теплоносителя - водонагревательные и насосные установки, регуляторы давления и температуры и др. В табл. 3.1 приведена выписка из СТ СЭВ 254-76 на проходы условные, служащие основой для разработки параметрических рядов соединений трубопроводов и арматуры. Под условным проходом понимается номинальный внутренний диаметр присоединяемого трубопровода в миллиметрах. В табл. 3.2 приведена выписка из ГОСТ Таблица 3.2. Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные Ряды (выписка из ГОСТ 356-80 (СТ СЭВ 253-76) я С | X 1 о 0,10 0,16 0,25 0,40 0,63 1,00 1,60 2,50** 4,00** 6,30 10,00 я С 2 1" 1 давлс ё ю g. С 0,20 0,25 0,40 0,60 0,90 1,50 2,40 3,80 6,00 9,50 15,00 Материал арматуры и деталей трубопроводов Сталь углеродистая марок СтЗ (по ГОСТ 380-71), 10, 20, 25 (по ГОСТ 1050-74); 20Л, 25Л (по ГОСТ 977-75); сталь марганцовистая и кремнемарганцовистая марок 15ГС*, 20ГСЛ*, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 09Г2С, 10Г2С1 (по ГОСТ 19282-73) Бронза (по ГОСТ 613-79 и ГОСТ 18175-78); латунь (по ГОСТ 17711-72 и ГОСТ 15527-70) Наибольшая температура среды 200 120 Рабочее лавлени< 0,10 0,16 0,25 0,40 0,60 1,00 1,60 2,50 4,00 6,30 10,00 0,10 0,16 0,25 0,40 0,63 1,00 1,60 2,50 4,00 6,30 10,00 200 Рр, МПа 0,10 0,13 0,20 0,32 0,50 0,80 1,30 2,00 3,20 _ - Серый чугун марок СЧ 18-36, СЧ 21-40 (по ГОСТ 1412-79); высокопрочный чугун ВЧ 42-12 (по ГОСТ 7293-79); ковкнй чугун КЧ 30-6 (по ГОСТ 1215-79) , °С 120 0,10 0,16 0,25 0,40 0,63 1,00 1,60 2,50 4,00 _ - 200 0,10 0,15 0,23 0,36 0,60 0,90 1,50 2,30 3,60 — - Примечания: 1. Марки стали, обозначенные*, следует принимать по нормативной технической документации. 2. Условные давления, обозначенные**, следует принимать только для арматуры и деталей трубопроводов, изготовленных из чугуна ВЧ 42-12 и КЧ 30-6. 3. Допускается применять стали других марок с механическими свойствами и характеристиками прочности, обеспечивающими эксплуатацию арматуры и деталей трубопроводов в пределах давлений и температур, указанных в таблице. 12
356-80 на ряды условных, пробных и рабочих давлений (избыточных) для арматуры и деталей трубопроводов (тройники, отводы, переходы, фланцы и др.). Стандарт не распространяется на трубопроводы в собранном виде. Условное давление (р ) — наибольшее давление при температуре среды 20СС, при котором допустима длительная работа арматуры и деталей трубопроводов. Пробное давление (р ) — давление, при котором должно проводиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопроводов на прочность и плотность водой при температуре не менее 5°С и не более 70°С, если в нормативно-технической документации не указано конкретное значение этой температ>ры. Предельное отклонение пробного давления от заданного значения не должно превышать +5%. Рабочее давление (р ) — наибольшее давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей трубопроводов при данной рабочей температуре. Рабочее давление равно условному при температуре теплоносителя до 200 °С для стальной арматуры и деталей трубопроводов и при температуре теплоносителя до 120°С для бронзовой, латунной и чугунной арматуры. 3.2. Трубы Материалы для трубопроводов тепловых сетей, а также требования к трубам и материалам по видам и объему контроля должны соответствовать «Правилам устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» Госгортехнадзора СССР [71]. Для тепловых сетей преимущественно применяют стальные прямошовные или спи- ральношовные электросварные трубы, при JTOM спиральношовные трубы допускается применять только для прямых участков трубопроводов. Бесшовные трубы допускается применять для трубопроводов с параметрами теплоносителей, для которых в соответствии с [71] применение сварных труб не разрешается, а также при отсутствии электросварных труб необходимого качества, например в северных районах строительства. Для трубопроводов тепловых сетей, сооружаемых в районах строительства с расчетной температурой наружного воздуха до -40°С, должны применяться, как правило, трубы из у1леролистых сталей, а для районов с расчетной температурой ниже — 40 °С— из низколегированных сталей. Применение труб из низколегированных сталей для районов строительства с расчетной1 температурой наружного воздуха до -40°С допускается при отсутствии выпуска промышленностью труб с необходимыми качествами из углеродистой стали. Трубы, изготовленные из кипящих сталей, независимо от параметров теплоносителя и районов строительства применять не допускается. Ниже приводятся основные требования, предъявляемые к сварным трубам Dy > >500 мм. Трубы должны быть подвергнуты 100%-ному контролю качества сварных соединений неразрушающими методами. Трубы должны иметь двухсторонний сварной шов. Спиральношовные трубы должны иметь смещение кромок сварных швов не более 15% Сварные соединения труб должны выдержать испытания на загиб (угол загиба должен быть для труб из углеродистой стали — не менее 100°, а из низколегированной — не менее 80°). Трубы лолжны быть термообработанными, должны иметь нормированные механические свойства и химический состав металла. Предел текучести основного металла труб должен составлять не более 70% предела прочности. Трубы должны выдержать испытание гидравлическим давлением. Трубы с толщиной стенки 6 мм и более должны иметь гарантированную ударную вязкость: для расчетной температуры наружного воздуха в районе строительства до — 20 °С прн температуре испытания — 20 СС— не менее 29.4 Дж/см2; для расчетной температуры от — 20 °С до — 40 С — при температуре испытания — 40 С и после механического старения — не менее 29,4 Дж/см2; для расчетной температуры наружного воздуха ниже -40Х при температуре испытания — 40'С и после механического старения — не менее 39 Дж/см2 или при температуре испытания -60°С — не менее 29.4 Дж/см2. Ударная вязкость сварного шва должна быть не ниже ударной вязкости основного металла. Трубы при толщине стенки 3 мм и более должны поставляться со скошенными кромками. В гом случае, когда ТУ или ГОСТ на трубы (при толщине стенки 6 мм и более) не гарантируется ударная вязкость при температуре, соответствующей расчетной температуре наружного воздуха, в районе строительства необходимо обеспечить транспортировку, хранение и монтаж труб при температуре не ниже -20°С для труб из углеродистой стали и не ниже — 40 °С для труб из низколегированной стали. Бесшовные трубы должны изготавли- 13
Наименование труб Электросварные прямошовные термообработанные группы В2 Электросварные прямошовные термообработанные2 Бесшовные холоднодеформированные группы В, термически обработанные с испытаниями по п. п. 1.8 и 1.10 ГОСТ 8713-74* Бесшовные горячедеформированные Бесшовные термообработанные группы Б, горячедеформированные с испытанием по п. 2,7 ГОСТ 550-75* Бесшовные горячедеформированные Водогазопроводные оцинкованные высшего качества Электросварные спиральношовные термически упрочненные Электросварные спиральношовные Электросварные прямошовные Электросварные термообработанные прямошовные3 Таблица 3.3 ГОСТ или ТУ ГОСТ 10705-80 ГОСТ 10704-76 ТУ 14-3-377-75 ГОСТ 8733-74* ГОСТ 8734-75 ТУ 14-3-190-82 ГОСТ 550-75 ТУ 14-3-1128-82 ГОСТ 3262-75* ТУ 14-3-954-80 ТУ 14-3-808-78 ТУ 14-3-1138-82 ГОСТ 20295-85 Трубы стальные для водяных Марка стали и ГОСТ или ТУ на сталь 10,20 ГОСТ 1050-74** ВстЗсп5 ГОСТ 380-71* 10,20 ГОСТ 1050-74** ВстЗсп5 ГОСТ 380-71* 10,20 ГОСТ 1050-74** 10,20 ГОСТ 1050-74** 10,20 ГОСТ 1050-74** 10Г2 ГОСТ 4543-71** 09Г2С ГОСТ 19282-73 10 ГОСТ 1050-74** ВстЗсп5 ГОСТ 380-71* ВстЗсп5 ТУ 14-1-1451-75 и ГОСТ 350-71* 20 ТУ 14-3-808-78 17Г1С-У ТУ 14-3-1138-82 17ГС, 17Г1С ГОСТ 19282-73 тепловых сетей Условный проход труб £>у, мм 400 200-400 15-40 50-400 25-300 50-400 25-150 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1400 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400 1000, 1200 500, 600!, 700, 800 Предельные параметры применения Условное давление Ру, МПа 1,6 1,6 2,5 2,5 2,5 2,5 1,6 2,5 2,5 2,5 2,5 Температура воды /, °С 200 200 200 200 200 200 75 200 200 200 200 Расчетная температура наружного воздуха, °С -40 -40 -40 -40 -40 -60 -40 -40 -40 -50 -50 1 Трубы промышленностью не освоены. 2 С испытаниями на загиб. > Тип 3 или спиральношовные; тип 2 с испытанием сварного шва на загиб. Примечание. Предельные расчетные температуры наружного воздуха приняты из условия, при отсутствии в них давления. что трубопроводы принимают температуру окружающей среды
ваться из катаной, кованой или центробежно- литой заготовок. Для трубопроводов тепловых сетей могут применяться трубы, приведенные в табл. 3.3. Помимо труб, приведенных в табл. 3.3, для тепловых сетей могут применяться также трубы, поставляемые по другим ГОСТ и ТУ при условии, что по видам и объему контроля они удовлетворяют требованиям [71]. По мере освоения промышленностью могут также применяться трубы стальные электросварные спиральношовные диаметрами 530, 630, 720 и 820 мм с винтовыми гофрами по ТУ 14-3-1237-83, утвержденным Минчерметом СССР и согласованным с Минэнерго СССР. Трубы изготовляются из рулонной горячекатаной углеродистой стали ВстЗсп5 (по ГОСТ 380-71*) « из низколегированной стали 17Г1СУ (по ГОСТ 19282-73). Для тепловых сетей горячего водоснабжения после ГТП в закрытых системах Таблица 3.4. Трубы стальные электросварные прямошовные для прямых участков трубопроводов. Сортамент — по ГОСТ 10704-76*. Технические условия — по ГОСТ 10705-80 гр. В. Параметры воды: ру < 1,6 МПа, t < 200 °С. Материал: сталь 20 (по ГОСТ 1050-74*) Условный проход труб £)у, мм 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 Наружный диаметр труб £>н, мм 18 25 32 38 45 57 76 89 108 133 159 219 273 325 377 426 Толщина стенки трубы 5, мм 2 2 2 2 2 3 3 3 3,5 3,5 4,5 6E) 6E) 6 6 7F) Масса 1 м трубы, кг 0,789 1,13 1,48 1,78 2,12 4,00 5,40 6,36 9,02 11,18 17,15 31,52B6,39) 39,51C3,05) 47,20 54,90 72,33F2,15) Условия поставки Трубы тер- мообрабо- танные гр. В ГОСТ 10705-80, п. п. 2.4, 2.16 (для всех диаметров труб) Примечания: 1. Допускается применение труб из стали марки 10 по ГОСТ 1050-74*. 2. Трубы Dy 40, 125, 350 мм промышленностью не выпускаются. 3. По мере освоения промышленностью должны применяться трубы с толщинами стенок, указанными в скобках. Таблица 3.5. Трубы стальные бесшовные для прямых участков трубопроводов. Сортамент - по ГОСТ 8732-78 Технические условия — по ТУ 14-3-190-82 для труб Dy 50 4- 400 мм Сортамент - по ГОСТ 8734-75 Технические условия — по ГОСТ 8733-74* гр. В для труб Dy 15 -г 40 мм Параметры воды: 1 pv<2,5 МПа, г <200°С. Материал: сталь 20 по ГОСТ 1050-74* ю 2 н SS* 5 Q, >, > с Q 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 2 1 а £ * I© 18 25 32 38 45 57 76 89 108 133 159 219 273 325 377 426 гру- X 2 S 2S о й 2 2 2 2 2 2,5 3 3 3,5 4 4 5 7F) 8G) 8 9 9 Масса 1 м трубы, кг 0,79 1,13 1,48 1,78 2,62 4,00 5,40 7,38 10,26 12,73 18,99 36,6C1,52) 52,28D5,92) 62,54 81,68 92,56 Условия поставки ГОСТ 8733-74* гр. В ТУ 14-3-190-82 Примечания: 1. Для труб /)н < 38 мм рекомендуется применять трубы с толщиной стенки 2,5 мм. 2. Допускается для прямых участков применять трубы DH 57 н-426 мм по ГОСТ 8731-74* гр. В (сортамент - по ГОСТ 8732-78) из стали марки 20 по ГОСТ 1050-74* при условии определения предела текучести (aj > 250 МПа), проведения испытаний на загиб (а > 90°) и ударную вязкость (ан > 29,4 Дж/см2) в объеме 10% труб от каждой партии и с гарантией гидроиспытания. 3. В скобках указаны толщины стенок труб при условии поставки их промышленностью. теплоснабжения должны применяться оцинкованные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75* или эмалированные стальные трубы. В открытых системах теплоснабжения после ГТП для сетей горячего водоснабжения применяются неоцинкованные трубы. Для бесканальной прокладки водяных тепловых сетей с температурой воды до 115°С и рабочим давлением до 1,2 МПа в сельской местности допускается применение асбестоцементных труб условным проходом Dy 100, 150, 200, 250 и 300 мм в соответствии с ВСН 2-79 Минсельстроя СССР. Асбестоцементные трубы, применяемые для строительства трубопроводов, должны соответствовать ГОСТ 539-73 «Трубы и 15
ж» I V 14 III iH Ml и мм I III I ЦЧ и »HMjit» м iiuiiHiHiM in им \\ М У ШШ }Ы •t1 M к l! MM) MX) /00 HOD wo 1000 i:<h) I4(M) 5 i, li 510 630 720 820 920 1020 1220 1420 Ion ПИШИ с iciiKii ipyfu.i .S. мм S 8 9 9 10* 10 11 14 1 I.||WMI 1 i Mi in Mucui. м /m 102.99 122.72 157,81 180,0 224.4 249,1 328,0 485,4 |ll,l Hll III л •* ' III It It II I ICIIKII ipym.i .S. мм К 12 9 11 - 14 14 - i MM» Kl ( Mill L II Kl/M 102,99 182,89 157,81 219,46 - 347,3 416,4 - Ma icpiiiui 17ГС, \1\C ГОС1 19282-73 Сшль 20 ТУ 14-3-808-78 17ГС, 17Г1С ГОСТ 19282-73 17ГС, 17Г1С ГОСТ 19282-73 Сталь 20 ТУ 14-3-808-78 17Г1С-У ТУ 14-3-1138-82 17Г1С-У ТУ 14-3-1138-82 Сгаль 20 ТУ 14-3-808-78 V с шпик нос iuiikii ГОСТ 20295-85 1ермообрабоганные ТУ 14-3-808-78 ГОСТ 20295-85 термообработанные ГОСТ 20295-85 термообработанные ТУ 14-3-808-78 ТУ 14-3-1138-82 ТУ 14-3-1138-82 ТУ 14-3-808-78 * Промышленностью не освоены. Примечание. Трубы по ГОСТ 20295-85 применять при условии проведения испытания на 1И1йо (к * 80°) в объеме 10% труб от каждой плавки In Г> it и к а 3.7. Трубы стальные электросварные спиральношовные для прямых участков трубопроводов диаметром от 530 до 1420 мм по ТУ 14-3-954-80. Материал: ВстЗсп5 (ГОСТ 380-71*) 1 i. в ц J'S, * Г МИ) 600 700 ноо КИК) 12(М) 1400 D. CS « s 2 i 530 630 720 820 1020 1220 1420 ру < 1,6 /< 150 Толщина стенки трубы 5, мм 6 7 8 8 10 12 13 МПа °С Масса, кг/м 78,69 109,1 142,6 162,6 252,8 362,9 457,9 Ру< 1. Параметры воды S МПа i < 200°С Толщина стенки трубы 5, мм 6 7 8 9 10 12 14 Масса, кг/м 78,69 109,1 142,6 182,7 252.8 362,9 492,7 Ру < 2 Толщина стенки трубы S, мм 8 _ 11 12 _ _ - ,5 МПа 150°С Масса, кг/м 104,5 _ 195,2 242,7 _ _ - РУ < 2,5 /<200 Толщина стенки трубы S, мм 9 _ 11 12 _ - МПа °С Масса, кг/м 117,4 _ 195,2 242,7 _ - Примечание. Масса труб вычислена с учетом усилений швов при плотности стали JKMI Ki/м». 16
M\l|llll ill ЦП llllllMIIIIIII.il II III >|>HM> I p N Mil 'III hill S i И 4111M ■ II III nlli I II \ нише I IV I 11 ■ 11 HUM I III I |>V(H>ll|>lMII> 11I1 I |>,lliH'IIIM ШИН' и i к" м 111 0,'J Mil,i npiiMrntiiii и ti i|iyi>i.i III -*J. .1 -id 1.2 Mil.i ipyOi.i 1I I.' ( nt'niiiciiiu- i pyO крои 1НОЛИ1СЯ асбссюцсмси i Ш.1МИ муф- I.IMH СЛМ-9, СЛМ-12 (по IO(T 539-73). 1срмс1ишкия муфтовых соединений осу- |ИС11нляс1ся с помощью уплотнительных ко- исп hi юнлосгойкой резины ИРП-1220 по форме и ра {мерам, отвечающим требованиям ГОСТ 5228-76. Соединение асбестоце- мешиых i руб со стальными отводами и патрубками осуществляется асбесгоцемент- иыми самоуплотняющимися муфтами с уп- лотиительными кольцами из теплостойкой речипы. Диаметр стальных патрубков должен соответствовать диамефам асбестоце- мептых труб. Толщины стенок труб для тепловых се- iей определяются расчетом на прочность в зависимости от принятых параметров теплоносителя, типа труб и марок стали. Возможность поставки труб необходимого каче- eiBa и типоразмеров должна проверяться по товарному сортаменту труб, выпускаемых промышленностью. Следует принимать ближайшую большую толщину стенки трубы по сравнению с полученной по расчету. Ввиду отсутствия в настоящее время специального сортамента труб для тепловых сетей в табл. 3.4 — 3.6 приведен сортамент труб для изготовления трубопроводов на р , ^ 2,2 МПа для тепловых >лектростан- ций, утвержденный протоколом Минэнерго СССР. В табл. 3.7 приведены толщины стенок ^лектросварных спиральношовных труб по ТУ 14-3-954-80 «Трубы стальные электросварные спиральношовные диаметром от 530 до 1420 мм для трубопроводов тепловых и атомных электростанций и тепловых се- юй». Толщины в табл. 3.7 получены расче- 1ом на прочность и соответствуют толщинам стенок труб по указанным ТУ. Возможность их поставки должна согласовываться с заводом-изготовителем. В табл. 3.8 приведена характеристика оцинкованных водогазопроводных труб (по ГОСТ 3262-75*), применяемых для сетей горячего водоснабжения. Соединение этих труб должно осуществляться на сварке. В спецификациях на трубы в проектах iсиловых сетей кроме параметров теплоно- стелей, характеристик труб и марок стали должны оювариваться дополнительные требовании к поставке труб, предусмотренные [71 |, при условии, что эти требования выполняемся заводами-mi отвигелями n cooi- I ОСТ him IN h.i ip\0i.i но ми ii;i I ,i li I n n i I h 1|1>Пы I 1И IMlMf- ИН |O mi iiii.M1 1М1нш«|1ийммм1< •!•• MM I UftJ (( | ( >H 107 74) вышин. 1>и<н<A1 II.i| in.id V4 ioiiiii.iii прочил 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 MCip ipv* I).,, MM 21.1 26, X 33,5 42,3 48.0 60,0 75,5 88.5 114,0 140,0 165.0 1 l> llllllll.l i U'llkl s, in mi\ 2^ 2.S 2 К 2^K \o 3,0 3,2 3,5 4,0 4,0 4,0 i|>\i> MM IllM.IK Illllll'll lll.l\ 2.X 2, К } 1 \2~ 1.S 1.5 4Д) 4,0 4,5 4,5 4,5 M.H., i l'>i' M\|l ll'l Ml\ 1 .*><) 2.\: 1. U 4 ?^ 5! 71 7, VI 10V 1 ^.41 l^.SN I M I MS S И I ' I'. I - III I M Примеииие В таблице npinu1 и и i м са неоцинкованных ipyo. Оцинко».шш.и 11 •■*'••' тяжелее неоцинкованных на 3% сованию с потребителем, либо ни фгпшм ния вообще не предусматривакж и I < м I или ТУ на трубы и в этом случае они ниши риваются в заказной спецификации, но им ш ДОЛЖНЫ ВЫПОЛНЯТЬСЯ МОНТажНЫМИ (>pi .lllll зациями за счет резерва на непредвиденны»- работы и затраты. Если трубы, предусмотренные прогишм. изготовлены по специальным техническим условиям для тепловых сетей со всеми пени ходимыми прочностными свойстамн, к.iь например, спиральношовные трубы m> IV 14-3-954-80, то никаких дополнительных ■ |>с бований в проекте не предусмафип.км и В табл. 3.9 приведена масса I м фуп 3.3. Детали трубопроводов Для тепловых сетей должны пиши, зоваться преимущественно детали и > и менты трубопроводов заводского и hoi ния. В табл. 3.10 приведены детали ■ |»\■ <.• проводов по типовой серии 4.901- |о им пуск 1. Для гибких компенсаторов, уйти мот» ротов и других гнутых элемешон фуки проводов должны использовании крут изогнутые отводы заводскою ипиюпипш- с радиусом гиба не менее одном) дплмгф трубы. Допускается припимап. норм,in,и изогнутые отводы с радиусом i nO.i m- \u-\n- 3,5 диаметра трубы ДЛЯ ТрубоПрОВОДКН ВОДЯНЫХ It'll МЧИ.| (.С1СЙ е рабочим данлепнем к-nnonoi и и i» i ?,^ Mllil ПКИЮЧП K'JII.IIO /IOllV» KIllOli »l t H.I |
2 0 n ь X и и о — = о as оо г— ич ич ГЛ о f t—■ fN fN ГЧ fN 00 — 00 t — r 1 I/"! ГЛ oo fN ON fN On rN 00 1 — s oo fN SO rN r I r I 1 en fN i/~> fN 8 C1 , I г 1 1 SO О VO t—' 00 о r-~ fN О ГЛ SO 00 fN fN О On ГЛ 00 oo m so ГЛ ^ Os Os О i/"> ^™ О rN ^~ SO fN О —* fN О ON о *£> fN XJ ON oo —* 00 t—' l/~l ^™ fN fN oo ~ On Vl ON О oo i i ON On fN fN ^ SO fN <N ON On 00 —" Os fN ~" fN 00 fN fN fN oo r- fN О fN rj. t ' 00 16 46, SO ГЛ rN On ГЛ VO rN fN fN s 00 On f 1 3 58, rN fN ON vn _ On fl О f*1 ^f. vO fN _ r 1 70, rN О О fN •O "rf O4 ГЛ r^ SO ж ,7 — О ON 00 81, 0 00 fN 00 f*"> VD 0 Os wi f-^ 00 l/~l ■* 0 00 so ГЛ ГЛ •7, ON 102, 92, rN 00 rN —4 VO ^_ On ,_ i/> ГЛ — ж -I О 138, ГЛ 127, 115, 104, fN гл On _ 00 0 f-^ 00 wi 0 _l *' 0 153, ON 140, 128, 3 115, ON On fN О —* 00 fN ON О _ ON 182, <N On 167, 0 152, ГЛ 00 137, fN fN rN "~* LT) r-~ 0 0 00 CO tN 209 ГЛ 192 175 00 157 ON О ГЛ fN О ro O0 tN 239 219 00 661 0 180 fN ГЛ "~ О 00 00 fN 268 SO 246 ,*. 224 202 °l vq. -" 0 ON <^ 298 r- 273 249 224 ON О 475 357 0 328 ,*. 862 00 268 0 554 416 ГЧ 382 347
ЖЕ0 Рис. 3.1. Фланец плоский приварной по ГОСТ 12820-80 с патрубком по чертежам Т105 Рис 3.2. Фланец плоский приварной по чертежам Т106 iii.ic секторные отводы. Штампосварные i ройники и отводы допускаются для тепло- иоеиюлей всех параметров. Штампосварные и сиарпые секторные отводы допускается ис- ihi'ii.«1>вать при условии проведения 100%- iioi о контроля сварных соединений отводов V ни i pa туковой дефектоскопией или просве- 'HIHIUUICM. ( парные секторные отводы допускается принимав при условии их изготовления i пну i реп ним подваром сварных швов. Ис- iю п. п>па i ь детали трубопроводов, в том •nit иг ii iiiводы из электросварных труб со i iinpiiui.iii.iM швом, не допускается. Папин радским филиалом института » >iii-|»i |)мошаж[1роект» разработана доку- чгнишпи па ппампосварные отводы из угле- ||ц ни юн сити марок 20, 20К с углом 90°, Ш . -IS и "?() , диаметром 700, 800, 1000 и I .'00 мм, радиусом гиба 1,5DH на условное ппшапц* l.d и 2,5 МПа. Отводы изготов- '1ИЩЦИ t параметрами и размерами, приве- irinii.iMii на мерiежах Л8-452.000 и в ТУ Ч •!.' 11041 Кб «01 воды штампосварные из vi '1Г|м> пк юн скит для АЭС и ТЭС». •I'liiinuMii.ic соединения применяются для i иг шигппи i|>yf> с арматурой, арматуры мг* i\ ntb.ni и установки измерительных ммфр.пм Дни i|i i.niiii'hi.ix Lite (ипепий арм.11\|И.1 . I |>\ и, ||||К||ц l lilMII />v ■ I M> ММ П[>11 V4 МИШНМ 1,111 Ii Mllll lll> II.I \\ • } S Mil.I II < III lllll|lllb I IIIIH> |н (. ,i\i( II | \ г ii M 1,1 h III II.III.I I I i|iiiiiiiii ll|i|l(l I|UII II III I I.I Й (III ' I < >( I I M ' I ' I l| II II II l|i' I I I , |ll I i \ i I' 'Mill ' I 'I Рис. 3.3 Фланцевое соединение трубопроводов ру = 2,5 МПа с арматурой ру = 4,0 и Р) = 6,4 МПа по чертежах: Т108 нием р = 6,2 МПа для воды с р < 2,5 МПа и г^200°С принимаются фланцевые соединения по типовым рабочим чертежам Т108 серии 4.903-10 (выпуск 1). Для фланцевых соединений арматуры с трубопроводами £)у > 150 мм при параметрах воды ру<2,5 МПа и t<200еС принимаются плоские приварные фланцы (по ГОСТ 1255-67) с патрубком по типовым рабочим чертежам Т105 и плоские приварные фланцы с патрубком по чертежам Т106 (рис. 3.1 и 3.2) или фланцевые соединения но чертежам Т108 (рис. 3.3), Т109. При применении для фланцевых соедп нений плоских фланцев с патрубками по се рии 4.903-10 необходимо сопоставить тл щины стенок патрубков, заложенных в черю- жах Т105, Т106, Т108 и Т109 с толщинами стенок труб для трубопроводов. Если юн щины стенок для труб больше принятых inn патрубков, их следует увеличить до толщины стенок труб, принятых в проекте, и прои пи- сти соответствующую корректировку спеип фикаций (пересчитать массу). При подПпрг ответных фланцев к арматуре необхо тми руководствоваться типом уплотнитеш.иии ПОВерХНОСТИ, ПРИНЯТОЙ В КОНСТРУКЦИИ ,l|iM.i туры. При проектировании тепловых сени >ч ветные фланцы обычно применяются i vn лотнительными поверхностями (по I < >< I 12815-80) — исполнение 1 — с соединительны ми выступами, исполнение 2-е нынупнм и исполнение 3-е впадиной Исшнпк'нпг уплотнительной новерхпосш ука п.т.ип и и оГннначеппи ф.паши Перечень Г()( n.i <|hi.iiiiii.i .i|>m.i i vpu i ik Illllll ICIII.lH.lX Mill I I'll II I |)ylMl|||)ciH(l lull iipillll' It'll ll l.liHI t II llc'pi 'lilll. lllllillH.H |l,l ' " ' HI » 'II 11 I I'* I II i|l I Ullli IH !> I i И HUH II ||/I II I i him, и i ii.i i p\ I ,| i in ii i il , i 1 I '
аблица 3.10 Детали трубопроводов на = 2,5 МПа, / < 200 °С (серия 4.903-10, выпуск 1) Из крепежных деталей для фланцевых соединений при р,^2.5 МПа применяются болты получистые с шестигранной головкой с основной метрической резьбой по ГОСТ 7798-70*, гайки пол> чистые шестигранные по ГОСТ 5915-70* Технические условия — по ГОСТ 1759-70* Для уплотнения фланцевых соединений применяются мягкие прокладки (по ГОСТ 15180-70) из паронита общего назначения (по ГОСТ 481-80*) марки ПОН. Толщина прокладок рекомендуется 1.5 — 2 мм. Применение прокладок толщиной более 3 мм не рекомендуется. Материал для фланцевых соединений приведен в табл. 3.13. Поставка арматуры с ответными фланцами, крепежными деталями и прокладками осуществляется объектам Минэнерго СССР и Мингазпрома по заказам-нарядам Союз- главарматуры. Другим потребителям арматура может быть поставлена с ответными фланцами, крепежными деталями и прокладками в соответствии с действующими ГОСТ и ТУ, что должно быть оговорено в заказе-наряде. Крепежные детали к ответным фланцам поставляются только в том случае, когда по условиям работы арматуры они являются специальными. Метизы общего назначения в комплект поставки не входят. В соответствии с ГОСТ L2815-80 фланцы трубопроводов и соединительных частей, а гакже присоединительные фланцы арматуры выпускаются с уплотнительными поверхностями девяти типов: исполнение 1 — с соединительным выступом; исполнение 2-е выступом; исполнение 3-е впа- Таблица 3.11. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов Наименование Отвод крутоизогнутый 45 , 60 , 90 Отвод сварной 20°30', 301, 45 , 60 , 67 '30' и 90 Отвод с гибом 15 — 180 Труба с косым срезом Переход сварной листовой концентрический и эксцентрический Переход сварной лепестковый на pv < 1,6 МПа Диффузор Конфузор Ответвление трубопроводов впритык (тип А), врезное (гип Б) с усиленным штуцером впритык с накладкой Тройник сварной рав- нопроходный Тройник сварной переходный Заглушка штампованная Заглушка плоская приварная Заглушка плоская приварная с ребрами Условный проход £>у, мм 40-500 150-1400 25-400 150-700 50-1400 150-1400 600-1400 600-1400 20-1400 20-1400 175-1400 150-1400 400-1400 400-1400 40-500 40-450 450, 500 Обозначение Т50 T5I Т54 Т55 Т57 Т58 Т59 Т60 Т90 Т93 T9I Т94 Т96 Т98 ТП4 Т115 Т] 16 ГОСТ Наименование ГОСТ 12815-80 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Pj от 0,1 до 20 МПа Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей. ГОСТ 12816-80 То же. Общие технические требования ГОСТ 12817-80 Фланцы литые из серого чугуна на р., от 0,1 до 1,6 МПа. Конструкция и размеры ГОСТ 12818-80 Фланцы литые из ковкого чу1уна на ру от 1,6 до 4,0 МПа. Конструкция и размеры ГОСТ L2819-80 Фланцы литые стальные на р^ от 1,6 до 20 МПа. Конструкция и размеры ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные на ру от 0,1 до 2,5 МПа. Конструкция и размеры ГОСТ 12821-80 Фланцы стальные приварные встык на р^ от 0,1 до 20,0 МПа. Констр\кция и размеры ГОСТ 12822-80 Фланцы стальные свободные на приварном кольце на ру от 0,1 до 2,5 МПа. Конструкция и размеры Пример условного обозначения при заказе круглого стального приварного вегык фланца Dy 50 мм на ру = 1,0 МПа A0 кгс/см-) из стали 25 исполнения I (с соединительным выступом) фланец 1-50-10, сталь 25 ГОСТ 12821-80 20
Таблица 3.12 Сволвя таиш таювых рабочих чертежей плоских приварных фланцев с ватр«6к&«а и флиисвых соединений (серия 4.903-10, выпуск 1) Условный проход Dy, мм 10-1600 10-1000 10-600 10-500 1200-1400 700-1400 600-1400 15-300 50-400 15-400 500, 600 600, 800, 1000 Обозна- Наименование чертежей TI05 Т106 Т108 Т108 TI09 Фланец плоский приварной ру < 2,5 МПа по ГОСТ 1255-67 с патрубком Фланец плоский приварной ру < 2,5 МПа по чертежам. Т106.00.00.001 с патрубком Фланцевое соединение трубопровода ру < 2,5 МПа с арматурой ру = 4,0 и ру = 6,2 МПа, имеющей фланцы с впадиной. Для фланцевого соединения применен фланец плоский приварной по чертежам Т 108.00.00.001 с патрубком То же с арматурой ру = 4,0 МПа, имеющей фланцы с гладкой уплотни- тельной поверхностью Фланцевое соединение трубопровода Ру < 2,5 МПа с арматурой ру < 6,2 МПа. Для фланцевых соединений применен фланец плоский приварной по чертежам Т 109.00.00.001 с патрубком Пределы применения Температура лоносителя (не более), °С 300 300 300 300 300 Условное давление ру, МПа трубопровода 0,2; 0,25 0,6 1,0; 1,6 2,5 0,6 1,0; 1,6 2,5 2,5 2,5 2,5 1,0 арматуры 0,2; 0,25 0,6 1,0; 1,6 2,5 0,6 1,0; 1,6 2,5 6,4 4^0" 4,0 4,0; 6,4 2,5 Таблица 3.13. Материал для фланцевых соединений Тип фланца Стальные плоские приварные по ГОСТ 12820-80 Стальные приварные встык по ГОСТ 12821-80 с соединительным выступом Условное давление МПа 1,0; 1.6 2.5 10;16;25 Условный проход д. м'м 10-600 10-500 10-1200 10-800 Материал Фланцы ВСтЗсп5 по ГОСТ 380-71* из листа по ГОСТ 14637-79 Болты (по ГОСТ 7798-70*) Сталь марки 20 по ГОСТ 1050-74**. Класс прочности 4.6 по ГОСТ 1759-70** Гайки (по ГОСТ 5915-70*) Сталь марки 20 A0) по ГОСТ 1050-74**. Класс прочности 5 по ГОСТ 1759-70** Примечания: 1. ГОСТ 1759-70**. технические требования распространяются на болты, шпильки, винты и гайки с диаметром резьбы от 1 до 48 мм. 2. Класс прочности для болтов обозначен дв\мя числами. Первое число, умноженное на 10, определяет минимальное сопротивление в кгс мм:. второе — отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах; произведение чисел определяет предел текучести в кгс/мм-. Класс прочности для гаек обозначен одним числом, которое при умножении на 10 дает напряжение от испытательной нагрузки в кгс/мм-. 21
диной; исполнение 4 — с шипом; исполнение 5 — с пазом; исполнение 6 — под линзовую прокладку; исполнение 7 — под прокладку овального сечения; исполнения 8, 9 — под фторопластовые прокладки. Исполнение уплотнительной поверхности указывается в обозначении фланца. В водяных тепловых сетях в основном применяются фланцы с уплотнительной поверхностью исполнения 1 и 2. 3.4. Опоры трубопроводов Для опирания и подвески труб предусматриваются: опоры скользящие — независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех диаметров труб (табл. 3.14 и рис. 3.4, 3.5, 3.6) и опоры диэлектрические (табл. 3.15 и 3.16 и рис. 3.7, 3.8, 3.9); опоры катковые — для труб диаметром 200 мм и более при осевом перемещении труб при прокладке в туннелях, коллекторах, на кронштейнах и на отдельно стоящих опорах и эстакадах (табл. 3.17 и рис. 3.10 и З.Н); опоры шариковые — для труб диаметром 200 мм и более при горизонтальных Таблица 3.14. Опоры трубопроводов скользящие высотой Я =100, 150, 200 мм (серия 4.903-10. выпуск 5) Рис. 3.4. Опоры скользящие £>н 32-М59 мм Условный проход труб Dy, мм 25-150 175-600 700- 1400 Обозначения Т13.01-Т13.12 Т14.01-Т14.12 Т13.13-Т13.39 TI4.13-T14.39 Т15.01-Т15.27 T14.40-TI4.57 Т15.28-Т15.45 Длина опоры L, мм 170 340 170 340 680 340 680 Максимально допустимое осевое teiuio- вое перемещение ФуГюпровода Д. мм 90 260 90 260 600 220 560 Пример обозначения для трубопровода Dn = 76 опора скользящая 76Т13.04. скользящей опоры мм. Н = 100 мм: Таблица 3.15. Опоры трубопроводов скользящие диэлектрические высотой Я = 100, 150, 200 мм (серия 4.903-10, выпуск 5) Условны» проход труб Dy, мм 175-350 350-600 700- 1400 Обозначения Т16.01-Т16.15 Т17.01-Т17.15 Т18.01-Т18.15 Т16.16-Т16.30 Т17.16-Т17.30 Т18.16-Т18.30 Т17.31-Т17.48 Т18.31-Т18.48 Длина опоры L, мм 170 340 680 170 340 680 340 680 Максимально допустимое осевое тепловое перемещение фубомровода Д, мм 90 260 600 90 260 600 220 560 Рис. 3.5. Опоры скользящие £>и 194-^630 мм 22 Пример обозначения скользящей диэлектрической опоры для трубопровода Dn = 194 мм. #=200 мм: опора диэлектрическая 194-Т16.03 перемещениях труб под углом к оси трассы, при прокладке в туннелях, коллекторах, на кронштейнах и на отдельно стоящих опорах (табл. 3.18); опоры подвесные пружинные — для труб диаметром 150 мм и более в местах вертикальных перемещений труб (табл. 3.19 и 3.20 и рис. 3.12, 3.13); опоры подвесные жесткие — при надземной прокладке трубопроводов с гибкими
Рис. 3.6. Опоры скользящие £>н 194-И420 мм Рис. 3.7. Опоры скользящие диэлектрические DH 194 ч- 377 мм I 1- I II J Рис. 3.8. Опоры скользящие диэлектрические DH 377 -f-1420 мм 23
йля опор DH ^273мм Ля» *—t Um *J т 1 1 4 L < ■■■■■■■ Л у i-LJ-l у 1 1 ! \ У j Рис. 3.9. Опоры скользящие. Плиты опорные с диэлектрическими прокладками Рис. 3.10. Опоры однокатковые Таблица 3.16. Опоры трубопроводов скользящие. Плиты опорные с диэлектрическими прокладками под опоры скользящие по чертежам Т13, Т14, Т15 (серия 4.903-10, выпуск 5) компенсаторами и на >частках самокомпенсации (табл. 3.21). Уклон трубопроводов при Катковых и шариковых опорах труб должен приниматься не более Условный проход труб Z)v, мм Обозначение Длина опоры L. мм 25-150 Т43.01-Т43.08 160, 330 175-250 Т43.09-Т43.17 170. 340. 680 300-1400 Т43.18-Т43.49 170*. 340. 680 * Для Dy 300 -г 600 мм. Пример обозначения плиты лиэлектриче- ской лля опоры типа TI 3.07 плита диэлектрическая Т43.05. .5 г. где г — радиус катка или шарика, мм. Длина жестких подвесок должна приниматься для водяных тепловых сетей не менее десятикратного теплового перемещения подвески, наиболее удаленной от неподвижной опоры. Для трубопроводов тепловых сетей предусматриваются неподвижные опоры следующих типов: лобовые (табл. 3.23 и рис. 3.14, 3.15); 24
200 ковая Двухкат- 700- 1400 Т20 01- Т20 12 089 800 S 200 700- 1400 TI9 19- Т19 24 340 440 300-600 Т1907- Т19 18 j 340 440 170 100 ковая Однокат- 175-250 Т1901- Т19 06* о 520 170 180 Тип опоры Условный проход труб Dy мм Обозначение t-gta ill Максимально допустимое осевое тепловое перемещение трубопровода Д мм 5 1Г S3 Р О\ ни 2L » чз а i, П 2J о |1 К) „ О и> (^-^ (^ (^ о о о ! 1 1 III о о К) Ю К) ЧО ОО -J о о о 1 1 1 НЧН NJ bJ NJ ЧО ОО ^1 о ю — р TJ о •i5* ^^ 2 х О О о X С X S п ^=о — ь з • ч Е ^ С?* fa On e X о я I, 5 о I I s 3 ° 5 50 о __ 3 4D О ч г мНЧН ННмЧыНм Ю— К>— К) — bJ — "" К)"" — "" — "" О ■Р.— ЮЧО — L»J — — NJ | О 00 | К) 8 - "О О О 2 а» о х 2 to г Максимально допустимое осевое тепловое перемещение трубопровода Д мм ?! !"8
Таблица 3.20. Опоры подвесные пружинные для вертикальных трубопроводов (серия 4.903-10, выпуск 6) Таблица 3.22 Опоры трубопроводов неподвижные боковые (серия 4.903-10, выпуск 4) Условный проход труб Dv. мм 150-1400 Обозначение Т41.01-Т41.25 Пример обозначения подвесной опоры исполнения 1 для трубопровода DH = 377 мм: опора подвесная 1-377Т41.06. Таблица 3.21. Опоры подвесные жесткие для горизонтальных трубопроводов (серия 4.903-10, выпуск 6) Тип опоры Тип I Тип II с защитой от электрокоррозии Тип III Тип IV с защитой от электрокоррозии Наружный диаметр трубопровода DH. мм 194- 1420 377- 1420 Обозначение Т 10.04- Т10.18 Т10.19- Т10.28 Условный проход труб Dy, мм 25-70 80-300 250-600 400-600 Обозначение Т22.01-Т22.35 Т23.01-Т23.56 Т24.01-Т24.56 Т25.01-Т25.28 Пример обозначения подвесной опоры исполнения 1 для трубопровода DH — 194 мм: опора подвесная 1-I94T23.30 Примечание. Опоры типа ТЮ могут устанавливаться в сочетании с опорами типа Т4-Т9 и Т46 в зависимости от осевой силы. Пример обозначения боковой неподвижной опоры для трубопровода DH 194 мм, тип I: опора боковая 194-IT 10.04 Опоры подбираются по типовым рабочим чертежам в зависимости от вертикальных и горизонтальных нагрузок, допускаемых для опор каждого типа. Рис. 3.12. Опоры подвесные пружинные для горизонтальных трубопроводов DH 159 ч- ч- 426 мм Рис. 3.13. Опоры подвесные пружинные для горизонтальных трубопроводов DH 377 ч- ч- 1420 мм 26
1 i 1 1 Рис 3 14 Опоры неподвижные лобовые двух- упорные для трубопроводов DH 108 - 1420 мм Рис 3 15 Опоры неподвижные лобовые че- тырехупорные для трубопроводов DH 133 — — 1420 мм )роснмтнй» иона» Рис 3 16 Опоры неподвижные щитовые для трубопроводов DH 108—1420 мм, тип III, с защитой от эчектрокоррозии Рис 3 17 Опоры неподвижные щитовые усиленные для трубопроводов DH 108— 1420 мм, тип III, с защитой от электрокоррозии В-В { II 11 It—' 1 А-А 1 I —t 1 I L...J! э (|Г1 ТипШ ТипП (С защитой от шктроноррозии) Рис 3 18 Опоры неподвижные лобовые для двухсторонних сальниковых комплексаторов DH 530 - 820 мм 27
Таблица 3 23 Опоры трубмуочио» неподвижные лобовые (серия 4.903-10, выпуск 4) Тип OnODuJ Двухупорные, тип I, II Двухупорные с защитой от электрокоррозии, тип III, IV Четырехупорные, тип I, II, V Четырехупорные с зашитой от электрокоррозии, тип III, IV Двухупорные усиленные тип I, II тип V, VI Двухупорные усиленные с защитой от электрокоррозии, тип III, IV, тип VII, VIII Четырехупорные усиленные, тип I, II Четырехупорные усиленные с зашитой от электрокоррозии, тип III, IV Наружный диаметр трубопровода Лн, мм 108-1420 133-1420 108-1420 194-1420 108-1420 194-1420 426-1420 Обозначение Т401-Т4 18 Т5.02-Т5.18 Т6 01-Т6.18 Т6.19-Т6.33 Т6 01-Т6 18 Т6.19-Т6 33 Т7 09-Т7 16 Пример обозначения опоры неподвижной лобовой двухупорной усиленной для трубопровода Z)H = 325 мм. тип I опора 325-1Т6 07 Таблица 3 24 Опоры трубопроводов неподвижные щитовые (серия 4 903-10, выпуск 4) Тип опоры Тип I, II Тип III, IV с зашитой от электрокоррозии Тип I, II усиленные Тип III. IV усиленные с защитой от электрокоррозии Наружный диаметр трубопровода DH, мм 108- 1420 426- 1420 Обозначение Т8.01- Т8 26 Т9 09, Т9 10, Т9 12, Т9.14 Т9.16, Т9.18, Т9 20, Т9.22, Т9.24, Т9 25, Т9.26 Пример' обозначения опоры неподвижной щитовой усиленной для трубопровода DH = = 530 мм, тип I опора 530-1Т8 12 Таблица 325 Опоры трубопроводов неподвижные лобовые для сальниковых компенсаторов (серии 4 903-10, выпуск 4) Тип опоры Тип I Тип II с защитой от электрокоррозии Тип III Тип IV с защитой от электрокоррозии Наружный диаметр трубопровода DH, мм 530-820 Обозначение Т46 11 - Т46 14 Примечание Опоры разработаны для тех диаметров трубопроводов, для которых корпус компенсатора выполнен из труб, не вошедших в номенклатуру труб для тепловых сетей Пример обозначения неподвижной опоры для сальникового компенсатора DH 630 мм, тип I опора 630-1Т46 12 Рис 3 19. Опоры неподвижные хомутовые бескорпусные для трубопроводов DH 108 -г - 1020 мм, тип II 28
Рис 3.20. Опоры неподвижные надземной прокладки для трубопроводов DH 377 -н 1420 мм Таблица 3.26. Опоры трубопроводов неподвижные с хомутами и бугелями (серия 4.903-10, выпуск 4) Тип опоры Опоры неподвижные хому- ~овые Опоры непо- лзижные хому- ■овые бескор- >сные тип I тип II Наружный диаметр трубопровода DH, мм 32-219 Обозначение T3.01-T3.ll Т11.01- Т11.16 XI1.17 — Т11.32 Тип опоры То же с зашитой от электрокоррозии : тип III тип IV Опоры неподвижные хому- товые То же бугель- ные Наружный диаметр трубопровода DH, мм 108-1020 57-377 377-1420 Обозначение Т11.01 Т11.16 Т11.17 — Т11.32 Т12.01- Т12.33 Т44.01 Т44.33 Глава четвертая АРМАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ 4.1. Арматура В тепловых сетях применяется преимущественно стальная арматура. Чугунную ар- матч ру допускается применять для параметров воды и диаметров трубопроводов, -ред> смотренных в [71] и приведенных з табл. 4.1. При этом независимо от способов и места прокладки тепловых сетей (кроме -епловых пунктов и сетей горячего водоснаб- - гния), параметров воды и диаметров трубопроводов не допускается применять арматуру из серого чугуна в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления ниже — 10°С, а из ковкого—ниже — 30 °С. На выводах тепловых сетей от источников теплоты и на вводах ГТП и МТП должна, как правило, предусматриваться стальная запорная арматура. Для всех параметров воды принимать арматуру из серого чугуна на спускных и дренажных устройствах не допускается. При установке чугунной арматуры необхо- 29
Табл ица 4 о X и Ч i Я 10 ю С 1,6 1,0 0,6 0,25 >> .  . = 2 и Тем ере; выи 300 200 120 120 1. Пределы применения чугунной арматуры i = — — 2 >< & Ни 80 300 600 1600 ГОСТ и марка ГОСТ марки ГОСТ марки чугуна 1215-79 (не ниже КЧ 30-6) 1412-79 (не ниже СЧ 15-32) димо предусматривать защиту от изгибающих усилий. В подземных отдельно стоящих ГТП на вводе трубопроводов тепловой сети рекомендуется устанавливать запорную арматуру с электроприводом независимо от диаметра трубопроводов. Для районов строительства тепловых сетей с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления ниже -40 3С желательно применять арматуру из низколегированной стали. При применении арматуры общепромышленного назначения, изготовленной из углеродистой стали, необходимо предусматривать мероприятия, исключающие возможность снижения температуры стали при транспортировке, хранении, монтаже и эксплуатации ниже — 30 °С [22] Выпускаемые в настоящее время электроприводы к задвижкам в соответствии с данными тульского завода «Электропривод» могут работать при температуре окружающей среды от 40 до — 40 °С. Выбор арматуры производится по условному проходу, рабочим параметрам среды, по требуемому типу привода, а также в зависимости от климатического района строительства тепловых сетей. Институтом «Теплоэлектропроект» разработаны и согласованы с Союзглавармату- рой с целью унификации применяемых вентилей, задвижек и обратных клапанов и ограничения использования в проектах дефицитной арматуры «Рекомендации по номенклатуре арматуры для тепловых сетей». Рекомендуемые и допускаемые к применению типы клапанов, задвижек и обратных клапанов приведены в табл. 4.2, 4.8, 4.9, 4.10, составленных на основании 3-го издания указанных рекомендаций A981 г.). В проектах должна закладываться рекомендуемая арматура, а допускаемая может быть применена при отсутствии рекомендуемой арматуры для ее замены при конкретном размещении заказов. 30 В таблицах приведено условное обозначение арматуры, принятое в каталогах на промышленную трубопроводную арматуру и в сбытовых документах (прейскурантах оптовых цен, ведомостях заказа и т. п.), для арматуры, не имеющей условного обозначения, приведен номер чертежа. В отдельных случаях условное обозначение арматуры дублируется номером чертежа. Условные обозначения состоят из цифр и букв. Первые две цифры обозначают тип арматуры: 14 и 15 — клапан; 16 — клапан обратный подъемный; 19 — клапан обратный поворотный; 30 и 31 — задвижка. Буквы за цифрами обозначают материал, применяемый для изготовления корпуса арматуры: с — сталь; ч — серый чугун; кч— ковкий чугун; Б — латунь, бронза. Цифры после букв обозначают конструктивные особенности изделия в пределах данного типа и вид привода. Одна или две цифры обозначают номер модели (ручной привод с маховиком), при наличии трех цифр первая обозначает вид привода: 3 — механический с червячной передачей, 5 — то же с конической передачей, 9 — электрический. Последние буквы обозначают материал уплотнительных поверхностей: бр — бронза, латунь; нж — коррозионно-стойкая (нержавеющая) сталь; п — пластмассы (кроме винипласта). Буквы в конце обозначают исполнение электропривода: Б — взрывозащищенное (взрывобезопасное); Т — тропическое. Цифры в конце обозначают исполнение. Изделия без вставных или наплавленных колец, т. е. с уплотнительными поверхностями непосредственно на корпусе или затворе, обозначены буквами «бк» (без колец). Примеры: 30с964нж — задвижка стальная с электроприводом с уплотнительной поверхностью из нержавеющей стали; 1бс13нж — клапан обратный подъемный стальной с уплотнительной поверхностью из нержавеющей стали; 15Б1бк — клапан (вентиль) муфтовый латунный без вставных или наплавленных колец. Для тепловых сетей преимущественно должна приниматься бесфланцевая арматура (с концами под приварку) по мере освоения ее промышленностью и фланцевая. Предусматривать приварку фланцевой арматуры непосредственно к трубопроводу (без ответных фланцев) не допускается из-за возможного ее перекоса при сварочных работах. Муфтовая арматура может применяться только для трубопроводов Dy^lOO мм при
давлении теплоносителя до 1,6 МПа и температуре до 115 °С и ниже в случае применения водогазопроводных труб. При выборе арматуры различного назначения (краны, задвижки, клапаны, обратные клапаны и др.) необходимо проверять возможность ее поставки по «Сводной заявке потребности продукции машиностроения на соответствующий год по Союзглав- арматуре» (разд. I — VII), которая выпускается Союзглаварматурой ежегодно на последующий год. Арматура, не вошедшая в Сводную заявку, считается нетиповой, для ее получения необходимо согласование с ЦК Б А, и потребность в ней должна направляться до 1 апреля года, предшествующего планируемому, в Минхиммаш и Союзглаварматуру. Основные габаритные и присоединительные размеры и масса арматуры, пределы ее применения в зависимости от параметров среды, характеристика присоединительных концов, допускаемое рабочее положение на трубопроводе, класс герметичности, материалы основных деталей, чертежи общих видов и прочие данные принимаются по ката- догам на промышленную трубопроводную арматуру, разработанным Ленинградским производственным объединением арматуро- строения «Знамя труда» им. И. И. Лепсе ЛПОА «Знамя труда»), части I —V. При отсутствии сведений об арматуре з указанных каталогах необходимые для проектирования данные могут быть приняты -о техническим описаниям и инструкциям гаводов-изготовителей на этот вид арма- т> ры. Рабочее положение арматуры по отношению к направлению движения теплоносителя следует принимать исходя из того, что габочая среда для задвижек может подаваться с любой стороны, а для клапанов ? обратных клапанов — по стрелке, указанной на корпусе. Рабочее положение арматуры на трубопроводе принимается в соответствии с указаниями каталогов-справочников или данными вводов-изготовителей. В том случае, если з графе каталога «Рабочее положение» называется «любое», запорную арматуру допускается устанавливать в любом промежуточном положении в диапазоне 90° между вертикальным и горизонтальным положениями шпинделя (в пределах верхней полу- гкружности). Устанавливать запорную армату РУ шпинделем вниз в пределах нижней - ^луокружности не рекомендуется. Запорная арматура в тепловых сетях -релусматривается для отключения трубо- -роводов, ответвлений и перемычек между трубопроводами, секционирования магистральных и распределительных тепловых сетей на время ремонта и промывки тепловых сетей и т. п. В соответствии с [22] установка запорной арматуры предусматривается на всех выводах тепловых сетей от источников теплоты независимо от параметров теплоносителя и диаметров трубопроводов. При этом не допускается дублирования арматуры внутри и вне здания. На трубопроводах водяных тепловых сетей Dy 5= 100 мм согласно [22] должны быть установлены секционирующие задвижки на расстоянии не более 1000 м друг от друга с устройством перемычки между подающим и обратным трубопроводами диаметром, равным 0,3 диаметра трубопровода, но не менее 50 мм. На перемычке должны предусматриваться две задвижки и контрольный клапан между ними D 15-г 25 мм. Допускается увеличивать расстояние между секционирующими задвижками для трубопроводов D 400 -г 500 мм до 1500 м при обеспечении спуска воды или заполнения секционированного участка одного трубопровода в течение не более 2 — 4 ч, для трубопроводов D ^ 600 мм - до 3000 м, а для трубопроводов надземной прокладки D ^ 900 мм — до 5000 м при обеспечении заполнения участка в течение не более 5 ч. Запорная арматура должна согласно [22] устанавливаться в узлах на трубопроводах ответвлений Dy^100 мм, а также в узлах ответвлений на трубопроводах тепловых сетей к отдельным зданиям. При длине ответвлений к отдельным зданиям до 30 м и при их диаметре 50 мм и менее допускается запорную арматуру на этих ответвлениях не устанавливать. При этом должна предусматриваться запорная арматура, обеспечивающая отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой, не превышающей 0,6 МВт. В качестве запорной арматуры в тепловых сетях применяются задвижки, клапаны и затворы. Для труб Dy^50 мм в качестве запорной арматуры непосредственно в сетях рекомендуются задвижки как арматура, имеющая по сравнению с клапанами меньшее гидравлическое сопротивление, а также допускающая любое направление движения теплоносителя. На участках, требующих особо надежного и плотного отключения, рекомендуется устанавливать клапаны, обеспечивающие большую плотность отключения. Рекомендуемые и допускаемые типы задвижек приведены в табл. 4.2. Для задвижек и затворов диаметром 500 мм и более при давлении р >■ 1,6 МПа 31
Таблица 4.2. Задвижки Обозначение задвижки Условные проходы /)v, мм Пределы применения (не более) по каталогу мп\ I, °С в тепловых /. °С Присоединение к трубопроводу Материал корпуса Рекомендуемые задвижки 30ч47бр 31ч6нж (И 13061) 31чббр 30с14нж1 ЗОчббр (ГЛ 16003) 30ч915бр 30ч930бр 30с64бр ИА12015 Л12014 C0с924нж) 30с64нж (ПФ-11010-00) 30с76нж 30с97нж (ЗЛ11025Сп1) 30с65нж (НА 11053-00) 30с564нж (МА 11022.04) 30с572 нж 30с927нж 30с964нж 50, 80, 100, 125, 150, 200 50, 80, 100, 125, 150 80 200 200, 250, 300 350, 400 500, 600, 800, 1200 1000 200 400 1000, 1200, 1400 100 50, 80, 100, 150 200, 250/200 150, 200, 250 150, 200, 250 300 400/300 500, 600, 800 1000/800 1,0 1,0 1,6 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,5 2,5 2,5 2,5 6,4 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 225 225 225 200 225 225 100 120 225 200 200 225 300 300 250 300 300 300 1.0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,6 0,6 0,25 0,25 2,5 2,5 2,5 2,5 6,4 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 200 200 200 200 200 120 100 120 225 200 200 225 300 300 250 300 300 300 Фланцевое Фланцевое Фланцевое Фланцевое и с концами под приварку С концами под приварку Фланцевое и с концами под приварку Фланцевое Фланцевое и с концами под приварку Фланцевое и с концами под приварку Серый чугун Сталь Серый чугун Серый чугун Сталь Сталь Сталь Сталь Сталь 32
Продолжение табл 4.2 Обозначение задвижки Условные проходы Dv, мм Пределы применения (не более) по каталогу МПа в тепловых сетях МПа /. °С Присоединение к трубопроводу Материал корпуса ЗОчббр (ГЛ16003) ?0ч930бр 31чббр ЗКЛ2-16 30с64нж ЗОс567нж . НА11072-12) ;гЮс964нж 3- >с^67нж ИАПП72-П9} 50, 80, 100, 125, 150 600, 1200, 1400 50 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600 200 400 500 500, 600 Допускаемые 1,0 0,25 1,6 1,6 2,5 2,5 2,5 2,5 225 120 225 450 300 300 300 300 задвижки 1,0 0,25 1,0 1,6 2,5 2,5 2,5 2,5 200 120 200 450 300 300 300 300 Фланцевое Фланцевое и с концами под приварку Под приварку Фланцевое и с концами под приварку Под приварку Серый чугун Сталь Сталь Сталь Примечание. Задвижки ИА12015, Л12014 C0с924нж) и 30с927нж - с невыдвижным шпинделем, v альные — с выдвижным шпинделем Таблица 4.3. Диаметры обводов для задвижек и тип запорной арматуры Наименование ^ словный проход разгрузочного байпаса Dy, мм (не менее) Тип запорной арматуры на байпасе Условный проход запорной арматуры Dy, мм 300 25 15с27нж1 350-600 50 800 80 15с22нж 30с76нж 1000 100 15с22нж 30с64нж 1200, 1400 150 15с22нж 30с97нж и D% > 300 мм при р ^ 2,5 МПа должны пре- л\сматриваться обводные трубопроводы с запорной арматурой (разгрузочные байпасы) диаметрами не менее указанных в табл. 4.3. В дренажных узлах для труб D > ^ 100 мм желательно вместо клапанов применять задвижки, так как клапаны, как правило, засоряются и требуют периодической очистки. В зависимости от режима работы запор- Водяные тепловые сети ная арматура должна быть полностью открыта либо закрыта. Использовать запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается. В связи с этим при необходимости производить регулировку с помощью задвижек или клапанов предусматривается установка специальной единицы арматуры. При выборе запорной арматуры следует иметь в виду, что задвижки и затворы Dy ^ 500 мм должны во всех случаях при- 33
Таблица 4.4. Основные размеры диффузоров и конфузоров (серия 4.903—10, выпуск 1) Условный проход трубопровода DY, мм 600 700 800 900 1000 1200 1400 Условный проход задвижки Dy, мм 500 500 500 600 800 800 1000 Ориентировочная ДЛИНЕ диффузора Т59 850 1550 2350 2350 1650 3290 3290 , мм конфузора Т60 165 300 460 460 320 630 630 Таблица 4.5. Стальные поворотные дисковые затворы с ручным управлением Dy 200 -г- 400 мм на ру = 2,5 МПа, / ^ 200 °С с концами под приварку (рис. 4.1) Условный проход Dy, мм 200 250 300 400 Размеры, мм L 250 450 450 580 Н 217 265 265 305 h 168 145 170 210 Масса, кг 40 95 115 400 Изготовитель: Ивано-Франковский арматурный завод. ниматься с электроприводом. При дистанционном управлении задвижками арматура на байпасах (обводах) принимается также с электроприводом. При автоматизации системы теплоснабжения запорную арматуру с электроприводом предусматривают при любом диаметре трубопроводов. Рис. 4.1. Затвор Рис. 4.2. Задвижка клиновая с невыдвижным шпинделем типа 30с927нж В стесненных условиях прокладки тепловых сетей на трубопроводах Dy^600 мм как исключение допускается применять задвижки меньшего диаметра с устройством по ходу воды конфузоров и диффузоров. Если возможно двухстороннее движение воды (кольцевая схема), то вместо конфузора устанавливают входной диффузор. Конструкции диффузоров принимаются по чертежу типовой серии 4.903-10, вып. 1 Т59, а конфузоров — по чертежу Т60. Основные .габаритные размеры в соответствии с этими чертежами даны в табл. 4.4. Конструкция малогабаритной запорной арматуры — затворы для водяных тепловых сетей ру<2,5 МПа, r<200°C, Dy 200ч-1400 мм (технические требования по ОСТ 26-07-224-81) с концами под приварку (рис. 4.1) — разработана ЦКБ А. Уплотнение затвора — термостойкое резиновое кольцо. Допустимый перепад давления на затвор — не более 1,6 МПа. Направление подачи среды — любое. Управление затвором — ручное рукояткой (Dy 200 мм); ручное от редуктора (Dy 250, 300, 400 мм); от электропривода (Dy 500, 600, 800, 1000, 1200, 1400 мм). Основные габаритные размеры, тип электродвигателя и масса затворов приведены в табл. 4.5 и 4.6. Затвор устанавливается на 34
4 6 Стальные поворотные дисковые затворы с электроприводом Dy 500 — 1400 мм на ру = 2,5 МПа, / < 200 С с концами под приварку (по чертежу К99068) 4 - ЮВНЫЙ троход Ds мм 500 600 800 1000 1200 1400 Размеры, мм L 630 630 750 800 850 1000 Н 665 670 1000 1200 1265 1305 h 330 380 500 640 745 895 Электродвигатель Тип 4АХС80А4 или АОЛС2-21-4УЗ 4АСТ005493 или АОЛС2-31-4УЗ 4АС13254 или АОС2-42-4УЗ Мощность кВт 1,3 3,2 или 3 8,5 7,5 Время открытия или закрытия затвора, с 57 66 66 86 80 80 Масса, кг 545 620 1480 1750 2580 3500 Изготовитель Ивано-Франковский арматурный завод (£>у 500-1000 мм), Усть-Камено- .кий арматурный завод (£>у = 1200, 1400 мм) блица 47 Характеристика стальных задвижек с невыдвижным шпннделем с электроприводом с концами под приварку на ру = 2,5 МПа, / < 200 °С (рис 4 2) - = 5 400 >00 600 *00 000 :оо 400 Размеры, мм L 600 700 800 1000 2400 2200 2800 Н 1900 1946 1995 2830 2952 3330 3330 h - 367 — - - 970 970 Электродвигатель Тип Б099 054сп2 14ЛС-П25-4УЗ или АОС-52-4УЗ _ 4АС-1325-4УЗ или АОС-2-42-4УЗ Мощность - 8,5 или 7 - 8,5 или 7,5 Время открывания или закрывания, мин 1,04 2,8 или 1,2 3,3 5,8 - 5,5 Масса, кг 582 1543 2000 4240 - 11615 12365 Условное обозначение № чертежа ИА12015 ПТ12003 12 МА12002 ПТ 12003 12 ПТ 12003 12 Л12014 Л12014 табч (фигура) - 30с927нж 30с927нж 30с927нж 30с927нж 30с924нж 30с924нж Изготовители и калькодержатели 400 — Ивано-Франковский арматурный завод, ~ ^00 - ПО «Пенэтяжпромарматура» (чертежи 12 003 12), Кыштымский машиностроительный завод -• Калинина (г Кыштым Челябинской обл ) (чертежи ЗК1 0Q 00^, ^ 600 - Алексинский завод «Тяжпромарматура» (чертежи МА 12002), D 800 Dy 1000 - ПО «Пензтяжпромарматура» (чертежи 12 003 12), 1200 1400 - изготовитель ПО «Казтяжпромарматура» (г Усть-Каменргорск Казахская ССР), <_^ькодержатель — ЛПОА «Знамя труда» им И И Лепсе р\бопроводе в любом рабочем положении Разработаны ЦКБА и приняты в серий- ое производство задвижки клиновые с не- ным шпинделем приведена в табл 4 7 (рис 4 2) Рекомендуемые и допускаемые типы -сдвижным шпинделем Dy 400 мм с элек- клапанов приведены в табл 48 и на рис 4 3 гюприводом и с ручным управлением и Dy и 44 К и 1400 мм с электроприводом Клапаны обратные, выпускаются двух Характеристика задвижек с невыдвиж- основных типов подъемные (тип 16), уста- 35
Рис. 4.6. Клапан обратный поворотный типа 19с17нж Рис. 4.3. Клапан запорный фланцевый типа 15с27ж Рис. 4.7. Клапан обратный подъемный типа 922 (Зс-6-1) Рис. 4.4. Клапан запорный фланцевый типа 15с22нж Рис. 4.5. Клапан обратный подъемный типа Рис. 4.8. Клапан обратный приемный с сеткой 16с13нж типа 16ч42р 36
Таблица 4.8. Клапаны (рис. 4.3 и 4.4) Условные проходы £>у, мм Пределы применения но каталогу (не более) Mila в тепловых сетях (не более) МПа /, " Присоединение к трубопроводу Материал корпуса Рекомендуемые клапаны - --'":>л2> ' - • "гчп2) •"- -^р(п) -г- 9п1(п2) S-i9n -Чч16п1 (У21205) *ч16нж (У21205) ^22нж ".i:i003M) хГнж! (К32191) 15, 20, 25, 32, 40, 50 25, 32, 40, 50 65, 80 100, 125. 150, 200 25, 32, 40, 50 40, 50 65, 80 32, 40, 50, 65, 80 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200 15, 20, 25, 32, 40 1 6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 2,5 2,5 4,0 6,4 225 225 225 225 225 200 225 300 425 425 1,6 1,0 1,0 1,0 1,6 1,6 1,6 1,6 4,0 6,4 115 200 115 200 225 200 225 300 425 425 Муфтовое Фланцевое Муфтовое Фланцевое Фланцевое Фланцевое Латунь Серый чугун Ковкий чугун Сталь Допускаемые клапаны 5ч$бр(п2) 5кч18п1(п2) 5кч16п1 (У21205) 5кч2п (У22053) '. 5кч22бр 15с58нж 15, 20, 25, 32, 40, 50 15, 20, 25, 32, 40, 50 32, 40, 50 65 40, 50, 65, 80 25, 32, 40, 50, 80, 100 1,6 1,6 2,5 1,6 4,0 1,6 225 225 225 225 225 425 1,0 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 115 115 225 115 225 425 Муфтовое Фланцевое Муфтовое Фланцевое Серый чугун Ковкий чугун Ковкий чугун Сталь Примечание. При применении клапана прямоточного типа 15с58нж1 требуется согласование ~ ЛПОА «Знамя труда». навливаемые на горизонтальных трубопроводах (табл. 4.9 и рис. 4.5) и поворотные (тип 19), устанавливаемые как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах (табл. 4.10 и рис. 4.6). В связи с отсутствием стальных обратных клапанов Dy 25, 32 и 40 мм в номенклатуре промышленной трубопроводной арматуры для этих условных проходов рекомендуется применение обратных клапанов подъемных Зс-6-1, Зс-6-2, Зс-6-3 (рис. 4.7), принятых по номенклатуре Барнаульского котельного завода. Возможность их поставки согласована с Союзглаварматурой. Наряду с перечисленными обратными клапанами в дренажных насосных и других местах используются клапаны обратные приемные с сеткой 16ч42р (табл. 4.11, рис. 4.8). Эти клапаны рассчитаны на условное давление 0,25 МПа и температуру воды не выше 50 °С. ЛПОА «Знамя труда» разработана кон- 37
Таблиць - ie подъемные Обозначение 16ч Збр 16ч6бр 16кч9п1 16кч9нж (Л41007) 16Б1бк 16Б5нж (П341001) 1бс13нж 922(Зс-6-1) 923(Зс-6-2) 924Cс-6-^) Ус ювныи проход £\ м\ 25 80, 100, 150 40. 50, 65, 80 32, 40, 50, 65. 80 . 15, 20, 25, 40, 50 15, 25. 32 25 40, 50. 65, 80 100. 150, 200 20 25 32 - Id 10' 10 • i-ения § e~i ювых ^етях 200 200 - 225 300 115 225 425 450 450 450 Присоедини трубопро Фланцевсч Муфтово^ Фланцево. Под приь_- Обозначение клапана 19ч166р (КЛ44004 00) 19ч21ор 19ч16р 19ч16р 19ч'19р (ПФ440СЛ) 19с38нж 19с17нж (ГЛ44001) 19с47нж (по типу 19с36на2) (ИА44078) 19с35нж1 (ПТ44070-02 ИА44004 01) Т _ л ца 4 10 up "" vv 50, 80 Пи 200, 250 300 400, 500, 600 800, 1000 *'- «0. 100 *• 200 250 : :- -«» 400, * * • Клапаны ооратвые поворотные Пределы (не С 1 О ката юг\ Л МПа / С f- 225 225 1 i 1 о 2 6,4 4,0 4,0 2,5 4-п 450 425 е в е Р\ МПа 1,0 1,0 1 0 116 о 2^ ь ^ ■i < 1 ^ ' овы\ я\ / С 200 200 80 80 120 450 450 450 425 Присоединен трубопров Фланцевое Фланцево^ Фланцевое Под прнэ_ Фланиевч. 38
Рис 4 9 Клапан обратный поворотный с демпферным устройством Таблица 4 11 Клапан обратный приемный с сеткой, фланцевый 16ч42р (рис 4 8) Условный Dy мм 50 80 100 150 200 250 300 400 Основные L 165 235 285 395 485 575 665 778 размеры D 140 185 205 260 315 370 435 535 мм h 84 120 156 216 274 290 344 390 Mac кг 3,8 8 11 24 42 98 145 210 Таблица 412 Клапаны обратные поворотные с демпферным устройством стальные на ру = 2,5 МП а, / < 200 °С с концами под приварку по чертежам Л44118-500ТУ (рис 4 9) Условный проход Dy мм 300 400 500 1200 Размеры мм L 360 400 480 1000 Н 485 465 690 1520 В 560 670 950 1720 Масса кг 90 140 570 1650 Изготовитеть и катъкодержатель — ПО «Каз тяжпромарматура» (г Усть-Каменогорск) струкция клапанов обратных поворотных с демпферным устройством (табл 412, рис 4 9) Клапан открывается поворотом диска, установленного внутри корпуса на оси, смещенной относительно середины корпуса, при подаче рабочей среды и удерживается в открытом положении за счет скоростного напора потока После прекращения подачи воды диск плавно закрывается, для чего на седле предусмотрено цемпферное устройство Клапан устанавливается на горизонтальном трубопроводе, при этом ось вращения диска должна быть выше оси трубопровода и должна располагаться в горизонтальной плоскости При установке клапана на вертикальном участке трубопровода рабочая среда должна подаваться снизу вверх Установка обратных клапанов предусматривается на нагнетательных патрубках каждого насоса до задвижек, на обводных трубопроводах у подкачивающих насосов, а также в других случаях в зависимости от принятой технологической схемы трубопроводов При этом не следует предусматривать обратные клапаны, дублирующие обратные клапаны, устанавливаемые за насосами 4.2. Компенсаторы В тепловых сетях применяются стальные односторонние и двухсторонние сальниковые компенсаторы Основные параметры компенсаторов приведены в табл 4 13 (рис 4 10) Сальниковые компенсаторы применяются при подземной прокладке тепловых сетей, а также при прокладке на низких опорах Применять сальниковые компенсаторы для трубопроводов, прокладываемых на эстакадах и отдельно стоящих высоких опорах, допускается в исключительных случаях Расчетную компенсирующую способность сальниковых компенсаторов принимают на 50 мм меньше предусмотренной конструкцией компенсатора на каждый стакан, чем учитывается возможная податливость неподвижных опор Длина корпуса двухстороннего компенсатора в типовой серии 4 903-10 дается без учета возможного ответвления от корпуса Если необходимо сделать ответвление в середине двухстороннего компенсатора, длину корпуса следует увеличить, а ответвление предусмотреть в середине корпуса Осевые неразгруженные сильфонные 39
Таб Условный проход Z\ мм 100- A75) 200-350 400-450 500-800 900- 1400 500-800 900- 1400 тица 4 13 Пределы применения о u ~ 5 а 2,5 2,5 2,5 1.6 1,6 2,5 2,5 Темпегл vpa 300 Компенсаторы сальниковые, Обо Т1 01 Т1 05 Т1 П Т1 17 TI 25 Т1 33 Т1 41 Z — т -т : -т - -т :- -11 : -Tl 4i -TI 4^ гюнние серия Компенсирующая способность А, мм 250 200 и ^00 и ^00 и '50 и ;'Ю и -5и и 400 500 500 600 500 600 4.903-10. выпуск 7 <F - ' Компенсат1 - двухсторон Об значение TI 51 —XI 54 Tl 5S-T1 62 11 61-Т1 66 XI 67-Т1 74 - пи «и. л» : . . , : 4*. 2 - , . ^Ю : . .. чъ - Tl 75-T1 82 Z и г Z *Ю - - Пример обозначения одностороннею ._ --'левого компенсатора Z)v 500 компенсирующей способностью 100 мм ком ;- , г сатьниковый 500 — 1,6Т 1 17 Компенсаторы односторошше шыи я/ш /ь. n 40 Компенсаторы сальниковые , б — двухсторонний
-~ ица 4.14. Осевые неразгруженные и.шифонные (волнистые) компенсаторы (рис. 4.11) по ТУ 3-120-81 . ■ з-"ый - —Ml • — 20U Преде ты применения !> с ювное /\. МПа 1.0: 1,6; 2,5 Р 200 Исполнение односек- ционное двухсекционное Компенсирующая способность Д, мм 25 (±12.5) 50 (±25) 50 (±25) 100 ( + 50) Пример обозначения компенсатора силь- --;то волнистого осевого неразгруженно)о <(| мм. ps = 1,0 МПа с компенсирующей .ооностью 50 мм КВО 150-10-50 ТУ 3-120-81. -о ища 4.15. Осевые неразгруженные с-вльфонные (волнистые) компенсаторы (рис. А - In _ i ■z t > с 150 и 400 •чип 350 25ии4ОО 500 и 350 500 и i000 12) по ТУ 5.551-19702-82 Пределы применения Условное дав 1ение Ру МПа 6, 10 6 16,25 10, 16, 25 25 >ч н ЯЗ rj 8"° й аз f- Q. 200 о S I 6 Одно- секционное секционное к 2 |S 2 а. ~ 5 о X ~ с о Is 100(+50) Пример обозначения компенсатора силь- тонного приварною осевого неразгруженного с компенсирующей способностью 100(±50) мм, ру = = 1.6 МПа. Dy 250 мм 2К4 100 16 250 волнистые) компенсаторы выпускаются для трубопроводов диаметром от 50 до 1000 мм. Основные параметры и размеры компенсаторов приведены в табл. 4.14 и 4.15 (рис. 4.11 и 4.12). Осевые сильфонные компенсаторы применяются только на прямолинейных \ частках трубопроводов, ограниченных неподвижными опорами. Конструкция компенсаторов позволяет применять их в районах строительства с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления не ниже — 40 °С для компенсаторов по ТУ 3-120-81 и не ниже —30 е С для компенсаторов по ТУ 5.551-19702-82 и при содержа- Рис. 4.11. Осевой неразгруженный односек- ционный сильфонный компенсатор по ТУ 3-120-81 Рис. 4.12. Осевой неразгруженный сильфон- ный компенсатор односекционный по ТУ 5.551-19702-82 Рис. 4.13. Манжетный компенсатор типа КМ 41
Таблица 4 16 Компенсаторы манжетные (рис 4 13) по ТУ 69 206 82 Условный проход £>У мм 50-250 Преде ты применения О X г— V х С- Ю ш .44ft ft. ч С 1 0 2. а. i> о Ь- - 115 -я 2"^ гнсир Зност 13 о 2 -^ 3 До 300 V чертелеи Л0213 00 00СБ- Л02П02 00СБ Пример обозначения компенсатора ман жетного D У 100 мм КМ100 Т^ 69 206 82 применять при тетовых сетей ВНИИЭПсет нические усчови* жетные (ТУ 69 2 - при строительстве местности (рис 4 компенсаторов и дены в табл 4 16 _ ных соединении kl кольца-манжеты ИРП1220 (ПБСТ^у тех- ман- и их 4.3. Дрена ляые « -и» нии в сетевой воде хчоридов не более 30 мг/кг Сипьфонные компенсаторы допускается Для спуска вол сетей при ремонтны дренажные узлы Т приведены в табт - штуцеров и армат\р^ Таблица 417 Дренажные узлы (серия 4 903-10 выпуск 2) на Наименование про\ трубопр да D Спускник на водяной тепловой сети варианты 1 2 3 50-14 Воздушник на водяной тегповой сети 25-14 Штуцер с венти1ем для подключения сжатого воздуха Д1я гидропневма гической промывки тетовых сетей 50-14 Спускник для гидропневматической промывки тетовых сетей варианты 1 2 50-141» Пример условного обозначения спускника выпопняемого по варии Dv =450 мм pv = 1 6 МПа t = 200 С и штуиера £>vt = 150 450 -(. 6J00 1 Таблица 418 Условные проходы шт\церов и запорной арматуры л « (серия 4 903 10 выпуск 2) Наименование Условный проход шту цера и арматуры для спуска воды (спускник) Dy2, ММ То же для выпуска воз д\ха (воздушник) Dyi, мм То же для спуска воды при гидропневматической промывке ZL Мм То же дтя подачи сжатого возц\\й D мм 25 12 40 — 15 - - 50 65 25 15 40 25 80 40 15 40 25 Условный 100 125 40 20 80 40 150 50 20 80 40 проход трубопровод 200 250 80 25 100 40 300 100 25 200 50 ЪО 400 100 32 200 50 500 ^ - • 150 > • 40 - - — 250 > -• -•) S0 - • ijO 42
4.4. Грязевики В тепловых сетях применяются грязе- 1 mi горизонтальные, вертикальные и або- -е-тские Пределы применения грязевиков и\ обозначение приведены в табл 419 г>к 4 14-4 18) В соответствии с [21] грязевики в водяных тепловых сетях предусматриваются на трубопроводах перед насосами, на подающем трубопроводе при вводе в тепловой пункт, на обратном трубопроводе в тепловых пунктах перед регулирующими устрой- Рис 414 Грязевики горизонтальные Dy 200-400 мм Таблица 4 19 Грязевики (серия 4 903-10, выпуск Наименование Грязевики горизонтальные Грязевики вертикальные* Грязевики абонентские Условный проход D^ мм 200-400 200-400 200-400 450-1400 450-1400 450-1400 200-300 200-300 350-1000 350-800 40-200 40-200 Преде ты применения Рабочее давление рр МПа 1,0 1,6 2,5 1,0 1,6 2,5 1,6 2,5 1,6 2,5 1,6 2,5 Температура 1 С 200 200 200 200 200 200 200 Обозначение ТЗО 01-ТЗО 05 ТЗО 11-ТЗО 15 ТЗО 21-ТЗО 25 Т31 01-Т31 09 Т31 10-Т31 18 Т31 19-Т31 27 Т32О1-Т32 03 Т32 04-Т32 06 ТЗЗО1-ТЗЗО9 ТЗЗ 10-ТЗЗ 16 Т34 01-Т34 09 Т34 11-Т34 19 № рисунка 4 14 4 15 4 16 4 17 4 18 * Грязевики Dy 250 и 100 мм - с элчиптическими днищами Пример обозначения грязевика Ру = 1 0 МПа Dy 300 мм грязевик 1,0-300 ТЗО 03 43
Рис 4 15 Грязевики горизонтальные Dv 450— 14(» Рис. 4.16. Грязевики вертикальные D^ 200-^300 мм ствами, водомерами и диафрагмами — не бо- тее одного в тепловом пункте и перед регуляторами давления в узлах рассечки. Количество грязевиков в технологических узлах дотжно быть минимально необходимым Грязевики в узлах установки секционирующих задвижек предусматривать не нужно. Ленинградским филиалом института «Энергомонтажпроект-' разработаны новые рабочие чертежи грязевиков для изготовления их на заводах КВОиТ Минэнерго СССР - Л.8-439.00 000 (горизонтальные Dy от 150 до 400 мм), Л8-440(ЮиОО (горизонтальные Dy от 500 ^о 1400 мм), Л.8-441.00.000 (вертикальные D от 200 до 300 мм), Л.8-442 00.000 (вертикальные D, от 350 до 1000 мм), Л.8-444 00 иО< i .тепловых пунктов Dj от 40 до 200 м\г нл рабочее давление до 2,2 МПа. Констр>кция грязеви- 44 Рис. 4.17. Грязевик, 350— !•• Рис. 4.18 Грязевики * 200 v
ков принципиально мало отличается от гря- конструкции вертикальных грязевиков по зевиков по чертежам ТЗО, Т31, Т32, ТЗЗ чертежам Л.8.442, в которых сферические и Т34 серии 4.903-10, вып. 8 за исключением днища заменены плоскими. Глав и пчтич ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ 5.1. Общая характеристика теплоизоляционных материалов и изделий Теплоизоляционные конструкции тепловых сетей предназначены для поддержания заданной температуры теплоносителя, сокращения тепловых потерь трубопроводов и оборудования, а также для снижения 1ем- пературы их наружных поверхностей, что имеет значение при размещении в помещениях, предназначенных для постоянного или временного пребывания людей. В таких помещениях во избежание ухудшения сани гарно-гигиенических условий (опасность ожогов) в нормах [22] оговаривается максимальная температура этих поверхностей, которая составляет 45 С для трубопроводов и оборудования, размещенных в жилых, общественных и производственных зданиях (при температуре воздуха в них не выше 25 °С), и 60 С для трубопроводов, проложенных в туннелях, коллекторах, а также в доступных для обслуживания местах при надземной прокладке тепловых сетей. Для изготовления теплоизоляционных конструкций используются специальные теплоизоляционные материалы, характерной особенностью которых являются низкие значения теплопроводности в интервале температур, соответствующем условиям работы конструкции. Чем ниже эти значения, тем при прочих равных условиях меньше тепловые потери и соответствующее снижение температур теплоносителя. Согласно ГОСТ 16381-77 теплоизоляционные материалы в зависимости от ien- лопроводности подразделяются на три группы: низкой теплопроводности не более 0,06 Вт/(м-К) при средней температуре материала в конструкции 25 СС и не более 0,08 Вт/(м-К) при 125°С; средней теплопроводности 0,06-0,115 Вт/(м-К) при 25 "С и 0,08-0,14 Вт/(м-К) при 125°С; повышенной теплопроводности 0,115 — 0,175 Вт/(м-К) при 25 °С и 0,14-0.21 Вт/(м-Ю при 125°С. Следует учитывать, что из таких теплоизоляционных материапов выполняется только основной слой теплоизоляционной конструкции. Помимо него в эту конструкцию обычно входят другие слои (покровный, гидроизоляционный), а также используются различные вспомогательные материалы (армирующие, "крепежные, окрасочные), теплопроводность которых не ограничивается. По нормам [22] для тепловых сетей с максимальной температурой теплоносителя до 150"С основной слой теплоизоляционных конструкций должен выполняться из материалов с теплопроводностью не более 0,14 Вт/(м-К) при средней температуре слоя 100 °С. т. е. только из мало- и средне- теплопроводных материалов. Это ограничение, однако, не распространяется на подземную бесканальную прокладку тепловых сетей. Важным свойством теплоизоляционных материалов является их температуроустойчи- вость — способность сохранять свою структуру и физические свойства при температурах, соответствующих условиям их длительной эксплуа1ации. Ма1ериалы с малой температуроустойчивостью пригодны при температурах изолируемых поверхностей не выше 50 'С. Если эти температуры не превышают 300 С, то для их теплоизоляции могут применяться материалы, характеризуемые повышенной температуроустойчивостью, а при температурах выше 300 °С - только материалы с высокой температуроусгойчи- востью. Для водяных тепловых сетей с температурами теплоносителя не выше 200 °С достаточно использование материалов с повышенной температуроустойчивостью, но по технико-экономическим соображениям вместо них иногда применяются материалы с высокой температуроустойчивостью, если они обладают низкой теплопроводностью при умеренной стоимости. Для обеспечения длительной и надежной работы теплоизоляции, а также защиты изолируемых объектов, выполняемых из подверженных коррозии материалов (как правило, из обычной углеродистой стали), необходи- 45
мо соблюдение дополнительных требований к теплоизоляционным материалам: они не должны загораться при максимальных температурах теплоносителя, а также выделять при нагревании до этих температур вредные или способствующие коррозии вещества (агрессивные газы, кислоты, крепкие щелочи, серу и 1 д.). Изоляционные материалы не должны быть также подвержены гниению и разрушению микроорганизмами, грибками и т. п. Применение не удовлетворяющих этим требованиям материалов в теповых сетях запрещено нормами [22, 61] и правилами [79]. Низкая теплопроводность теплоизоляционных материалов в основном связана с их структурой и прежде всего со значительной пористостью Для таких материалов характерны большие значения пористое"*, определяемой как отношение объема -^..ти материала, занимаемого порами, ко в^е\ . его объему. Сухой пористый материал можно рассматривать как сочетание твердой фазы (скелета или каркаса) и воздуха в порах, массой которого можно пренебречь. Межл* плотностью этого материала р^, и его твердой фазы рм, а также пористостью Рм имею: место соотношения Рм EП E 2) Однако у пористых материалов абсолютно сухое состояние может поддерживаться только в особых условиях, например при их нагреве до температуры 100гС и выше в сочетании с возможностью удаления испарившейся влаги в окружающую среду Мерой увлажнения материала может служить масса содержащейся в нем влаги в виде воды и водяных паров, отнесенная к массе сухого материала. Эта величина называется массовым влагосодержанием при ее выражении в долях единицы и массовой влажностью uV! при ее выражении в процентах. Иногда вместо массовой используется объемная влажность и^. соответствующая отношению объема, занимаемого влагой в материале, к его обшем> объем) Соотношения между значениями массовой wM и объемной wo6 влажности материала, если отсутствует его набухание при увлажнении, гаковы: = н'об ■ J_k Рв Рв Рм E.3) E.3а) W — ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ гл*£ла Так как плот- «ujL*i:^Hbix материалов, jj^-зенно меньше * 1-» массовой влажно- «^«*:й Hog _TT*is-i*e пористых ма- • -гсгаторных уело- ~z • обычно па 3, тления в воду _• ч Титам способом * - i.t называемого _х--ия (в долях " *£гы: или влажно- * «Г- -ли и$кс (в " afiV; У ВОЛОК- г^ -чы\ мате- _ur-*t соответ- * ^г~€ -сети всех -*■ .^ловиях . ч^_хагой viac- Здесь р. ^ »» i при темпера- -■ НОСТЬ Рм Тс" как прав1<- 1000 кг/м3. тс . сти wM выше -. Максима, с- . • териалов дост/ _: виях за счет _ -г а иногда до < образцов этих v_ гт определяются з _ максимального - единицы по мае*.с сти полного нам •_ процентах но ма^; нистых или зерни.- риалов с преоблал- сти максимальное в ствует заполнению = пор и капилляров, та л^хс=100Рм,а совой влажности и Сакс=100Рм Пютность увлажненнь ' - .-■* :-_\э. че подверженных -_' .- - e~se-~? "о формуле i- _ v Рв^Рб _ с ы ~Рм + юо ~р^ ~ • • 5"^ж-гние теплоизотя стр.-„-Р ъ условиях работы т. -.. на1 - - . -.лественный ущерб , нос-,- ; гез-. тьтате роста теш - iiolk -•> • - ~ористых матерка да *. г- ъ ■» льется увеличение\# прово_- .- /з-за вытеснения = порах г _ .- теплопроводность при -г- гг^-..^а\ 10-50°С 1г." ."- 25 рд "; =.oje. чем возд\<_ = 0.5~- -- Вт (м-К) вместо = о.и:5- : з- (м к). Р^з- 'г-.-ые теплоизоляцией-^г териалы т 'е-яемые в изоляцио---.! струкциях -;"""_зы\ сетей, могут б=>-= ■ сифииирс-г-а -режде всего исхол? рактерис-.-» .ырья. используемо изготов-e-'i -лгих материалов ПL • признак;. г_ -*s±x>tch материалы и> ; ническог^ ' тонического сырья В ._-: исходного .i.rt« для изготовления ническнх .'. -»_^^нных материалов ,. зуются тоге г хобенности фрезернь,Р . веси на xs - -?шЛ пород, кора пре^* дуба, кач<=._ . -.ома и т. п. 46
Основным ограничением в использова- -1 органического сырья для производства счпотяционных материалов является его ^ _ ая температуроустойчивость (как пра- •, ■> не выше 100 С) Кроме того, органиче- • г теплоизоляционные материалы легко л ^раются подвержены гниению, плесневе- t'-o и поражению насекомыми и грызунами Традиционным видом неорганического чрья для изготовления теплоизоляционных <• атериалов являются минералы, обладаю- _ие высокой гемпературоустойчивостью - сочетании с волокнистой (различные виды --^еста) волокнисто-чешуйчатой (слюда и ее г-зновидности, например вермикулит) или .(кропористой (диатомит, трепел) структу- -ои Из этих видов сырья при термической ^работке (обжиге, иногда сопровождаемом э^тчиванием) и распушке или дроблении омоле) могут быть получены сыпучие ли волокнистые материалы, применяемые ч виде засыпок или для изготовления изделий Использование других видов неоргани- е^кого сырья для получения высококачественных теплоизоляционных материалов -вязано с технологией их изготовления из расплава различных изверженных горных пород (граниты, базальты диабазы, пемза .1 т д ) или стеклянной шихты, а также из мета шургических шлаков Полученный таким способом материа i з зависимости oi исходного сырья называется минеральной ватой (ГОСТ 4640-84), з частности базальтовой (ТУ 21 РСФСР ^69-75), а также стеклянной ватой (например, ю ТУ 21 РСФСР 224-75) Особенностью таких сортов ваты является их большая сжимаемость даже при малых нагрузках, приводящая к увеличению их плотности и соответственно теплопроводности Поэтому основным способом использования минеральной и стеклянной ваты для теплоизоляции является изготовление на ее основе с некоторыми связующими добавками штучных изоляционных изделий различной конфигурации Перспективными являются также теплоизоляционные материалы и изделия, получаемые из синтетических полимерных материалов (полистирола, поливинилхлорида, полиуретана) с искусственно создаваемой пористостью за счет введения в жидкую массу порообразующих веществ Такие теплоизоляционные материалы называются пенопла- стами (иногда поропластами) Для изготовления пенопластов, выдерживающих температуры до 120—150 С, а потому пригодных в качестве теплоизоляции для тепловых сетей применяются в основном фенолформ- альдегидные смолы Ассорл имент выпускаемых промышлен ностью штучных теплоизоляционных изделий разнообразен как по материалам, используемым при их изготовлении, так и по форме изделий и их механическим свойствам Различают жесткие, полужесткие и мягкие изделия, характеризуемые их сжимаемостью под действием стандартной удельной нагрузки на поверхность изделий, равной 2 кПа Изделия, показывающие под такой нагрузкой сжимаемость менее 6% относятся к жестким, а свыше 30 °о — к мягким При промежуточных значениях сжимаемости (от 6 до 30%) изделия называются полужесткими Форма жестких изделий должна соответствовать форме изолируемой поверхности что особенно существенно при теплоизоляции трубопроводов малых диаметров (от 25 до 150-250 мм) Наиболее удобной формой жестких изделий в таких случаях являются полые цилиндры с продольным разрезом или полу- цилинары с внутренним диаметром, на 4—10 мм превышающим наружный диаметр изолируемого трубопровода, и толщиной примерно соответствующей заданной толщине основного изоляционного слоя,— обычно от 40 до 100 мм с интервалом 10 мм (иногда до 30 мм) Длина таких изделий составляет 250, 500 и 1000 мм, изредка 1500 мм При наружном диаметре изолируемых труб более 150 — 250 мм вместо громоздких полых цилиндров или полуцилиндров изготовляются более мелкие штучные изделия в виде сегментов (обычно 3 — 4, а иногда 6 — 8 шт по окружности трубы) Максимальный внутренний диаметр таких сегментов соогвелствует наружному диаметру изолируемых труб обычно до 420 — 470 мм иногда до 1000 мм Для изоляции трубопроводов больших диаметров применяются сегменты, нарезанные из плит предназначенных в основном для изоляции плоских и слабо искривленных поверхностей оборудования Плиты изготовляются шириной от 170 до 500 мм, иногда до 1000 мм, длиной от 250 до 1000 мм и толщиной 30—125 мм Для изготовления жестких штучных изделий из неорганического сырья используются смеси из различных порошкообразных материалов с распушенным асбестом, выполняющим функции армирующего каркаса для повышения прочности и жесткости изделий Такие жесткие штучные изделия (сове- литовые, вулканитовые, известково-кремнезе- мистые) могут применяться до температур 500-600 С 47
Шгучпые изоляционные и t ic 1111ч щши щ 1яются также на основе минера п.пом м.мм : добавлением связующих вепкчт И щ>м :лучае в зависимости oi ним и i >> и р/ь.мшч •тих веществ, а также oi iicxo шоп н ■ти минеральной ваты помимо «мищ\ мо ут быть получены но i\au ikiu и мшмн- итучные изделия. Высокая темпера iypou 1011ч ниш и. ш i \ч ibix минераловатныч ihinimi ни iih.m-ioi ia чет применения пчнсшчаими i ни i\ mihci о количестве 1.5 — 8"(| но м.тс Ммпераио- атные плиты (по I ()( I '>'W i V) пршодпы [ри температурах ю 400 ( и щинпшшюа'и сесткими. полужчх ikiimm и mhimimii Кроме 1ягких плит с темп же iiok.i i.i ichhmii iiuoi- ости и теплопрово ннн in пыннкаюки ми- ераловатные ма1Ы (по I ( И I ЛIXXO-76) и ру- онах длиной 2-4 м, ооычно с прошивкой роволокой и с о ню п hi m\u троппей об- ладкой металлической сеiкон, асбестовой ли стеклянной ik.ihi.io. Максимальная тем- ература их применения определяется гемпе- атуроусгойчивос. ii.io оОкчалочного мате- иала и дохо ш i до 4S0 600 С. Для обличении мотала на трубопрово- ах диамефом свыше 108 мм выпускаются ю ГОСТ 23307-78) минераловатные верти- ально-слоислые мани, изготовляемые из по- ос, нарезанных из мягких и полужестких лит и наклеенных при вертикальном раегю- ожении волокон на односторонний слой пагонепроиицаемого материала. Макси- альная температура их применения еостав- яет 300 С Наряду со штучными изделиями на ое- эве минеральной ваты применяются анало- 1чные изделия на основе сгекпяппой ваш. апример, из стеклянного шгапс ii.iioi о во- экна на синтетическом связующем выпу- ;аются по ГОСТ 10499-78 \iaibi длиной от до 13 м при ширине 500—1500 мм и тол- ине 30 — 80 мм. а также жес!кие и полу- еегкие плиты с максимальной температу- >й применения 180JC. 2. Теплоизоляционные конструкции ж воздушной и подземной канальной прокладке тепловых сетей При всех видах воздушной прокладки илоизоляционные конструкции выпол- 1Юiся как подвесные на соответствующих |убопроводах, а потому связанные с массой оляции нагрузки передаются на опоры их трубопроводов. Такие изоляционные исмрукции являются, как правило, обособ- пными для каждой трубы и имеют круглое чеиис, концентричное этой трубе Основным способом и и oi овчепия под 1и ' N I.I V II ЮНЯПИОППЫХ КОПС ipVMIMII ИНМ1ГПЧ 11 \ i iKi|)h.i на и юлируемых nonep\noi i и\ hi in n чных ii i lejiiiii, oiHicaiHii.ix в ^ ^ I It link holK I pV КЦПЯХ MOiyi ИСПОЛЫОВ.1 I l.t Я ihi i I I Ih no ivжее i кие и мя! кие изделия Прмпшт * том mo 1ЯШШ из жес1ких и* ie inn ни ш. о >< м\ мычи 1СЛ1.ная механическая прочти и и. к почлющля yiijioTiieime iFpn мши м> и оГIС1чающая последующее н.итмм KpOBIIOlO СЛОЯ. BmCCIC С ICVI Kpeil 1( НИ' t'l ких изделий малых рлтерои м ни и ширине, особенно на тр\оомрони i n и . и iiioi о диаметра и при истин, юн,ннн и юн в количестве 3 — 8 ни по oi. p in. ш шачи1ельио усложняет мота*. ,i i и . 4h буст применения разтичпых \п i > 1 ш ■ • • i и» деталей Околей, бандажей, cnuii » р" 1М'Ц штырей и т. п.). Так как в и ютио \ >< i i» н. ПИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭТИ крепСЖ lll.li и I I Hi при II» из| отовлении из обычном ими т> нк р и hi I коррозии, в результате чс-i о и и ним сание и даже выпадение шм > м < и мм! го по нормам [22] ыми ' i i и» шины либо иметь антикоррошонпч. м.^рщии мц пример за счет оципкоп. ий- нпош ВЛЯТЬСЯ ИЗ КОррОЗИОШЮ . пин и» Ч1Н1 piM 'toll (латуни, жаростойком ниш Применение мя!кп\ шмищ* « онных изделий вмесю , w^ и ми ких позволяет значще п.П" \ ирш н1М< \\\ монтаж и крепление на м m шрм->1м« ннтфмме- тях, особенно на тру Г), i\ i и пни и миимгч рн В сочетании с н> п. и «омммем ми t««и большой ширины п mi мри ним по является возможно» и ПРОВОДОВ ПО OKpV'KMr изделием с одним мри точная изоляция) > i и лий позволяет ык-м > полых цилиндров i •> | резом, монтируемыv > дующим насаживать ^ ОСНОВНЫМ ПС li" i щим применение мши лий, является их m.i i с чем при креп пенни . по их наружном ими. жены значите п.1юм\ щему толщину пю шш ваться при выГ)о|>( i u коэффициента vtiiom. лий приведены и | ' ' При малых mi i Труб (ДО 50- 100 м i и» ,.п. |м ( ИЗОЛЯЦИИ М()|\1 (И. МИШ iim,|.t из минеральном н.пн и ш » §...» i i . ,, ♦ Ж| у I Ы ДЛИНОЙ X III ihi i.i iiiimi' м.питаемые cmip.i mi i • м „ ни ■, << mci ко и.ко слоен III' ipodiloc- пни ■ s 'in .. HIHM Mil VUlll.lM и i^i 1ЦНПМ |нПмр i и i I I MHt ЩП (I I If и i' I ill* D I li lit И НИ II' 'И I lip" hi H Mi 1^1 p»t I p и I H* t Hit К MHi IH i mi 111 \ П \ ИИ'Ч n( |illltl Н1НИ1П > и i" mHHImHIH H II I 1С .1 'I|im ннн И И ■ НИ III I I I I I HI llhlll IH4 4410 I H "Hit iii ' iHi p III. ИНН ' I НПФ ЦП Ill i I i i I. ' I + Hi i i ill I 1 1 И ' I II III I l^ II It Я III 'I I l<4 IHI 1= II » lilt' ■■' I I. I p I > 11 I. ■ 11111 i . Hl«
и крепления жестких и мягких штучных изделий на трубопроводах и оборудовании приведено в [103, 141]. Нормами [22] для воздушной прокладки тепловых сетей при температурах теплоносителя до 400 °С рекомендуются или допускаются к применению изделия, характеристика которых по данным [61, 103] приведена в табл. 5.1. Следует иметь в виду, что указанные в табл. 5.1 значения теплопроводности в зависимости от температуры, а также плотности относятся к изделиям, смонтированным в качестве основного, слоя теплоизоляционной конструкции, с учетом влияния mi теплопроводность и плотность шовное in конструкции и наличия крепежных деталей. В связи с этим такие значения несколько больше приведенных в ГОСТ или ТУ для соответствующих изделий. Специальные требования к штучным изделиям предъявляются в случае выполнения изоляции на объектах сложной конфигурации, а также если такая изоляция должна быть съемной или разъемной. Согласно нормам [22] полностью или частично съемные конструкции обязательны при теплоизоляции арматуры, сальниковых компенсаторов и фланцевых соединений в тепловых сетях. Кроме тою, сложная конфигурация арматуры сама по себе требует применения специальных изоляционных изделий. Аналогичная конфигурация часто встречается также у отдельных элементов оборудования тепловых сетей и тепловых пунктов. В подобных случаях могут быть использованы два типа изоляционных конструкций, а именно: либо из мягких изоляционных изделий в виде матрацев с набивной изоляцией, либо из штучных изделий в съемных полуфутлярах. Более универсальными являются конструкции набивной июляции в матрацах, пригодные для любой конфигурации изо ш- руемых объектов. В качестве набивки при этом могут быть использованы минеральная или стеклянная вата, а также порошкообрл ь ные материалы (совслиг, перли i. обожжен ный вермикулит, асбест, acooiypiti n in) В качестве материала дчя оСипмчьи при меняется асбестовая ik.ihi. dm I (>( I 6102-78) или ткань и i i ieK тимткпл (но ГОСТ 8481-75). Tciiioiipoiiuiiiin.ii. иких матрацев при их чапо шепни сонсли юным порошком (но ТУ Ui-14-77) составляет [ЮЗ] Хс= 0.087 4 0,00012г„г; Bi/(m- К), а при заполнении сюкловолокном (по ТУ 21 РСФСР 224-75) Хс -- 0,058 + 0.00023*$ Вт/(м-К). При съемной изоляции в цилиндрических полуфутлярах, изготовляемых щ шит кованной стали или листом ,in" i ■ m . сплавов толщиной 0,5—1 мм, >ти иол\ф> i ляры могут заполняться либо теми же ча» ы пными материалами, что и Mai раны, лпОо штучными изделиями из волокнистых мак- риалов, в основном матами из минера тымп ваты. Нормами [22] при воздушной прокладке тепловых сетей не предусматривается во t- можность применения для арматуры и сальниковых компенсаторов несъемной июляции, изготовляемой непосредственно мри монтаже. Однако такие конструкции иноыл используются для изоляции небольших объектов сложной конфигурации, а киокс при ремонтных работах в труднодос iynni»i\ местах и т. п. В подобных случаях находи i применение мастичный способ изготовлении ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, При КОТОрОМ !Л- творяемые на воде порошкообразные мак- риалы (асбозурит, совелит, ньювель) на брасываются вручную на изолируемую по верхпость, обязательно нагретую до темпе ратуры не ниже 50 и не выше 150°С. Мастичный способ И31 оговления июня ции является наиболее трудоемким и i ребус i Hai рева изолируемых поверхностен, а попу чаемые таким способом конструкции харак теризуются высокой теплопроводностью. Но этим причинам такой способ, ранее широко применявшийся при изоляции оборудования и даже трубопроводов, прокладываемых в помещениях, в последнее время почт полностью вытеснен другими, бочес ни i\ стриальными методами. Теплоизоляционные конструкции i i-i ВОЗДУШНОЙ ПрОКЛаДКИ ДОЛЖНЫ ПОМИМО ос новного слоя включать также покроит,т слой, иногда называемый наружным покры тием и выполняющий различные фупм Одной из них являемся придание этим коп струкциям закопченною оформления, о«нч починающею шиможпосчь обслуживании и pcvioiii.i, а ыкже удовлетворяющею и ieni 4i4Kii\i i реновациям. При некоторых iim.r iumk i|>\кппп, например при засытюп и ш luoiiniioii июляции, покровный слон як im i in ооочочкой для изоляционного Maiepii.iii и not 1Л1И1ИС1СЯ вместе с ним. В констрхмппм Hi П||\чных И1ДСЛИЙ покровный слой iiiio юн nif к я in i испил 1ьных магериалои. мамо UIXII.IX lia ПоНСрХПОСТЬ ОСНОВНОГО СЛОЯ. I.IKOI1 слон должен приданаib этой конструкции не обходимую жсс|косп>. а также предохраним ее от проникновения влаги, что особенно i \ щественно при прокладке на открыюм ко i духе. Если применяются полужесткие и мш кие штучные изделия, не обладающие цн ы iочной прочностью, то покровный i юн !•■ ill и ног. исчпна и, такую прочинен, ми 1 " '| ' юм нреня кгвуи ее 1*<|>< >( •
о Таблица 5.1. Техническая характеристика теплоизоляционных изделий, рекомендуемых или допускаемых к применению по нормам в качестве основного слоя изоляции для трубопроводов тепловых сетей при воздушной прокладке [22] Наименование Цилиндры и полуцилиндры из минеральной валы на сишетиче- ском связующем Плиц.! ММ1КИС И) минеральной Hiiii.i h;i сип омическом связующем То же нли1ы полужесткие Маты минералов;» шыс прошивные н обкладке из мешлличе- ской сежи или оеклоткани Maiu мипераловатыс прошивные марки ВФ-75 на металлической CCIKC Mai i.i hi С1СКЛЯПМО1О плапель- noio полокна на синтетическом спя lyioiucM марок МТ-35 и МТ-50 1о же, Пнин.! полужесткие марок ИНГ SO ii IIIIT-75 11олуцилиидры и i пенопласта марки «ММ II C'cimciiim hi iiciioiuiiicia марки ФРП-1 ГОСТ или ТУ ГОСТ 23208-83 ГОСТ 9573-82 ГОСТ 9573-82 ГОСТ 21880-76 ТУ 21-24-51-73 ГОСТ 10499-78 ГОСТ 10499-78 ГОСТ 22546-77 ГОСТ 22546-77 Условные проходы труб Dy, мм 25-200 100-450 500-1400 200-1400 200- 1400 50-400 500-1400 40-250 300-1000 Расчетная плотность в конструкции Ро кг/м1 100 150 200 55-75 76-115 90 -150 90 120 150 100 60 80 60 90 65-85 86-110 65-85 86-110 Расчетная теплопроводность в конструкции при А°, Вт/(м-К) 0,049 0,051 0,053 0,040 0,043 0,044 0,043 0,045 0,049 0,037 0,040 0,042 0,042 0,044 0,041 0,043 0,041 0,043 температурный коэф- фицисш Вт/(м-К2) 2,1 2,0 1,9 2,9 2,2 2,1 2,2 2,1 2,0 2,0 3,0 2,8 3,5 2,3 2,3 1,9 2,3 1,9 Максимальная температура применения 'млкс *- 400 400 400 4003 (без обкладки 440) 3003 180 180 130 150 130 ' 150 Основные размеры, мм Толщина 8 40-80 60-100 50-80 40-120 50 и 100 30-80 50- 70 30- 60 30- 80 Длина / 500 -1500 1000 1000 1000-2500 3000 и 5000 1000-13000 1000 1000 и 1500 1000 и 1500 Ширина h (или внутренний диаметр </вн) 25-219 500 и 1000 500 и 1000 500-2500 500 и 1000 500- 1500 500-1500 D7-275) C27-1023)
• -• - Наименование Полуцилиндры совелитовые Сегменты совелитовые Полуцилиндры вулканитовые CeiMeHibi вулканиговые Полуцилиндры известково-крем- неземистые Сегменты известково-кремнезе- мистые Шнур из минеральной ваты в оплетке из стеклоткани Ровинг (жгут) из стеклянных нитей ГОСТ или ТУ ГОСТ 6788-74 ГОСТ 6788-74 ГОСТ 10179-74 ГОСТ 10179-74 ГОСТ 24748-81 ГОСТ 24748-81 ТУ 36-1695-79 ГОСТ 17139-79 Условные проходы труб £>у, мм 50-150 200-400 50-250 200-400 100-250 250-1000 25-J00 25-50 Г:кч<1 HUH НЛО I - ность в конструкции Ро кг/м1 350 400 350 400 300 350 400 300 350 400 200 225 200 225 200 250 200-250 Г,и 'iciihiu iciumiipiHHijiiKH к. н консфукции при Х.°, Вт/(мК) 0,075 0,078 0,075 0,078 0,074 0,079 0,084 0,074 0,079 0,084 0,069 0,071 0,069 0,071 0,056 0,058 0,047 температурный коэффициент р,- ю4, Вт/(м К2) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,9 1,9 2,3 M.iki и МЛЛЫМЯ темпера!ура применения 'макс, °с 440-1* 4403 440^ 4403 440 з 4403 400 440 Оси. Толщина 6 40-80 50-80 40-80 50-80 70-120 50-150 30-90 - III III.If p.l IMC|)I.I MM Длина / 250 и 500 250 и 500 500 i 500 1000 1000 10000- 1 15000 - Ширина b (и ни внутренний диаметр dBH) E7-159) B19-426) E7-273) C25-426) A12-280) B52-994) - - Примечания' 1 Данные заимствованы in [61, 103] 2. Значения теплопроводности Хс, Вт/(м К), при заданных средних температурах /^ и табличных значениях Хо и Р,-104 Вт/(мК2), подсчитываются по формуле \. = ^0 + Р,(/из ~ 'иэ") МРИ 'и1Х = 0°С и соответствуют отсутствию влаги в изделиях 3. Максимальная температура применения гмакс, °С, указана по нормам [22] и соответствует области действия лих норм (не свыше 440°С) Изделия, п отмеченные индексом1, при /макс могут применяться также при более высоких температурах.
мациям под действием нагрузок oi 1.001.1 ионного веса, случайных ударов и i и При воздушной нрокла ;кс ipyooiipouo- дов и оборудования основными рекомендуемыми для из1 отовления покровисм о с юн изделиями согласно нормам [22] являю к. я либо тонкие металлические шегы. шбо стальные оцинкованные (по ГОСТ 71 18-78 иди ГОСТ 14918-80), либо тисты ш а.чомн- нпя и алюминиевых сп мвов но I ОСТ 21631-76. Допускается изготовление покровного слоя из тонколистовой кровельной стали по ГОСТ 177) 5-72 \ но в этом случае с обязательным покрытом снаружи алюминиевой краской БТ-177 Покровные сдои в виде металлических покрытий являются наиболее удобными в моншже. полностью соответствуют эсте- 1ическим требованиям, а также наиболее долговечны в эксплуатации. Вместе с тем они гребу км наибольших капитальных затрат по сравнению с другими видами покровных слоев, а при больших объемах изоляционных работ, характерных для прокладки трубопроводов на открытом воздухе, связаны с большими расходами дефицитных сортов металла Поэтому вне помещений вместо таких покрытий для изготовления покровных слоев используются более дешевые, по и менее ючговечные ластичные рулонные млюриалы Обязагетьными требованиями, про гъявляемыми к таким материалам, ятяюгея их "юстаточная температуроусгой- чивоегь. несгораемость пли по крайнем мере грудная воспламеняемость, а также водонепроницаемость или малое волопо! лощение. Ускорение производства pa6oi на трассе сетей и повышение их качества могут быть пхмшнуты лишь при перенесении операций сборки основною и покровною слоев с грассы на заводы или производственные базы (домонтажная изоляция). При полном осуществлении такою индустриального ме- io.ui изютовтепия изоляционных конструкций в процессе монтажа юлжны использовался от (единые грубы или плети из них с нанесенными конструкциями, с тем чтобы на трассе сетей осуществляюсь только сварка груб или плетей между собой, изоляция смыков между ними, а также монтаж и нкляиия отводов, компенсаторов, арматуры п i п. Домонтажная изоляция может выполнимся с применением либо описанных выше п < юлий, либо специальных изоляционных конструкций монолитного типа, охватывающих трубу по всей ее длине. Последний спо- юб является наиболее индустриальным, но ипмаипые с ним ииишльпые мтожения мо- i)i быть оправданы ючько при больших обьемах pa6oi Полому при преемнике ien- jioBbix сетей на открыюм во» iyxi-, ,1 юм бо- тес и помещениях, hoi способ пока но наше i распространения В применяемых при шких типах прокладки коне i р\ кiшмч юмоп- 1ажиой изоляции на трассу muivnaioi конструкции, состоящие in мя1 mix пни полужестких изделий д 1я ОСПОНПО1 о (. щ» совместно с изделиями i in иокровпо! о спои из тонколистового меча iча и ш • кн. шчных рулонных материалом I счп щ ю ш» ши основного и покровною с юси inn ivimioi скрепленными между собой hoi рс к том скоб пли шплинтов, то такие копе i р\ мши пашвлкнея полносборными (шифр I К| Па ipacce такие конструкции накладываю к я па трубопроводы и стягиваются Гчи i,i/iwi\in Промышленное производсчво ч\ на пажено на базе мягких минераловатпых и in иск юватных изделий (плит, матов прошпипых и ш вертикально-слоистых, полуцилпп ipon и полых цилиндров) в сочетании с юнко икчопыми металлическими или полимерными покры- тиями. Такие конструкции и и отвчякчея (по ТУ 36-1180-78) длиной 500-1000 мм п тл- щиыой 40 — 70 мм для июдчнин фубонрово- дов с наружными шамеграми 25-219 мм или толщиной 40—100 мм при диаметрах более 219 мм, а также для изоляции плоских или елабоискривленных поверхностей [61, ПН] Теплопроводность шких конструкций принимается равной ее значениям для основною с юя по табл 5 1 В качеи lie пар\жны\ поирышй в но то- СООрПЫХ К(Ч1С1р\КЦИЯХ lipil НО (ДУШНОЙ 1фО- к ia 1ке по нормам |2"Ч рекомепдчечея помимо описанных иьпие \ieia i тческнх иокры- ши применение р\ юппых маюриадон па основе сишетчеекпх щи приро шм\ полимеров, а именно cick юпчаешка рулонною марки РСТ (но ТУ 6-11-145-180), стеклотек- сюлита (по ГОСТ 10292-74 или ТУ 6-11-270-73), сгеклоцемента текстолитового (по ТУ 36-940-77), етеклорубероида (по ГОСТ 15879-70) и фольгоизола (по ГОСТ 20249-84). Максимальная температура применения таких конструкций составляет 400 ( (при использовании стекловатных ниепш 180 С). В нормах [22] применение по мин норных конструкций (по ТУ 36-1 ISO AS) щрл- ничивается диаметрами ip\6 ?** .'м> мм При средних и больших ш.хкчрах .i имшпо ОТ 100 ДО 1400 MM. pehOMl-ll I «СП I М1|11М11| ПОЛНОСборНЫХ КС»НС I р\ К 11IIII lipil ImltipoM в качестве основпеч 1) 1 i<>и п. пи и i\i 1 щ р- тикально-cnoiiei ые мши p.i 1.41л i ш.п мл i м (ПО ГОСТ 2^0/ /S) , ^ltl-^H^MП 1.4, ,,^,Ц.' parvpoii npiiMi'iii пик "и ( мрм ... |.in. iiiiii
перечисленных выше покрытий из металлических листов или полимерных материалов. В сборных (комплектных) теплоизоляционных конструкциях (шифр СТК) те же изделия для основного и покровного слоев поставляются не скрепленными, а только вложенными одно в другое. При монтаже на трубопроводах сначала устанавливаются изделия для основного, а затем для покровного слоя. Последние стягиваются монтажными бандажами, после чего продольные швы скрепляются самонарезающими винтами, а монтажные бандажи снимаются. При подземной канальной прокладке применяются различные теплоизоляционные конструкции тепловых сетей для каналов с разными поперечными размерами воздушных прослоек между изоляционными конструкциями трубопроводов и строительными конструкциями каналов (см. гл. 17). Согласно нормам [22] при прокладке тепловых сетей в проходных каналах (туннелях или коллекторах) следует применять те же конструкции основного слоя изоляции, что и для сетей, прокладываемых внутри помещений, а также в подпольях и подвалах зданий. Таким образом, для туннелей и коллекторов сохраняются характеристики рекомендуемых или допускаемых к применению для основного слоя теплоизоляционных изделий по табл. 5.1. Однако в части материалов и изделий для покровного слоя при прокладке в туннелях в нормах [22] имеются указания, несколько отличающиеся от оговоренных для воздушной прокладки; в частности при такой прокладке металлические покрытия не применяются. Вместе с тем для покровного слоя при прокладке в туннелях нормами допускается применение изделий, не оговоренных для условий воздушной прокладки, в частности пленки винипластовой каландрированной марки КПО (по ГОСТ 16398-81), а также рубероида, дублированного или покрытого стеклотканью, при малых объемах работ даже асбестоцементной штукатурки по металлической сетке. При прокладке водяных тепловых сетей в непроходных каналах для изготовления основного изоляционного слоя нормами [22] рекомендуются главным образом те же штучные изделия, что и при прокладке в туннелях, но не допускается применение для этого слоя жестких штучных изделий из совелита, вулканита, пенопласта ФРП-1, а также известково-кремнеземистых. Такое запрещение объясняется большой шовностью конструкций из этих изделий, усложняющей их монтаж, а также присущим им сочетанием жесткости с большой плотностью, что при повреждении покровного слоя и крепежных деталей может привести к обвисанию и даже выпадению этих изделий на дно канала. При прокладке тепловых сетей в непроходных каналах нормами [22] рекомендуется использование в качестве покровного слоя перечисленных выше рулонных материалов, кроме стеклоцемента и фольгоизола. Вместе с тем допускается применение стеклопластика марки ФСП (фенольный покровный) (по ТУ 6-11-150-76), а при условных проходах труб до 400 мм и температуре теплоносителя до 150°С — кровельного рубероида РК-420 толщиной 2-3 мм (по ГОСТ 10923-82), хотя этот материал является сгораемым. Нормами [22] допускается применение в качестве покровного слоя при прокладке в непроходных каналах асбестоцементной штукатурки на металлической сетке. Глава шестая КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ И АППАРАТУРА ТЕЛЕМЕХАНИКИ 6.1. Первичные приборы и измерительные преобразователи Первичные приборы могут быть показывающими, сигнализирующими, самопишущими и с дистанционной передачей показания на расстояние (к вторичному прибору). К измерительным преобразователям относятся датчики и преобразователи, работающие в комплекте со вторичными приборами или регулирующими устройствами. Измерение температуры Измерение температуры теплоносителя осуществляется с помощью термометров, которые подразделяются на группы: термометры расширения, термоэлектрические преобразователи, термопреобразователи сопротивления. Термометры расширения подразделяются на жидкостные, дилатометрические и манометрические. 53
Таблица 6 1 Характеристика технических термометров стеклянных (ГОСТ 2823-73, с изм ) Наименование Пределы измерения, °С (в скобках — цена деления, °С) Длина верхней части, мм Изготовитель ) Тип термометра Ртутный ТТ прямой угловой -10- +50 @,5 или 1) 0 - 100A) 0- 160A или 2) 0-200A или 2) 160 или 240 66, 103, 163, 253 104, 141. 201, 291 Клинский термометровый завод Жидкостный ТТЖ прямой vr ювой -35- +50B) 0-50A) 0-100B) 0-150B) 0-200B) 100 ПО, 160 и 220 60, 80, 100, 120 160, 200, 250 ПО, 130, 150, 170, 210, 250 Лохвицский приборостроительный завод (По1- тавская обл ) Характеристика жидкостных технических термометров расширения ириве 1сна в табл 6 1 Используются эти термометры в оправах и без них Оправы для стеклянных термометров выпускаются двух типов — прямые типа ОТП и угловые типа ОТУ Карман noi ружаемой нижней части до температуры 200 "С изготовляется из стали 20 (по ГОСТ 1050-60) Термометры ртутные стеклянные электроконтактные применяются для сигнализации или поддержания постоянной заданной температуры от — 30 до + 100 СС в промышленных и лабораторных установках тип ТЗК — с заданным постоянным рабочим контактом, тип ТПК — с подвижным рабочим контактом Коммутируемая мощность тока — не более 1 В А при токе не более 0,04 А и напряжении не более 220 В Длина наружной части ля термометра ТЗК № 1 — 5 210 мм, № 6-7 155 мм то же для ТПК — 310 мм Д пша погружной части для ТЗК - от 83 до 1011 мм, пя ТПК - от 66 до 441 мм Термометры дилатометрические применяются в качестве реле для сигнализации или авухпозициоиного регулирования температуры во 1Ы К таким приборам относятся реле температурные тилатометри- ческие типа РТ-200 с характеристиками предел измерения 25 — 200 С погрешность измерения +5 С Ил о i они i ель — Киевский завод аналитических приборок Термометры манометрические состоят из гермоспстемы, включающей термобаллон, соединительный капил 1яр, чувствительный элемент и показывающею, самопишущего или сигнализирующею усi- роиства В зависимости от заиолпиюля iep- мосистемы манометрические юрмомечры 54 могут быть газовыми жидкостными и конденсационными (парожи ткостными) Техническая характеристика термометров без сигнализирующего устройства представлена в табл 6 2 Термометры с обозначением ТГ2С и ТЖ2С имеют запись двух температур Привод 1иаграммы самопишущих термометров с обозначением 711 —от электродвигателя с напряжением 220 В переменного тока, а с обозначением 712 — от часового механизма с заводом на 8 сут Диаметры термобаллонов 12 — 20 мм Манометрические термометры с сигнализирующим устройством (электроконтактные) предназначены для сигнализации или позиционного регулирования при отклонении температуры от заданного диапазона устанавливаемого с помощью задающей стрелки К ним относятся термометры ТПП-СК, ТПГ-СК ТСМ-100, ТСМ-200 Характеристика давление измеряемой срецы — не более 6,4 МПа, пределы измерения 0-60 0-100, 0-150, 100-200ЭС, класс точности 2,5, длина капилляра 1,6-2,5 м, глубина погружения термобаллона 125 — 500 мм, погрешность срабатывания 4° Изготовители термометров ТПП,ТПГ - казанский завод тепчоизмерительных приборов «Теплоконтроль», термометров ТСМ — сафоновский завод «Теплоконтроль» Термоэлектрические преобразователи (старое наименование — термопары) имеют термоэлемент, который развивает термо-ЭДС, соответствующую температуре и измеряемую с помощью вторичных приборов - милливольтметров и потенциометров По материалу термоэлектродов элемента преобразователи используемые в во- 1яны\ тепловых сетях, длятся на хромель-
Таблица 62 Техническая характеристика манометрических термометров Наименование Самопишущие газовые ТГС-711, ТГС-712 ТГ2С-711, ТГ2С-712 ( амоиишущие жидкостные ТЖС-711, 1Ж( 712, ТЖ2С-711 ТЖ2С-712 Покапывающие газовые ТПГ4 Пока 1милющие жидкостные ТПЖ4 1 litKii и пынчцие кон юнсационные 1 К II \Ы) hfuiikiiii.Mi.ic ииовые и жидкостные мгн pipicLKHM датчиком ТДГ-Э 1 1'Ь > Преде 1 измерения С -50- +50 -50- +100 -50- +150 0-100 50-150 0-150 0-200 0-50 _ 50 - + 50 0-100 50-150 0-150 -50- +100 -50- +150 0-200 -50- +50 -50- +100 -50- +150 50-150 0-100 0-150 0-200 -50- -150 0-200 100-200 -50- +50 0-50 -50- +50 0-100 50-150 0-50 0-50 0-120 К iatc ТОЧНОС1И 1 1,5 1 1 1 1 1,5 1 1,5 1 1 1,5 1 1 1,5, 2,5 1, 1 5 Д шна кап и 1 1яра м 16 2 5 4 6 10 16 25 25 25 1,6, 2,5, 4, 6 10 1,6, 2,5, 4, 6, 10 1.6, 2,5 4, 6 10 16 25 40 1,6, 2,5 4, 6, 10 1,6, 2,5, 4, 6, 10 2,5 Глубина погружения термоба 1лона мм 160, 200, 250 315, 400 200, 250, 315 400 250 -U5, 400  5 400 500 500 500 200, 250, 315, 400 125, 160, 200, 250, 315, 400 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400 80, 100, 125, 160, 200, 250 160, 200, 250, 315, 400 200, 250, 315, 400 250, 315, 400 315, 400 500 630 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315 400 100, 125, 160 200, 250, 315, 400 125 160,200,250, 315, 400 100-400 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400
Таблица 6 3 Техническая характеристика термоэлектрических иреобразоваюлей Марка преоо- ра юна i е. 1Я ТХК-0515 ТХК-0806 ТХА-0515 Гра- д\и- ровка ХК хк ХА Преде'1 измерения. С -50^ +600 0-600 -50 ~ +600 Максимальное давление. МПа 0.25; 0.4; 6,4 0,2; 0,5; 4 0,25; 0.4; 6,4 Показатель геп.ювой инерции, с 10; 20; 40 Не более 210 20; 40: 60: 120 Дгшна монтажной част, мм 120; 160: 200; 250; 320; 400; 500 160: 200; 320: 400; 500 120; 160; 200; 250: 320; 400: 500 Спосоо креп к'мия С передвижным штуцером (до 0.1 МПа) в защитно - мои южной гильзе Без штуцера или со штуцером М27х2,5 С передвижным шгу- цером (до 0,4 МПа) и в зашитно-монтаж- ной гильзе Изготовитель: Луцкий приборостротельный завод. Таблица 6.4. Стандартные градуировки Наименование Сопротивление. Ом. при 0 С I*pa,4\iipoBk\i (в скобках — старое обозначение) Максимальный диапазон измеряемой температуры, С шкал вторичных приборов Материа Медь 50 50М 53 B3) -50^ + 100 100М B4) 180 П.ииина 10 10П B0) 46 B1) -200 - 50 50 П - +60( 100 юоп B2) ) копелевые и хромель-алюмелевые, при этом стандартные градуировки шкал вторичных приборов — соответственно ХК и ХА и изготовляются без чехла и со стальным чехлом. Техническая характеристика термоэлектрических преобразователей представлена в табл. 6.3 Термопреобразователи сопротивления по принципу действия основаны на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление в зависимости oi levmepai уры. Сопротивление, соответствующее температуре, измеряется вторичными приборами-.ioi оме i рами и автоматическими мостами. В зависимости от материала чувствительного пемента 1ермопреобразо- ватели могут быть медными и платиновыми. Стандартные градуировки шкал вторичных приборов приведены в табл. 6.4. Техническая характернежка термопреобразователей сопротивления приведена в табл. 6.5. В настоящее время термопреобразователи сопротивления ТСМ-5071 заменены на ТСМ-0879, ТСМ-6097-на ТСМ-0879-01, ТСМ-8012-на ТСМ-1079. Аналогичная за- 56 мена произведена и для платиновых термопреобразователей. Термопреобразователи сопротивления ТСМ-8012 и ТСМ-6114 используются для измерения только температурь! воздуха в помещениях. Термопреобразователи ТСП-5071 и ТСП-712 имеют модификации с двумя чувствительными элементами, которые подключаются к разным вторичным приборам или регулирующим у с тройствам. Изготовитель: Луцкий приборостроительный завод. Монтаж термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления осуществляется с помощью патрубков (бобышек), привариваемых к трубопроводам, бакам, и штуцеров на защитной арматуре. Преобразователи устанавливаются на трубопроводах перпендикулярно потоку или под углом (или на изгибе) навстречу потоку. Рабочий спай термоэлектрического преобразователя должен находиться на оси потока. Длина рабочей части термопреобразователя сопротивления должна превышать радиус трубопровода на 50 — 60 мм. На трубопроводах малого диаметра для установки преобразователей необхо шмо предусматривать сосм ветс i в) юшее расширение.
Таблица 6 Марка термопреоб- разоватетя ТСМ-5071 ТСМ-6097 К М-8012 К М 6114 1A1 S071 К М-712 К 11 6097 Гра ровка 23, 24 23, 24 23 23 21, 22 21 21, 22 5 Техническая характеристика термопреобразователя сопротивления Пре iei измерения С - SO - + 1 50 - 50 - + 150 о-,о -SO- +100 -200- - +600 -50- MOO _50- +150 -50- +250 Максима ть ное laeie- ние МПа 0,4 6,4 0,4, 4 0 1 0,1 0,25, 0,4 6,4 2,5 0,4, 4 Показатепь тепловой инерции с 20, 40 4, 30 240 120 40 15 9, 30 Д пша монтажной части мм 120, 160 200, 250 320, 400 500 80, 100 120, 160 200, 250, 320 500 1О8х65х 16 (габариты) 110 (общая) 120 160 200 2^0 320 500 60, 80, 100, 120 160, 200 250, 320 400 500 80, 100, 120, 160 200, 250, 320. 500 Способ кретения Ьез штупера и пи со ш lynepow M20 х 1 ^ Немо 1ВИЖПЫИ шгу цер М20 у 1 5 коробки L КО 1ОДКОИ [ 1Я зажимов проводов nei Виты М4 Бе* ппуцера Н еп одв иж н ый ш гу цер М20 х 1 5 та вающий штуцер Неподвижный штуцер М20 х 1,5, коробки с иолодкой для зажимов проводов пег Для преобразования сигналов в унифицированные си| малы постоянного тока I) S мЛ выпускаются измерительные пре- Dl.p.i юна юли ПТ-ТП-68 и ПТ-ТС-68 и дру- i не нормирующие преобразователи По1реш- ||(ки. преобразования—1% Изготовитель *авох «Энергоприбор» (г Москва) Измерение давления и перепада давлений II1мсрепие давления и перепада давлении tu ушес |вляется с помощью манометров и шфферепциальных манометров По прин- и||||\ шмерення jth приборы подразде- niiHhii п.i me [руппы с упругими чувстви- н 11.ПЫМП )иемеп1ами (деформационные) и ♦ II 1Пн 1111.10 Приборы с упругими ч у в - ' mi и \ ( )i |. и ы м и ) ч е м е н та м и могут (•ми i ф\Г)<шои манометрической пружи- чмп mi Mitp.iniibic сильфонпые Выпускаются |||>н1>|||>| i * икчешым устройством без вы- • ним . IIIIII.UI1I показывающие и самопи- ми i>i I ккчешых устройств с эчектри- н| i hi им iiii.iM сигналом, с отсчетным устройством и элем рическим выхолным сигналом Техническая характеристика приборов с упругими ччвегвитс 1Ы1ыми злеменга- ми приведена в табл 6 6 Привогы диаграмм для самопишущих манометров такие же, как и ддя самопишущих термометров (см табл 6 2) Напряжение электроконтактною устройства 3KM-IV - 220 В переменного ити постоянною гока разрывная мощное ib контактов 100 В А Приборы жидкостные, испо м, зуемые в водяных тепловых сетях, moi\i быть поплавковые и с видимым \ровном Техническая характеристика поплаиконых приборов (дифманометров) иривс ты к габт 6 8 (в обозначении типа прибор i о>к ва Р не указывается) а характерна шка при боров с видимым уровнем прнис кпа в табл 6 7 Перед манометрами обязательна им новка трехходового крана а у меиа пшере ния — кчапана При выборе манометров i ic дует учитывать, что верхнее значение шка n.i должно превышать максиматьн}Ю ве nriim\ измеряемого давления при плавно нпкияю щейся нагрузке в 1,5 раза и при рс»ко кп к
Таблица 6.6. Техническая характеристика приборов с упругими чувствительными элементами для измерения давления (перепада давлений) Наименование Манометры общего назначения показывающие Манометры образцовые показывающие Манометры самопишущие с трубчатой пружиной Манометры самопишущие с трубчатой пружиной двухзапис- ные Манометры электрические бесшкальные с дифференциально- трансформаторным выходом Манометры пружинные электрические бесшкальные с выходом 0—5 мА Манометры пружинные показывающие сигнализирующие двухпозиционные Манометры показывающие с электрической дистанционной передачей Манометр мембранный электрический бесшкальный с выходом 0—5 мА Дифманомеры мембранные электрические бесшкальные с выходом 0 — 5 мА Тип, модель ОБМ1-100 ОБМ1-160 МП-5 МО. 11201 МО. 11202 МТС-7П. МТС-712 МТ2С-711 МТ2С-712 мэд 22364 МЭД 22365 мпэ ЭКМ-IV МП4-У1 ммэ дмэ (перепад) Класс точности 2,5 1.5 1.5 0.4 1 1 1; 1,5 1 1,5 1; 1,5 1 1; 1,5 Диаметр корпуса или 1аоариты. мм 100 160 250 160 280x340x125 280 х 340 х 125 160 212 х 240 х 190 160 160x130 240x210x223 538x268x362 Предел измерения, МПа 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2.5; 4 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4 0,1: 0,16. 0,25; 0,4; 0,6; 1, 1,6; 2,5; 4; 6 0,06; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6: 1; 1,6; 2,5; 4 и выше 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6 1; 1,6; 2,5; 4 4 и выше 0,1; 0,16; 0,25; 0.4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4 и выше 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5 4; 6,3; 10; 16; 25; 40: 63; 100; 160. 250; 400. 630 кПа И 31 О1ОНИ1С 1(> Томский манометровый Я1ИОД &1НОД «Мано- мсмр» (г. Москва) Занод «Теплокон- i ро иь» (г. Казань) Завод «Манометр» (l. Москва) Завод «Теплокон- троль» (i. Казань) Томский манометровый завод Завод «Теплокон- троль» (г. Казань) То же 58
Продолжение табл. 6.6 Наименование Дифманометры мембранные электрические с выходом 0 — 5 мА Дифманометры силь- фонные электрические с выходом 0 — 5 мА Тип, модель ДМ-Э1 ДМ-Э2 дс-эз ДС-Э4 ДС-Э5 K.iacc точности 1; 1,5 1; 1,5 0,6 1 1,5 Диаметр корпуса или габариты, мм 351x315x675 345 х 253 х 500 480x270x225 Предел измерения, МПа • 0.16; 0,25; 0,4; 0,63; 1 кПа 1: 1,6; 2,5; 4; 6.3 кПа 4; 6,3; 10; 16; 25 кПа 40; 63; 100; 160 кПа 250; 400; 630 кПа Изготовитель Завод «Теплопри- бор» (г. Рязань) I а Плица 6.7. Техническая характеристика жидкостных приборов с видимым уровнем для измерения давления (перепада давления) Наименование Дифманометр двухтрубный стеклянный Марка ДТ-5 ДТ-50 Класс точности 1,5 1,5 Цена деления 10 Па A мм) 0,25 кПа Предел измерения, кПа 2,6 150 Предельное рабочее давление, МПа 0,5 5 Габариты, мм 635x240x165 1130х290х 165 И ноговитель. Лубненский завод счетных машин (г. Лубны). блющейся — в 2 раза; минимальное измеряемое давление должно быть больше 1/3 предела шкалы. Измерение расхода и количества воды Измерение расхода и количества воды в водяных тепловых сетях осуществляется расходомерами переменного перепада давления, электромагнитными (индукционными) расходомерами и скоростными счетчиками (интеграторами), показывающими массу или объем воды, прошедшей через прибор за какой-либо промежуток времени (час, сутки и т. д.). Расходомеры переменного перепада давления являются измерительными комплектами, состоящими из сужающего устройства, дифференциального манометра, соединительных трубок со вспомогательными устройствами (уравнительные сосуды, клапаны и др.) и вторичного прибора. В тепловых сетях применяются стандартные сужающие устройства — нормальные диафрагмы, не требующие индивидуальной градуировки. Основные данные и методика расчета стандартных сужающих устройств приведены в «Правилах измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами» РД50-213-80 Государственного комитета СССР по стандартам. Диафрагмы изготовляются на заводах по данным заказчика в специальном опросном листе, заполняемом им и являющимся юридическим документом заказа. Диафрагмы — камерные типа ДК, в которых отбор давлений осуществляется из кольцевых камер, чем обеспечивается большая точность и удобство измерения, и бескамерные типа ДБ, в которых отбор давлений осуществляется через отдельные отверстия. По ГОСТ 14321-73 камерные диафрагмы изготовляются на ру = 0,6; 1,6; 2,5; 4; 10 МПа для трубопроводов с Dy — 50; 65; 80; 100; 125; 150; 200; 250; 300; 400: 500 мм. Бескамерные диафрагмы по ГОСТ 14322-73 изготовляются на ру = 0,25; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4 МПа для трубопроводов с Dy 400; 500; 600; 800; 1000; 1200; 1400 мм. В комплекте с сужающим устройством 59
по опросному листу заводы-изготовители и с упругим чувствительным элементом поставляют дифманометры, которые могут (мембранные, сильфоппые). быть измерительным прибором или датчиком. По принципу действия дифманометры могут быть жидкостными (поплавковые) Техническая характеристика дифмано- метров приведена в табл. 6.8 — 6.10. Верхний предел измерения по шкале Таблица 6.8. Техническая характеристика поплавковых дифманометров-расходомеров (заполнитель поплавкового сосуда—ртуть) Тип ДП-710Р ДП-710чР ДП-712Р ДП-78ОР ДП-781Р ДП-778Р Наименование Самопишущий, привод диаграммы электрический То же. но привод от часового механизма Самопишущий с интегратором Показывающий То же с интегратором То же с сигнальным устройством Предельные перепады давления, кПа 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100 Ста1ическое давление измеряемой среды, МП а 25 Ouioiin.iH iio- i peiimoci i.. "„ Hcpxnci о продела и iMopciiiiH ±1,0 Изготовитель: завод «Теплоконтроль» (г. Казань). Применение в открытых системах теплоснабжения и в системах горячего водоснабжения расходомеров с ртутным заполнителем не допускается. Та б л Марка дифмано- метра ДМ-3564 ДМ-23573 ДМ-ЭР1 ДМ-ЭР2 ДМ-ЭР и на 6.9. Техническая характеристика Наименование Невзаимозаменяемый Взаимозаменяемый Взаимозаменяемый с квадратичным преобразователем Пределы измерения перепада давления, кПа 1.6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63 и выше 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10 10; 16; 25; 40; 63 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63 и выше Выходной сигнал 0-ЮмГ 0-5 мА 0-20 мА постоянного тока 0-5 мА постоянного тока мембранных дифманометров-расходомеров Класс точности 1,6 1 1 1; 1,5; 2.5 1; 1,5; 2,5 1,5 Допустимое давление измеряемой среды. МПа 6,3 6,3 0,25 1 40 С какими устройствами ис- ПОДЬЗуС1СЯ Вторичные приборы ВМД, ДС1 Вторичные приборы КСД2; регу- лирующие устройства МЗТА Агрегатные комплексы ГСП Раулирую- щис ус i poiici- ма МЗТЛ (РС29.1) Изготовитель Завод «Манометр» (г. Москва) Завод чТеп- лоприОор» A Ря Ulllb) За под «Теп- 1OKOII 1- ро II.» (| Кн шнь) 60
Таблица 6 Марка ДС-ЭРЗ ДСЭР 100 ДСЭР-160 ДС ЭР-250 ДС ЭР 400 Д< 11 71 Д( II 71 Ин Д( II 71Сг ДСС-711 ДСС-712М ДСС-711Ин ДСС-711 Ин-2С 10 Техническая характеристика сильфонных Наименование Бесшкальный с электрическим датчиком постоянного юка Бесшкальный электрический Показывающий Го же с и ига ра- тором Го же с сигнальным устройством Самопишущий То же с интехра- тором То же с интегратором И ДОПО 1- нитетьной записью давдения Про ie ibi шмере! ия перепада лав тения кП) 4 6 3 10 16 25 1 1,6, 2 5 4 63 10 16, 25 40, 63 Кп кс 104 ноети 1 1 5 1 5 1, 1 5 lollVelH мое ыв 1ение шмеряе мои ере ды МПа 10 0 025 16 дифманоме т ров-рас ходомеров С какими \е фОИСП) 1МИ испо 1ьз\ется Агрегатные комтексы ГСП Регулир) ю шие устройства МЗТА (РС29 1) - И $гоювите ib Завод «Теп то прибор» (г Рязань) Завод «Тепло- контроть» (г Казань) То же шфмаиометров-расходомеров выбирается из ря id A = и 10" i ie a = 1 1,25 1,6,2 2,5 3,2 4,5,6 3 8, /) — це юс число (больше или меньше нудя) иди путь Единицы измерения кг/ч, т/ч, м3/ч Элек1ромагнитиые (индукционные) расходомеры применяются для измерения расхода жидкостей с удельной электропроводностью не менее 10 3 См/м при условии отсутствия в них ферро магнитных частиц Из выпускаемых промышленностью индукционных расходомеров в теидовых пунктах потребитедей применяется расхо юмер ИР-51 Талдинского приборостроитедыдого завода Прибор состоит из датчика (первичною преобразователя расхода), устанавливаемого на трубопрово ie, и измерительного блока монтируемого на щите контроля Датчики выпускаются с условными проходами Dy и верхними преде тми измерений G, р £>у мм 10 15 25 50 80 С7пр м*ч 0 32-2 5 0 8-6 2-16 8 60 20 160 £>у мм 100 150 200 300 12 250 80-600 125-1000 320-"'500 G пр Основная погрешность приборов 1 \ Максимальная рабочая температура измеряемой среды пя датчиков с резиновым покрытием 70 С с шалевым покрытием 150 С Максимальное рабочее дав тепие 2 5 МПа Измеритетьныи блок имеет шкату отградуированную в процентах, и на выходе - унифицированный сигнал постоянного дока 0 — 5 А В настоящее время заводом освоен расходомер ИР-61 Скоростные счетчики и расхо i о м с р ы в о i ы различаются по тип\ чувствитедьного элемента (крыльчатые д\р бинпые) и температуре измеряемой во (ы (\о юдная юрячая) Техническая характер» стика счетчиков во ш крыльчагых типа VBK и турбинных типов ВТ (до 30 С) и ВIГ (до 90 С), выпускаемых Кировобадскпм приборостроительным заводом, предст шдеиа в табд 6 11 В настоящее время освоен выпуск новых типов водосчетчиков — крыльчатых типа ВСКМ диаметром 20-40 мм и турбинных СТВ (для холодной воды) и СТВГ-1 (для горячей ВО'ДЫ) Монтаж сужающих устройств на трубопроводах и обвязка аифманометров соединительными диниями должны осуществляться со!ласно Правилам РД 50-213-80 На тр\бо проводе должны иметься прямые участки - 61
Таблица 6.11. Техническая характеристика счетчиков воды (предельное допустимое давление 1 МПа) Наименование Диаметр условного прохода, мм Предел измерения, м3/ч: номинальный (при потере давления 0,01 МПа) наименьший наибольший (не более 1 ч в сутки) Порог чувствительности, м3/ч Допустимая нагрузка за сутки, м3 Диапазон расходов при погрешности: ± 5 % (не более) ±2% (не более) Счетчики крыльчатые типа УВК-20 20 1,6 0,06 2,5 0,025 17 0,06- 0,25 0,25-2,5 УВК-25 25 2,2 0,08 3,5 0,035 25 0,08- 0,35 0,35-3.5 УВК-32 32 3,2 0,10 5 0,05 35 0,10- 0,50 0,5-5 УВК-40 40 6,3 0,17 10 0,10 70 0,17-1 1-10 Счетчики турбинные типа ВТ-50. ВТГ-50 50 15 1,6 30 0,7 290 1,6-4 4-30 ВТ-80, ВТГ-80 80 42 3,0 84 1,2 965 3-8.4 8,4-84 ВТ-100, ВТГ-100 100 70 4,5 140 2 1440 4,5-14 14-140 ВТ-150. ВТГ-150 150 150 7,0 300 3 3000 7-30 30-300 до диафрагмы и после нее. Длина их зависит от модуля диафрагмы и вида местных сопротивлений. При необходимости возможно сокращение длин прямых участков до диафрагмы (но не менее 10 D). При этом должны быть учтены дополнительные погрешности в показаниях приборов. Датчик индукционного расходомера ИР-51 может устанавливаться как на горизонтальном, так и на вертикальном трубопроводе при условии его полного заполнения водой. Датчик с измерительным блоком соединяется экранированным кабелем в стальной заземленной трубе, расстояние между ними - не более 100 м (до 5-Ю См/м) и 10 м (до 10 См/м). При установке скоростных счетчиков воды требуется наличие прямого участка длиной перед ними 8 —10 D и после них 3 — 5 D. Перед счетчиком устанавливаются фильтры для очистки воды от твердых частиц. Измерение расхода и количества тепловой энергии Измерение расхода и количества тепловой энергии, отпущенной из теплоисточника и потребленной теплопотребляющими установками, осуществляется тепломерами и теплосчетчиками. Таллинским приборостроительным заводом выпускается комплект приборов, который состоит из индукционного расходомера ИР-61. дв)х термометров сопротивления ТСП-5071 и блока обработки сигналов (БОС). В данном комплекте тепломер - однопоточный, двухточечный. Разность температур измеряется термометрами сопротивления. Температура измеряемой среды 60-150^С и ЗО-7О°С. Пределы измерения расхода воды и диаметр условного прохода соответствуют данным расходомера ИР-61. Блок обработки сигналов включае! цифровой интегратор. Киевский опытный завод «Эииюи» изготовляет измерители расход;! юилоты ИРТ-30, состоящие также m расхо юмера воды (электромагнитного пли лифмаиомет- рического), двух термоме фон сомрошвления ТСМ-5071 градуировки 100М и подающем и обратном трубопроводах и wicKipoimoro счетно-решающею устройства. 62
6.2. Вторичные приборы Основные типы вторичных приборов и их характеристика представлены в габл. 6.12. Вторичные приборы устанавливаются на щитах и пультах, которые помещаются в местах, удобных для обслуживания и наименее подверженных вибрациям и влиянию мощных источников электромагнитных полей (электродвигателей и др.). 6.3. Приборы автоматического регулирования и автоматические регуляторы Основные типы автоматических регуляторов Ашоматические регулирующие устройст- 1ш служат для регулирования теплового и i идравлического режимов работы тепловых сс1сй и теплопотребляющих установок. Регулятор и объект регулирования со- счанляют систему автоматического регули- роиания (САР), которая может осуществлять регулирование по отклонению роулируемо- ю параметра, по компенсации возмущения (nai ручки обьекта; и комбинированное — по шклоиенмю и но возмущению. По реализуемому закону регулирования pei учи юры могут быть астатическими (ин- [ оральными, обозначение закона — И), статическими (пропорциональными — П), изодром- ными (пропорционально-интегральными — ПИ), позиционными. По наличию и роду используемой для работы энергии они могут быть прямого действия (без использования вспомогательной энергии) и косвенного (непрямого) действия — электрическими и гидравлическими. В тепловых пунктах до недавнего времени преимущественное применение имели i идравлические регуляторы прямого действия, основную работу по созданию которых провели объединение «Союзтехэнерго» и Теплосеть Мосэнерго. Регуляторы прямою действия более просты по устройству, но поддерживают заданные параметры ре1улирования с пониженной точностью. Точность их работы в значительной мере зависит от качества наладки на рабочем месте. В последние годы в связи с необходимостью обеспечения более экономичной работы потребителей путем регулирования отпуска теплоты в тепловых пунктах и созданием специализированных служб по эксплуатации оборудования тепловых сетей стали применяться более совершенные и точные электрические (электронные) регуляторы и исполнительные устройства. Техническая характеристика автоматических регуляторов (или приборов, составляющих комплект регуляторов) приведена в табл. 6.13. Регуляторы прямого действия гидравлические Чувствительным элементом регуляторов типа РД и РР является силь- фон. Чугунный корпус регуляторов рассчитан на давление 1 МПа. Регуляторы монтируются на трубопроводе вертикально силь- фонной камерой вверх, характеристика их приведена в табл. 6.14. Регуляторы типа УРРД выпускаются заводом «Теплоприбор» (г. Улан- Удэ), рассчитаны на условное давление 1,6 МПа и температуру регулируемой среды до 180°С. Зона нечувствительности составляет 1 — 2,5%, зона пропорциональности — 12 — 20% верхнего предела настройки, который может быть 0.1: 0,25; 0,4; 0,6 МПа. Новая модификация прибора тина УРРД-М отличается тем, что имеет одну пружину на все диапазоны настройки и меньшую зону пропорциональности E %). Коэффициент пропускной способности и масса регуляторов составляют: при диаметре условного прохода 25 мм — соответственно 6 т/ч и 28 кг, при диаметре 50 мм — 25 т/ч и 29 кг, при диаметре 80 мм — 60 т/ч и 52 кг. Схемы включения показаны на рис. 6.1. Регуляторы давления типа 21ч10нж с чугунным корпусом и типа 21с10нж со стальным корпусом получили применение в тепловых пунктах на трубопроводах холодной воды для регулирования давления «после себя». Рабочее давление 1,6 МПа. Характеристика регуляторов представлена в табл. 6.15. По данным табл. 6.15 для заданного диапазона регулируемого давления выбираются номер исполнительного механизма и масса груза. Для горячей воды из-за громоздкости и неплотности клапанов эти регуляторы не применяются. Регуляторы прямого действия манометрические Ре1уляторы температуры типа РТ имеют диаметры условного прохода 15, 20, 25. 32, 40, 50, 70. 80 мм. Коэффициенты пропускной способности соответственно этим диаметрам 2.5; 4; 6, 10; Id, 25; 40; 60 т/ч. Длина капилляра может
Таблица 612 Типы и характеристика вторичных приборов Измеряемая величина Температура Первичный прибор ити иреобразова гель Термоэлекфический преобразоватеть (см табл 6 sj Термопреобразователь сопротивления (см табл 6 5) Наименование вторичною прибора Милливольтметр показы вающий Милливольтметр показывающий и регулирующий Потенциометр электронный показывающий и самопишущий (запись на ленточной диаграмме) Потенциометр электронный показывающий и самопишущий (запись на складывающейся диаграмме) Логомегр Логометр с pei улирующим устройст вом Мост электронный показывающий и самопишущий (запись на ленточной диа грамме) Мост электронный показывающий и самопишущий (запись на складывающейся диаграмме) Тип вторичного прибора Ш4500 М-64 Ш4501, М 64-02 КСП-2 (число точек измерения 1 1 6 12) КСП-4 (число точек измерения 1, 3 6 12) Ш69000, Л-64 Л-64-02 КСМ-2 (число то чек измерения 1 3, 6, 12) КСМ-4 (чисто то чей измерения 1 3, 6, 12) Класс ТОЧНОСТИ 1 1 5 По показаниям 0,5, по записи 1 По показаниям 0,25, 0,5, по записи 0,5 1 5 По показаниям 0,5 по записи 1 То же Преде 1ы измерения По ГОСТ 9736-68 При градуировке ХК -50- Л 50 °С -50- +100 — 50 — + 1М) -50- +200 0-100 0-150 0-200 С при градуировке ХА 0-400°С по ГОСТ 9736 68 При градуировке 53 -50- +50 °С -50 - +100 0-50 0-100 0-150 0- 180 50-100°С При градуировке 100М -50 - +50°С -50- +100 Ич1 отовитель ПО «Электроприбор» 0 Ереван) Завод «Львов- прибор» (i Львов) ПО «Этектро- прибор» (г Ереван) Завод «Львов- прибор» (i Львов) Завод «Манометр» (г Москва)
То же Давление, перепад давления, расход, уровень То же Манометр МЭД (см. табл. 6.6) Дифманометр ДМ-3564 (см. табл. 6.9) Дифманометр ДМ-23573 То же Прибор показывающий с дифферен циал ьно-транс- форматорной схемой Прибор показывающий и самопишущий с циально-трансформаторной схемой То же То же ВМД 4882-12 для расхода; ВМД 4882-00 для давлений ДС-1 КСД-2 (КСД-002 для расхода; КСД-001 для давлений) Т.-» же 1 1 По показаниям 1; по записи 1 -25 -=- +25 0-25 0-50 0-100 0-150 50-100 0-180°С При градуировке 10П 0-300 ФС При градуировке 46: -70 ч- +180°С 0-100 0-150 0-200°С При градуировке 100П: -90 ч- + 50 "С -70 н- +180 -25 + +25 0-50 0-100 0-150 0-200 С Согласно стандартному ряду для давлений, расхода, уровней То же То же То же Завод «Автоматика» (г. Ки- ровакан) Завод «Манометр» (г. Москва) , Завод «Львов- прибор» (г. Львов)
Таблица 6.13. Автоматические регуляторы, применяемые в сиоемах теплоснабжения и отопления Параметр рсмулирования Давление воды Расход, перепад давлений Температура воздуха в отапливаемых помещениях Температура воды на отопление согласно отопительному графику Температура воды на горячее водоснабжение Типы регуляторов или приборов, входящих в комплект регуляторов, при различных принципах их действия Прямого действия Гидравлические РД УРРД 21ч10нж РР УРРД (с фрагмой для расхода) Манометрические РТК-2216 РТ-2217 РТ-2217-ЭР РТ РТ-ДО, РТ-ДЗ Косвенного действия Гидравлические Датчик, регулирующий прибор РД-За, односи- льфон- иая сборка РД-За, трехеи- льфон- ная сборка Исполнительное устройство РК-1 УРРД РК-1 УРРД ТРБ-2 ТМП РР РК-1 УРРД РТБ Электрические Датчик ММЭ; МЭД или ДМ-Э; ДС-Э (см. табл. 6.6) ИР-61; диафрагма и ДМ-23573 или ДМЭР (см. табл. 6.9); ДМЭ (см. табл. 6.6) ТСМ (см. табл. 6.5) ТСМ Регулирующий прибор Р25.1; РС29.1 РП4-У РП4-П Р25.1; РС29.1 РП4-П РП4-У Т-48; Т-48М ЭРТ-1 Исполнительное устройство 25ч939нж; МЭО и др. РТЭ Р25.2; РС29.2 Т-48; Т48М ЭРТ-1; ЭРТ-5 25ч939нж; МЭО и др. «Электроника Р-1М»; ЭРСА; САРТ ТСМ Р25.2; РС29.2 РП4-Т 25ч939нж; МЭО и др РТЭ «Электроника Р-2» быть 1,6; 2.5, 4, 6 и 10 м. Пределы настройки pei у'Iмронания 0 — 40; 20 — 60; 40 — 80; 60-100; 100 140; |40-180°С Условное давление 1 МПа ( inn диаметров 70 и 80 мм 0,6 МПа). Зона нечувствительности — не более 1 °С. Зона пропорциональности — не более 10 °С. Точное п. регулирования зависит также и от темпср.11уры теплоносителя, что является недос1а1ком этих регуляторов. Изготовитель — сафоновский завод «Топ локонтроль». ПО «Промприбор» (г. Орел) разработаны регуляторы РТ-ДО и РТ-ДЗ (взамен pci \ ляторов типа РТ), которые имеют бок. широкий диапазон настройки (от 0 i" 180 °С) и являются ремонтопригодными Регуляторы температуры при мого действия РТ-2217 и РТК.1'!- 66
Рис. 6.1. Схемы включения гидравлических ре1улягоров прямою денемвия типа УРРД при регулировании: а - давления «после себя», б - давления «до себя»; в - расхода, ДШ - дроссельная шайба I и б л и ц а 6.14. Техническая характеристика pei уляторов прямого действия гипа РД и РР IS £ 5? ГД-SO ГД-КО Г Г 25 ГГ-40 ГГ 50 VV КО \*V loo со я о ч аметр уел о прохо П. х 2 50 80 25 40 50 80 100 ви- ia нечувс i ьности, §5с ро h- a 10-18 10-18 5 5 5 5 5 of t о я я S ^ S III о 19 44 5 12 22 52 83 IS гомендуем :ход во. О. Q-P 0-12 12-45 0-21 2,1-4 4-8 8-25 25-60 U и 8 о 30 88 11 21 30 88 113 иридиишичены для регулирования отпуска Itiuiuibi системам отопления жилых, об- Ш@с t нсимых и производственных зданий. Регулирующий орган может быгь двухходовым проходным (ДП) или трехходовым смесительным (ТС). Регулятор РТ-2217 имеет два датчика — температуры воды на отопление и температуры наружного воздуха, осущесгвляе1 регулирование по принципу компенсации возмущения и обеспечивает регулирование температуры воды по отопительному графику с параметрами от 85/70 °С до 115/70°С Регулятор РТК-2216 имеет три датчика: два — температуры воздуха в двух представительных помещениях здания и один — температуры наружного воздуха (корректирующий датчик, действие которого проявляется лишь в переходный период отопительного сезона). Техническая характеристика регуляторов приведена в табл. 6.16. Регуляторы рассчитаны на применение для систем отопления с присоединением к Таблица 6.15. Техническая характеристика регуляторов 21ч10нж, 21с10иж Личные для выбора исполнительного механизма Диипшон fM»! V'llipyCMOlO /1ЙИЛСНИН. МПи A.1 S 0.65 И,(И O.KS И.HI 1.0 1.0 2.0 -'.» 2/ 1* \* 1 ■» "i 1 К 'П I I Диапазон диаметров условного прохода, мм 40-200 40-150 200 40-150 № 3 3 3 2 2 2 2 1 2 1 1 Диаметр, мм 385 385 385 235 235 235 235 195 235 195 195 Масса, кг 20,5 20,5 20,5 8 8 8 8 5 8 5 5 Масса груза, кг 12 17 21 8 11 18 30 17 17 21 30 Данные для выбора регулятора Диаметр условного прохода, мм 40 50 80 100 150 200 Масса регулятора, кг 21ч10нж 60,6 61,3 77,5 89,6 131,9 244,3 21с10нж 62 66,7 83,3 101,2 152,4 282 т/ч 25 40 100 160 360 640 В табл. 6.14—6.18 коэффициент /f[ — коэффициент пропускной способности численно равен расходу через полностью открытый клапан при перепаде давлений на нем 0,1 МПа
Таблица 6.16. Техническая характеристика регуляторов темпера|уры прямого действия РТ-2217 и РТК-2216 Марка регулятора РТ-2217-ДП РТ-2217-ТС РТК-2216-ДП РТК-2216-ТС Диамегр условного прохода, мм 25; 32; 40; 50; 65 Диапазон настройки, ЛС, при наружной температуре, "С от -40 до -15 От 85 до 115 0 От 45 до 70 18-24 Зона вительности, "С 1,6 0,5 Зона циональности. °С 10 (при ходе 3,5 мм) Посюян- ная времени, с 100 60 Коэффициент пропускной способности, т/ч 6,3; Ю; 13,5; 16; 25 (соответственно диаметрам) Таблица 6.17. Технические данные клапанов РК-1 Наименование К, т/ч Масса, кг Допускаемая протечка при перепаде 0,1 МПа, % Kv Изготовитель Диаметр условного прохода, мм 50 25 46 70 50 52 80 60 55 150 250 204 200 400 314 250 600 356 0,01 Завод «Теплопри- бор» (г. Улан- Удэ) 300 900 501 350 1200 614 400 1600 1110 500 2500 1138 600 3600 1982 700 4900 2296 0.005 Полтавский турбомеханический завод тепловой сети с помощью насоса смешения или водонагревателя. Для систем отопления с элеваторным присоединением разработана модификация РТ-2217-ЭР, в которой вместо регулирующего клапана применен элеватор с регулируемым соплом конструкции Мос- спецпромпроекта. Изготовитель термосистем — ПО«Пром- прибор» (г. Орел), изготовитель регулирующих органов и комплектная поставка регуляторов РТ-2217 и РТК-2216 - завод «Теплоприбор» (г. Улан-Удэ). Регуляторы косвенного действия ги драв ли ческие Реле давления РД-За является измерительно-управляющим устройством и рассчитано на работу в комплекте с регулирующими клапанами, оборудованными мембранно-пружинным исполнительным механизмом типа РК-1 или УРРД. Регулятор РД-За выполняется в двух модификациях: односильфонная сборка — для регулирования давления и уровня в открытых емкостях; трехсильфонная сборка — для регулирования перепада давления, расхода и уровня в закрытых емкостях. Техническая характеристика: давление регулируемой среды - до 1,6 МПа; давление (перепад давлений) рабочей среды 0,2 — 1,0 МПа: расход рабочей среды 15-30 л/ч; пределы настройки 0,01 — 0,16; 0,06 — 0,25; 0,17-0,5; 0,6— 1,6 МПа; зона пропорциональности—до 6% верхнего предела настройки; зона нечувствительности — 0,5 % верхнего предела настройки. Pei улирующий клапан РК-1 является односедельным запорно-регулирую- щим исполнительным устройством. По схеме сборки золотника клапан РК-1 можег быгь нормально-открытым и нормально- закрытым. Основные схемы включения комплекта клапана РД-За и РК-1 показаны на рис. 6.2. Характеристики клапанов РК-1: давление и температура регулируемой среды—до 1,6 МПа и до 200°С, управляющее давление 0,03 — 1 МПа, остальные технические данные приведены в табл. 6.17. Термореле ТРБ-2 (конструкции Мосэнерго) является также измерительно-управляющим устройством, но рассчитано на работу только в комплекте с клапаном типа РР (в связи с малым объемом его надсильфонной камеры). Изготовляется заводом «Сантехоборудование» (г. Москва), заводами «Коммунальник» (г. Гомель, г. Рига). Да1чик> температуры малоинерционный типа ТМП является ш- 68
а) косвенного действия при (•не, 6.2. Схемы включения гидравлических регуляторов регулировании: (I лишения «после себя». 6 — давления «до себя», в — перепада давлений, /—реле давления 1'Д 'и, олиосильфонная односопловая сборка, нормально-открытый клапанок, 2 - то же, нормально- nitpi.i i i.ill клапанок; 3 — реле давления РД-За, грехеильфонная односопловая сборка, нормально- открытый клапанок; 4 — регулирующий клапан РК-1 нормально-открытый м§ри1С11ЫЮ-управляющим устройством, рас- 4 Мишиным на работу с клапанами с мембранным гидроприводом типа РК-1, VPIVl Характеристика прибора ТМП: дав- '№нис раулируемой среды 1,6 МПа, диапазон нтчройки - от 10 до 150°С, зона пропор- п.посги — до 6°С, зона нечувствитель- до 0,5 °С, давление рабочей среды — in (!,.' до I МПа. Изготовитель — завод и?1М||Ц1мрибор» (г. Улан-Удэ). I* с i у II я i о р температуры блоч- h i,i II i и и а РТБ состоит из датчика ТМП н |»«м vпирующего смесительного клапана РМ п применяется в открытых сетях. Н*ч у иmi op обеспечивает pei улирование путем И1н|мгч11инл11ия сетевой воды к обратной и tammy гиегемы отопления от опорожнения мри Пи пином водоразборе. Изготовитель — мни i « I ппюирибор» (г. Улан-Удэ). 1'*|уляторы косвенного действия электрические I'i i v'Ml p у ющ ие приборы типа IM ){> ныиускаются в нескольких моди- '«пнч< Приморы Р25.1, РС29.1 в комплекте с датчиками давления ММЭ, МЭД, ДМ-Э или ДС-Э выполняют функции регулятора давления, в комплекте с датчиками расхода ИР-51, ДМ-23573 или ДМЭР (с сужающим устройством) — функции регулятора расхода, а с датчиком ДМЭ - функции регулятора перепада давлений. Приборы Р25.2, РС29.2, укомплектованные одним термопреобразователем сопротивления ТСМ-5071, применяются как регуляторы температуры воды на горячее водоснабжение, а в комплекте с двумя термопреобразователями сопротивления ТСМ-5071 и ТСМ-6114 — как регуляторы температуры воды на отопление зданий tnojl согласно заданному отопительному графику f 1|О ( = = / Сн). Схема включения прибора Р25.2 показана на рис. 6.3, а. Технические данные Р25: пределы плавного изменения параметров динамической настройки — коэффициента пропорциональности — 0,5 —20, времени июд- рома 5 — 500 с; минимальная »оиа нечувствительности ±0,2 Ом (для Р25.2), выходной сигнал для управления исполнительным устройс1вом — напряжение 24 В иосюяи- ного гока от внутреннего исючнмка или
G от ИР-51 к задатчикц программного устройства а) ПТ-ТС-68 Г" ■W- 12 Н 16 182022 24 26 БСД 27 23 25 12 29 к ycmooucmSu управления клапаном 25ч939нж ,748-36 1 jt i! 4 1 4 1 it Рис 6 3 Схемы включения электронных регулирующих приборов для регулирования отопительной нагрузки зданий а - на базе прибора Р25 2 (разработка АКХ им К Д Памфилова), б — на базе прибора РП4-У (разработка ВТИ - Мосжилниипроект) в - на базе прибора Т 48 ЗБ (разработка МНИИТЭП) fH — датчик температуры наружного воздуха гпод — то же подающей воды на отопление t^p — то же обратной воды из системы отопления Гверх t^m — датчики температуры внутреннего воздуха в помещениях верхних и нижних этажей здания G — датчик расхода воды НП — нелинейный преобразовате ib на базе прибора БСД — блока суммирования и демпфирования ПТ ТС-68 нормирующий преобразователь 220 В переменного тока от внешней сети по контактной или бесконтактной схеме Возможно подключение внешнего задатчи- ка, имеет встроенные органы управления клапаном вручную или дистанционно Масса — 5 кг Изготовитель приборов Р25, РС29 — Московский завод тепловой автоматики 70 Аналогичные модификации и функции имеют регулирующие приборы типа РП4У, РП4П и РП4-Т Чебоксарского завода электрических и исполнительных механизмов Приборы РП4-У могут осуществлять регулирование расхода сетевой воды на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха (н Для этого к входам
прибора подключаются • датчик расхода (ИР-51) с выходом 0 — 5 мА, термопреобра- тватель сопротивления (с инерционным устройством) через нормирующий измери- 1сльный преобразователь (ПТ-ТС-68) и нелинейный преобразователь с выходом 0-5 мА, реализующий требуемую зависимость (см. рис 6.3,6). Приборы регулирующие Т-48 (слитые с производства) и Т-48М (выпускаемые взамен Т-48) mhoi офункциональные и предназначены: для регулирования разности температур йоды в подающем гпод и обратном fO6P iрубопроводах отопления или только в подающем (обратном) трубопроводе зданий в шинсимости от температуры наружного tmuiyxa tH — приборы Т48-1 и Т48-1Б; I4KM-1; приборы Т48-2 и Т48-2Б, приборы 148-5 и Т48-5Б, приборы Т48М-2 - то же, •по и приборы Т48-1, но дополнительно с коррекцией по температуре внутри помещений, усредненной по нескольким (до носьми) датчикам температуры; приборы Т48-3 и Т48-ЗБ (схема включения показана на рис. 6.3, в) — то же, что и приборы Т48-1, но с дополнительным каналом регулирования в зависимости от разности температур воздуха внутри помещений верхних teepx и нижних ГвИЖ этажей или противоположных фасадов, соответственно усредненных в пределах каждой из двух групп по нескольким (до 4 в группе) датчикам температуры; прибор Т48М-4 — для двухканального по- фасадного регулирования, приборы Т48-4 и Т48-4Б; Т48М-3 — для регулирования температуры воздуха в помещениях, усредненных по нескольким (до 6 или 8) датчикам температуры; прибор Т48М-5 — то же, что и приборы Т48М-2, но с дополнительным мультиплексным блоком, позволяющим осуществлять пофасадное регулирование двух фасадов (зон) одним регулятором с усреднением по двум датчикам температуры на каждом фасаде; прибор Т48М-6 — то же, что и приборы Т48-1, но дополнительно регулирует температуру горячей воды. В приборах Т48-1, -2, -3, -5, Т48М реализуется ПИ-закон регулирования, в приборах Т48-4 — П-закон, в дополнительном канале прибора Т48-3 — трехпозиционное регулирование. В качестве датчиков применяются медные термопреобразователи сопротивления градуировки 23. Масса прибора Т48 16 кг, Т48М — 8 кг. Изготовитель — Могилев-Подольский приборостроительный завод. Регулятор температуры типа ЭРТ-1 осуществляет регулирование температуры воды на отопление согласно отопительному графику с коррекцией по температуре воздуха в четырех контрольных помещениях, а регулятор ЭРТ-5 - поддержание разности температур подающей и обратной воды в зависимости от температуры наружного воздуха. В качестве датчиков используются медные термоиреобразователи сопротивления градуировки 50М, поставляемые комплектно с регулятором Масса прибора 2,7 кг. Изготовитель — Moi и.ieB-Подольский приборостроительный завод. Регуляторы с применением приборов Р25, РС29, РП4У, Т48, Т48М, ЭРТ мо1ут применяться в ГТП, насосных станциях, а приборы Р25, РС29, ЭРТ, Т48М - в МТП (ввиду их относительно низкой стоимости). Для регулирования отпуска теплоты на отопление зданий эти приборы применяются при условии присоединения систем отопления к сети с помощью насоса смешения или водонагревателя. При элеваторном присоединении систем отопления в МТП применяются автоматизированные элеваторы, состоящие из автоматического регулятора и регулируемого элеватора (с регулируемым соплом, с регулируемым байпасом, двухсоплового). С элеватором с регулируемым соплом выпускаются: электронный регулятор отопления «Электроника Р-1М» — предприятием Минэлектрон- прома и автоматизированный элеватор ЭРСА — Экспериментальным заводом коммунального оборудования АКХ им. К. Д. Памфилова (г. Москва). Для дооборудования существующих элеваторов заводом «Киевкоммунтехника» освоена система автоматического регулирования теплоты САРТ. Регулятор температуры электронный РТЭ с заслонкой ПРЗ применяется для зданий с непосредственным присоединением к сети бифилярных сие i см отопления. Закон регулирования — пропор циональный. Регулятор рассчитан на р.инм\ с одним или четырьмя медными 1грм<» преобразователями сопротивления цмчуи- ровки 50М. При пофасадном роушроиииии отопления здания РТЭ устанантн.н-ки но одному на каждый фасад. Р.-ир.Нммчик — институт «Челябинск! раждампрт-к i » Для регулирования гемпер.п уры иочдуха в приточно-вентиляциоимич yi шпонках мо- f ут применяться р е г у л я i < > р i.i i с м п е р а- т у р ы электрические iи и и ТЭ1ПЗ (двухпозиционные) и ТJ1Н (фехпозицион- ные с встроенным имму ii.iiii.im прерывателем). Датчиком япляск'я медный 1ермо- преобразователь сопроi инчепии iридуироккп 71
Таблица 6.18. Техническая характеристика регулирующих клапанов Обозначение клапана (давление и температура регулируемой среды) 25ч939нж A,6 МПа, 250°С) 25ч940нж A,6 МПа, 250 °С) 25ч914нж A,6 МПа, 200 °С) 27ч905нж смесительный трехходовой @,6 МПа, 150°С) Диаметр условного прохода, мм 25 40 50 80 25 40 50 100 150 200 50 80 100 Kv, мч 16 40 63 160 16 40 63 160-250 400-630 630-1000 27-56 34-118 40-169 Масса, кг 26,9 34,1 42,3 50,0 21,5 28,0 35,8 100 153 310 46 68 90 Тип исполнительного механизма МЭО-6,3/10-0,25 ЕСПА-02-ПВ МЭО-16/63-0,25Р80 МЭО-100/63-0,63Р ПР-1М 23. Технические данные: пределы настройки — от -40 до 0; -20-г +20; 0-40; 20-60; 40-80; 60-100; 8О-12О°С, зона возврата (нечувствительности) — от 0,5 до 10°С; длительность импульса 0,5 — 10 с и паузы 1—300 с; основная погрешность +1 °С. Масса 2,5 кг. Эти приборы могут применяться и для включения и отключения насосов различного назначения по достижении заданной температуры среды. Изготовитель — ПО «Промприбор» (г. Орел). Электрические исполнительные устройства Клапаны регулирующие с электромоторным исполнительным механизмом являются двухседель- ными органами для изменения расхода регулируемой среды с фланцевым присоединением. Устанавливаются на горизонтальных трубопроводах приводом вверх. Характеристика клапанов дана в табл. 6.18. Изготовители — завод «Красный Проф- интерн» (г. Гусь-Хрустальный, Владимирская обл.); Чуфаровский арматурный завод (Ульяновская обл.) B5ч914нж). Для управления регулирующими органами диаметром выше 100 мм клапанов Т-356, Т-366, 6с-7 и других могут быть применены однооборотные исполнительные механизмы типа МЭК, МЭО (Чебоксарского завода электрических исполнительных механизмов) и типа МЭОБ и МЭОК (Московского завода тепловой автоматики), которые должны сочленяться с органами рычагами и тягами. Характеристика регулирующих органов и способы сочленения 72 изложены в [112]. Исполнительные механизмы управляются от регулирующих приборов через пускатели или усилители. Электронные регулирующие приборы устанавливаются на щитах (утопленный монтаж) при условии отсутствия сильной вибрации и значительных магнитных полей. Монтаж электрических цепей питания и связей с датчиками и исполнительными механизмами производится по схемам внешних соединений заводов-изготовителей и по проекту медными (сечением 0,75—1,5 мм2) или алюминиевыми (сечением 2,5 мм2) проводами и кабелями. Силовые и измерительные (слаботочные) цепи выделяются в отдельные линии связи. Приборы на щите должны быть заземлены согласно ПУЭ. Регулирующие клапаны устанавливают на горизонтальных трубопроводах. До и после клапана трубопроводы должны иметь прямые участки длиной не менее 10D. 6.4. Аппаратура телемеханики и телеизмерений Аппаратура телемеханики является техническим средством диспетчеризации и АСДУ (АСУТП) теплоснабжения и служит для двухстороннего обмена оперативной информацией между центром управления (диспетчерским пунктом) и контролируемыми и управляемыми объектами системы теплоснабжения. Типы и основная характеристика средств телемеханики, применяемых в тепловых сетях, приведены в табл. 6.19. Для телемеханизации тепловых сетей от ТЭЦ Опытным заводом средств автома-
Таблица 6.19. Характеристика серийно Марка аппаратуры 1слемеханики ГМ-320 IM-32I IK Л О IM-I20-1 ТМ-120-2 КТС-ЛИУС-2 Контур-23 УВТК-300 Информационная емкость, на 1 КП ТС 56 40 768 (ма! 1КГ 256 (ТИ СТО5 НИЖ 16 ТУ ТР ТИТ Суммарно 48 объектов (по вызову) Суммарно 16 объектов: ТУ D), ТИТ D по вызову) и 8 ГГС (вызов громкоговорящей связи) 768 (симал [ или 32 Т ретр вдего) естоян 8 192 (токовое), 96 (временное) ьные на ШКП) 8 анслируег фовня — дий урове 192 64 чых с 60, ТУ нь — 1 8 тии 192 8 ниже- — на 28) выпускаемых средств гелемехаиики Состав и структура 1ПУ-32КП, радиальная; 1ПУ-96КП при включении трех КП в одну линию транзитом 1ПУ-24КП, радиальная 1ПУ-31КП-248ПКП, радиальная на каждом уровне (ПУ, КП, ПКП) 1ПУ-30КП, радиальная, цепочечная, древовидная 1ПУ-30КП, 1ПУ-16КП при работе с ТМ-120-1, цепочечная Определяются при конкретном проектировании 16 120 8 120 Из числа ТУ 10 256 128 1ПУ-16КП, радиальная, цепочечная, древовидная 1ПУ-99КП, радиальная куется с ЭВМ Нет Нет Да Да Да Да Да Да Завод- изготовитель Завод «Промав- томатика» (г. Житомир) ПО лемеханика» (г. Нальчик) ' ПО ЗИП (г. Краснодар) ПО «Телемеханика» (г. Нальчик) Харьковский завод КИП (СКБ САУ) Петрозаводский завод ГУПП МЖКХ РСФСР Завод «Промав- томатика» (г. Житомир) Примечание. ПУ — пункт управления; КП — контролируемый пункт: ПКП — периферийны! КП; ТС, ТУ, ТР, ТИТ — см. ниже; ТИИ — телеизмерение интегральное.
тизации и приборов Мосэнерго изготовляется комплекс аппаратуры для РДП теплосети. В качестве датчиков для телеизмерения текущих значений (ТИТ) применяются: для измерения давления и перепада давлений воды — манометры типа МЭД, а также манометры типа МС-Э2, ММЭ, ДМЭ и другие манометры, имеющие выходной сигнал постоянного тока 0 — 5 мА (см. табл. 6.6); для измерения расхода воды — дифма- нометры-расходомеры с выходным сигналом 0 — 5 мА или 0 — 20 мА (см. табл. 6.9 и 6.10) и индукционные расходомеры ИР-51 для диаметров трубопроводов до 300 мм и ИР-56 для больших диаметров; для измерения температуры воды — термопреобразователи сопротивления (см. табл. 6.5) с нормирующими преобразователями (ПТ-ТС-68) с выходным сигналом 0-5 мА; для измерения электрической мощности — измерительные преобразователи типа Е-829 с выходным сигналом 0 — 5 мА. В качестве датчиков телесигнализации (ТС) используются: для сигнализации предельных значений давления в схемах блокировки и автоматического включения резервных насосных агрегатов — электроконтактиые манометры типа ЭКМ-IV (см. табл. 6.6) и датчики перепада давлений типа РКС; для сигнализации предельных значений температур в схемах контроля, блокировки и включения насосов — приборы типа ТЭ1ПЗ; для сигнализации состояния оборудования (насосов, выключателей линий 6—10 кВ и др.) — блок-контакты магнитных пускателей электродвигателей или промежуточные реле положения выключателей, а также контакты выходных элементов устройств автоматики и защиты; для сигнализации положения электрифицированных задвижек и регулирующих клапанов — контакты их концевых выключателей. Телеуправление (ТУ) и телерегулирование (ТР) осуществляются путем воздействия выходных реле контролируемых пунктов телемеханики на пускорегулирующие устройства управляемых органов (задвижек, клапанов, электродвигателей насосов, задатчиков уставок регуляторов). На диспетчерском пункте при аналоговом воспроизведении телеизмерений используются, в частности, узкопрофильные приборы типа АСК с классом точности 0,5, выпускаемые заводом «Вибратор» (г. Ленинград), заводом «Электроточприбор» (г. Омск). Для оборудования диспетчерского пункта могут быть применены щиты и пульты, выпускаемые заводом «Промавтоматика» (г. Житомир),— секционные мозаичные щиты типа ЩЦСМ-1 и металлические сборные секционные диспетчерские пульты КЗСП-1. Раздел третий РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Глава седьмая РАСЧЕТНЫЕ И СУММАРНЫЕ РАСХОДЫ ТЕПЛОТЫ, ОТПУСКАЕМОЙ ИЗ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 7.1. Расходы теплоты на отопление и вентиляцию зданий Определение расходов теплоты, отпускаемой потребителям из тепловых сетей, является первым этапом при проектировании этих сетей, а также при разработке схем теплоснабжения. Такое определение должно производиться отдельно по каждому виду теп- лопогребления, а в точных расчетах — по каждому зданию или группе однотипных зданий. Отпуск теплоты из водяных тепловых сетей может производиться прежде всего в системы отопления, вентиляции или кондиционирования воздуха зданий, предназначенные для поддержания в помещениях заданных нормами комфортных условий. 74
и первую очередь температуры воздуха tBH, а также его состава независимо от колебаний температуры наружного воздуха гн. В климатических условиях СССР поддержание заданной температуры воздуха в помещениях требует подачи теплоты в течение значительной части года, называемой оюпительным периодом (см. прилож. 1). Расчетная температура воздуха в помещениях ft,, определяется в основном назначением них помещений, а в некоторых случаях ткже климатическим районом, к которому 0 i носится данный населенный пункт (см. примечание к табл. 7.1). Сводка значений fj,1,,, составленная по нормам проектирования жилых [28], а также основных групп общественных зданий [30 — 43], приведена в utfiu. 7.1. Там же оговорены допустимые и ощимальные интервалы значений /Рн для нроишодственных помещений различных ка- 1 «норий в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76. ( ||едус! учесть, что значения rgH по табл. 7.1 шипомея только к помещениям, преобладающим и соответствующих зданиях и оговоренным п >той таблице, а поэтому они при- 1ПД1П.1 юлько для приближенных расчетов |»м колон теплоты на отопление зданий в Hf'toM. В соответствующих нормах указаны 4ничемин г|}н для разных видов помещений й 1ЛННИИХ, используемые при проектировании vHi'ifM оюпления в этих помещениях, а |ёк*е для точною определения суммарных |еплоты на отопление здания в Наиболее распространенными являются водяного отопления, использую- и качестве теплоносителя горячую воду £ ptUMCiiioH 1емпературой на входе в систему lit imi oi 85 до 150°С. Такие системы |Ы1НН)ИИ1ОГси, как правило, едиными для всех данного здания (центральные иоляного отопления). Для некоторых категорий зданий норма- лопускается или рекомендуется систем воздушного отопления, в |Й1п|н.и 1сплоносителем является подавае- и помещения воздух, нагретый в кало- ик не более чем до 45 °С, а в ка- i реющей среды используется горячая |H»«t i расчепюй температурой на входе ( 1И IV) (' (водовоздушные калориферы). i Hi 1гмы воздушного отопления мО1ут ИМ м, ktik астральными, оборудованными li<iit|<iii|ip|)iiMMH установками для обслужи- цмии in си или части помещений здания, ii* и МСЧИН.1МИ с размещением калори- фИ111» и (нмих отапливаемых помещениях. Панину i сиаемами отопления, обеспе- 4Hhi«imiiihmh |<>л1>ко заданную температуру »■••»» «ч пи MiioiHx ipynn зданий требуется соблюдение также других санитарно-гигиенических показателей, например поддержание нормативной относительной влажности воздуха в помещениях (обычно в пределах 30 — 65%) независимо от поступления влаги из различных источников. Кроме того, в производственных и некоторых группах общественных зданий имеет место загрязнение воздуха различными вредными веществами (газами, парами, аэрозолями), предельно допустимые концентрации которых в воздухе помещений оговорены в санитарных нормах [52]. Поддержание заданного состава воздуха в помещениях за счет удаления из них влажного или загрязненного воздуха и поступления соответствующих количеств наружного воздуха, часто с его предварительной обработкой, должно обеспечиваться системами вентиляции этих помещений. Воздухообмен между помещениями и атмосферой осуществляется прежде всего за счет воздухопроницаемости наружных ограждений, особенно через неплотности в местах их стыкования со световыми проемами (окна, фонари) Такой способ воздухообмена, называемый инфилы рацией, происходит за счет разности давлений между воздухом в помещениях и атмосферой, обусловленной в основном разностью температур наружною и внутреннею воздуха, а также обдуванием зданий ветром. Если поступающие в результате этого в помещение расходы воздуха оказываются недостаточными для поддержания его заданного состава, то инфильтрация может быть дополнена периодической аэрацией помещения путем открытия окон, форточек, наружных дверей и т. п. Совместное использование инфильтрации в аэрации (естественная вентиляция) для жилых зданий обычно считается достаточным. Но естественная вентиляция не может обеспечить поддержания заданного состава воздуха в общественных и производственных зданиях с выделением вредных веществ. В таких случаях помимо использования естественной вентиляции требуется сооружение систем побудительной вентиляции, которые могут быть вытяжными с удалением заданных расходов воздуха из помещений, как правило, за счет работы вентиляторов с электроприводом, или приточными с подачей этих расходов из атмосферы. Поступающий в помещения наружный воздух при отсутствии ею подо1 рева имеет в течение огопителыюю периода температуру существенно ниже нормативной для данного помещения, а стало быть, охлаждает его. Такое охлаждение может быть компенсировано, в частой и, дополнительной подачей i сил о i i.i oi сие i см оюплс-
Таблица 7.1. Расчетные температуры воздуха ^н в преобладающих помещениях зданий различных групп Наименование групп !даннн по их назначению Преобладающие помещения Наименование Расчетная температура воздуха Примечания Нормативный документ Жилые здания квартирного типа и обшежшия I. Жилые здания Жилые комнаты 18 или 20 П. Общественные здания В зависимости or климатическою района [28] Больницы и диспансеры Родильные дома Амбулатории и поликлиники Общеобразовательные школы и школы-интернаты Детские дошкольные учреждения Профессионально-! ехни- ческие, средние специальные и высшие учебные заведения Клубы Театры Кинотеатры Здания конструкторских и проектных ор[анизаций Здания управлений Гостиницы Дома быта, ателье, мастерские, приемные пункты Бани Прачечные Магазины Предприятия общественного питания Спортивные сооружения Палаш для взрослых Палаты Кабинеты врачей Классы и кабинеты Спальни ясельных групп Аудитории Зрительные залы Зрительные залы Зрительные залы Проектные залы и ком- на1ы Рабочие комнаты Номера Помещения для изготовления и ремонта Раздевальные, душевые, ванные Сушильно-гладильные и стиральные цехи Торговые залы продовольственных товаров Торговые залы промышленных товаров Залы, раздаточные, буфе I Ы Спортивные залы и катки 20 22 20 17, 18 или 21 20, 21 или 22 18 16 19-21 14 18 18 20 18 25 15 12 15 16 - 18 — — — В зависимости от климатического района То же — — — — — — — — - — — — 35] [35] [35] [31] [30] [32] 37] 40' 36; 42] [43] [39] [41] [41] [41] [33] [33] [34] [38] Производственные помещения (рабочая зона) при легких работах (катеюрии I) III. Промышленные здания — 20-23 19-25 Оптимальные значения Допустимые значе- чения ГОСТ 12.1.005-76 То же 76
Продолжение табл. 7.1 Наименование i рупп мнипй по их нашачеиию 1о же, при работах средней 1яжес1и (категории Па) In же, мри работах средней 1яжесш (категории 116) In <ке, при тяжелых рабо- |.|\ (к.меюрии 111) 1 lli'iioMOi агепьные здания и помещения Преобладающие помещения Наименование — — Помещения для отдыха Расчетная температура воздуха ,Р ор 'ВН' ^ 18-20 17-23 17-19 15-21 16-18 13-19 18 Примечания Оптимальные значения Допустимые значения Оптимальные шаче- ния Допустимые значения Оптимальные значения Допустимые значения — Нормативный докумен 1 ГОСТ 12.1 005-76 То же » » » » » » » » [45] Примечание Характеристика к тиматическнх районов СССР, в пределах коюры\ прини- мш(Iси жачения расчетной температуры воздуха t\H дтя жипых и некоторых групп общественных i шипи, приведена вместе с соошетствующими каргами территории СССР в нормах [6, 20] мни, чю должно оыть учтено при их расчете. При шачительных масштабах выделения upe tiii.ix веществ или повышенных требованиях к составу воздуха в помещениях (.очешиие побудительной вытяжной и естест- пепной веити 1яции обычно оказывается не- /inciaiочным В таких случаях необходимо применение систем побудительной приточной ПС1ИИЛЯЦИИ с подачей наружного воздуха в помещения вентиляторами. Системы приточной вентиляции могут быть либо центральными (общеобменными) с подачей воздуха во нее вентилируемые помещения данного здании, либо местными (воздушные души, омшеы, завесы). Во избежание нарушения комфортных условий нормами [20], как правило, запрещается подача в вентилируемые помещения наружною воздуха темпера- |урой ниже 5°С. Соблюдение этого требования приводи i к необходимости подогрева в течение отопи- [ельного периода наружною воздуха до его подачи в помещения Для такою подогрева используются те же калориферные установки, что и для систем воздушного отопления За счет подачи нагретого воздуха в отапливаемые помещения можно частично, а иногда и полностью, покрыть его потребность в геплоте. Такое объединение воздушно! о отопления и приточной вентиляции значительно снижает капитальные вложения и упрощает эксплуатацию систем, а поэтому рекомендуется нормами [20] Поскольку при естественной вытяжке бесполезно выбрасывается в атмосферу вся теплота, необходимая для Haipeea воздуха от его наружной температуры до нормативной в вентилируемых помещениях, более экономичными являются комбинированные системы приточно-выгяжной вентиляции с частичной утилизацией теплоты удаляемого из помещений воздуха для подогрева наружного воздуха. Такая утилизация может быть достигнута рециркуляцией, т. е. подмешиванием забираемого из помещения воздуха к наружному воздуху, поступающему в калориферную установку. Возможная аепень рециркуляции, т. е. отношение расхода воздуха, забираемого из помещений и подмешиваемого к наружному воздуху, к полному расходу подогреваемого воздуха, определяется санитарно-гигиеническими фебованиями, 01 овариваюшими минимальные расходы наружного воздуха, который должен быть подан в помещения [20]. Другим способом утилизации теплоты воздуха, забираемого из помещений, является рекуперация, г. е нагрев наружного воздуха 77
до поступления его в калориферы удаляемым из помещений воздухом в поверхностных теплообменниках-теплоут илизаторах. Однако из-за больших капитальных вложений установка таких теплоутилизаторов должна быть в каждом случае обоснована технико- экономическим расчетом [20] В некоторых случаях даже приточно- вытяжные системы вентиляции в сочетании с отоплением и удалением пыли из подаваемого воздуха не в состоянии обеспечить по шержание заданных параметров воздуха в помещениях, предъявляющих особо жесткие требования к этим параметрам В таких случаях необходимо объединение функций систем отопления и венттяции в е шных системах кондиционирования воздуха. Такие системы должны обеспечивать поддержание заданного состава возтуха, а также значений его температуры и относительной влажности, зачастую различных для помещений разного назначения в одном здании, и притом не только в отопительный, но иногда и в летний период. Основными аппаратами системы кондиционирования возтуха являются кондиционеры с калориферами для подогрева воздуха и контактными или поверхностными воздухо- охладите 1ями. Определение потребности в теплоте систем отопления, вентиляции или кондиционирования воздуха базируется на анализе тепловых балансов отдельных помещений или зданий в целом в течение отопительного периода. В расходной части этих балансов учитываются прежде всего тепловые потери помещений или зданий в окружающую среду QT и через их ограждающие конструкции (наружные стены со световыми проемами и гверьми, верхние покрытия, полы, расположенные на грунте или над неотапливаемыми по шалами). Вторым слагаемым являются расходы теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в помещения за счет инфи 1ьтрации или подачи системами приточной вентиляции QBO,,. В приходной час.ти этих балансов согласно нормам [20] должно учитываться поступление теп юты в воздух помещений в результате внутренних тепловыделений в них QT B, связанных с пребыванием людей и теплоотдачей осветительных и других электрических и газовых приборов, а в производственных помещениях — также с тепловыми потерями печей, аппаратуры и трубопроводов. Некоторые количества теп поты периодически поступают в помещения через остекление световых проемов за счет солнечной радиации (инсоляции) Qmc- Однако такое поступление носит переменный характер, а также зависит от широты местности, облачности, ориентации световых проемов по странам свега и т. п. В наиболее холодные месяцы отопительного периода, особенно в северных районах, тепловой эффект инсоляции незначителен Согласно нормам [20] поступление теплоты в здания за счет инсоляции Qmic подлежит учету только при составлении их тепловых балансов в летний период, а для отопительного периода можно принимать QillK = 0. Если при каких-либо режимах сумма слагаемых Q1 п + Q „„,-,, по!счи1анных при нормативной температуре воздуха в помещении f£H и наружной температуре гн, превышает сумму слагаемых Q, „ + Qm,L, то для поддержания нормативной температуры необходим приток теплоты в помещение за счет работы систем отопления, вентиляции или кондиционирования волуха Qr. В результате тепловой баланс помещений или зданий в целом может быть представлен в ви ie Q. .. + Qbo, , = Qt + Q. в + Qhhl- G.1) Отсюда Qi = (Q. п + бвоз ,) - (Qt в + Qhhc)- G-la) Значения QT n, gB031, Q, в и £инс непрерывно изменяются в сезонном, суточном и даже часовом разрезах. Особенно подвержены таким изменениям слагаемые QHHC и Qhoi I- Более устойчивыми являются значения QT „ в связи с влиянием тепловой инерции ограждающих конструкций, в основном наружных стен, благодаря которой кратковременные колебания температуры наружного воздуха слабо отражаются на температурах внутренних поверхностей этих отражений, а стало быть, и воздуха в помещениях. Тепловые балансы зданий по формуле G.1) обычно рассматриваются в суточном разрезе. Однако сиедует иметь в виду, что из-за незначительности эффекта тепловой инерции в части тепловых потерь через заполнения световых проемов, а также его отсутствия у таких слагаемых тепловых балансов, как QBOi, и QHHt, даже при равномерной в течение суток подаче теплоты QT в помещения, что характерно для систем, присоединенных к теп ювым сетям, неизбежны некоторые колебания температуры воздуха в помещениях, допускаемые нормами [20]. Если здания оборудованы раздельными системами отопления и приточной вентиляции, то значение QT в формуле G.1) соответствует сумме значений отпуска теплоты бот + Qeenr от этих систем. Определение тепловых потерь зданий через их ограждающие конструкции производится по нормам [20] отдельно по каждому 78
ti i исконных видов этих конструкций (наружные с юны, заполнения световых проемов, мокры 1ия, полы) с последующим суммированием по формуле G.2) )/iecb hK - расчетная поверхность дайною пида ограждающей конструкции, м2, а Н¥ сопротивление теплопередаче ограж- uiioiHcii конструкции, м2 • К/Вт При этих рщмсрпосчях значения Q, „ по формуле G.2) иырижикмея в ваттах. Определение значений Як для ограждаю- шич конефукций, однородных по толщине, прок ИЮДИ1СЯ по формуле Л.= --+^-+— - G.3) ci» ав„ и осн — значения коэффициен- HMI юнлоогдачи соответственно от воздуха помещения к внутренней поверхности ограж- И1н)|цих конструкций и от их наружной по- иерхносчи в атмосферу, Вт/(м2К). В качестве ||»счс1мых значений этих коэффициентов для ОЮПИ1СЛ1.НОГО периода в нормах [8] реко- меидусюя^рринимать авн = 8,7 Вт/(м2 К) и *„ — 23 Bi/(m2K). Влияние ветра на эти шнчснии подлежит учету только при расчетах дни лешего периода. Значения 8К, м, и А„. \\\/(м- К), соответствуют толщине и тепло- мроиодности ограждающей конструкции. В нормах [8] приведены значения кк дни сфоительных и теплоизоляционных ма- icpналов, а также конструкций из них. Входящий в формулу G.2) коэффициент и шиисит от ориентации ограждающей кон- Сфукции по отношению к наружному воздуху. Как правило, он принимается равным единице, кроме перекрытий как чердачных, iiiK и над неотапливаемыми подвалами или подпольями, для которых значения п по нормам [8] указаны в пределах 0,4 — 0,9. В соответствии с формулой G.2) тепло- IIые потери через ограждающие конструкции пропорциональны разности температур между воздухом в помещении и наружным иочдухом гвн — fH. Максимальные значения них тепловых потерь соответствуют так иашваемому расчетному режиму, при котором температура гвн совпадает с расчетной для данного помещения г£н, а температура f,, — с расчетной для систем отопления 't|JO1, вентиляции fP вен1 или кондиционирования воздуха f р конл применительно к данному населенному пункту. При выборе этих температур необходимо использовать данные по следующим характерным температурам наружного воздуха г„: абсолютной минимальной температуре за весь период наблюдений /„'"'d6c (расчетный параметр В по нормам [20]); средней температуре наиболее холодной пятидневки ^Ш1|1Я| за 30 —50-летний период (расчетный параметр Б по нормам [20]); средней температуре наиболее холодною периода fJJ1"" x, средняя длительность которого соответствует 15% общей продолжительности отопительною периода в области наиболее низких 1емператур, но не более 25 сут (расчетный параметр А по нормам [20]). Значения этих расчетных темпераiyp наружного воздуха для многих населенных пунктов приведены в нормах [6, 20]. а более детально — в [99]; они частично воспроизведены в прилож. 1. Согласно нормам (0] для систем скопления в качестве расчетной должна во всех случаях при1тимахь£я СР£ДНЯЯ температура наружного возду_ха J4aiji6ojiee. холодной пятидневки г^1Ш пят = г[)от (расчетный параметр Б). "Следуе! учесть, что значения г}," приведены в нормах [6] в двух вариантах, а соо[вегствующих различной обеспеченности, а именно 0,92 и 0,98 Там же оюворено, что за исключением особо ответственных объектов при проектировании следует использовать т^1ько^нач^ш1я^ соответствующие обес- печенности 0,92. Эт^1_же_зшч^1шя_рз£аетно.й температуры воздуха г^"" пят, гтриведенные в прТДюжёнйй^ должны применяться при проектировании систем общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления вредных веществ или компенсации местных отсосов этих веществ, а также для воздушных душей, завес и для систем кондиционирования воздуха (за исключением систем с особыми требованиями, обосновывающими принятие для них в качестве расчетной абсолютной минимальной температуры наружно! о воздуха г",1Ш| '|бс = гР ко"'; расчетный параметр J5) Только для систем общеобменной вентиляции, как естественной, так и с механическим побуждением, предназначенных для удаления избытков теплоты и влат и, нормами [20] предлагается в качестве расчетной исходить из^ средней температуры воздуха наиболее холодного периода t™'m х = Гр, пемт (расчетный параметр А). После определения значений максимальных тепловых потерь Q? п для расчетного режима эти значения для любого другого режима могут быть подсчитаны по формуле f ~ f /7 Д) Vj п У г и р poi • ' вн ' н Расходы теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в вентилируемые по- 79
мещения при любом режиме, подсчитывают- ся по формуле У ВО! I = "BOj l^ UO4 И'вН "" 'il) = ~ PuOi V ВОЫ£ ВО1Л ('ВН ~ '«/• ('•->) Здесь GHOii, Ki/c, и FB0U, mj/c - соответственно массовые и объемные расходы поступающею в помещение наружного воздуха при ei о исходной температуре tu и температуре воздуха в помещении fBH; свои * Ю00 ДжДкг ■ К) — средняя массовая удельная теплоемкость воздуха при давлении 0,1 МПа и в обычном ия расчетов по формуле G.5) интервале 1емператур (от —25 до +25°С); pBOJjl«l,25 ki/m3— средняя плотность воздуха в -лом интервале. От расходов теплоты Q40S1, подсчитываемых по формуле G.5), следует отличать поступление ее в помещения за счет работы калориферов систем вентиляции или воздушного отопления. Эта величину опре 1еляется по формуле г jKoii _ .нач\ _ — I' .• n /гко" — rHd4l П (\\ ~~ ' ка I1 uojjKBon v'kj i 'kJ.i'- \ i•у>) Здесь Gha,, кг /с, и УКЛ1, м'/с — cooi- ветственно массовый и объемный расходы воздуха через калориферы при его температуре на входе в калориферы t"^'\ и на выходе из них г£2". Фактическая температура воздуха на выходе из калориферов /£"'[ может быть как выше, так и несколько ниже расчетной для воздуха в помещениях г^ В первом случае при значениях Qaem, больших QBoiJ, отпуск теплоты в помещение от системы отопления должен быть сокращен на величину разности Qbch\ — Choi !■ а потому сумма значений Qor + Queur остается неизменной. Если же значения Qeoia больше QBeill, ю отпуск теплоты 01 системы отопления юл жен быть соответственно увеличен. Покрытие расходов теплоты (?инф за счет инфильтрации воздуха в помещение при отсутствии при i очной вентиляции может достигаться гонько путем дополнительного отпуска теплош системой оюплеиия. При этом величина £>ш,ф определяется по формуле G.5) с подстановкой в нее вместо 0'воэл расхода воздуха, поступающего в помещение за счет инфильтрации GllHl^. Для определения значений (;Ш1ф при различных режимах в нормах [20] приведена сложная методика, учитывающая помимо разности температур fUH — iH также сопротивление воздухопроницанию различных элементов ограждающих конструкций, в основном уплотнений окон, и скорость ветра, изложены упрощенные способы определения расчетных расходов теплоты на инфильтрацию воздуха. В частности, для жилых зданий допускается оценивать эти расходы по фор- муие «нф — ' ж 'и )• Здесь FM, м2 — суммарная площадь пола жилых комнат (см. {} 7.3). Расходы теплоты бинф при различных разностях температур fBH — fH и упрощенных способах расчета можно приб шженно принимать пропорциона.1ьными л ой разности. Кроме тепловых потерь на инфильтрацию воздуха нормами [20] предусматриваются надбавки на основные 1епловые потери QT п в виде определенного процента от них, зависящие от ориентации наружных ограждений по странам света, в размере 5—10%, а также на так называемые бесполезные потери теплоты в системах отопления в размере 10% (при обосновании до 15%). Все эти надбавки можно учесть единым коэффициентом PHai6 = = 1,10—1,25, относимым к слагаемому QT n. Исходя из приведенных выше данных и формул G.1а), G.2) и G.5) тепловые балансы отативаемых помещений при любом режиме работы для системы отопления в сочетании с естественной вентиляцией (инфильтрацией) и внутренними тепловыделениями могут быть преде(авлены следующим образом при <2ИЫС = 0 Qr - бо. = е, п + Синф - е. в = RK \ K J G.8) Для сочетания системы отопления с приточной или приточно-вытяжной вентиляцией соответственно получаем <?, = Qor + 2вен, = ( V fK ^1 = (^ВН ~ ^»1 I Ри,1 10 / П ~Z I" "ВО1ЛСВОЗД I ~ Ут В- G.8а) Из-за илличш слагаемого QTB значения Qr по формулам G.8) не являются прямо пропорциональными разности температур fBn ~ гн- как эт0 имеет место при 6т в = 0. В подобных случаях для упрощения расчетов целесообразно исходить из значений условной температуры наружного воздуха 1УН. при которой потребная подача теплоты в помещение обращается в нуль, поскольку сумма тепловых потерь через ограждающие конструкции и па подсырев наружного воздуха равна внутренним 1спловыделениям в помещении [145, 146]. В соответствии 80
i l/Ил) ti i условная температура состав 1яет О '.„ ^ f^~ <7 9) ft 11 if ) п к + GB, (< Bt,, При hi 1ичии только естественной вснти шипи l к iyci принимать Gami — GMH|> Внут- кнлоны те 1ения Q, в как прави ю 1Ю1СЯ одинаковыми при всех темпера мри шружною воз туха гн от этой it Miipp_j i уры не завися! также С1агаемыс /. i и свсн GB( t (при \сювии •ни |ои1К IB i расхода возтуха GB1, ) Toi ia шгн ним разности ?вн — ?,v, также не зависят m it'Miicpaiyp воздуха tm и /, а потому НМ«1М I ClllUfl / П ~"+ ^DOiICBO 1 1(АН~"'н) G 10) При () , = 0 ti = tw а форму ia G lO) прнпим ler вид Q = бот + бвеит = „ £„оз1 ('вн ~ '».) I7 И) С реди раз тчных режимов работы систем топления и венти 1яцни основным является расчетный режим при котором расходы iоплоты в этих системах достигают максимума Отношения значений раз шчных состав лнющих тетово! о батанса при 1юбом ре жиме к этим значениям при расчешом режиме представляют собой безразмерные параметры зависящие только от отношения 1екущих и расчетных значении рашостеи температур 1 ак для тетовых погерь чере? ограждающие конструкции зданий таким на раметром в соответствии с форму юй G 4) является ветичина G 12) Эта величина обычно называется от но сительной отопительной нагрузкой и обо та чается <ро1 Из сопоставления форму т G Н) и G 11) следует что пропорциона ibHOCTi между расходами теп юты на сиетемн отопления вентиляции и кондиционирования воздуха и разностями температур г£н /, может иметь место то 1ько при исключении из теплового баланса внутренних тепло выделений Ее ж же их учет необходим то относительные отопите гьные нагру жи уже не могут соответствовать формул G 12) а потому подсчитанным по ней значениям не 1есообразно присвошь название относительных тепловых погерь и обозначение Ф! П Учет втияния внутренних теп ювыдете- ний на раслоты теплоты системами отоп- 1ения а также их сочетаниями с системами приточной венги 1яции проще bcci о досги- i аегся с помощью безразмерного параметра относите аных ien ювыде тений характеризуемою соотношением Ф = -^ - 1В 6+б Q, .-«о-М + с, воз V- иозд 'вн 'н_ М)Н ~ 'и G 13) В случае сочетания систем отоп тения с естественной венти тяцией величины GB0W с ie 1ует заменить на Оинф При этом значения Qt B можно принимать одинаковыми при всех режимах Тогда для отцетьных систем отопления или их сочетания с системами вентитяции рассчитанными на ту же температуру наружного воздуха tf,OT при расчетном режиме попучаем fp _ Отсюда при (В1( = г'вн и Ол в =" б? в имеем Ф, ,=*Р?в/Фтп G 14) Соответственно для ус ювной темпера- т^pы наружною воздуха /„ получается выражение 'и ~ 'вн Ф| bUbh 'н / V 1ЧЛ> Д 1Я приб шженной оценки внутренних icn ювы де 1ений в жилых зданиях нормами [20J рекомендуется исходить из их величины н размере 21 Вт на 1 м2 п тощади пола помещений оборудованных отопите тьными приборами (см ^7 3) При отсутствии систем приточной венти- 1яции и покрытии расходов теплоты на инфитьтрацию за счет систем отопления формула G 8) дня расчетного режима может бьиь представлена следующим образом е? = Qpm = ( V F \ = (fl - tU[ Рна№ > я -^ + Си|1фсвоэд G 15) V Z_j кк / В этом случае имеем Q'or 81
tl-tH = Фт_п^:_ф1в_= у p от i _ p 'н 'н 1 Фт в *р ^р от 1 1\ 1п \ ВН 'Н G.16) Для величины фот, соответствующей формуле G.16), целесообразно сохранить наименование относительной отопительной нагрузки. Эта величина совпадает с таковой для относительных тепловых потерь только при отказе от учета внутренних тепловыделений, когда ф-, в = 0 и 11 = f£H, а потому При наличии в здании раздельных систем отопления и приточной вентиляции, рассчитанных на одну и ту же температуру наружного воздуха t%m, внутренние тепловыделения учитываются при расчете систем отопления, а расходы теплоты на инфильтрацию — при расчете систем вентиляции. В этом случае для систем отопления сохраняет силу формула G.16), а для систем вентиляции она видоизменяется следующим образом Фвстп ~ Г) Г) Г, ГгР Увент _ ^возл^'вн ~~ ~ Q\ QP ^bo _ГР н/ i-i i ~j\ 'н / Величина фвен1 по формуле G 17) называется относительной вентиляционной нагрузкой. При одинаковых расходах подогреваемого наружного воздуха в течение отопительного периода имеем GBma — G{j03J, a потому Фвет = Фт п = G.17а) В оговоренных нормами [20] случаях, когда системы приточной вентиляции рассчитываются на температуру наружного воздуха г^ВСН1 более высокую, чем для систем отопления t%0T, вместо формулы G.17) получаем _0ъет__ ^bomU Фвент - „р ~р ,р ,р _ рвенц- ^ло' В этом случае равенство G%mx-=G\m^ может иметь место только в той части отопительного периода, которая соответствует температурам наружного воздуха не ниже f p вент 7огда имеем in — В" н Увент — р _ р вент 'вн 'н G.18а) В течение остальной, наиболее холодной части отопительного периода тепловая нагрузка систем вентиляции должна оставаться постоянной и равной расчетной, т. е. 82 Фвент = 1> что возможно только за счет сокращения расхода подогреваемого наружного воздуха по мере понижения его температуры от r{jвен1 до tf,0T в соответствии с формулой tP _ tp вен1 Сво,, = СР01, в"р " . G.19) 'вн ~ 'н Максимальное сокращение расхода наружного воздуха имеет место при tH = = fP 0T, когда ^р ^р вент G_ /-;p 'вн mi „Beiii/^p (*] \а„\ ВО31 — UBO3l р р~О~~Фт п UBOiI- {1.1УЛ) fBH 'Н Здесь »р _ ^р ве1П вент 'вн 'и Фтп - iO „о7 G2О) Величина ф^ представляет собой значение относительных тепловых потерь, соответствующее расчетной температуре наружного воздуха для систем вентиляции ff, BeHVJKaK явствует ю значений t% от и fP, ве , приведенных _в прилож. 1, эта величина при 'вн — 18 °С обычно находится в интервале Ф«йт = 0,6-0,8. Помимо расходов теплоты при расчетном и друг их режимах, характеризующихся температурами воздуха £вн и £н, во многих случаях необходимо определение суммарных расходов теплоты системами отопления и вентиляции за заданные промежутки времени (месяц, отопительный период) или за периоды, характеризуемые заданными интервалами среднесуточных температур наружного воздуха (например, в интервале от 0 до -10°С, выше 0°С и т.п.). В обоих случаях при таких расче1ах следует исходить из значений средних температур наружного воздуха г„р за данный период или интервал температур воздуха /„, полагая постоянными значения температур воздуха в помещениях гВн — гвн» d члкже других параметров, влияющих на расходы теплоты (QT B, Рнлдб) Суммарный расход теплоты Q<p>MM B течение 1юбою периода при известных для него значениях t^ может быть подсчитан по приве 1енным выше формулам с включением в них длительности этого периода z, а также подыановкой вместо ttl соответствующих средних значений ?^,р Таким же путем по |уча»отся усредненные шнчелия относительных тепловых noiерь и iiai рузок систем оюпления и ж напиииции Ф -Р . '»" '!т '! тсР _ ,У - »"* °' Ф,'„ G.21) G.21а)
__ ..ер веиг "возд ~ф1 01 G.216) 1чии системы вентиляции рассчитаны ип iv же 1смнературу наружного воздуха, •по и сиосмы отопления гр от, то значения (,*,'' но исех формулах G.21) совпадают, а в фирму 1С G.216) следует заменить ?£вен7 на (['" I ели же значения tf,вент выше, чем (['". .1 н рассматриваемый период попадают tyikii e наружными температурами в интер- мичо oi (рве|П до гр01, то значения г„р и формуле G.216) отличаются от таковых и О1М11Ы1ЫХ формулах G.21) и должны ни к'иммиаться отдельно. В обоих случаях • iи i vMMiipnoro расхода теплоты получаем от - tc+GSsr. = z№Qb + Ф^„герве„т). G.22) При измерении длительности периода , I, для суммарных расходов теплоты по формуле G.22) получается размерность Джоуль. Поскольку в климатологических iприночпиках [99] значения длительности, ник правило, приводятся в сутках (zcyl), mi при их использовании в формулу G.22) i iioiiyci вводить повышающий коэффициент ИМОО. Кроме того, системы приточной вен- IIIииции обычно функционируют не кругло- lyio'ino, а только в рабочее время соот- меклнуюших общественных или производ- мнениых зданий. В таких случаях в суммарные расходы теплоты системами вентиляции снижен быть введен коэффициент [}суг, равный оi шипению средней суточной длительности риГины этих систем к 86400. При укрупненных расчетах по различным группам общест- иениых зданий нормами [22] рекомендуется исходи ib из среднего числа часов их работы и 1ечение суток, равного 16. что соответ- ешусг значению |3CV1 = 0,67. В результате формула G.22) приобретает следующий вид: дсум = Qc>m + ffir = - К6 4002сут(фотРССт + РсутФвМБен,)- G.22а) Определение суммарных расходов тепло- ii.i системами отопления и вентиляции чаще iicci о приходится выполнять для отопитедь- iioi о периода в целом. Данные о средней продолжительности ною периода z0T для различных населенных пунктов совместно со средней темпера- |урой наружного воздуха за этот период 'нР °т приведены в нормах [6] (см. также прилож I), i ле их значения отнесены к двум p.i i nriiiMM юмиературам наружного но11\ч,1 i him iirii I HVU4HMM началу и концу Dioniiii мин (|чпм.| л именно: либо f','1" i ' и.. i i 1A ( ||рц пом имеется ссылка на указание Госстроя СССР о допустимости применения значений Г„акс = +Ю°С только для лечебных, детских дошкольных учреждений и домов-интернатов с расчетной температурой воздуха в помещениях гР,н = 20-f-22 °С (см. табл. 7.1). В нормах [22] упоминается только одно значение t„"""■' = + 8 °С, а в [20] все сутки со средней температурой наружного воздуха ниже t™AKC = 4- 10°С отнесены к холодному и переходному периодам. При определении суммарных расходов теплоты на отопление и вентиляцию зданий в целом по жилым районам нормами [22] рекомендуется исходить из усредненного значения температуры воздуха для жилых и общественных зданий гр„ = +18°С. Подсчитанные исходя из этой температуры и г„'1КС = +8°С значения фтРпог Для отопительного периода в целом почти по всем населенным пунктам находятся в интервале ФтР)|01 = 0>42 -г 0,55 (см. прилож. 1). В качестве типичного среднего часто принимается значение фсгрпот = 0,5, при котором средняя за отопительный период разность температур воздуха в помещениях и наружного гвн — гнР от составляет половину расчетной разности ?рн - гр °\ При точном определении суммарных расходов теплоты за отопительный период для систем вентиляции, рассчитанных на температуру наружного воздуха гр веш (параметр А) по формуле G.22), требуются данные о продолжительности той наиболее холодной части отопительного периода 2o°jl, в течение которой температуры наружного воздуха tH находятся в интервале от гр вент до rf, °\ а также о средней температуре наружною воздуха за эту часть периода rjfx0". При наличии таких данных значения ф^,,0/ могут быть определены по формуле тср от Фвент ~ tР _ fp fp' 1 RU * U G.23) Для укрупненных расчетов достаточно точным является приближенное соотношение ♦ Р _.ср<л (осР(" :4iu]_. G 23а) твеш - р рвет р hci 1 В» 'н *г г и 7.2. Расходы теплоты на горячее водоснабжение зданий Наряду с расходами теплоты на оюи- ление и вентиляцию зданий за счсч ее отпуска в горячей воде могут быть нокрьпы
также расходы теплоты на системы горячею водоснабжения этих зданий. Г орячая вода из таких систем может расходоваться на бытовые нужды в зданиях всех групп, а в производственных помещениях — также и на технолотические нужды. Бытовое горячее водоснабжение является одним из основных видов благоустройства зданий. По нормам для жилых и различных групп общественных зданий [30, 43] все они также должны оснащаться системами горячею водоснабжения, а для отдельных групп в соответствии с их назначением необходимы большие расходы i орячей воды (предприятия общественного питания, бани, прачечные, бочьницы, спортивные сооружения). Для систем т оряче! о водоснабжения, охватывающих здание в целом, температуру воды на входе приходится поддерживать не ниже уровня, соответствующею наивысшему из требуемых для водоразборных приборов различных типов. При этом снижение температуры до необходимой для прибора данного типа осуществляется за счет смешения горячей воды из системы с холодной, а соответствующий расход горячей воды составляет Cr = GCV1 '™^^. G.24) г, ~'х Здесь GCNI, кг/с, и гсм, 'С — расход и температура используемой горячей воды после ее смешения с холодной водой при температуре fx, °C; G,, кг/с, и г,, °С — расход и температура горячей воаы, поступающей в систему горячего водоснабжения. Расчет систем бытового г оряче! о водоснабжения основан на указаниях норм [19]. Этими нормами предусматриваются различные минимальные температуры i орячей воды перед водоразборными приборами, а именно 60 "С для централизованных систем горячего водоснабжения, присоединенных по открытой схеме, и 50 4' дтя этих систем, присоединенных но закрытой схеме (см. тл. 1). Максимальная температура воды перед водоразборными приборами из-ia опасности ожотов в любом случае не должна превышать 75 °С. При проектировании систем горячею водоснабжения следует учитывать требования норм [19] к качеству воды этих систем, которая должна соответствовать оговоренным в ГОСТ 2874-82 нормам для питьевой воды: химическим (сухой остаток, общая жесткость, содержание ионов железа), оришолетпиче- ским (запах, привкус, цветное! ь и мутность) и бактериологическим. Так как мим показателям по нормам должна соответствовать вода любых систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, то для получения горячей воды следует использовать холодную воду только из таких систем. При закрытой схеме это достигается подачей к нагревателям воды из водопровода, предназначенною для водоснабжения соответствующих зданий. При открытой схеме вода из хозяйственно-пи!ьевого водопровода или другого источника водоснабжения, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 2874-82, должна использоваться в теплоисточниках в качестве подпиточной ця тепловых сетей. При определении суммарных расходов вочы за какой-либо промежуток времени (обычно час или с\тки) следует исходить из количества и средней продолжительности включения приборов каждого типа в течение этого промежутка. Соотвегс1вующие значения как мгновенных, так и суммарных часовых или суточных расходов воды могут быть получены только путем измерений этих расходов в типичных система к с обработкой результатов статистическими методами. При этом по мере увеличения количества приборов в испытываемой системе водоснабжения и удлинения периода измерений полученные амплитуды колебаний расходов воды сокращаются, а расходы становятся бочее устойчивыми. Поэтому для централизованных систем, охватывающих группы зданий, каждое из которых насчитывает множество водоразборных приборов, суммарные секундные расходы воды могут иметь значение только для расчетов внутренних систем водоснабжения отдельных зданий. В системах, охватывающих целые микрорайоны, а тем более жиггые районы, втия- ние внутричасовых колебаний расходов воды гакже становится незначительным [116]. Поэтому при расчетах трубопроводов таких систем в качестве исходных принимаются расходы воды за f ч или сутки максимального водопотребчения. Эти расходы определяются в основном не средней продолжительностью включения отдепьных водоразборных приборов, а укрупненными показателями, зависящими от назначения и пропускной способности или вместимости зданий соответствующих групп. В нормах [19] представлены удельные показатели расходов горячей воды g?^ и ^1акс максимального водопотребления, отнесенные к единице пропускной способности или вместимости для зданий различных групп. В этих показателях температура горячей воды tf при закрытой схеме принята равной 55 ЭС, т. е. на 5 С выше, чем ее минимальная температура перед водоразборными приборами, с учетом того, что такая температура должна соответствовать средней в водоразборных стояках системы горячего водоснабжения »дания При открытой схеме
hmii *r нормами расходы горячей воды l»( MtMDi;ivi'ic« пересчитывать, исходя из ее . I» iiiiMI и-мперагуры в стояках, равной г, = - ft" < l.ihoii пересчет производится по iJ»M|iMV If г, - G.24a) Мри »!' ss C, tt — 65 °C и rx = 5 °C получаем It нормах [19] приведены также значении v irn.iiux показателей раскодов горячей in) ii.i t)iпесенные к средним суткам за ото- iiilit ii.in.iii период gl^r Эти значения целе- i iiidipii то использовать в качестве исходных ми пил расчетов по расходам теплоты на шричгс но юснабжение. При этом взамен к|||Ц|г ifiini.ix в нормах значений удельных Inn чп юн горячей воды за сутки gt^j''- i i \ i и ui час §"ч1акс, л/ч, максимального им ||ЦИ)|реГ)||Сния в таких расчетах проще in in him. hi соответствующих значений коэффициент» суточной КО1 и часовой Кч не- piiuiioMepiiociH, определяемых соогноше- IIIIHMII К _ рЛ'акс/рЛ-р . G 25) Кч = 24^ак7^с1<1Л • G.25а) РаСХОДЫ ВОДЫ geyx^ £с>\< gff^ B НОрМЭХ ||'J| укатны в литрах, но без ущерба для шчносги можно те же значения относить к I KI, чю удобнее при расчете расходов ИМП1О1Ы. В 1абл. 7.2 приведены шачения g^, m/cyi. для жилых и различных групп общест- мспиых и производственных зданий, отне- чмшые к единице их вместимости или пропускной способности, вместе с соответствующими значениями коэффициентов Ксу1 и Кч. Для многих групп общественных зданий, хараюеризующихся равномерным использо- минием в недельном разрезе (больницы, сана- юрии, гостиницы, театры, спортивные сооружения и др.), колебания суточных расходов поды по дням недели несущественны, а потому для них рекомендуется принимать /Сс>, = 1. Дли групп общественных зданий, работающих с выходными днями, характерны повышенные значения коэффициента суточной неравномерности: Ксуг = 1,15-^1,40. Методика определения расчетных (максимальных) часовых расходов горячей воды для зданий с заданной характеристикой водо- ра!борных приборов изложена в нормах [19], а результаты расчетов по этой методике /фиведены в [95, 143], откуда заимствованы значения А,, для oi ю п>ны\ жи n,ix ыаний или их i pvnii при омм.фном кочичесгне жи!с leu in IM) in „МИШО (ми i 7 \) Как видно из табл. 7.3, даже при общем количестве жителей порядка 10000 — 20000 чел. значения Кц, подсчитанные исходя из суммарного количества водоразборных приборов, существенно выше, чем по укрупненным показателям, приведенным в табл. 7.2 B,4-2,6 вмесго 1,9-2,0) Как показывает опыт эксплуатации тепловых сетей, работающих по открытой схеме, значения Кч по 1абл. 7 2 для жилых зданий достигаются только применительно к максимальным часовым расходам горячей воды по жилым районам в целом [116]. В нормах по проектированию [силовых се гей [22] для комплексов жилых и общее!венных зданий рекомендуются значения iC,, = 2,0 — 2,4. В табл. 7.2 отсутствуют те группы общественных зданий, для которых суточные расходы горячей воды по нормам [19] определяются исходя из количества произведенных процедур независимо от их длительности и удельного расхода воды на одну процедуру. В подобных случаях суточный расход горячей воды подсчитывается как проиведение ее удельного расхода на одну процедуру и суточно1 о количества процедур, а коэффициенты суточной и часовой неравно- мерностей в нормах не указываются. При отсутствии в нормах [19] соответствующих данных о расходах горячей воды на единицу пропускной способности или процедуру допускается определение расчетных расходов горячей воды исходя из ее характерного (максимального часового) расхода для данного типа водоразборного прибора и количества таких приборов. Полученные таким способом расходы соответствуют часу наибольшего водопотребления. Данные об удельных расходах горячей воды на одну процедуру или водоразборный прибор для различных групп общественных зданий сведены в табл. 7.4. При подсчете по этим данным суточных расходов горячей воды требуются дополнительные сведения о числе часов работы в сутки соответствующих систем, а также о длительности выполнения одной процедуры. В табл. 7.2 и 7.4 приведены данные только по расходам горячей воды н м. ki/ч или к!/суп Для определения по ним соответс!вующих расходов теплены н системах горячего водоснабжения сюдуеч нечо дит ь из формулы Q,B = G,ca(t, -to (/Л.) Здесь G, — расход горячей воды. мипрыН при определении расчетных расходом mi пни целесообразно измерять в ki/c. .i при щцп делении суммарных расходом шпини i.» любой промежуток времени и м ■ „ средняя массовая 1еплоемкосм. im h>i и ими р
хаи лица 1.1. Нормы расхода горячей воды за средние сутки отопительного периода gcclyT, кг/сут на единицу пропускной способности или вместимости зданий различных групп при % = 55 °С и разной оснащенности водоразборными приборами по нормам [19| и соответствую- щие значения коэффициентов неравномерности Ксут и К Группа зданий и характеристика водоразборных приборов Единица пропускной способности или вместимости 4ДЗНИЯ Средняя суточная норма расхода горячей воды на единицу пропускной способности Scvt- КГ/СУТ я Значения коэффициентов неравномерности А"сут Кч I. Жилые здания Жилые здания квартирного типа: с умывальниками, мойками и душами с душами и сидячими ваннами с душами и ваннами длиной 1,5—1,7 м при высоте зданий более 12 этажей и повышенных требованиях к благоустройству Общежития: с общими душевыми с душами при всех жилых комнатах с общими кухнями и блоками душевых на этажах 1 житель То же 85 90 105 115 50 60 80 1,18 1,22 1,14 1,13 1,20 1,17 1,12 1,90 2,01 2,00 2,01 2,52 2,81 2,00 II Общественные здания Больницы с общими душами и ваннами Больницы инфекционные Санатории и дома отдыха с ваннами во всех жилых комнатах То же с душами Амбулатории и поликлиники Детские ясли-сады с дневным пребыванием детей, столовыми и прачечными То же с круглосуточным пребыванием детей Учебные заведения с душевыми при гимнастических залах и буфетами Общеобразовательные школы с душевыми при гимнастических залах и столовыми Школы-ингернагы со спальными помещениями Театры Административные здания Гостиницы, мотели и пансионаты с общими душами и ваннами Гостиницы и пансионаты с душами в отдельных номерах Гостиницы с ваннами в отдельных номерах (до 25 /о общего числа номеров) То же (до 75% общего числа номеров) То же во всех номерах Парикмахерские 1 койка То же » » » » 1 больной 1 ребенок То же 1 учащийся и 1 преподаватель - То же 1 место То же 1 артист 1 работающий 1 проживающий То же » » » » » » 1 рабочее место 75 ПО 120 75 5,2 25 28,5 6 3,5 30 5 25 5 70 140 100 150 180 33 1,0 1,0 ,0 ,0 ,15 ,40 1,40 1,33 1,17 1,0 1,0 1,0 1,40 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,06 1,73 2,07 1,00 2,62 4,47 5,43 4,80 3,60 6,86 4,80 1,44 2,11 6,86 2,81 2,06 2,50 2,40 2,16 3,22 86
Группа зданий и характеристика водора(борных приборов Мш шины промтоварные Мйнпины продовольственные С'шдионы и спортивные залы с учетом приема душа Мливательные бассейны с учетом приема души Единица пропускной способности или вместимости здания ] рабочее место То же ] физкультурник 1 спортсмен 1 зритель 1 спортсмен Продолжение Средняя суточная норма расхода горячей воды на единицу пропускной способности о ' КГ CVT 5с>Т' NI ^У ' 5 65 30 60 1 60 таол. 7.2 Значения коэффициентов неравномерности А"су1 1,40 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 К, 6,86 4,00 2,00 2,00 2,40 2,00 III. Бытовые здания и помещения промышленных предприятий Цехи с тепловыделениями до 23,3 Вт ни 1 м% помещения То же с тепловыделениями более 23,3 Вт на 1 м^ помещения 1 работающий в смену То же 11 24 1,0 1,0 9,6 8,4 Примечания: 1. Нормы расхода горячей воды соответствую! средней юммер.мурц воды и водоразборных стояках систем горячего водоснабжения 55°С 2. Нормы расхода горячей воды в общественных зданиях вк почиюi >пч |>.к\од на обслуживающий персонал, посетителей и уборку помещений 3. Нормы расхода горячей воды в производственных иынимх п и\ пышных помещениях не включают эти расходы на душевые установки, котрые е 1еднч чщч i> щи. чомолнительно по табл. 7.4 вале от температуры холодном поды >, до температуры горячем поды г, (примерно 0 — 70 °С). В этих преде in\ пмчемпи юн ю еМКОСТИ ВОДЫ Съ HJMeilHIOUH ПГ IIM'III If П.ПО. а потому при расчет* p.uxo юн irn ним im формуле G.26) можно но пил i 1\'ипм при нимать единое значение -ПН'-. ;1* |м 1н [106]. При определении раехо ion icnnuu ■ и дует исходить из обоснованных к-мт |>,м \ \< ХОЛОДНОЙ ВОДЫ fx. В Норм.1\ | V | |к HiMiii дуется в качестве расчетом при пи\п и более точных данных npiiiniM.i 11 и мп< |•»• %, i• ч fP-0T = 5 °С для oiопте n./i.'i .> 111|<|1>>м и ?Р-' = 15°С для leinno n muni периода. Фактические т.п. пни «• -т. |. >.»|• ♦ > fx ПО ОТДеЛЬНЫМ мпшп i .<п|< п кшнр главным обра^()м x.ip.M. м |<н> ■ »•*-■■•• шни водоснабжения. м<ч \ i I'M м ... \,.„,>н i^, > ных управлениях м>мч u..i.> . ,,.,нц, ,м.* ПрИ ПС) I |1-|''| .Liu .|i ги. ip И темпера->pi.i ич> • » <" ' «• " ■■« ВОДЫ, /м1|К li ч.... , .ц| . ' ' и 7.4, и pn it it i it. i ... ..ч ..... м, , .. i пераi \|и.1 , .. <>и IOI1.I III) CO ИМ ИИ рои Н1МСНЯЮТСЯ В COOT- iu-it iMini i i|im|im\ mil G.26) и подлежат нерп Mi-i \ 111 ч и нюiношения (Г - t <Л »-Q\\ I—y- G.26a) H 'ihi i щи in, при ff = 55 °C и /£07 = - ^ • i in mi шинельного периода повыше- niif icmiip|I)|i vpw холодной воды до t{ ' = - M • н ipi ний период приводит к снижению |1й1 tiuion 1еплсцы на горячее водоснаб- ♦ рннг ни Д)%. В этот период рекоменду- ►■нв v'lMikmuib снижение расходов горячей им »ы ни 20% [22]. ('исходы горячей воды в часы наибольшем м водопотребления и соответствующие ни расходы теплоты являются исходными и||ц определении потребных поверхностей ши'юобмена водонагревателей [95]. Для их i пмрищения нормами рекомендуется при шогиетствующем обосновании предусматри- нй1Ь в системах горячего водоснабжения оIдельных зданий или их групп установку баков-аккумуляторов горячей воды [22]. При JTOM пики нагрузки горячего водоснабжения
Таблица 7.3. Значения коэффициента часовой неравномерности А"ч для отдельных жилых зданий или их групп при различном суммарном количестве жителей в соответствии с нормами |19] и результатами расчетов, приведенными в [95, 143] Суммарное количество жителей, чел Значения Кн для жилого здания или группы зданий 150 5,15 250 4,3 350 4,1 500 3,75 700 3,5 1000 3,27 Суммарное количество жиге пей. чел Значения /Сч для жилого здания или группы зданий 2000 2,97 3000 2,85 4000 2,78 6000 2,7 10 000 2,6 20000 2,4 Таблица 7.4 Нормы расхода горячей воды на одну процедуру или один водоразборный прибор для зданий различных групп при rf — 55 С по нормам [19] Группа »даний и характеристика процедур Предприятия общественного питания для приготовления пищи, реализуемой в зале То же, продаваемой на дом Бани для мытья в мыльной с тазами и обмыванием в душе То же с приемом оздоровительных процедур То же в душевой кабине То же в ванной кабине Прачечные: механизированные немеханизированные Душевые в бытовых помещениях промышленных предприятий Единица измерения 1 блюдо То же 1 посетитель То же 1 кг сухого белья То же 1 душевая сегка в смену Нормы расхода горячей воды на одну процедуру 12,7 11,2 120 190 240 360 25 15 на одну душевую сетку £гмак\ кг/ч 1 II III I g покрываются за счет разрядки бака-аккумулятора, а его зарядка, как правило, осуществляется равномерно в течение цикла, охватывающего либо сутки, либо их отдельные часы (например, ночные). В жилых зданиях такие баки размещаются редко в связи с повышенными требованиями техники безопасности и защиты от шума. В ином положении находятся общественные здания, особенно являющиеся значительными потребителями горячей воды. Для многих групп таких зданий установка баков-аккумуляторов горячей воды является необходимым условием их бесперебойного функционирования. При открытой схеме в соответствии с нормами [22] установка баков-аккумуляторов ПОДПИТОЧНОИ ВОЛ1>] INK 1С Се ПОДГОТОВКИ и до подачи в i еилош.ю ссш является обязательной для всех юплоисгочников (ТЭЦ, котельных). В лих нормах oi оворены значительные масппаПы pei у пирующей емкости таких бакок. cooihck шуюшей 8—10- часовому запасу icii кмы при среднесуточном расходе ceienoii но n.i n.i юрмчое водоснабжение. Однако yciiitiniik.i и,|кои-;|ккумуляторов горячей воды и mi muci очниках скапывается только на нмГI)рс их оборудования и режимок раГнны, но не па них режимах для ген ионы х ceiert, котрыо при наничии гаких баком определяются максимам.иыми расходами соевой воды, включая р;и(жра- емую н системы горяче!О водоснабжения.
i v'in11iM >mio обстоятельства в нормах [22] мрет М1н|I1нас1ся возможность размещения при ini«pi,iKiii схеме до 75% всей необходи- мнН рсч v шрукмцей емкости в баках-аккуму- iHMipim, уешиавливаемых в районах тепло- 11н1|п'|> 1п|ин (на районных или групповых ten 1иИ1.1\ nyiiKiax). Режимы работы тепловых ♦ cii'll in них тепловых пунктов в таких fh'niMn Mm у i рассчитываться исходя только Hi 1|1Г11п1ч суючных расходов сетевой воды пи пим'мы юрячего водоснабжения. Л"|1о шпульные осложнения, связанные i рг шмиерсмемными & суточном разрезе ре- ♦ iiMiiMii iiai ручки систем горячего водоснабжении, ни шикают из-за необходимости под- М'||*|нн1и шданных нормами минимальных leMiirpiti yp юрячей воды перед водоразборными приборами в периоды резкого сокра- Нмммн расходов этой воды, например в ноч- 1|нр нргми В >ги периоды тепловые потери |р>Пм1||)|>иолов систем горячего водоснабжении hi in малых скоростей воды приводят к i шипению ее температуры в конечных учим них систем, в связи с чем не только пнрушпююя нормативные требования к тем- першурс юрячей воды перед водоразборными приборами, но и возникают дополни- ipii.in.ic расходы воды и теплоты из-за слива himpcftttiелями остывшей воды из системы. Д||« сокращения таких потерь должна примени м.си постоянная циркуляция неразобранной полы по замкнутому контуру, резко шнжшощая влияние тепловых потерь на iPMiicpaiypy воды в конечных участках смоем. И нормах [19] содержится требование обеспечения циркуляции воды в централизо- мнипых системах горячего водоснабжения, и 1акже учета тепловых потерь подающих м циркуляционных трубопроводов при определении расчетных и суммарных расходов iciuiOTbi, подаваемой в эти системы. Таким оГ>разом, эти расходы для систем горячего водоснабжения определяются: Qh = G?cB(t?-ty + QPn; G.27) ^7 = С^'Ж - Ф + СГ,Г- G.27а) Здесь значения G^ измеряются в кг/с, GfyM — в кг при разности температур tf — - t$ = 50 °С. Тепловые потери б? п и Q?^ определяются протяженностью и диаметрами трубопроводов систем, а также разностями !ем- ператур между водой в этих трубопроводах и окружающей средой. Для компенсации этих потерь .необходим добавочный расход циркуляционной воды Gg сверх его расчетного расхода, определяемый [19] из соотношения <'■[;-ста<»л'Е- G.28) Здесь Q"°nl — расчетные или суммарные тепловые потери подающих трубопроводов систем горячего водоснабжения, a Arj} — расчетный перепад температур между подающими и циркуляционными трубопроводами этих систем, принимаемый равным 10 °С [19]. При закрытой схеме вода из циркуляционных трубопроводов поступает для до- грева в водонагреватели. Позтому протяженность двухтрубных сетей i оряче! о водоснабжения определяется выбором месм омоложения теплового пункта для рашещения этих водонагревателей, а точное определение значений Q% n, Q$y™ и G{] возможно iojii.ko при проектировании соответствующих цешрали- зованных систем горячего водоснабжения. При проектировании тепловых сеюи до iсиловых пунктов приходится прибран, к ориентировочной оценке этих значений В cooi- ветствии с описанной в [95, 143] метликой такой оценки все виды тепловых ноiерь учитываются поправочным коэффиииешом /Ст п на расходы теплоты, отпускаемой w\ систем горячею водоснабжения. При ком формулы G.27) видоизменяются следующим образом: Q?B = (l+K?n)GPcB(fP-W; G.29) ОТ = A + К ?Х) G^V,, (fP - ?Р). G.29а) В приведенных в [143] значениях Кл п учтено, что в часы максимального водораз- бора расходы циркуляционной воды, а гакже теплоты на ее догрев незначительны. В суточном разрезе эти расходы состоят из следующих слагаемых: 0,1 на полотенцесу- шигели; 0,1 на тепловые потери трубопроводов в зданиях при изолированных, 0,2 при неизолированных стояках и 0,05 на тепловые потери распределительных тепловых сетей В результате в качестве основного можне принимать значение К^™ =0,25. При ней полированных стояках это значение возраст ас i до К\у™ =0,35. а в случае отсутствия но ю тенцесушителей его следует принимать р.ш ным соответственно 0,15 или 0,25. Определение суммарных расходом н-н п. ты на горячее водоснабжение здании m формуле G.29) обычно выполняекя шш в суточном, либо в годовом разрею И in p вом случае в эти формулы поди.ши и соответствующие значения GJ->M in i.im / и 7.4 применительно к расходам трщи воды за сутки наибольшего водоншрги п пни т.е. с учетом коэффициента KUI llpn m« температуру холодной воды t[ cue iyci при нимать равной ее температуре к ттмти- питьевого водоснабжения данной» п.щ ни ною пункта применительно к и.мнимо ч- лодному месяцу юла.
Годовые расходы теплоты на горячее юдоснабжение зданий определяются по Формуле Q\°J = A + К?») GfP C>VB [z01 (fp - ff OT) + + bAzT0A-zm)((P-t[ ')]. G.30) Здесь значения Gfp cyi измеряются в :г/сут, а значения z0I и г|0Д, сут, соответствуют фодолжительности отопительного периода 1 всей продолжительности работы систем в течение года. В нормах [22] рекомендуется принимать :,01 = 350 сут исходя из двухнедельного пере- эыва в работе систем горячего водоснабже- 1ия в летний период для проведения ремонтов. Наконец, коэффициентом 5, = 0,80 учитывается снижение суточных расходов горячей воды в летний период. 7.3. Укрупненные показатели расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение При разработке схем теплоснабжения для определения расчетных расходов теплоты на отопление и вентиляцию зданий вместо методики, изложенной в нормах [20], необходимо из-за отсутствия исходных данных использовать специально разработанные укрупненные показатели, что и предусмотрено нормами проектирования тепловых сетей [22]. Такие показатели, полученные на основе анализа результатов точных расчетов но расходам теплоты на отопление и вентиляцию зданий, обычно относятся к 1 м3 наружною объема соответствующих зданий. Носкпщ.ку расходы теплоты на отопление С*..i " НС1ИИЧЯЦИЮ бвенр как ВИДНО ИЗ формул //.'I и G S). Г>е i учета внутренних тепловы- м- ii'iiiili примерно пропорциональны разит in irMiii'pii i ур наружного воздуха и воз- imii и помещениях »„„ — tH, в качестве таких v •• |• \ щи ниi.i ч инк.пл 1счей на 1 м3 наружного мГ1|»*1-1 1 мини 1М принимаются следующие ЛР VOI I и, ^тг; (?-31> „I I,,!'!:,, rp^vG-31a) II' и ./ , ii ,fu Hi/|m' К), опреде- in )• ч' iv i.imii (Ml) и G ^la), называ- ». ми nun v чеп.пмми отопитель- iiii-ni и s .- ...тми iirin и 1НЦИПНИЫМИ харак- ii ('Hi mi i и о М1.1Ч i пиши или их групп. ll(iiui,.i mi. между расходами icimoii.i hi i. i тмин и разностями температур воздуха fH), — /„ наруш.н-и ч и i чу- чае учета внутренних icii тми и н-пий Поэтому аналогично о i поен ic ii.iii.im hiiio- вым потерям по форму че G I ?) по ш ниш ио- ванно рассматривай i. нмчпшя ч , не фирм vie G.31) как удельные x.ip.ik u-piii шнм им юных потерь с/, п, харакicpii 1\гм|.м < шнпшигнисм Чл п с,1, П2) Кд('вн ~ 'и» Такое уточнение in iii> p. • ишиму, что обязательное 11. vu i.i nn\i| и» leipio- выделений в жи ii.ix i мним» ••юнор» iiii нии.- ко в последней ре i.i к пни iio|im | '<i| а риисс разработанных прты.м м| ц» имении расчетных расхоти ни ним i нюиис учитывались IO П.КО И и пни.и пои |Щ ПИШНЙ через ограждающие ими i|>\mhih < |щ iчич- ными надбавками Значения </|К|И по i|io|im\ u i ' Ни) i ipjiyci определять иехо ui m рмч. i hui.i на подогрев mip\*iio i,\»i Пропорциональность мели mi i <> mi't^ni (Л,,,,, и fBH — fH сохранней я i при s> юинн иод- держания noei ояшмч ii ри»",a ikm |ip|iiieMOio в калориферах n.ips* " шн i^ii ''мм i|r0» как правило, iiMeei ^ ihipmih приточной вент и 'immii и при и 1п»|И(у|1||ц пою воздуха не ниже /],'" " Значения \ ie и.пом » >\> \* if|iih mini rcn- jiOBbix потерь i мним ./ >.ibiii hi hi muoimx факторов и п|>1''К и м< * i о oi oi ношений наружных ii<»iif|iuioi и и oiihii-h^h мкдов ограждающих к нм n ни» ынннИ к их объему, a i.ih*i |.iihbih« щимсиий сопротивления и \« m'i*> «hi* muioi- рукций. В соот1»ен мши . tixpoH^tM |Kj iбедует выделять чеи.1|'| < ot ни* шнпнии конструкций (Л.ППШ i П и пно наружные i M|iv*iioll мпнсрх- НОСТЬЮ /\|. М п I 1||"|цн IphI(P*i| I Pll'li'HCpC- даче RLI, м ' К 1ь запО ПК мин - in i "in i • П|И1рМоВ (окон, (^ИЛ- КОННЫХ ilif|>iHl intHf4««iiiii М,|н / и|„ М2, И СОПр() Illli ii И'1' ' I » И 1О||Р|»И 1ЧЧГ Лцр, m2K/Bi. покрыI ми РУЖНОЙ Пот |^ нием ieii пни | | (I ИИ I. h |i»-ktii.ilии е иа- , 'i* н i oii|ioiiiiiJie- , I hi переем 11 им .1 i . >... о i 1,»ми и по то н.ями снаружи" (••! ' I , м' н юиро- тивлешн м ' ч" м '* " , ч>* b'Hi Зм.ги мин i i iя *и+1"|'| ии in oi рцж- ДаЮППН I "и м » чиП oii|it- П 1Й1о|1И 1111 ОСНОВНОМ -|"i • •■ i И I» tk|it нн> нш.н |>ас- чет.п in' и.', ||и|1'|1|, мннни iinpv*пыс CICIII.l ii' . i |'И tilti |till i Mil | |I|||||| I I. i ОММССГ- no i. i i in t HciitiiMK ii|>oi'moii при И\ i \ ii4 . a HiiKi |HIHK'I II, p.lMnoll
/■ш,р = /•;■, + /> G.зз) Odnicc соиро1ивление теплопередаче наружных счен с заполнениями световых проемов составляет Янар = A - Рост) Яст + рост^пр ■ G.33а) Здесь рост — коэффициент остекления Рост = Fnp/FHdp. G-336) Значения р^ определяются требованиями норм [9] к естественной освещенности помещений, в частности жилых комнат. Этими требованиями фиксируются значения коэффициента естественной освещенности при одностороннем боковом освещении в точках, расположенных на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от светового проема, и на высоте 0,8 м от пола. Исходя из этого коэффициента по описанной в нормах методике определяется необходимое соотношение между площадью световых проемов и площадью пола соответствующих помещений. Для жилых зданий значения коэффициента остекления обычно находятся в интервале росг = 0,10 ч-0,25 [113, 135]. По тем же нормам увеличение площади световых проемов сверх соответствующей нормативной естественной освещенности запрещается. Минимальные значения сопротивления теплопередаче различных видов ограждающих конструкций, кроме заполнения световых проемов, должны с учетом санитарно-гигиенических требований соответствовать указаниям норм [8], в которых приведены значения максимальной разности между расчетной температурой воздуха в помещении и температурой внутренних поверхностей различных ограждающих конструкций Дгк = = 'ви ~ г*"- Эта разность температур для жилых и многих групп общественных зданий по нормам принимается равной Af£" = 6 °С для наружных стен, 4— 5,5 °С для покрытий и чердачных перекрытий и 2 — 2,5 °С для других перекрытий. Этим заданным значениям Дг£н соответствуют минимальные значения R™"H, равные п(*Бн-'Е0Т) G.34) В частности, для наружных стен при ави = 8,7 ВтДм2 • К), Дг™ = 6 °С и ис1 = 1 получаем ПМИИ _ ' BH 522 /7 i/l.i \ G.34а) Для/покрытий и чердачных перекрыши при At*yK = 4 4- 5,5 °С и ппок = 1 в знаменатель формулы G.34а) следует подставляп. значения 34,8 — 47,8, а для перекрытий над подвалами или подпольями при Дгпёр = = 24-2,5 °С и ппер = 0,6 - значения 29,0-36,2. Для заполнения световых проемов используется одинарное, двойное или тройное остекление, а иногда стеклопакеты или пустотелые стеклянные блоки. Значения Rnp для таких конструкций, приведенные в нормах [8], определяются в основном количеством слоев стекла. В тех же нормах для различных типов зданий, а также интервалов значений расчетной разности температур воздуха fgH — fU 0T оговорены следующие минимальные значения Я^р" для жилых и многих групп общественных зданий: при rgH — fP,0T до 25 °С, т. е. при г£„ = = 18°С и fP°T ДО -7°С, R™n = = 0,17 м2-К/Вт, что примерно соответствует одинарному остеклению; при rgH - fgот от 25 до 44 С, т е нри fPH = 18 °С и fP°T от -7 до -26°С, R™" = = 0,39 м2К/Вт, что примерно соответствует двойному остеклению или двухслойным сгек- лопакетам; ПРИ fви ~ fGот от 44 Д° 49 °С, т. е. при гР„ = 18°С и гР°т от -26 до -31 °С, jR^p" = 0,42 м2• К/Вт, что примерно соответствует двойному остеклению в деревянных раздельных переплетах; при fP,H - rf?от свыше 49 °С, т. е. при fPH = 18°C и гР°т ниже -31 °С, R^H = = 0,52 м2 ■ К/Вт, что примерно соответствует тройному остеклению или сочетанию двухслойных стеклопакетов с одинарным остеклением. Подставляя эти значения Я^ри вместе со значениями Я^11" по формуле G.34а) в формулу G.33а), можно при заданном коэффициенте остекления рост определить минимальные значения К^"ри Для наружных стен совместно с их световыми проемами. При известных значениях FK и RK для ipex основных типов конструкций (наружных степ со световыми проемами, покрытий и перекрыт ий) расчетные тепловые потери мания могут быть определены по формулам G.2) мри нач и гн = а соответствующие значения удельной характеристики юпчовых потерь qT п (без учета повышающею коэффициента рнадб) — по формуле <?тп = G.35) Здесь по нормам [8] ппок = 0,9 4-1,0; "пор = 0,4 4-0,9. При этом (за исключением редко встречающихся зданий сложной кон- фи! урации) можно исходить из вертикальною расположения наружных стен, имеющих Q1
остоянную высоту h и толщину по всему аружному периметру здания в плане с сум- [арной длиной этого периметра Рм, а также з горизонтального расположения плоских окрытий и перекрытий, поверхности кого- ых лишь незначительно отличаются от лощади, занимаемой зданием в плане Fvv огда можно принять Цд = hFxl; FHap = = hPi,; Fn0K x Fnep як F,,. откуда для значе- ий цл п получается выражение G.35а) F J? h \ J? Я г >длнар " \ лиок лпер , Значения удельной характеристики теп- ювых потерь qr п по формуле G.35а) состоят в двух слагаемых, из которых первое зави- ит от конфигурации здания в плане, а вто- >ое обратно пропорционально высоте, но не ■ависит от конфигурации. При этом каждая юнфигурация здания в плане может быть характеризована безразмерным коэффи- хиентом СКОНф, определяемым соотношением t-конф = "ij/y ^зд? GJO) э г куда Р u/F u = Qom|>/l/^u • G.36а) Наименьшее значение коэффициента <онфигурации, т. е. наименьший периметр Р,л при заданной площади здания в плане Гзд, соответствует окружности, для которой Скоиф = 2|/тг = 3,545. HecKOjibKO больше это значение для квадрата: Сконф = 4 [113, 135]. Для часто встречающейся конфигурации здания в виде прямоугольника длиной / и шириной b при отношении т = 1/Ь больше единицы имеем • <" Ф- 2(т + 1) G.37) Скш,ф по формуле G.37) воз- Itin. 1.mo имеете с отношением т = 1/Ь от •1 и|»и »i I чо 6,96 при т = 10. Итон.пя равенство K3I = /iFu и соот- iiiiiiiciiiic G Ui), выражение для qx ,, можно ирг к iiiini 11. и пиле ('комф G.37а) формуиы G 37;i| следует, что при щачепнях нхилятих п нее величин, крAмс наружною объема 1дапия VV1, удельная хлракюриоика тепловых потерь qT „ riociciicniio снижается по мере увеличения этою обьема. При заданном объеме здания имеется оптимальная высота его /i0III, соответствующая минимальному значению qTn, возрастающая пропорционально куоичпному корню из объема п составляющая оничпо не более половины ширины и.шни |11'|. Однако сооружение зданий m,i юп ih.koii.i при значительной площади и п мне штя- ется экономически нецелесообр.1 uii.im .i ниад- рагная конфигурация )ланип. кроме одноэтажных, несовместима с порм.пшшимп ipc- бованиями к ecTCciueiinoMV ш щпнппю помещений [9, 52]. В результате s ишня и m.i u.hk.i и пышс ИМеЮТ ОбыЧНО ИрЯМОУ! О II.Щ ю МН|ф||| yjlH- цию в плане с oiношением i niin.i i> ширине т = I/b от 2 до К) формула G,37а) моле в следующем ви ie Г Д in i.м its i шнмй i и.111. н|ч и I an teiia 2 1 + ■+ G ЗК) Как видно И! G здания b снижение фиыором, i шннй, яв) при 11 ппишн ширине пи \ и м.пнп <ирик1 е- ристики тепловых ноiepi. миФ1 i ш.ш. hocihi- нуто прежде всего w i *u i \m мнении m ношения длины к ширине- in I l> и и шачи- тельно меньшей cienniii ы • 'и i уипшчепия его высоты. Основным коне I р\ к IIIи 11i.iM влияющим на теп ими.к нопрм ляется выбор матери.I u im|>\ •■• ih.iч i юн и их толщины, чем онреичшшщ щи«it-iiiiм Ru. Увеличение эгих {н.пепни i.i t -n i применения конструкций наруАимч м> MiiiepniuiOB меньшей теплопромо пик i м и ш (мшыней толщины сопряжеин с пи ip,u пишем капитальных вложении н.i i <И1|1\ ,м пне |дапия, которое должно бы 11. инр.ш ии\ч ин ми немой экономией расходом u-iiIum.i пи по шоп- ление. В отличие of MiiiniM.iii.iii.i4 шичсний R™"", заданных порхыми |и| <>n i нмшм.пые значения R™ опреде ин<>и ч п\пч и-чиико- экономического р^счем <и р.! .»■ i.ik'i1111к конструкций, являющс! си ti inщ i,i и ii.iii.iM при типовом проектирои.нмш i мини Мподика такого расчета, ipeo\ пим.ш ниш п.нпыння большого количеств т м> mm i.inin.i4. описана в [8, 94] H.iAiivio |м. и, при пом играют климатические n.ipiMiipn шиною населенного пункта, шнмшм мчи определяются годовые теп юш и 11• • i >^)>п пития, а стало быть и kmoih.ii i.np.m.i пи ею отопление. Как слепы m (/ ' эти i одовые теплоиые попри одного комплексной) киим.ми' метра Ркл, а именно и (/ ?2а), .niintii от Входящие в форм\ i\ средней длительности оют (/ 34) ММЧП1ИЯ ' псрИО-
да zo, и средней температуры воздуха за лог период rjfor для многих населенных пунктов приведены в нормах [6], а частично в прилож. 1 Как oi оворено в нормах [94], значения экономически целесообразного сопротивления теплопередаче R£ приближенно MOi ут быть представлены формулой = Л G.39а) Здесь А — коэффициент, определяемый 1ехнико-экономическими показателями oi- раждаюших конструкций, а гакже стоимостью тепловой энер) ии. Расчеш ограждающих конструкций по G.30а) подтверждают целесообразность повышения их сопротивления теплопередаче по мере перехода к районам с более суровыми климатическими условиями. При общепринятом изготовлении наружных стен жилых зданий из сборного железобетона в виде крупных блоков или панелей необходимое сопротивление теплопередаче достшается за счет включения в конструкцию стен специального теплоизоляционно!о слоя (утеплителя) в виде изделии из минеральной или стеклянной ваты, пенопласгов и т. п (см гл. 5). В конструкциях стен из кирпича стандартных размеров повышение их сопротив- тения теплопередаче может быть достшнуто в основном за счет увеличения количества слоев кирпича в кладке Со1ласно нормативным документам [51] в задании на разработку типовых проектов зданий должна быть оговорена расчетная температура наружною воздуха для систем отопления гР,01. причем в качестве базового принимается значение г[] баз = —30 С, что примерно соответствует средним климатическим условиям на территории СССР (см прилож. 1). Помимо базового в типовых проектах часто разрабатываются варианты с другими значениями гР, ог, обычно Kpai- ными 5 °С. При этом в пределах диапазона значений разностей температур Дгрс" = = ±2,5 °С возможно использование единых проектных решений с заданными значениями Я,.п ^пок и Кпер, а стало быть, с постоянной удельной характеристикой тепловых потерь qT п. В таких случаях пересчет теп ю- вых потерь зданий с принято!о в типовом проекте значения rft^n на соответствующие другому значению ?{] °' производится по формуле Щ и = <2Р п гип "[г J-p-07 G40> / 'пи 'и тип ВместК; с тем возможности изменения значений QP,, при переходе к дру! им расчетным темпера|урам наружно/о воздуха r|JOI oi раничены требованиями норм [8] в части минимальных значений сопротивления теплопередаче отдельных видов ограждающих конструкций при любых расчетных температурах tf,ог Соответствующие этим минимальным значениям суммарные тепловые потери зданий с учетом коэффициента Рн.нб могут быть представлены следующим образом. G 40а) Все cjiaraeMbie расчетных тепловых потерь Q?JfaKC в формуле G.40а), кроме последнего, соответствующего остеклению световых проемов, вообще не зависят от расчетной разности температур воздуха г£н — гр, о1 В последнем слагаемом нормированные значения Я1ф", как отмечено выше, существенно возрастают при переходе к большим значениям разности температур ^к —fg°\ а поюму значения степени зависят от этой разности. Если приближенно принять, что суммарные тепловые потери <2тпакс по формуле G.40а) остаются примерно постоянными даже при существенных изменениях расчетной разности температур f^H — fE 01, го соотве!ствующие им значения удельной характеристики тепчовых потерь <у, п обратно пропорциональны расчетной разности темпс- paiyp гЕн — t{J °\ а именно: p _ fp pi вн £н оач G41) 1 " гР _ грот 'вн 'н В )том случае для поправочного климат ического коэффициента ркл к тепловым потерям, учитывающего для данного насс- icHHOi о пункта отклонение ею расчетом юмперашуры t%0Т от принятой за базоиут 'нолч» получается выражение а fP _ fPgT Чт п п _ 'вн 'нба< „баз "KJI ,p »р от G.41а) В частности, при значениях t\n — 18 СС и гР^ат = -30°С имеем 18 - G.416) Значения Рк, по формуле G.416) убываю! по мере снижения расчетной наружной тем- ncpaiypbi rjj01 от 2,67 при fp от = 0 °С до 93
Таблица 7.5. Значения поправочного коэффициента CКл к удельным характеристикам тепловых потерь зданий qrn при разных расчетных температурах наружного воздуха р.Ът Расчетная температура наружного воздуха ,Р от 'Н > °с 0 -1 -4 -5 -9 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55 Значения коэффициента (Зкл при t по различным источника\ С s | | EO£L 1,42 A,41) A,36) A,34) A,27) 1,26 A,18) 1,09 A,05) 1 @,94) 0,88 — — — s I а § Я о С 2,05 A,97) A,75) 1,67 A,47) 1,45 1,29 1,17 1,08 1 0,95 0,90 0,85 0,82 0,80 S а а* •е-1 Её 1,76 1,70 1,54 1.50 1,35 1,33 1,21 1,12 1,05 1 0,96 0,92 0,89 0,86 0,84 >н=18°С 1 \о i sis о я ё 1,96 1,77 — 1,53 _ 1,32 1,19 1,08 1 0,93 0,87 0,80 0,74 0,70 Представительный город для расчетов по формуле G 426 Наименование города Батуми Баку - Дербен! - Форт Шевченко Луцк С га роду Г> Саранск Свердлоиек Томск Илимск Турухапек Якутск ) Оюпи ю п.мый период г1 о (■ о 5 -. п ж •> ?. I9 i С 1' м 1 .'1 11 •> 1-^ ПК IK/ .ми .40 .'.'К .•и :ко о Ц о <я Red и а ^ + 7,6 + 5,1 — + 3,8 — + 0,6 -0,2 -2,3 -4,9 -6,4 -8,8 11,2 -19,1 -21,2 Примечания: 1. Значения, приведенные в скобках, получены nvu-м шш-йиоП ншерноляции соответствующих табличных значений. 2 Климатические данные по предешвительным городам приняты по Н d м nu*r прилож. 1). 3. Значения климатического параметра Ркп для представительных i «ми' '«ч» ишцчи шиныс по формуле G.39), составляют от 1258 для Батуми до 4809 для Саранска F.1 юное чппшис) и до 9957 для Якутска единицы при r{J0T=—30°С, а затем до 0,658 при ?С01 = -55°С. Для получения укрупненных показателей расходов 1еплоты на отопление обычно использую 1ся значения Р^, определяемые только расчетной наружной температурой t% 0T и находящиеся в интервале между единицей и значениями, соответствующими формуле G.416). I) частности, эти значения могут быть подечтапы по укрупненным показателям расчеi пых расходов теплоты на отопление зданий, приведенным в нормах [22]. Такие значения, включенные в табл. 7.5, находятся в ншервале от 1,42 при г£от — = 0°С до О.ХХ при rfiol = -40°C. Наряду с ними в рашмх источниках приводятся значения ркл, существенно более отклоняющиеся or единицы, чем полученные по нормам [22]. Так, но данным [77] они находятся в интервале oi 2,05 при rfj От = 0°С до 0,80 при £Р от = - 55 С (см. табл. 7.5). В отдельных с ivi.ui ч | I .V ) принодятся формулы для опреле юпим шачсиий [\кч по известным темпер.п\\w\\ i\'tll n i\]"', причем определенные по ыким i|hi|imviium шачения, также включенные и uiii > / ^. пцходятся в интервале между шпни-ц шукшшми данными [22] и [77] О мmн«> ни пшчения и формулы приведены in* i dihu иоиннпн и не увязаны с методикой к-мшко хюипмических расчетов, изложенной к ипрмин |94] и основанной не на зиачшпнч i\','", n на продолжительности отопи и* ii.iidi о периода zOT передней температуре n.i|<\ *ши м тмдуха за этот период г„рот. Поэтому более (>■>■>( ппппшщЦ ннлястся оценка значений kjhm.i i и-мч kdi о но «ффици- ента ркл исходя именно ш пин кчимиги- ческих параметров Пию и. ism и|1и(ч|ижен- ную формулу G.39а) i in 1С* и пскоюрые дополнительные допунними мо*ио помучить следующее приближении! мирнжеипе для
iioiip.inii'iiiin n кп (ффннпенш ' ./,„ ic;. «л.,,, ■«,..„ I//t" i»., '•„ > G-42) Ди п.in Пии i \ ii|»tiiiirniir формуны G.42) UK I III.li 11 II Hi l> I li ••irilllCM III IKY Ш.1МСНИН kll h|m|i|||||Ii II I i\ I i)|l|K II Hit Ml.IX MCt I III.IM)! 1МП1ОМ1ГИ I hllMII l|lill> li>|)ilMII II IIC lilllllLHlllllX hi к rUMil I It'll i MM IKlpllMe I pull (IdKUiti! •( — I,, | , 1ИМ1 'HIM „ I/ '.:•«!;„ ':.",:■;,. ,74, \ ,.im;,, ''„ ) '(mi iii ни п. illinium i|h)|im\ i i.i |7 4?a) nc- iiH«ii тми urn iik,i 11,1 пин.i* iiiii'iriiiiii :\\'У и 'h'I'.i' * MDIIU 11 I ll\ IHIIIIH hilliillnll pitCMCIIIOH 11.11 • v *iuill n miii |i i > \ I'l »|,;,",, t() (' Как Illl I ill > III при и)* I lillHK* 111114 f 11110 t\l ' T III I pr'll 1С I ( И V lit i hi i II Ml s I ii|U> |i HI, III Kl)IO- ]>I.I\ II K.l'lic I m Dpi и i mil li l|.|lii|i> III.IOp.lll C.ipniK-k Md|> пни кии \i i I1 | ',," MO cyi, l)}\,"\ 4.1) ( , /",",' ШУ1) 11]mi iinac'ia- iiohkc )inx Hi.i'iciiHll .i nib-he 'I!,, - IS С в формулу G 4Ло ми i\'пи м [JK1 '''''' G.425) | ,, «14 'I,1 "'I Применяй фпрчп i\ i'I'!•) M(t*iin определить illilMCIIIIH 11, , I III IImImmii 11.11 T'ldHIOI О пункта с и шестыми им'шшимн ,,, и f,y"". Полученные iukiim iii м не iiimiiiii.i р\ , представляюiся чикс шшп.шпымн, чем триведенные и р,п lining m тчиикпч 122, 77, 122]. ДЛЯ ИХ СО1Ю1 I .Ш и ИНН I ipMIIMII ДШ1- ШМИ Необходим I1I.IIM i| I И|>1 It IIIMII 1С IMIMX "ородов для p.i i iii'ini.i \ (Mi чг i Н1.1Ч ii'Miicpa- ryp наружно! it inn i\ in ',',' ' ' ii ii|ii'idiiix )T 0 до -55 С С этой не iми и ы>| i M npiiiuMciiM начения ph, по форм\ к i' I 'i• i при рнпшч- 1ых расчет iii.i\ и-мш р.и\|ч1ч /||'" i iя 12 i ре дета в и i с. 11.111 •( > i при юн пмп ir г cooi- етствующими ш.пгимимп ,,, и f,','"" Сопостаи leniif ыкии nnrn null |<fc, с приеденными и лрумн in i НЧМНЫ1Ч иона п.шасм, то при гемпер.! i \ p.i \ /)| "' ni.iiiir Ч) С НИ бЛИЗКИ h til oliiipt iiiii.iM II |//| t lipe- ышением in m- пит чем ни V,, Hmccic тем при pat.4i.-i im.i\ имт p.ti \|шч (]]"' ниже -30 °С по форму и | / Гп| не 1уч|н||1Н еуте- гвенно Mciii.iiiiK мыч1 пин \\„,, м4. > ш> ним анным, причем при /|,' " ^ '( ратина остигает IV,, В пско|A|п.1ч in iii'iinimn |//, |0У, 122] аряду со iii.i'iniiiHMii |i, , прпнпаикя шбли- ы, а ИНО1 i.i п i|inp4\ in i in определения значений ут п при базовой расчетной темп ратуре rfj-^,, = — 30 °С в зависимости толь* от наружного объема здания K1V Как явс вует из формул G.37а) и G.38), такие знач ния нельзя считать обоснованными, так ке помимо зависимости от наружного объеу значения удельной характеристики тепловь потерь зданий существенно зависят от другт факторов: конфигурации здания в плане его высоты, степени остекления, конструкци наружных стен и т. п. Только при учет этих факторов можно выявить обоснованну1 зависимость значений <ут п от объема ^и дл различных типов зданий. Так, для жилы зданий высотой от 1 до 5 этажей объемом от 750 до 20000 м3 с наружным стенами из сплошной кирпичной кладки наг более обоснованными представляются даь ные, приведенные в [113]. Значения q1 п вместе с основными ра' мерами зданий приведены в табл. 7.6. Ка явствует из нее, при увеличении объема зд£ ния с 750 до 25 000 м3 наблюдается с} шест венное снижение значений с]т п, а имени с 0,60 до 0,27 Вт/(м3К), В табл. 7.7 приведены данные из типе вых проектов многосекционных зданий с на ружными стенами из крупных железобетон ных блоков или панелей [120]. Как видн из табл. 7.7, значения qT п для таких здани помимо их наружных объемов существенн зависят от числа секций, т. е. от длин! здания, а также отношения длины к высот< В результате наибольшие значения удельно характеристики тепловых потерь q, „ = — 0,56 ВтДм3 • К) соответствуют двухсекцион ным зданиям в 16 этажей, а наименьши с/, п = 0,385 Вт/(м3 • К) — восьмисекционнь^ зданиям в 9 этажей (при длине секци! /секи = 17-7-22 М). Большим разбросом по . сравнению жилыми зданиями характеризуются значени удельных характеристик тепловых потерь дл общественных зданий, поскольку они суще ствен* зависят от их назначения, особенн< за счет различной степени остекления. Разнообразие конфигурации в плаж общественных зданий различных групп, свя занное с их назначением, исключает возмож ность применения формул типа G.38) дл* обоснования каких-либо общих зависимостей, характеризующих значения </т т, для таки> зданий. Кроме того, эффекты инфильтрацир наружного воздуха и внутренних тепловыделений в общественных зданиях также определяются их назначением. В результате для таких зданий приходится ограничиться только использованием значений их удельных отопительных q0T и вентиляционных <увен1 характеристик, определяемых по формулам
Ti Таблица 7 6 Значения удельной характеристики тепловых потерь q{ll для кирпичных жилых зданий при расчетной наружной температуре t? °' = -30 °С по данным [ИЗ] Наименование Высота А. м Ширина Ь, м Отношение длины к ширине П! = ИЬ Наружный объем К,д, ч* Коэффициент остекле- НИЯ Рост Удельная характеристика геп новых потерь qxlu Вг/(м'-К) ] 4,1 12 1,27 750 0,085 0,60 ] 4,1 12 2,54 1500 0,108 0,52 Этажное "ь йэт 12 3,17 3500 0,120 . 0,46 3 12 12 4.33 7500 0.125 0,34 3 12,6 14 5,07 12 500 0,140 0,30 4 16 14 6,43 20000 0.1 50 0,285 5 19 14 6,71 25 000 0,160 0,27 Таблица 77 Значения удельной характерно тки тепловых потерь с/, „ для многосекционных жилых зданий из сборного железобетона при расчетной наружной температуре t\] °' = — 26 °С по данным A20| Шифр типового проекта 1-510-2 1-510-3 1-510-4 1-510-4 11-49-04 Н-49-06 11-49-08 11-18-01 IM8-02 1-МГ-60 Конструкция наружных аен Крупноблочные железобетонные Крупнопанельные лезобетонные Крупноблочные железобетонные Крупнопанельные желе юбетон- кые о X -3 fi sT 5 5 5 5 9 9 9 12 12 16 * U — S •< т S 2 3 4 5 4 6 8 2 4 2 :5 -а 3 ^ я г -г ^ ? ? 1 5900 9300 12 700 16 000 25 800 38 500 51 100 14 200 27 700 24 100 екции и I 5 1 g 18.4 18,4 18,4 18,4 21,2 21,2 21,2 17,4 17,4 22,4 s 5 u * _^j о 2 s" " О ч -j. S 1,53 1.53 1,53 1,53 1,77 1,77 1,77 1,45 1.45 1,87 s ^ и о с.%- 0,49 0,45 0,43 0,42 0,43 0,42 0,385 0,48 0 42 0,56 G 31) исходя из приведенных в проектах расчетных расходов 1еплоты на отопление и вентиляцию таких ианий Сводка значений </от и <Увс)п вместе с другими удельными покаштелями. зависящими от назначения общественных зданий, а 1акже соответствующими интервалами их наружных объемов приведена в табл 7.8, соаавленной в основном по данным [135, 145]. Классификация общественных зданий по группам принята согласно нормам [29], а отопительные и вентиляционные характеристики подсчитаны при значениях расчетной температуры, близких к базовому: г^01 = -30°С. При разработке схем теплоснабжения на перспективу [60], а также при ориентировочных оценках роста тепловых нагрузок на различные сроки необходимо использование удельных показателей этих расходов для жилых и общественных зданий, отнесенных к одному жителю Переход от значений удельных характеристик тепловых потерь зданий, например приведенных в табл. 7.6 — 7.8, к этим значениям в расчете на одно;о жителя иаибочее просто осуществляется для жилых зданий. При этом за основу принимается существующее в данном юроде и планируемое на различные этапы ею ртви- 96
i и ii ii 'К (Ионии1 n.in.ic и пешилиционные характеристики, а также удельны i,i и иными шпммг iiokttittHMH на 1000 жителей для различных групп общественных зданш V Ijllll м |'111 I 11 la Ii iilillli I I III 11111,14 t UIIIUH ill) I |)\IIIIIIM HMCCIHMOClb и iii пропускная способность ihi 1000 жшелеи "'общ Удельный наружный объем на единицу вместимости 'общ- ч> Ижерн.ыы тначений нар> жнем о обьечк! ;дании К,,, тыс mj Значения удельных характеристик зданий, Вл!Ы} К) отгипечьнои 'Ли 'ф'1 вентиляционной Л^чсбио-профилактические учреждения и спортивные сооружении |>о ii.iiihii.i и икпансеры Но пи' шпики, амбулатории Дом,» .ч H.I4U, интернаты и или иона i ы (спальные ki)])|ISi il) ( ucipiuuiii.ic чалы 12-13,5 коек 26-35 посещений п день 4—12 \ieci 36- 150 м- площади пола 120-200 7,5-12 40-80 12-40 10-200 3-12 10-40 10-40 0,29 0,40 0,35 -O.so 0.32-0,48 0,27-0,40 О.М) 0,16 i),is о, so D.H 1! Учреждения просвещении Детские дошкольные учреждения Общеобрачова гельные школы Средние специальные и профессионально-технические училища (бе! учебных мастерских) (»0 ')() vieci ПО- 1X0 учебных мест 50 ХО учебных мест 38-45 26-33 23-29 17-22 28-44 1.6-4 6 -16 5- 12 15 - 30 10-30 0,42-0.60 0.45-0,54 0,33-0.40 0,18-0,30 0,40-0,60 0,40-0,50 III. Учреждения культурно-нроевеппельные и зрелищные Клубы Дома культуры, пионеров и школьников Театры, цирки и концертные залы Кинотеафы Гостиницы 20-25 \iect в фшепь- ном uuie 19-21 месю 10-18 мес! 20-50 мест 20-40 35-45 60-90 50-60 15-22 25 - 30 5 -35 10-20 10-200 16 - 180 5 - 25 40 - 90 0,45-0,50 0,34-0,40 0.25-0,40 0,40-0,65 0,55-0,75 0,40-1,0 0,40-0.fi» 0,60 0,1>п IV. Учреждения kommmui ii.iioi о %*ийсгва 3-6 \ieci 7S НЮ IS- 250 0,40-0,45 0. «> И mi Бани Прачечные механизированные Дома быта, комбинп im бЫТОВОГО обе 1уЖ|1|1,1ПИЧ V Предприми!» fiuioimio пГнмужишншя 3 — 7 чес! 90-120 Ki с\- xoi о бе и.я и CMCIIX <> 11.2 p.inn ■1114 MIVI s Ml s Mi 2 It) : jo 1 SO 0.25 о .h t),^S 0, /II 1.0 I • ! '. 'II
Продолжение табл. 7.8 Характеристика общее! венных зданий по гр>ппам Вместимость или пропускная способное1ь на J000 жителей "'общ Удельный наружный объем на единицу вместимости 1'обш. м^ Интервалы значений наружного объема зданий К,д, тыс. м' Значения удельных характеристик зданий, Вт,(м'К) отопительной <7от «Ри гСот=-30 С вентнля- иионной '/вент VI. Предприятия торговли и общественного питания Магазины продовольственных товаров Магазины непродовольственных товаров и универмаги Предприятия общественного питания, кафе, столовые и рестораны 80-90 м^ торговой площади 105-140 м2 торговой площади 28-40 мест 5,5-7,5 j 6-8 15-20 12-25 45-50 6,5-10 3-15 100-400 1-20 25-150 0,45-0,60 0,25-0,35 0,32-0,45 0,25-0,50 0,60-0,80 0,9-1,4 VII. Организации и учреждения управления, строительства н наукн Организации* управления, общественные, проектные и конструкторские организации, научно-исследовательские ИНС1И1уТЫ 3000-5000 1-10 20-250 0,45-0,75 0,35-0,55 0,10-0,20 0,35-0,50 Примечания. I Значения »?озш Д-1Я различных групп общественных зданий, кроме приведенных в скобках, заимствованы из норм [27], причем меньшие значения относятся к первой очереди строите 1ьсгва, а 66 1ьшие - к расчетному сроку, кроме бань, 1де большие значения относятся к первой очереди 2 Для детских дошкольных учреждений и общеобразовательных школ в нормах [27] приведены значения шобщ, отнесенные не ко всей численности населения, а к численности соответствующих возрастных групп. В таблице приведены значения, пересчитанные на всю численность населения исходя из статистических данных о его распределении по возрастным группам. 3 В приведенных в таблице ишервалах значений qOT нижние пределы относятся к верхней границе ин1ерва.тов наружных объемов зданий, а верхние пределы — к нижней границе этих ин- терва юн тия среднее значение обеспеченности жителей общей (полезной) площадью в жилых зданиях /пот м2/чел, а также соотношение между суммарным объемом жилых зданий и этой площадью, называемое объемным или кубатур- ным коэффициентом: (Vil/Fno-l) = vnM, м3/м2- Значения /п0, средней обеспеченности жителей общей (полезной) площадью для существующего состояния города заимствуются из статистических отчетов по его жилищному хозяйству; обычно они находятся в интервале 10— 14 м2/чел. По нормам [27] эту величину следует принимать равной 13,5 м2/чел для первой очереди строительства и 18- м2/чел для расчетного срока. Удельный расход теплоты на тепловые потери жилых зданий x*n, отнесенный к одному жителю, определяется выражением Jno.i" _ лт.п —Чт п" ей 'н / Фп £,,-'Б ОТ)^Ч G.43) Фл где h и И„ — соответственно высота жилого здания и высота одного этажа (между отметками пола смежных этажей), м; по нормам [28], й,т = 2,8-5-3 м; фпол — отношение суммарной полезной площади здания к его площади в плане; фЭ1 — отношение суммарной площади квартир одного этажа к площади здания в плане для современных многоэтажных жилых зданий, фэг = 0,67ч-0,73.
Ыичеиин обьемного коэффициента жи- itu 1/1ИИИЙ Г||ОЛ, м3/м2, связаны с их значениями Фи,,,, соотношением h Фпол G.43а) I'iim но * всех этажах жилого здания прими hi одинаковая планировка квартир, то, к ром? ют, имеем фпол = пэтфэт и h = пэткът, »/<• м,, число этажей, а потому .. _ К Фэт G.436) hi ноля из приведенных выше значений tf», - 0,f»7 f 0,73 ' и высоты этажа /i3T = =5 1,Н t 1,0 м, получается интервал значений i ни i ™ VH ■+4,5 м3/м2. Отсюда при qfn = = 0,12 » 0,40 Вг/(м3-К) для удельного расчет- ннп) рисходи теплоты на тепловые потери ян'ык |дмний, отнесенного к одному жителю, 1И1лу(|«е!ся в соответствии с формулой G.43) следующее выражение: "| II = Ят ПУПОЛ^ПОЛ (ГВН ^Н ' = -A.2-5-l,8)/nOjl(rg,,-fBOT). G.44) Удельный расчетный расход теплой.! ни ннфнлырацию наружного воздуха в жиимх «Линиях в соответствии с формулой G.7) нринимаскя ривным у* I •* К i (tp — гр "СИЧ = Л1Ш(|1 "^Ж/ПОГ! 1'ВН 'Н I — - К*/, Ф?,Г"(Гв'и-гГ1). G.44а) Чдссь Кж - 0,60 4-0,72 — отношение жи- ||ой НДП1Ш1ДИ киаргир к их общей (полезной) иишцади [135]. О i сюда при Ф?пИ" = -0,6 + 0,8 (см. § 7.1) получаем *;,,* - @.36-s-0.58)/;,„,№, - fR01)- G.44G) Внутренние тепловыделения п жиимх «линиях по нормам [20] должны учип.1- иан.ся в размере 21 Вт на 1 м2 площади пола отапливаемых помещений, чю в пересчете на общую площадь сос!авляс! примерно 17—19 Вт. Используя эти значения, можно получить следующее приближенное выражение для удельного расчет hoi о расхода 1еплоты на отопление жилых зданий, oi несенного к одному жителю: от — *тц т лннф л\ it ~ -/пол[A,56-5-2,38)(гБ„ - гВ0Т) - A7-г 19)] G.45) Исходя из формулы G.45), можно оценить характерный для жипых зданий ишернал значений условной температуры наружно! о воздуха t\. При этом в соответствии с формулами G.13а) и G.45) для расчешой •сличины относительных тепловыделений Ф?,в в этих зданиях попучаем выражение Щ п 174-19 7—12 Отсюда для условной температуры на ружного воздуха t^ при /|)„ = 18°С получа ется следующий ишернал значений [см формулу G.14а)]: (У — fP _ (ор (tp — /роМ " 1и — £вн Фт в V*ви 'и ' = 18 -G 4-12) = 6-5-11 С G 45П Интервал значений tyH по формуле G 456 близко соответствует оюворенным и норма [6, 22] температурам наружного во «дух и принятым для начала и конца oi опт ель ного периода, а именно t^aKC = 8 4-10 С \с\ самым подтверждается обоснованное п. ниш женного выше способа определения услоиио* температуры наружного воздуха tl для жмиы зданий. При определении отнесенных к одним1 жителю удельных расходов теплоты на опт пение и вентиляцию общественных щапи! помимо средних значений удельных пиши тельных и вентиляционных хараюериспи для различных групп общественных »дани1 требуется применение дополнительных удеш. ных показателей и прежде всею удельны наружных объемов зданий каждой ipyiim 1>обш' отнесенных к единице их вместимосп или пропускной способности. Такие значения заимствованные из типовых проектом и дан ных, приведенных в [135], также включеш в табл. 7.8. Для перехода от количества жиюлс! к соответствующей вместимости или пропуск ной способности различных групп об щеп венных зданий могут быть исполыоиаш нормативные или фактические значепн обеспеченности населения зданиями каждп! i руппы, выражаемые в виде количества mih i коек и т. п. из расчета на 1000 жителей Приведенные в табл. 7.8 значения тмП| заимствованы из норм [27], причем и меньшие значения относятся к первой очещчн с i роительства, а большие — к конечном сроку генерального плана. После ют м 1ем или иным способом получены нпюпп ie-ли тобщ и 1>общ для всех групп, аимнп ствующие значения y,°jm и х^} удсиины расчетных расходов теплоты на oioincini и вентиляцию общественных зданий. Mi отнесенных к одному жителю, полечиi мни ются по формулам ^ ( вн ~~ ^н / 1000 (/
общ _ £. Хвент — ,общ 1000 G.46a) Значения тобщ, иобщ, q^m и q^r для каждой группы подставляются в формулы G.46) из табл. 7.8, а значения tgH — из табл. 7.1. Следует иметь в виду, что в [27] значения Шобщ по группам общественных зданий, перечисленным в [29], приводятся без их увязки с численностью населения города. Вместе с тем этими же нормами для почти всех групп предусмотрено распределение общественных зданий между различными структурными единицами города (микрорайонами, жилыми районами, общественными центрами жилых и планировочных районов, а также городов в целом) исходя из ступенчатой системы обслуживания населения. Естественно предположить [135, 145], что в малых городах с населением примерно до 20 тыс. чел. перечень общественных зданий соответствует оговоренному в нормах [27] для микрорайонов вместе с общегородским общественным центром. Малые города с населением 20 — 50 тыс. чел. можно рассматривать как состоящие из одного жилого района с таким центром. В средних и больших городах наряду с микрорайонами и жилыми районами следует учитывать раздельное размещение общественных зданий в общественных центрах жилых и планировочных районов в соответствии с нормами [27], а в крупных и крупнейших городах дополнительно учитывать размещение общественных зданий областною, краевого или республиканского значения. В качестве Типичных можно привести [145] следующие интервалы нормативных значений суммарного объема общественных зданий, м3/чел, в расчете на одного жителя: Малые юрода с населением до 20 тыс. чел 6-9 То же с населением 20-50 тыс. чел. . . .8-12 Средние юрода с населением 50- 100 тыс чел 14-22 Большие юрода с населением 100 — 250 тыс. чел 19-30 Нижние пределы относя!ся к первой очереди строительства, а верхние - к расчетному сроку по генеральному плану. Использование укрупненных значений удельных расчетных расходов геплоты на одного жителя позволяет охватить помимо этих расходов на отопление и вентиляцию зданий также расходы на их горячее водоснабжение, поскольку за основу определения последних принимаются суточные расходы горячей воды на одного жителя gfyT в жилых и на единицу пропускной способности или процедуру в общественных зданиях (см. табл. 7.2 и 7.4). Для перехода от этих нормативных расходов горячей воды в кг/сут к удельным расходам теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий применительно к суткам отопительного периода с максимальным потреблением воды следует в соответствии с формулой G.29) использовать соотношение vo6ui _ лг — 86400 (KcyTg?T + 0,001 Здесь Кс;у™ = 0,15-0,25; п G-47) - = 2,422 86400 (см. п. 7.2), а значения тобЩ и g^T для каждой группы общественных зданий должны приниматься по табл. 7.2, 7.4 и 7.8 с последующим суммированием значений произведений ш^щ #££, по всем группам. Кроме того, для жилых зданий в формуле G.47) учтено покрытие колебаний суточных расходов горячей воды по дням недели при отсутствии баков-аккумуляторов этой воды посредством коэффициента Ксут = 1,13-г 1,22. При оснащении этих зданий ваннами и душами целесообразно в соответствии с табл. 7.2 принимать gfyr = 105 кг/сут для первой очереди строительства и 115 кг/сут для расчетного срока. Аналогичные расчеты по группам общественных зданий, перечисленным в табл. 7.2 и 7.4, при подстановке значений тобщ по табл. 7.8 приводят к ориентировочным значениям 24 -f- 28 кгДсут■чел) для первой очереди строительства и 29-35 кгДсутчел) для расчетного срока, соответствующим суммарному объему общественных зданий на одного жителя 19 и 30 м3/чел, оговоренному выше для больших городов с численностью населения 100-250 тыс. чел. При меньшей численности населения вместе с суммарными объемами общественных зданий на одного жителя сокращаются также расходы теплоты на их горячее водоснабжение. Исходя из приведенных выше типичных средних значений этих суммарных объемов для городов с различной численностью населения, можно [145] получить для них следующие примерные интервалы значений, кг/(сут-чел): Малые города с численностью населения до 20 тыс. чел 3-5 То же с численностью населения 20'— 50 тыс. чел 4-7 Средние юрода с численностью населения 50-100 тыс чел 14-18 100
Глава восьмая ВЫБОР ГРАФИКОВ ТЕМПЕРАТУР И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ 8.1. Основные ступени и способы регулирования в водяных тепловых сетях В любой системе централизованною теплоснабжения регутирование отпуска теп- тоты в зависимости от изменяющейся потребности в ней присоединенных систем -гплоиспользования осуществляется по мень- _еи мере как двухступенчатое Первой ^~.т:епь.ю является регулирование отпуска ~е~_~оты от теплоисточника в его тепловые ;ети Такое регулирование называется цент- га_:ьным. им определяется график изменения температур, а иногда и расходов воды в подающих трубопроводах тепловых сетей. Вместе с тем наряду с центральным необходимо регулирование отпуска теплоты из сетей в различные системы геплоиспользо- вания присоединенных зданий. Такое регулирование называется местным и осуществляется на местных тепловых пунктах (МТП) зданий (см гл. 1). В соответствии со способами местного регулирования определяются расходы сетевой воды при ее заданной температуре в подающих трубопроводах, необходимые для отпуска количеств теплоты, тре- б>емых системами теплоиспользования при данном режиме. Суммированием таких расходов воды сначала по различным системам "епюиспользования каждого здания, а затем ~о группам зданий, снабжаемых теплотой -грез рассматриваемый участок ceieu, полу- -дются необходимые при данном режиме г^с\оды воды в подающих трубопроводах - «.*зетств\ющих участков. Тот режим, при i--?rov эти расходы оказываются макси- Vi ;-.ixvh в годовом разрезе, называется пь-т^с" - =и.\« а по пчаемые применительно к •к%». голоды воды по участкам являются mz\-z.-^^d z^-я гидравлических расчетов сего* ; -лстьости при определении диа- vrrpcs ту" -о часткам (см. гл. 9). Ольим at, основных видов систем тепло- использо&аяия являются системы отопления, приточной вентиляшш или кондиционирования возд\ \а потребность в теплоте которых определяется переменными метеорологическими параметрами, в основном температурой наружного воздуха гн Основным способом perv шрования отпуска теплоты в наиболее распространенных системах водяного отопления является качественное регулирование путем изменения в зависимости от метеорологических параметров, прежде всего температуры наружного воздуха гн, температур воды в подающих трубопроводах этих систем при ее постоянном расходе. При таком способе регулирования максимальные (расчетные) температуры воды в подающих трубопроводах систем оюпления г§т ПОд достигаются при расчетной температуре наружного воздуха для этих систем fP°T. При качественном регулировании температуры воды в подающих трубопроводах систем отопления снижаются по мере повышения температуры наружного воздуха tu от расчетной tf{ O1 до соответствующей началу или концу отопительного периода fMdkc Одновременно снижаются также средние температуры воды в нагревательных приборах, их теплоотдача воздуху в помещениях и, наконец, температуры воды в обратных трубопроводах систем. Расчетный расход циркулирующей в этих системах воды при качественном регулировании поддерживается постоянным и определяется расчетной разностью температур воды в подающих и обратных трубопроводах систем. Качественное регулирование при постоянных расходах циркулирующей в системах воды обеспечивает устойчивость гидравлических режимов отдельных нагревательных приборов этих систем при переменных тепловых нагрузках. Если же в течение отопительного периода имеют место резкие колебания расходов воды в системе отопления и ее отдельных приборах, то они приводят к нарушениям установленного в процессе наладки системы распределения расходов воды между этими приборами и в результате — к отклонениям значений их теплоотдачи от требуемых при данном режиме (разрегулировка системы). В связи с этим количественное регулирование отпуска теплоты в системах водяного отопления за счет изменения только расходов этой воды при ее постоянной температуре в подающих трубопроводах является неприемлемым. Вместе с тем в этих системах допустимо изменение в известных пределах расходов воды наряду с ее температурой в подающих трубопроводах, т. е. применение смешанного качественно-количественного регулирования. Перенесение способов регулирования отпуска теплоты, принятых в системах водяного отопления, на центральное регулирование в теплоисточниках обосновывается 101
преобладанием 1аких систем и их суммарных тепловых нш рузок в балансах oi иуек.1 icimo- ты от источников, а также широким применением простейшей схемы присоединения лих сис1ем к тепловым ccihm liiKoil схемой является схема с подачей йоды и сиасмы непосредственно из подающих фубо- проводов ceieu. В целях снижения расче!- ных расходов сетевой воды i.ik.ih подача при обычной температуре rf,, „„, *>*» С осуществляется, как правило, черем смеииснь- ные устройства с подмешии.шием к иоде из подающего трубопровода ceieit моды и» обратных трубопроводом ением оюинения Если такие устройстл. k.ik ho обычно имеет место, рассчиипы на paooiy с постоянным коэффициенты смешения и ючпше отопительного периода (модос ipyiim.ic »icna- торы), то качес!венному pel уннроншшю oi- пуска теплоты в ciicicm.ix отипснии cooi- ветствует центральное качес! пенное pci yunpo- вание только за сче1 ншепения iCMiiepaiyp воды в подающих фуГмшронодах ceicto при постоянных расходах noil поды (ык на )Ы- ваемое центральное качес i пенное pci учирови- ние по отопительному i рафику юмнерщур) Такое регулирование можем бы п. сохранено и в тех случаях, Kouia наряду с uiur мами водяною отопления, оборудоиаппыми смесительными устройствами с нос тинным коэффициентом смешения, к ccihm присоединены такие системы по дру| им схемнм (через устройства с переменным коэффицнен- гом смешения или водона1рева1ели), а кроме того, системы воздушного отопления, вепш- ляции или кондиционирования во глуха Однако при заданном отопительном i рафике температур воды в подающих трубопроводах сетей се расходы на такие системы должны песконько изменяться в течение отопи гель- нот периода, что при малой доле их iсиловых нагрузок в общем балансе отпуска i eiuioi ы не может существенно повлиять на гидравлические режимы сетей. Возможности применения центрального качественного регулирования существенно ограничиваются при необходимости присоединения к единым сетям помимо систем отопления и вентиляции — систем, относящихся к другому типу систем горячего водоснабжения, поскольку для последних характерно очень слабое влияние метеорологических факторов на тепловые нагрузки (см. § 7.2). По нормам [19] в таких системах необходимо поддержание температуры горячей воды перед точками ее разбора и )адан- ных пределах (от 50 —60 до 7S ( ) ( ими же расходы лой поды ycian<in >ш и и noipc- бителями, а попшу поп нш ти.ко СТаТИСТИЧ1ЧКПМ l.lKOIIOMipn I ММ П"ЧММУ и еисчемах юрячею водоснабжения но «можно тлько количественное pci улиронапис при поддержании чаданной температуры воды на входе в систему. При присоединении к двухфубным ма- i истрачьным сетям систем отопления и горячего водоснабжения сохранение в них центрального качественного регулирования в течение всего отопительного периода оказывайся, как правило, невозможным, поскольку 1емпературы воды в подающих трубопроводах таких сетей /L „ол должны под- держиваться не ниже необходимых для обеспечения деланных icMnepaiyp воды перед иодорагборнымп приборами (как правило, не ниже 65 — 75 С) 1акис iCMiicpaiypbi воды в подающих фубопроиодах кмиювых сетей поч1и licci да Оки 1Ы1И1Ю1СЯ выше соответ- стующих о юн и ц'||Ы1иму i рафику при темпера iypax наружною 1Ю)духа, бнижих к приия- 1ым длн нпчмщ и конца оюпителыю! о периода (f"" -H 10 С) При kikhx icmiio paiypax наружной» шмдухи необходимо поддержание u подающих ipyGonpono ian СС1СЙ НОС1ОЯ11НОЙ ICMIH'pil iypM ИОЦЫ Mil ypoltllt' 6.5-754'. Нижняя ipiiuiimi мой oftum in eooiiicicmyci icMiiepuiypc наружно! о moi iy mi при ком рой но i рафику юпиюмаг м н piHieiiciiio /""Hi - '>*• iimi /^ С I ак как при icMiicpaiype f"" hmcci mcuo hi ном ttutini loii.iioio ipa(|)HKii ifMiii'puiyp i iir|K ни мм OI Ililk lOIIIIOI О К I MpII Hill 111 II.ПОМУ ('ШИН (lo'ika и iЮма i рифпка), ю оГ> пи 11. н'мппри 1УР МО1ЛУХ11. ПоНСС 1И.ЦОКИХ. ЧГМ l"" НМ1Ы III1CUH Illllllll IIIHOMII lp(l(|)HKil При сохранении оГн.спюИ i чгмы и)>it соединения сиеiсм отнненнн к dii нм (но СрСДС I НОМ СМССИ 1С 1Ы11.1Х уС1|)о11( III I HOI I МНИ ным коэффициснюм смешении) и юнг и i 1имй >рафика (шблюдаскн ivii№ шпшмН пгцр расход геплоп.1 ш tмсi iir|)rnniii щимщ ваемых помещений lio yi ipaiicuin* » iipim ципе возможно ui «.чгi мне ipi'ium тними тического pci унироиппин ouiyiKii umi iom.i m дельными nai рема ieiii.iii.iMii нрньоримм и mi их группами с нмиуп.юм ш 1омнг|чн vpn воздуха в oiaiHiiinacMi.M помешгнннч lim> называемое аи i омаигич кое цианин ivii п.нш регулирование)! |4?| Олнпио иищрпнн' шик регулятором по тех опипнпагмыч пимспп ниях сопряжено l и<кчн. ьпп.нтми кйншн и. нымн вложениями, и ноiому на ирикшн', в первую очередь i ih *ii пах iiaiiull, i ih устранения церемонии и юно и тома i рифипп исполыуился yiipoiiiciiiii.ir 11ккоГ>ы мп i iioi о или ipyiiiiODOio pei у ni|iiiMiiiiiiN I икос 1|>ун новое pei улиромаппе, ih уикч i uumcmoc пи сне Hnaii.iii.ixipyinioMi.iH м'нюиых нункшх (I III), н пасюящее иреми |чт miii|)iiiiiicicm как нео(>Ч(>днмое по i ииьри*гипнм нндежноои 102
и маневренности в работе крупных систем теплоснабжения (см. гл. 23). Из этих соображений наиболее целесообразным представляется размещение ГТП в местах присоединения распределительных тепловых сетей к магистральным (см. § 1.2). При открытой схеме с подачей сетевой воды в системы горячего водоснабжения эта подача при ее температурах в подающих трубопроводах выше 60 — 65 °С должна сопровождаться охлаждением воды до этой температуры. Такое охлаждение в отопительный период достигается, как правило, путем смешения воды из подающего трубопровода сетей с водой из обратных трубопроводов систем отопления, что позволяет частично использовать для горячего водоснабжения теплоту воды, охлажденной в этих системах. Тем самым достигается возможность снижения расчетного расхода сетевой воды суммарно по всем системам тепло- использования по сравнению с вариантом смешения воды из подающего трубопровода сетей с холодной (водопроводной) водой. В частности, при температурах воды в обратных трубопроводах систем отопления и вентиляции 65 — 70 °С, соответствующих низким температурам наружного воздуха, близким к расчетной г{]ог, эта вода может направляться непосредственно в системы горячего водоснабжения без добавления к ней воды из подающего трубопровода сетей. Такой режим работы возможен лишь при условии, что максимальный расход' воды в системе горячею водоснабжения не превышает ее расчетного расхода на соответствующие системы отопления. Расход сетевой воды на систему горячего водоснабжения всегда достигает максимума в точке излома графика. При закрытой схеме в отличие от открытой возможны варианты схемы присоединения водонагревателей к сетям. Простейшей из них является схема включения этих водонагревателей между подающим и обратным трубопроводами сетей на тепловом пункте, т. е. параллельно контуру циркуляции сетевой воды в системе отопления (одноступенчатая параллельная схема). Эта схема пригодна при любых соотношениях расчетных тепловых нагрузок систем горячего водоснабжения и отопления, но при ней расчетный расход сетевой воды на водонагреватели, соответствующий точке излома графика, получается наибольшим по сравнению с другими схемами, частично использующими теплоту воды в обратных трубопроводах сгстем отопления. Такое использование требует перехода от одноступенчатой к двухступенчатой схеме включения, причем в первой ступени водонагревателей осуществляется подогрев холодной воды за счет охлаждения воды, поступающей от систем отопления в обратный трубопровод сетей. Для догрева воды на выходе из первой ступени до ее поступления в систему горячего водоснабжения используется вторая ступень водонагревателей, в которой греющей является вода из подающего трубопровода сетей. Если эта вторая ступень включена так же, как и при одноступенчатой параллельной схеме, то такая схема обычно называется двухступенчатой смешанной и она пригодна при любых соотношениях расчетных тепловых нагрузок систем горячего водоснабжения и отопления и вместе с тем обеспечивает существенное снижение расчетных расходов сетевой воды по сравнению с одноступенчатой схемой. Другим возможным вариантом является включение второй ступени водонагревателей перед системой отопления с подачей в эту систему охлажденной во второй ступени сетевой воды в смеси с поступающей непосредственно из подающего трубопровода в обвод этой ступени (двухступенчатая последовательная схема). Переход от двухступенчатой смешанной к двухступенчатой последовательной схеме позволяет получить некоторое дополнительное сокращение суммарных расходов сетевой воды на все системы теплоиспользования и даже свести добавочный расход этой воды на системы горячего водоснабжения до близкой к нулю величины (см. § 8.3). Вместе с тем в отличие от других схем включения водонагревателей двухступенчатая последовательная схема применима только в ограниченных пределах, определяемых соотношением расчетных нагрузок систем горячего водоснабжения и отопления, так как с повышением этого соотношения неизбежны резкие нарушения работы систем отопления. Эти нарушения связаны прежде всего с внутрисуточными колебаниями нагрузок горячего водоснабжения и соответственно температуры сетевой воды на выходе из второй ступени водонагревателей. При других схемах включения такие колебания могут сказаться только на расходах, но не на температурах воды на входе в системы отопления. Кроме того, их воздействие в принципе может быть исключено за счет установки перед системой отопления регулятора постоянства расхода сетевой воды. При такой установке, возможной также при открытой схеме, вообще отпадает всякое влияние режимов работы систем горячего водоснабжения на эти режимы для систем отопления. Однако при этом суммарный расчетный расход сетевой воды на тепло- 103
вой пункт должен равняться сумме эт их расходов для систем отопления и вентиляции и максимального расхода сетевой воды на системы i орячего водоснабжения, в общем случае с учетом коэффициентов часовой и суточной неравномерностей (см. § 7.2). Снижение максимальных тепловых nai ру- юк систем i орячего водоснабжения можег быть достигнуто за счет усганомки мосле нодонагревателей или смесите лей Олкон-акку- муляторов горячей воды емкоеп.ю, досма точной для сглаживания пиком расходов л ой воды в течение заданною периода, обычно суток (для зданий предприжий смены), при равномерной подаче воды и» иодоп.н peBaie- лей в баки в течение m>io периода В ном случае при определении cyMM.ipm.ix расходом сетевой воды вместо максимаiii>umx можно принимать в качестве расчешмх средние значения расходов воды в еис1емах i орячего водоснабжения за сугки или смену При наличии таких баков исключается также влияние внутрисуточных колебаний расходов горячей воды на режимы работы систем отопления без их оснащения регуляторами постоянства расхода сетевой воды. Кроме того, в нормах [22] оговорено, что при определении суммарных расчетных значений отпуска теплоты теплоисточниками и выборе их основного оборудования следует учитывать расходы теплоты на горячее водоснабжение только в размере их средних значений за отопительный период, т. е. без введения коэффициентов часовой и даже суточной неравномерности. Такое указание при отсутствии баков-аккумуляторов горячей воды и любых схемах присоединения систем горячего водоснабжения, кроме двухступенчатой последовательной, может быть обосновано, и притом лишь в части коэффициента часовой неравномерности, только исходя из перераспределения в суточном разрезе расходов сетевой воды между системами горячего водоснабжения и отопления. Такое перераспределение обязательно имеет место при отсутствии автоматических регуляторов расходов воды перед системами отопления и при требуемом нормами [22] оснащении систем горячего водоснабжения автоматическими регуляторами расхода сетевой воды из подающих трубопроводов для поддержания заданной температуры воды на входе в эти системы, в таких условиях при пиковых нагрузках систем юрмчею водоснабжения возрастает расход соевой воды на эти системы, снижается перепад давления между подающим и обратим трубопроводами сетей на тепловом нумкie. При постоянном удельном i идранли- ческом сопротивлении системы о юн пения. включая смеси1С1||>||ыс у*, ipon« мы и пом случае снижается киеже |>ас\<> мш null моды на эту систему и, стало бы 11., m> t и мины в отапливаемые помещения М.тпорщ, при резком сокращении расходом но iw » • п« itmhx горячего водоснабжения, например и ночные часы, снижается расход сстюн ко n-i на ни системы, а потому Boip.ici.iei ее рмгход на систему отопления, a ciaio tu.ui., и подача теплоты. Такие внуiрисуiочные коноЬанин подачи теплоты в системы оюпиения Moiyi быть допущены мри уснонии, чт они не приводят к колебаниям температур во»духа в отапливаемых помещениях, превышающим ±A ч-2)°С [20]. Необходимым условием при этом яв- ияется соблюдение расчетного баланса подачи теплоты в систему отопления в су- iочном разрезе в сочетании с достаточной i ем новой инерцией ограждающих конструкции оипнннлемых зданий. Для соблюдения iciiJioMoio Г>а i.tiicii среднесуточные темпера- |уры воды в подающих трубопроводах сетей в таких случаях должны приниматься несколько болымими, чем но отопительному графику. Величина hoi о превышения определяется темпера гурой воды в обратных трубопроводах сиеiем оюнления и соотношением между суточными nai рузками систем горячею водоснабжения и отопления. Соответствующие! рафики центрального регулирования отпуска теплоты с учетом нагрузок горячего водоснабжения называются корректированными (или повышенными). Такие i рафики могут применяться как при открытой схеме, так и при закрытой с разными схемами включения водонагревателей. В частности, при двухступенчатой последовательной схеме повышение температуры сетевой воды сверх соответствующей отопительному графику должно компенсировать ее охлаждение во второй ступени водонагревателей. Корректирование отопительного графика сводится к минимуму, а иногда и к нулю при температурах наружною воздуха, близких к расчетной /J]от, при которой тепловые Hai ручки систем юрячего водоснабжения могут покрываться в основном за счет иснолыования теплоты воды в обратных трубопроводах сип ем отпления. Наибольшее корректирование требуется в точке излома i рафика, при которой расходы воды из подающе! о трубопровода на системы горя- че1 о водоснабжения являются максимальными. Кроме того, необходимое повышение температуры воды сверх соответствующей отопительному графику возрастает вместе с величиной соотношения суточных тепловых нагрузок систем горячею водоснабжения и отопления. При отсутствии на тепловом 104
пункте дополнительных регуляторов или ограничителей суммарных расходов сетевой воды необходимое повышение ее температуры тем больше, чем меньше ве шчина oiHome- ния располагаемых перепадов давления между подающим и обратными трубопроводами сетей на данном тепловом пункте и на выходе этих сетей из теплоисточников Для того чтобы такое отношение было одинаковым для всех тепловых пунктов, необходимо равенство перепадов давления у них при О1с>тствии нагрузок горячего водоснабжения Это условие во многих случаях может быть обеспечено при наладке систем Применение такого способа корректирования отопительно! о графика при всех схемах включения водонагревателей, кроме двухступенчатой последовательной, связано с переходом на качественно-количественное регулирование во внутрисуточном и сезонном разрезах как в системах отопления, так и в тепловых сетях. При этом наименьшие расходы воды в системах отопления и вместе с тем наибольшие расходы ее в тепловых сетях наблюдаются при температуре наружного воздуха ft!3', соответствующей точке излома графика, и при максимальном расходе воды в системах горячего водоснабжения Соответственно наибольшие расходы воды в системах отопления и наименьшие в тепловых сетях имеют место при расчетной температуре наружного воздуха /н от для этих систем. При центральном регулировании корректирование отопительного графика должно Г>ыть ориентировано на типичные жилые •линия, для которых отношение расчетных inn рузок г орячег о водоснабжения и отопления может быть оценено по укрупненным пока ш гелям (см § 7 3) Регулирование по совместной нагрузке iiicicM отопления и горячего водоснабжения i переходом на корректированный график icMiicparyp, но без дополнительных регуля- uipon на тепловых пунктах, обладает рядом i vmcci пенных недостатков, прежде всего из-за нк'ушния каких-либо ограничений в части тмемспий расходов воды в системах отоп- цчшя, причем неограниченные колебания этих |mi ходок и сочетании с внутрисуточными и 1мгис'1шнми нагрузок горячего водоснабжение iipinioiMi к существенным колебаниям piw чилим моды в сетях и нарушениям |)c*»iMoii рлПшы оборудования теплоисточником Кроме юг о, при отсутствии ограничении по расходам сетевой воды возможны ргАнмм с практически по шым прекращением циркуляции в системах отопления, а при <кк|11.|[<I( схеме - даже с опрокидыва- iitti м мирку 1ЯПНИ и оПр.н пых фубопроводах сетей при покрытии пиков нагрузки горячего водоснабжения Все эти нежелательные последствия усиливаются по мере повышения соотношения между расчетными нагрузками систем горячего водоснабжения и отопления Устранение или по меньшей мере ослабление таких последствий при сохранении регулирования по совместной нагрузке систем отопления и горячего водоснабжения возможно при условии установки на подающих трубопроводах сетей в тепловых пунктах до ответвления к водона1 ревателям или смесителям систем горяче! о водоснабжения регуляторов постоянства расхода воды Такие регуляторы должны рассчитываться по сумме среднесуточного расхода сетевой воды на горячее водоснабжение и заданной доли ее расчетного расхода на отопление с проверкой на режим с максимальным расходом воды на горячее водоснабжение в сумме с минимально допустимым расходом ее для системы отопления. При установке регуляторов, ориентированных на тепловые пункты типичных жилых зданий, заранее ограничиваются масштабы качественно-количественного регулирования систем отопления и соответствующего корректирования отопительного графика температур При этом центральное регулирование сохраняется в основном как качественное в сочетании с корректированным графиком температур Колебания расходов сетевой воды при такой схеме происходят только за счет тепловых пунктов нетиповых зданий с системами отопления, присоединенными через смесительные насосы или водонагреватели, причем масштабы таких колебаний аналогичны тем, которые имеют место при центральном регулировании по отопительному графику температур. Таким образом, схема обеспечивает стабильность режимов работы сетей и оборудования теплоисточников Иногда вместо регуляторов постоянства суммарного расхода сетевой воды на тепловых пунктах рекомендуется установка ограничителей этого расхода Однако в этом случае стабильность гидравлических режимов сетей достигается только в периоды включения таких ограничителей, т е при покрытии пиков нагрузки горячею водоснабжения При остальных режимах тепловые сеги и системы отопления работают как и при обычной схеме без регуляторов постоянс1ва расхода или его ограничителей, а стало бы и», и со всеми недостатками, присущими такой схеме. Методика расчетов отопите ii.hoi о i рафика температур при качественном раули- ровании описана в § 8.2, а коррскшроилм- ных i рафиков — в ij 8.3. IOS
1 8.2. Определение температур и расчетных расходов сетевой воды при центральном качественном регулировании по отопительному графику В общем случае качестиенно мнима i веиною регулирования сиием опнмсини текущие значения средневзвешенной юмпори туры воды в отопительных нриГюрах ги11|1 = — (Готпод + Гот обр), а ЫЬЖС ОС ICMIirp.M V|» в подающих и обрашых ipyfmiipono i.ix систем отопления for ||ОЛ и гО| о(-,р опрсдсияю i ся [145] из следующих cooi ношений (8 'от под = Гот ср +т— (Гот пол — Гот обр); (8.2) 2/от Гот обр = Гот ср — (Гот под — Гот обр) (8.3) 2/ Здесь £вн — нормированная температура воздуха в помещениях (см § 7.1); фОт = = Qot/Qot — относительная отопительная нагрузка, равная отношению текущей Qot (при любой наружной температуре Гн) и расчетной бот отопительных нагрузок; и - показатель, зависящий от схемы включения отопительных приборов. Для секционных радиаторов с подачей воды в верхнюю пробку и отводом ее через нижнюю пробку крайней секции (так называемая схема «сверху вниз») п = 0,32, что и принято в дальнейших расчетах. При схеме движения воды «снизу вверх» через нижнюю и верхнюю пробки крайних секций и = 0,24, а при схеме «снизу вниз» через нижние пробки крайних секций и = 0,15 Вообще же значения показателя степени и для различных приборов находятся в интервале и = 0,14 -г 0,45 [122]; Уот = Got /Got — отношение текущего Got и расчетного Got значений расхода воды, циркулирующей в системе отопления, Гот под и d>r обр — соответственно расчетные значения температур воды в подающем и обратном трубопроводах системы при расчетной температуре наружного воздуха для систем отопления Гн от. По нормам [20] для жилых и многих общественных зданий рекомендуется принимать Гот под = 95 °С. Температуру t&r обр обычно принимают равной 70 °С независимо от значений Гот под [122]. I'нечетная средневзвешешм н и»)дм и отопительных приборах р Гот под + Гот сюр tor ср — т |mii урц |Н,4) Д1И решения уравнения (8 1) нишей* к1 п.iu> »|i,,i можно принять упрощенные ии- н» иные формулы [145]: при («I'..,I (),4и (Я4„] (8 46) I \ н при 0,5 • »()..! • 0.J I ели при piK'iciax i pu»|iiiK>i icMiicpaiyp воды не учии.жанмен пну 1 рсипне lcruio- выделения, чю, однако, про1иворечи1 указаниям норм [20] в чао и жилых зданий, применительно к которым должны разрабатываться режимы регулирования тепловых сетей в жилых районах, то значения <рОт определяются формулой Фот = -р Тр-оТ- (8 5) Гвн — Гн То же с учетом внутренних тепловыделений: tl - К ФО1 = (8 5а) где Гн — так называемая условная наружная температура воздуха, при которой тепловые потери здания через ограждающие конструкции и ja счет инфильтрации воздуха полностью компенсируются внутренними тепловыделениями в нем (подробнее см § 7 1) В нормах [22] рекомендуется принимать расчетное значение температуры воды в подающих трубопроводах водяных тешюнмх сетей г£под = 150°С Эта расчетная icmiic ратура увязана также с указаниями норм [20] в части расчетных темпера i ур и по дающих трубопроводах систем омнмшии Гс>т под> принимаемых в пределах <и S*» ю 150 °С. Присоединение таких си» u-м к пит вым сетям может осущсимимм»и мгрп смесительные устройспи (ко кн ip элеваторы, насосы). Работа смесительпо! о \» ipmi. им системой отопления \iip.ib и рм • \« <■ м фициентом смешения u|i ипт — 6, где Go. и дов воды ленин, и i СПС 1»'М\ я р>н М> )p litllll И н i| V 106
Таблица 8.1. Значения температур воды в подающих трубопроводах теплиныл »■» 'с под и в обратных трубопроводах систем отопления /ОТОбр при качественном регулировании (tg под = 150 °С; f§T под = 95 °С; & обр = 70 °С; г ?н = 18 °С и « = 0,32) Значения фот Температура воды в подающих трубопроводах сетей гспод То же в обратных трубопроводах систем отопления /от Обр Значения фот Температура воды в подающих трубопроводах сетей /с под То же в обратных трубопроводах систем отопления Готобр 0 18,0 18,0 0,55 96,1 52,1 0,05 28,0 24,0 0,60 102,3 54,3 0,10 36,0 28,0 0,65 108,4 56,4 0,15 43,5 31,5 0,70 114,5 58,5 0,20 50,5 34,5 0.75 120,5 60,5 0,25 57,4 37,4 0,80 126,4 62,4 0,30 64,2 40,2 0,85 132,4 64,4 0,35 70,7 42,7 0,90 138,3 66,3 0,40 77,2 45,2 0,95 144,2 68,2 0,45 83,6 47,6 1,0 150,0 70,0 0,50 89,9 49,9 — — — Коэффициент смешения мот в общем случае качественно-количественного регулирования системы отопления определяется из выражения и - Мот = рр. фот(fот под — ton обр) 2 Соответствующий расход сетевой воды на систему отопления при данном режиме равен „ Got Jot (tc под ~ f от ср) 1 фот('от под — Гот обр) 2 (8.7) Расчетное значение коэффициента смешения составляет р tc ПОД — £ОТ ПОД /г, п\ "от = 7р ?~Т"" ( ' Гот под — Гот обр При При обычно принимаемых значениях г? под = 150 °С, rgT под = 9 5 °С, гёт обр = 70 °С имеем Мот = 2,2. При выборе графика температур для центрального качественного регулирования отпуска теплоты от теплоисточников в водяные тепловые сети за основу принимается такой график для систем водяного отопления при постоянных расходах воды (/от = 1) и изменении ее температуры в зависимости от температуры наружного воздуха, так называемый отопительный график температур (см. § 8 1). При этом графике температуры воды в подающем трубопроводе тепловых сетей Гспод, а также в подающем и обратном трубопроводах систем отопления гот под и гот обр рассчитываются по формулам ^с под = ^от ср "г" Фот '^с под ~ ^от ср)» (8 9) Гот под — Гот ср + (гот под Гот обр)» (8.10) t — t _ Фот ttP tP \ 1от обр — 1от ср * V1ot под *от обр;- Температура гот ср рассчитывается по формуле (8.1) Уравнения (8.10) и (8.11) получены из формул (8.2) и (8.3) при j = 1, а мот = к§т = const по формуле (8.9), что соответствует элеваторной схеме. В табл. 8.1 приведены температуры воды в подающих трубопроводах тепловых сетей и обратных трубопроводах систем отопления в зависимости от значений фот при качественном регулировании по отопительному графику при и = 0,32 Расчетный расход сетевой воды на отопление, кг/с, при центральном качественном регулировании рассчитывают по формуле Gpcot= , р ^т р г, (8.12) св Uc под ~~ гот обр) где <2от — расчетный расход теплоты на отопление, Вт, св — теплоемкость сетевой воды в интервале температур 50-150 °С, принимаемая равной 4,19 кДжДкг-К) [106]. Для учета влияния графика температур воды на ее расчетный расход следует использовать показатель удельного расхода воды g, кг/МДж. Расчетный удельный расход сетевой воды на системы отопления равен GcVlO6 238,7 ._., ^ =,р ~р • (8ЛЗ от Гс под — Гот обр ifcoT = 10'
при заданной расчетной температуре воды в обратных трубопроводах систем отопления, как правило, ten обр = 70 °С, удельный расчетный расход сетевой воды на эти системы существенно снижается по мере повышения ее расчетной температуры в подающих трубопроводах сетей. Нормами [22] предусматривается возможность повышения температуры г£ПОд свыше 150°С — вплоть до 200 °С, чем обеспечивается снижение удельных расчетных расходов сетевой воды на системы отопления с 2,98 до 1,84 кг/МДж. Однако такое повышение расчетной температуры приводит к существенному повышению расчет ного давления для трубопроводов и оборудования тепловых сетей и пунктов, а также коэффициента смешения (при f § под = 200 °С до m£t = 4,2), что практически исключает возможность применения элеваторной схемы. Поэтому повышенные расчетные температуры воды г§под в пределах 170 —200 °С используются только в транзитных тепловых сетях с сохранением для магистральных сетей обычной расчетной температуры г£под = = 150 °С. Теми же нормами [22] при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается также применение в качестве расчетных для подающих трубопроводов тепловых сетей более низких температур, чем 150 °С (вплоть jo 95 °С). Однако такое снижение, приводящее к резкому возрастанию удельных расчетных расходов сетевой воды (9,55 кг/МДж при г£ по1 = = 95°С), может быть обосновано только при очень малых масштабах отпуска теплоты от теплоисточников. Помимо жилых зданий к тепловым сетям жилых районов всегда приходится присоединять общественные, а иногда и производственные здания с расчетными значениями температур Гвн, й, tor обр, а также и, существенно отличающимися от положенных в основу отопительного графика. Если такие отклонения имеют место только в части значений tor под и г§т обр, то можно ограничиться изменением расчетного значения коэффициента смешения м§т в соответствии с общей формулой (8.8). При этом возможно сохранение элеваторной схемы присоединения систем отопления. При небольших отклонениях значения показателя степени п от принятого при расчете графика температур (и = 0,32) можно вообще отказаться от учета этого фактора при выборе схемы присоединения системы отопления к тепловым сетям. Однако при существенных отклонениях от положенных в основу графика значений температур Гвн и tl, часто встречающихся в общественных и производственных зданиях, необходим ни ин их систематического недотом.i и ш шргюлм переход от элеваторной схемы при иг мше» ния систем отопления к ci-imm ipyiMX схем. Наиболее универсальной и > них является схема с применением емсиигш.нмх насосов, обеспечивающих возможной i. вменения в широких пределах коэффициент смешения. Вместе с тем при расчетом режиме и этой схеме сохраняют силу формулы (8.8) для значений «от, (8.12) для GcOr и (8.13) для g?m Для независимой схемы присоединения систем отопчения к сетям через водонагреватели харак1Српы более высокие значения удельного р.ючепюго расхода сетевой воды на сиаемы оюнлемия. В пом случае 238,7 (8.14) fP _ fP , _ AtP ч под 'от обр ткон Здесь АГкон — расчетная разность температур между сетевой водой на ее выходе из водонагревателя и водой из системы отопления на входе в него, обычно принимаемая равной 10 °С. Кроме того, при независимой схеме расчетная температура воды в подающем трубопроводе системы отопления гот под должна быть принята более низкой, чем в подающем трубопроводе сетей 'с под. на величину Arga4 = АРПОД - rgT под, составляющую по нормам [22] до 20 °С. По существу к независимым должны быть отнесены ыкже схемы присоединения к водяным cei ям систем воздушною отопления, приточной и приточно-нытяжиои вентиляции или кондиционирования воздуха. В этих системах подогрев воздуха осуществляется сетевой водой в поверхностных воздухонагревателях (калориферах). Режимы работы калориферных установок определяются их назначением. В связи с этим можно выделить три категории установок — отопительные, вентиляционные и отопи- тельно-венти 1яционные. К отопительным oi- носятся установки, обслуживающие системы воздушного отопления при наличии ш- дельныхеисгем приточной вентиляции с под») гревом воздуха или при отсутствии h.i,ioi> ности в них, если оказывается досшючной, как это имеет место для жилых i i.iunii, естественная вентиляция за счет иифиш.фи ции наружного воздуха или аэрации (i м ^ / I) Расчетные температуры сетеио >n.i ни входе в калориферы систем водуппки м иши ления и на выходе из них нрппнмшои и. как правило, такими же, как и tnw muicm водяного отопления при о пун шип vmciii тельных устройств, т. е. 150 н 70 ( Иии.>м\ удельные расходы сетевой поди п ш ми\ систем соответствуют форму не (ММ) 108
К вентиляционным относятся калориферные установки систем приточной или при- точно-вытяжной вентиляции, предназначенные для поддержания заданного состава воздуха в помещениях за счет подачи в них подогретого наружного воздуха. Согласно нормам [20] необходимые расходы этого воздуха при вентиляции, предназначенной для компенсации подлежащих удалению из помещений вредных веществ (газов, паров, пыли), не зависят о г разности температур t%H — tH, a потому остаются постоянными при любом режиме. Для таких систем вентиляции расчетные температуры наружного воздуха принимаются теми же, что и для систем отопления tf, вен| = tf, 0T. При этом расчетные температуры воды на входе в калориферные установки и на выходе из них принимаются такими же, как и для систем отопления. Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию, кг/с, в этом случае определяется по формуле, анало!ичной (8.12): С!?, (8.15) ^в \*с под 'от обр) где (?£ент - расчетный расход теплоты на вентиляцию, Вт. Расчетный удельный расход сетевой воды на вентиляцию, кг/МДж, составляет 'с под 'от обр Для систем приточной вентиляции, рассчитанных на удаление из помещений избытков теплоты или влаги, в качестве расчетной по нормам [20] принимается средняя температура наружного воздуха ff,BeH1 — = <„р "ол Для наиболее холодной части отопительного периода, всегда более высокая, чем расчетная температура для систем отопления tfi °' (см § 7.1). Для таких систем отопительный период следует разбивать на две части, причем в области наиболее низких температур наружного воздуха от rSBeH1 до ^от расход теплоты на вентиляцию должен оставаться постоянным и равным расчетному: QBenT = (?вент Расчетный удельный расход сетевой воды на системы вентиляции, кг/МДж, с расчетными температурами наружною воздуха fPBeHT определяется по формуле Ссвент'Ю6 238,7 £вент = ~£ = ТгГвёнТЗТр" ' ^'*7) Увент 'с пол {вент обр где расчетные температуры сетевой воды f с подТ и Гвент обр принимаются по графику центрального качественного регулирования применительно к значению ф те"т по формуле (8.5), соответствующему температуре tH = = tnвент. Как отмечено в § 7.1, значения фтепт при tiH = 18°C обычно находятся в интервале 0,6 — 0,8, которому по табл. 8.1 соответствуют температуры f с подТ = 102 -г 126 °С и fgTBeog£ = 54 ^ 62 °С. Обычно в расчетах принимают округленные значения 'с под = 120 °С и t|eHTo6p = 60°C. При учете в графике температур для центрального регулирования внутренних тепловыделений в жилых зданиях эти температуры воды несколько снижаются по сравнению с приведенными выше. Наиболее универсальными и экономичными являются отопительно-вентиляцион- ные калориферные установки, обслуживающие комбинированные системы воздушного отопления и приточно-вытяжной вентиляции или системы кондиционирования воздуха и рекомендуемые нормами [20] почти во всех случаях применения воздушного отопления. В качестве расчетной для комбинированных систем принимается расчетная температура воздуха для систем отопления tft от. Расчет систем зентиляции и воздушного отопления с определением расходов сетевой воды и ее температур в обратных трубопроводах при регулировании этих систем по расходу воздуха приведен в [145]. При рассмотрении режимов работы тепловых сетей важное значение имеет определение возможной области применения центрального качественного регулирования для таких сетей, к которым присоединены системы как отопления, так и горячего водоснабжения. Исходными при этом являются нормативные температуры горячей воды перед водоразборными приборами, составляющие по нормам [19] rf = 60°C при oi крытой и 50 °С при закрытой схеме. С учетом охлаждения воды в трубопроводах систем горячего водоснабжения здания в тех же нормах расчетные расходы горячей воды приведены исходя из ее температуры t? = 65°C при открытой и 55 °С при закрытой схеме (см. § 7.2). В нормах для тепловых сетей [22] рекомендуется принимать минимальную температуру воды в подающих трубопроводах сетей Гс1под = 60°С при открытой и 70 °С при закрытой схеме. Первое из этих значений не соответствует нормам [19] и поэтому должно быть повышено до гсмпод = 65 °С. Значение гсмпод = 70 °С при закрытой схеме обычно обосновывается необходимостью поддержания расчетной начальной разности температур между греющей и нагреваемой водой в водонагревателях Д£Рач = t^Za — г? = Ю °С. При этом разность температур воды на выходе из водонагревателей и на входе в системы горячего водоснабжения зданий, равная 60—55 = 5°С, предусматривается для покры- 109
тия тепловых потерь в распределительных тепловых сетях горячего водоснабжения от тепловых пунктов, как правило групповых (см § 8 1), до отдельных зданий Однако при таком расчете не учитывается необходимость покрытия тепловых потерь, связанных с системами рециркуляции В нормах [22] добавлено указание о необходимости дополнительного учета тепловых потерь в системах горячего водоснабжения в зданиях путем введения повышающего коэффициента 1,2 на расходы теплоты этими системами Поскольку такие потери не могут быть компенсированы увеличением расходов нагреваемой воды, устанавливаемых потребителями, для их компенсации необходимо дополнительное повышение на 20 % расчетно1 о перепада температур нагреваемой воды t? — fx в частности при ее исходной температуре f£ = 5 °С с 50—5 = 45 °С до 54°С, а с учетом компенсации тепловых потерь в распределитечь- ных тепловых сетях — примерно до 60 °С, т е температуры воды после водонагревателей до Гг=65°С Соответственно минимальная температура воды в подающих трубопроводах сетей f^noa при закрытой схеме должна быть повышена с 70 до 75 °С, что подтверждается опытными и расчетными данными, приведенными в [143] и указывающими на целесообразность еще большего повышения этой температуры, а именно до 80°С Однако в дальнейших расчетах в качестве исходных как минимальные приняты значения f^noa = 65 СС для открытой и 75 °С для закрытой схемы Соответствующие им значения относительной отопительной нагрузки фот" согласно табл 8 1 при качсе шишом рп у шротшип по отопительном) i рафику к'мнеппур иехо дя из значений t%„„ - IM) ( /},„ \Н С и п = 0,32 составляют ф!1," 0 U)S мри «пкрм той и 0,385 при закрытой ехеме )im ншче ния соответствуют точке ниюмп оюммк к ного графика темпера г ур ык как при щ i'ic ниях фот,меньших фо'' (юна и i ммн i рифика) температуры воды в подающем фуГюиро воде сетей дотжны под (ержинап ея мое iним ными независимо от изменения кммериур наружного воздуха в npciciax <ц i" щ Гнакс и равными t"\,\ , = кТ\ (ем {» К I) При других значениях iCMnepaiyp f|'IM , i\nl и fот пол» положенных в оенону раечеп» i рп фика, значения ф(и,,' Moiyi Gi.iii. моде1 по приближенной формуле Ц>от = \ + п 'I.'») (К IK) Для оценки продо 1жи1С1ым( i и чтт отопитечьного периода, июшекшумикм ю не излома графика, в мреде iax коюрсм) температура воды в подающих фуЬонроио дах сетей остается постоянной, меоОхо mimo сначала определить температуры наружно! о воздуха, соответствующие различным имче ниям фот1 Эти температуры при oiK.ne от учета в графиках внутренних тепловыделений в жилых зданиях составляют 'н = 'вп — фот (Гви — Г ii ) (о IV) При учете внутренних тетовыделений эти температуры определяются по форму те fS3J1 = tl - ф"т'(«и - /К °') (8 19а) В табл 8 2 приведены значения отно- Таблица 82 Значения CИ31| (отношения продолжительности стояния температур наружного воздуха tH в зоне излома отопительного графика г|П1 к общей продолжительности отопительного периода z0T) при различных расчетных температурах воздуха для систем отопления fр от в • интервале от —15 °С до — 55 СС Наимено вание города Ташкент Рига Минск Горький Свердловск Томск Якутск Расчетная температура воздуха рот оС н » -15 -20 -25 -30 -35 -40 -55 Значения отношения 18 - ,Р от 10 - >Р 01 1,32 1,27 1,23 1,20 1,18 1,16 1,12 Отопите тьный период Продо 1- житепь- ность -от» сУт 151 221 220 234 246 252 268 Средняя температура воздуха 4-3,4 + 0,6 -0,9 -3,7 -5,3 -7,6 -19,7 При различных минима 1ьных температурix воды в подающих фубопроводах сетей '(. ПОД ■пин _ 'с под "" гРн=18°С 0,15 0,07 0,22 0,19 0,23 0,29 0,28 и расчетных температурах воздуха 65 °С tf-10 С 0,52 0,53 0,54 0,47 0,46 0 45 0 16 -МИН _ с под /Р„ = 18СС 0,15 0,47 0,42 0 40 041 0,42 0,16 75 GC '1 - ю с 0 67 0,65 0 60 0 00 0 5S 0 56 0,42 Примечание Значения /JJ от z0T и tftp от для соответствующих городов приняты по прилож 1 (см также [6]) а значения Ризл подсчитаны по данным при юж 2 (см также [99]) ПО
шения средней продолжительности стояния температур наружного воздуха от г!Гл до Гнакс, т. е. в зоне излома графика, zmn, к общей продолжительности отопительного периода zOT. Значения ризл = гизт/zot подсчитаны для различных населенных пунктов по данным, приведенным в прилож. 1 и 2, о продолжительности отопительного периода, а также стояния температур наружного воздуха через каждые 5 "С, начиная от макс Как видно из табл. 8.2, учет внутренних тепловыделений приводит к существенному возрастанию значений риз.ь примерно с 0,15 — 0,29 до 0,36 — 0,54 при открытой схеме и с 0,36 — 0,47 до 0,42 — 0,67 при закрытой схеме. Режим работы сетей с постоянной температурой воды в подающих трубопроводах в сочетании с максимальным расходом воды в системах горячего водоснабжения соответствует максимальным (расчетным) расходам сетевой воды на эти системы при любой схеме их присоединения к сетям. В общем случае в качестве расчетного должен приниматься расход воды в системе горячего водоснабжения равный СР = ХсутХчСРсут, (8.20) где GrP с>т - расход за средние сутки отопительного периода, суммированный по всем водоразборным приборам здания; КСут иК,- поправочные коэффициенты на суточную и часовую неравномерность (см. § 7.2). При открытой схеме системы горячего водоснабжения в течение отопительного периода присоединяются к теп новым сетям через смесители (обычно водоструйные), к которым подводится вода как из подающего трубопровода сетей, так и охлажденная в системах отопления. Необходимый расход воды из подающего трубопровода сетей обеспечивается работой регулятора температуры, установленного за смесителем и поддерживающего заданную температуру воды на выходе из него независимо от расхода. Если между смесителями и обслуживаемыми ими системами горячего водоснабжения включены баки-аккумуляторы горячей воды емкостью, достаточной для полного сглаживания i рафика подачи сетевой воды в баки в суточном, а иногда и в недельном разрезе, то следует принимать либо Кч = 1, либо КсутКч = 1. При отсутствии таких баков значения Кч для одного жилого здания или группы таких зданий могут колебаться в широких пределах (см. § 7.2). Расходы воды из подающего трубопровода сетей Gc.r на смесители систем горячего водоснабжения определяются из теплового и материального балансов смешения и при любом режиме соответствуют соотношению Gc Г п Гг — Гот Обр Gr Гс под — Гот обр Расходы воды на смесители из обратного трубопровода сетей Gr — Gc г определяются по формуле (8.21) Gr — Gc г Гс -tf (8.22) Gr tc под — Гот обр В точке излома графика температур Гс пол = ГсМп5д = ГР, ПОЭТОМУ Рг = 1 И 1 - Рг = О, что соответствует максимальному расчетному расходу сетевой воды из подающего трубопровода сетей на горячее водоснабжение GP r = GP. Расчетный расход сетевой воды при максимальной нагрузке горячего водоснабжения, кг/с, "сг~ Г~п Г^Г = ~ ,.Р .т ' (8.23) где Qf и QrpcyT — максимальный и среднесуточный расходы теплоты на горячее водоснабжение, Вт: гх — расчетная температура воды, в источнике водоснабжения или водопроводе, которую по нормам [22] в среднем для отопительного периода рекомендуется принимать равной г£ - 5 °С. При этом удельный расчетный расход сетевой воды g£,, кг/МДж, при максимальном расходе теплоты в системе горячего водоснабжения, выраженном через среднесуточный расход воды GrP C>T, составляв! = Ggr-106 = 238,7КсутКч . (8.24) При г? = 65°С получаем gg, = 3,98КсутКч кг/МДж, а при Кч = 2,4 (минимальное значение для большой группы жилых зданий) и Ксуг = 1,2 gP, = 11,46 кг/МДж. Такие расчетные расходы сетевой воды на системы горячего водоснабжения могут иметь место только в зоне излома графика. При температурах наружного воздуха ниже Гн31 по мере повышения температуры воды в подающих трубопроводах сетей гс пол и в обратных трубопроводах систем отопления for обр расходы воды из подающих трубопроводов быстро сокращаются и при открытой схеме (for обр = ff = 65 °С и Per = 0) вообще обращаются в нуль, см. формулу (8.21). Как видно из табл. 8.1, такое обращение в нуль соответствует значению фот = 0,87. При дальнейшем росте значений фот до единицы нагрузки горячего водоснабжения могут полностью покрываться за счет охлаждения воды, поступающей из систем отопления. При этом необходимо, чтобы расходы воды в систе- 111
мах отопления превышали ее максимальные расходы в системах горячего водоснабжения, что соответствует неравенству Gp Г~<1- (825) G = При Gf = G§0T, что соответствует значениям р, = d /Gc от = 1, Рг = О И Г01 обр = fF, весь расход воды из системы отопления используется в системе горячею водоснабжения Это вызывает прекращение циркуляции воды на прилегающем к данному тепловому пункту участке обратных трубопроводов тепловых сетей. Если р, > 1, то на этих участках обратных трубопроводов тепловых сетей наблюдается опрокидывание циркуляции. Если системы отопления оборудованы регуляторами, поддерживающими при всех режимах расход сетевой воды на ототеиие равным расчетному С§от, то при такой автоматизированной схеме суммарные расчетные расходы сетевой воды на системы отопления и горячего водоснабжения, имеющие место в точке излома графика, равны сумме G$0J + G%r по формулам (8.12) и (8.20) или (8.23). На протяжении отопительного периода расходы сетевой воды в подающем трубопроводе при такой схеме и отопительном графике температур непрерывно снижаются вместе с температурой наружного воздуха, а при открытой схеме и фот = 0,87 -г- 1,0 становятся равными расчетным расходам воды только на системы отопления. При закрытой схеме расходы сетевой воды на системы горячего водоснабжения определяются выбором схемы включения водонагревателей этих систем. При простейшей из этих схем, пригодной при пюбых соотношениях расчетных нагрузок систем отопления и горячего водоснабжения, а именно при параллетьной схеме, расходы сетевой воды на одноступенчатые водонагреватели горячего водоснабжения Gc г и нагреваемой воды Gr связаны соотношением Гг - Gr fc под — /l г об (8.26) где tc г обр — температура сетевой воды на выходе из водонагревателя в обратный трубопровод теплового пункта, всегда более высокая, чем температура холодной воды на входе в водонагреватель t%. Расчетным при этом является режим с максимальным расходом нагреваемой воды Gr в зоне излома графика при ГсМлоНд = гР + Дг Г р, где Д*гнач р - расчетная разность температур между сетевой водой на входе и нагреваемой водой на выходе из водонагревателя, которая обыч- 112 но принимается равной 10 °С, при гГ = 65°С tc1"" 1 = 75°С Максимальный расход сетевой воды на водонагреватели при расчетом режиме Gf, соответствует отношению Гг — i я Gf мин р Гс по, — Гс I обр (8 27) Здесь tc г обр — температура се юной воды на выходе из водонагревателя при расчетном расходе нагреваемой во гы (;Г и минимальной темпера iypc воды в подающем ipy- бопроводе сетей /"'"'и - 75 ( При оюворсн- ной в нормах [22] расчетом iCMnepaiype холодной воды |ля oioiiHicHMioio периода fP = 5°С значения Л/,*1 '' i[ , „,,р - t{ обычно принимаются и ни юрка не 15 — 25 °С, коюрому соотвс1ствую1 (смпературы гр, о6р = 20— 30"С. При понижении шачений Arf0" p сокращаются расходы сеювой воды на водонафеватети, но вместе с 1ем возрастают их необходимые поверхпекми теплообмена. В нормах [22] рекомендуемся также принимать значение гр о0р = 30 С Расчетный удельный расход сетевой воды на системы горячего водоснабжения при одноступенчатой параллельной схеме равен р g ОС Г МИН р 'с под — to г обр (8.28) При t^uo-i = 75 °С, ffr обр = 30 °С КсутК,, = 1 получаем gf = 5,30 кг/МДж, т. е на 33% больше, чем при открыюй схеме, что свидететьствует о недостаточной эффективности одноступенчатой параллельной схемы. При повышении температуры воды в подающем трубопроводе сетей с fc*noi = 75'С до ГсРпо1= 150 °С расходы сетевой воды на водонагреватели снижаются до минимального значения, равного Gmiih с г = Л — • С ПО 1 — 1С I Обр ЙЙн—• (8-29) Здесь /сТ'обр — минимальная температура сетевой воды на выходе из водонагрева- тетянри гР„о, = 150 С. составляющая обычно 10— 15 °С Температуры воды fc г обр при любых температурах Гспод в интервале от 75 до 150 JC и различных нагрузках горячею водоснабжения могут быть определены по методике [145] При параллельной схеме сохранение качественного регулирования в системах оюп- ления независимо от колебаний расходов воды на водонагреватели возможно только при установке регулятора постоянства расхода сетевой воды на подающем трубопроводе теплового пункта после ответвления от него к водонагревателю. В этом случае суммарный расчетный расход сетевой воды на
системы отопления и горячего водоснабжения в точке излома темперагурно! о графика равен сумме G£OT + Gf, по формулам (8.12) и (8.28) Удельные расчетные расходы сетевой воды на системы горячего водоснабжения могут быть несколько снижены за счет перехода от одноступенчатой параллельной к двухступенчатым схемам включения водо- Hai ревателей. Из таких схем универсальной является двухступенчатая смешанная схема, пригодная при любых соотношениях расходов теплоты на системы юр ячею водоснабжения и отопления, а также при любых режимах работы и схемах автоматизации тепиовых пунктов Общим для различных двухступенчатых схем является использование в первой ступени теплоты воды, частично охлажденной в системах отопления Однако в этой первой ступени, как правило, не удается нагреть воду для систем горячего водоснабжения до ее расчетной температуры I? = 65 °С, а потому необходим ее дополнительный подогрев во второй ступени, в которой греющей является вода из подающего трубопровода сетей. Сметанная схема отличается тем, что эта вторая ступень включена, как и в одноступенчатой схеме, параллельно системе отопления, а охлажденная во второй ступени вода подается в обратный трубопровод системы отопления и после ее смешения с водой из этой сиаемы поступает в первую ступень водонагревателя При двухступенчатой смешанной схеме с регуляторами постоянства расхода перед системами отопления и оюпительном графике температур в сетях суммарный расход сетевой воды G^u на тепловом пункте при отсутствии систем вентиляции равен сумме ее постоянного расхода на системы отопления G§0, по формуле (8.12) и переменного расхода этой воды на вторую ступень водонагревателей Gc г: GccyM = Gg0T + Gcr (8 30) Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение G[?r, соответствующий режиму с максимальным расходом нагреваемой воды GP, в точке излома температурного графика равен pPGf, где при смешанной схеме rp = с г = ' ' о| обр i '_ (8 41) "г /~р ,мин _ tviin ' \ - ) "г 'с под 'от обр здесь At"d4 p — расчетное значение разности температур греющей сетевой воды на входе в первую ступень водонагревателей и нагреваемой на выходе из нее Гт, принимаемое согласно нормам [22] равным 5°С. Значения ГотЛобр определяются по отопительному графику температур в точке ето излома. При выводе уравнения (8.31) принято, что температура сетевой воды на выходе из второй ступени £с"обр равна температуре сетевой воды на выходе из системы отопления г^обр- Обоснование этого равенства приведено в [145]. Расчетный удельный расход сетевой воды на горячее водоснабжение, кг/МДж, при смешанной схеме равен gc r - ТГр = -р р л<.уТЛч. (S.5Z) Для закрытой схемы при гР = 65°С и гЛад - 75 °С имеем qC = 0,385 (см. выше). Этому значению соответствует температура for обр = tc)'обр = 44,2°С. Принимая в соответствии с рекомендацией норм [22] д,нач р = 5 °С, при г? = 65 °С, г? = 5 °С и КсутКч = 1 получаем cfc r = 3,34 кг/МДж, т. е. на 37% меньше, чем при одноступенчатой параллельной схеме включения водонагревателей Методика расчета температур гс обр и расходов сетевой воды Gc, при смешанной схеме и любых наружных температурах и нагрузка* горячего водоснабжения изложена в [145]. Методика расчета расходов сетевой воды при двухступенчатой последовательной схеме включения водонагревателей рассмотрена в § 8 3, поскольку применение этой схемы в сочетании с отопительным графиком приводит к перетопу или к недоюпу зданий в течение части отопительного периода. 8.3. Определение температур и расчетных расходов сетевой воды при центральном регулировании по суммарной тепловой нагрузке систем отопления и горячего водоснабжения При присоединении к двухтрубным тепловым сетям наряду с системами отопления также систем горячего водоснабжения, требующих круглосуточного и круглогодичного поддержания заданной температуры воды перед водоразборными приборами, область применения центрального качественного регулирования существенно сокращается. При температурах наружного воздуха, превышающих г"зл (зона излома графика, см § 8.2), вплоть до соответствующих началу и концу отопительного периода tJ?aKC (по нормам 8 — 10 °С) температуры воды в подающих трубопроводах сетей должны поддерживаться постоянными и равными ^3пОд- Как показывают расчеты (см. табл. 8.2), продолжительность стояния температур наружного воздуха в пределах этой зоны zmn состав- 113
ляет примерно от 25 до 60% всей длительности отопительного периода z0T. В пределах этой зоны отпуск теплоты в системы отопления и горячего водоснабжения регулируется на тепловых пунктах изменением расходов сетевой воды на эти системы (местное или групповое количественное регулирование). Вместе с тем даже в той части отопительного периода, в пределах которой возможно применение центрального качественною регулирования по отопительному графику температур, режимы работы систем горячего водоснабжения при отсутствии автоматических регуляторов постоянства расходов сетевой воды перед системами отопления воздействуют на гидравлические и тепловые режимы этих систем. Такое воздействие вызвано непрерывными изменениями расходов воды, разбираемой из систем горячего водоснабжения, в пределах суток и в меньшей мере — ее суточных расходов в пределах недели. Другим фактором, обусловливающим воздействие режимов работы систем горячего водоснабжения на присоединенные к тому же тепловому пункту системы отопления, является изменение в сезонном разрезе отношения р, = GCT/Gr между расходами греющей сетевой Gc г и нагреваемой воды Gr, вызванное повышением температуры в подающих трубопроводах сетей с /"пол - 65 или 75 °С в зоне излома графика до ^под = = 150 °С при расчетной температуре наружного воздуха f{J0T. В связи с этим максимальные (расчетные) расходы сетевой воды на горячее водоснабжение G£ r всегда имеют место в зоне излома графика, а минимальные — при расчетной температуре воды в подающих трубопроводах сетей. Необходимые для обеспечения заданной температуры воды в системах горячего водоснабжения расходы воды из подающих трубопроводов сетей поддерживаются автоматическим регулятором температуры, установленным перед смесителем при открытой схеме или водонагревателем при закрытой схеме. Соответствующие расходы сетевой воды изменяются в широких пределах: от близких к нулю значений при расчетной температуре воды в подающих трубопроводах сетей £?.Под до значений, иногда превышающих расходы нагреваемой воды в зоне излома графика. При отсутствии на тепловых пунктах автоматических регуляторов постоянства расходов сетевой воды на системы отопления эти расходы подвержены значительным колебаниям. Расчет тепловых сетей на расходы сетевой воды G£yM, равные сумме расчетных расходов ее на системы отопления и максимальных на системы горячего водоснабжения, является нецелесообразным, так как приводит к возрастанию диаметров трубопроводов, а потому и капитальных вложений как в эти сети, так и в соответствующие теплоисточники. Кроме toi о, при таком способе расчета использование тепловой мощности теплоисточников и пропускной способности тепловых сетей в i оловом разрезе существенно снижается. В связи с этим в нормах [22] оговорено, что при определении расчетных расходов теплоты теплоисточниками эти расходы в части i орячег о водоснабжения должны учитывался как средние часовые за отопительный период, т. е. без введения коэффициентов Ксут и Кц. Такие коэффициенты подлежат учету лишь при расчете распределительных гепловых сетей с отпуском теплоты только системам горячего водоснабжения. Для обоснования таких указаний при отсутствии баков-аккумуляторов горячей воды на (епловых пунктах обычно предполагается, чю воздействие внутрисуточных колебаний расходов горячей воды на режимы работы систем отопления не приводит к недопустимым колебаниям температур воздуха в отапливаемых помещениях за счет использования тепловой инерции (аккумулирующей способности) ограждающих конструкций зданий. Обязательным условием при этом является соблюдение расчетных балансов отпуска теплоты системами отопления в суточном разрезе. Двухступенчатая последовательная схема включения водонагревателей специально разработана в расчете на использование тепловой инерции зданий для компенсации воздействия на температуры воздуха в них внутрисуточных изменений расходов воды в системах горячего водоснабжения. При этой схеме в отличие от двухступенчатой смешанной (см. § 8.2) вода из подающего трубопровода сетей после прохождения через вторую ступень водонагревателей направляется в систему отопления в смеси с водой из этого же трубопровода, поступающей по обводному трубопроводу второй ступени. При этой схеме суммарный расход сетевой воды на систему отопления поддерживается постоянным за счет работы регулятора постоянства расхода, установленного на обводном трубопроводе второй ступени. Таким образом, при последовательной двухступенчатой схеме гидравлические режимы систем отопления поддерживаются стабильными, но вместе с тем колебания тепловых нагрузок второй ступени приводят к соответствующим изменениям температур сетевой воды на входе в систему отопления и ее теплоотдачи. Изменения расходов сете- 14
вой воды на системы г орячего водоснабжения, которые обусловлены графиком центрального регугирования ее температуры в подающих трубопроводах сетей, при двухступенчатой последовательной схеме могут быть учгены путем перехода от отопительного графика температур к другому графику Такой учет сводится к надбавке на соответствующие отопительному графику температуры воды в подающих трубопроводах сетей в размере, компенсирующем охлаждение этой воды во второй ступени Полученные таким образом графики температур сетевой воды при центральном регулировании обычно называются повышенными или корректированными. В таких графиках в отличие от отопительного учтено воздействие на режимы работы систем отопления изменений расходов сетевой воды на системы горячего водоснабжения, а потому такие графики можно охарактеризовать как соответствующие регулированию по суммарной тепловой нагрузке систем отопления и горячего водоснабжения. В частности, при корректированном графике темпера typ в сочетании с двухступенчатой последовательной схемой включение в суммарные расходы сетевой воды этих расходов на вторую ступень водонагревателей может оказаться И{ии1мним. В этом случае суммарные расходы сегевой воды для тепловых пунктов при ouyiciRMii систем вентиляции совпадают с иковыми для систем отопления Тем самым достигаются минимальные значения удельного расхода сетевой воды суммарно по системам отопления и горячего водоснабжения, кг/МДж, равные Gp •106 Gp •106 дР _ "СОТ '" _ "СОТ 1U _ - т^-т . (8.33) П -l np\ (tp — tp - \ I* ' и|Д'СП01 'ОТ ООр^ Здесь величиной af. характеризуется отношение расчетных расходов теплоты на горячее водоснабжение и отопление для данного зчания или группы однотипных зданий, связанное с отношением расчетных расходов сетевой воды на эти системы рР = GP/G%T следующей твисимостью • ар = -*'- = рр - -tL-± (8.34) Ор /Р — tp * Х-ОТ ' С ПОД 'ОТ ООр Значения af для жилых зданий могут быть получены с помощью укрупненных показателей удельных расчетных расходов теплоты отдельно на отопление и на горячее водоснабжение этих зданий, отнесенных к одному жителю. Методика определения таких показателей описана в § 7 3. Поскольку в нормах [19] удельные расходы горячей воды для жилых зданий в расчете на одного жителя приведены применительно к средним суткам отопительного периода g^p сут, кг/сут, в формулу (8.34) целесообразно подставить также средние суточные значения отношений а$р сут и ррР сут, связанные между собой зависимостью CD CVT Рг _Ср Сут Ч ПО1 ~~ *ОТ Обр /о *уг\ Рг = -г.—rr-=<v -5—-б— -(8.35) Значения а$рсут для жилых зданий при пяти значениях расчетной температуры наружного воздуха fP°T в интервале от -15 до — 55 °С сведены в табл 8.3, отдельно при учете внутренних теп повыделений и без такого учета. Эти значения представлены в виде интервалов, нижняя граница которых соответствует значению удельной характеристики тепловых потерь q*n = 0,32 Вт/(м3-К), а верхняя — значению <?*„ = 0,40 Вт/(м3- К) при r^a, = — 30 °С с дополнительным учетом климатического коэффициента рк;, при других значениях расчетной температуры грот 'и Для двухступенчатой последовательной схемы при отнесении суммарных расчетных расходов сетевой воды на тепловом пункте к сумме -этих расходов на системы отопления и средних за сутки отопительного периода на системы горячего водоснабжения получаем р Gpo1-106 _ GpCOT-106 238J П 4- fTCPC>TWfP — \Х Т Ор М'СПОД (8.36) При рр = 1, Хсут = 1,2 и Кч = 2,4 находим асгр сут = 0,26, а потому при tpc под = 150 JC и & обР = 70 °С gpcyM = 2,37 кг/МДж. Для расчета корректированного графика температур при двухступенчатой последовательной схеме исходными являются тепловые балансы обеих ступеней водонагревателей применительно к их средней нагрузке за сутки максимального расхода горячей воды, поскольку колебания суточных расходов ее в пределах недели практически не могут компенсироваться за счет тепловой инерции зданий. Эти средние нагрузки характеризуются значениями jr = GrMaKCCyT/Gp = 1/Хч [см. формулы G.25)] и соответственно рмакссуТ> равными f-макс сут макс сут _ 2zL r ~ Gp "с от К (8.37) 1 1 S
Таблица 8.3 Значения отношения асгр су1 расчетных расходов теплоты на системы горячего водоснабжения в среднем суточном разрезе и на системы отопления жилых зданий при расчетных температурах наружного воздуха г£от от — 15°С до — 55 °С Расчетная гемпература наружного воздуха 'Г- с -15 -20 -30 -40 -55 Значения климатического коэф фициенга 1,32 1,19 1 0,87 0,70 Интервал значений о^р суг при расходе горячей воды g'J' L>T = = 105 кг/сут на одного жителя в жилых зданиях, расчетной разности температур tp — гр = 60°С и различных удетьных расчетных расходах теппоты на отопление зданий на одного житетя х*, без учета внутренних тепловыделений в зданиях при обеспеченности полешой и ющадью на одного жигетя /n0I 0,252-0,345 0,238-0,325 0,216-0,294 0,198-0,270 0,185-0,250 18 м2 0,188-0,259 0,178-0,244 0,162-0,221 0.149-0,202 0,138-0,187 при уче(е внутренних (епловыде- лений в маниях и обеспеченности noiemofi ir ioiim п>|() im одного Ж И 1СЛЯ /,,„ , 0,315-0.468 0.291 0.4 ЧЧ 0.270-0,184 0,236-0,144 0,216-0,112 18 vt^ 0,236-0,357 0,220-0,329 0.196-0,288 0,177-0,258 0,164-0,231 Примечания 1 Значения удельных расчетных расходов тетогы на онимепис жилых зданий, отнесенных к одному жителю. х*г подсчитаны либо без учета вн>тренних теп ioiu.i ic iciiiih либо с их учетом при значениях полезной п юшади 13 5 и 18 м2 на житеггя и иммсиип обьемного коэффициента для жилых зданий 4,5 м3/м2 [см формулы G 44) и G 45)] 2 Значения <усгр cyj представлены в виде интервалов при удельной харамерисгике лиловых потерь жилых зданий в пределах q* и = 0,32— 0,40 Вт/(м3 К) при расчегной levincpa iypc наружного воздуха tp01 = — 30 °С При остальных расчетных температурах эти значения подсчигапы с учеюм ктиматического коэффициента РК1 по таба 7 5 При расчете температур сетевой воды для корректированного графика и двухступенчатой последовательной схемы предполагается, что в системах отопления поддерживается в среднесуточном разрезе отопительный график температур При этом температура смеси потоков сетевой воды, поступающих в систему отопления гс от как через вторую ступень водонагревателя, так и в обвод ее, соответствует отопитетьному графику, рассчитанному по уравнению (8 9), а расходы сетевой воды при всех тепературах i наружного воздуха одинаковы и равны Ор расчетным Сс от = Gp от = _ -, ^bUc под 'от обр/ см формулу (812) Тогда температуры £от обр в среднесуточном разрезе также соответствуют температурам воды в обратных } трубопроводах систем отопления по огопи- 1 тельному графику, i e. формуле (8 11) При ^этих допущениях температура воды в подающем трубопроводе сетей при корректи- ' рованном графике составляет f 'с пол = к от + рГС ^ (tp - tor обр + ДГГ МИН) !' (S 38) ' Соответствующая температура сетевой | воды на выходе из первой ступени в обрат- | ный трубопровод сетей составляет ', 'с обр = fox обр - РГL tyT('(n обр - Г? - ДГГ МИ") f (S 39) Соответствующее жачение равняется I w *L ОГ ^ОТ Обр =GcJGr (8 40) В формулах (8.38), (8.39) и (8 40) можно принимать Дг,нач мин = tor обр - fi = 2 "С, где fi — температура нагреваемой воды после первой ступени. Наиболее обоснованным следует считать сохранение точки излома в корректированном графике для двухступенчатой последовательной схемы при той же температуре наружною воздуха г„зл, что и в случае отопительного графика, как предусмотрено нормами [22] Нагрев воды в водонагревателях горячего водоснабжения до расчетной температуры tf при Qf только за счет теплоты воды, покидающей системы отопления, г е в первой ступени, возможен при rH = tf{ Ol и гот oGp = 70 "С и соблюдении неравенства РР - ———^-^<1 [см формулы (8.35) и (8.36)], которому соответствует а^р сут < < 0,26. Этим неравенством ограничивается возможная область применения двухступенчатой последовательной схемы. Помимо двухступенчатой последовательной схемы применение корректированного графика в целях сокращения удельного
расчетного расхода сетевой воды суммарно по системам отопления и горячего водоснабжения целесообразно также при других схемах присоединения этих систем к сетям. Однако такой график для открытой схемы, а также для одноступенчатой параллельной или двухступенчатой смешанной схемы связан с переходом на качественно-количественное регулирование систем отопления. При этом внутрисуточные колебания расходов сетевой воды на системы горячего водоснабжения приводят только к изменениям расходов воды на системы отопления при ее постоянной температуре в подающих трубопроводах этих систем. Ниже изложена методика расчета расходов и графиков температур сетевой воды при наличии регуляторов постоянства ее расхода на тепловых пунктах, установленных на подающих трубопроводах до смесителей при открытой схеме и до ответвления ко второй ступени водонагревателей при закрытой двухступенчатой смешанной схеме их включения [145]. При наличии таких регуляторов суммарный расход сетевой воды на системы отопления и горячего водоснабжения (присоединенные к тепловому пункту, где установлены смесители или водонагреватели) поддерживается в течение отопительного периода постоянным. Этот суммарный расход может быть выбран с учетом допусти- moi о изменения расходов воды в системах отопления как в сезонном, так и в су- i очном разрезе. Постоянными при этом являются также расходы сетевой воды в подающих трубопроводах тепловых пунктов, <i при закрытой схеме — также в их обрат- пых трубопроводах (см. § 8.1). При открытой схеме постоянный при всех режимах суммарный расход воды в подающем трубопроводе теплового пункта должен составлять СЖд=>отСРс.от + Р1Сг, (8.41) ■Дел>т = Сот/С§т и pr = CC.,/Gr. Расчет графика количественно-качественного регулирования должен базироваться на режимах при среднем расходе сетевой воды на системы горячего водоснабжения за сутки максимального водоразбора G^aicccyT. Этому режиму при точке излома принятого графика должно соответствовать расчетное отношение Уот расхода воды в системе отопления Got"" к расходу Gq, при принятом способе регулирования и расчетной температуре наружного воздуха: ;gT = G-JI/GPT. (8.42) Как показывают расчеты [145], при качественно-количественном регулировании систем отопления оптимальным является соотношение между относительным расходом воды в системе jm и относительной отопительной нагр.узкой фот, равное IТ = (ФотГ. (8-43) где показатель степени m зависит от схемы подачи воды в отопительные приборы. Для наиболее распространенных однотрубных схем такой подачи m = n/(l 4- п), где п — показатель, зависящий от схемы включения отопительных приборов (см. § 8.2). Так как при расчете графиков температур сетевой воды следует исходить из близкого к максимальному значения п = 0,32 (см. § 8.2), то для оптимальных значений получается соотношение )Т = (ФотH'242- (8.43а) В соответствии с этой формулой значения _/отТ снижаются от единицы при фот = = 1 до 0,845 при фот = 0,5; 0,80 при фот = 0,4 и 0,68 при фот = 0,2. С учетом этих оптимальных значений у£"т, а также необходимости сохранения минимальной циркуляции в системах отопления в точке излома графика при максимальном расходе воды наиболее обоснованным при значениях ст^р сут по табл. 8.3 (но не выше 0,26) является выбор интервала значений jPT = 0,7 -г- 0,8. При открытой схеме суммарный расчетный удельный расход сетевой воды, отнесенный к сумме расходов теплоты расчетного для систем отопления и среднего за сутки отопительного периода для систем горячего водоснабжения, при корректированном графике составит PT + Qf fpc>T = 238,7 Г jPT КсуХрсут"| i-r <Jr |_'с.под 'от.обр »r 'x J/g 44) При любом режиме кроме точки излома графика значения j0T = GOT/GoT определяются по формуле К асрсут(гр — £р ) Лсут°г ^с.под 1от.ср' /Р CfP — Jot — Уо CfP — fP> т^г 'х/ стср.сут Ur ~ toT.cp) ФОТ (8.45) После определения значений jor для любого режима с известными величинами фот и стгрсут соответствующая температура воды в подающих трубопроводах сетей определяется из уравнения t —t 4-iPoLfrP — fP \ f8 46^ 'с.под 1от.ср < . ^1с.под 'от.ср/> ^o-^uj Jot 117
при этом значения t0TCp> готпод и готобр находятся из уравнений (8.1), (8.2) и (8.3). Расчет корректированного графика температур по формуле (8.46) при открытой схеме приводит в области низких температур наружного воздуха к значениям j0T, большим единицы, а стало быть, и к температурам воды в подающих трубопроводах сетей tc под более низким, чем при отопительном графике. Точка пересечения отопительного и корректированного графиков соответствует значению j0T = 1 или соотношению lc под 'от ср zr-- (8-47) Для определения по этой формуле значения ф"?р, соответствующего точке пересечения графиков, можно использовать приближенное выражение, пригодное при фот 5s 0,5. В этом случае при г? под - 150 °С, & ср = 82,5 °С, tf = = 65 °С, гр - 5 °С и Хсут = 1,2 получаем °69 (8.48) 2,39 - 1 -for _ср сут В области высоких температур наружного воздуха, соответствующих малым значениям фот, наибольшее превышение температур воды в подающих трубопроводах сетей при корректированном графике по сравнению с отопительным имеет место в точке излома отопительного графика. При открытой схеме режимы работы с температурами воды в подающих трубопроводах сетей выше tP = 65 °С не представляют таких преимуществ, как при закрытой, а поэтому такое превышение целесообразно использовать для сокращения зоны излома графика. Тогда значения ф"™ и t"jncp при корректированном графике в точке его излома, при которой t'"noa = tr = 65 °С и Уот =Уои должны быть связаны соотношением 'г *от ср _ 'с под 'от ср (.изл ур Фот Уот (8.49) Для определения ф"^' из соотношения (8.49) следует использовать приближенную формулу (8.46), пригодную для интервала значений 0,2 ^ фот < 0,5. При качественно-количественном регулировании и открытой схеме отношение расчетных расходов воды на горячее водоснабжение и отопление р£ = G$/G%T должно быть, как и в случае качественного регулирования, меньше единицы, что при Кч = 2,4 и ХСут = = 1,2 соответствует неравенству а^р сут < 0,26. Выполнение этого условия обеспечивает отсутствие опрокидывания циркуляции воды 118 в обратных трубопроводах тепловых сетей (см. § 8.2). Применение корректированного графика температур с регуляторами постоянства расхода воды на подающих трубопроводах тепловых пунктов особенно целесообразно при двухступенчатой смешанной схеме, поскольку ее применение не ограничено какими-либо предельными значениями отношения расчетных нагрузок горячего водоснабжения и отопления. Расчет такого корректированного графика в основном соответствует описанному выше для открытой схемы. При его построении в основу также должны быть положены средние расходы воды на горячее водоснабжение за сутки максимального водопотребления С^акссУт и соответствующие им значения руакс сут по формуле (8.37). Применительно к двухступенчатой смешанной схеме удельные расчетные расходы сетевой воды, отнесенные к суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабжения, составляют • 10е 238,7 Г Уот \ tP — tP L lc под 'от 1 + + обр (8.50) В рассматриваемом случае целесообразно принимать /Рт = О,75ч-О,8О. Значение РР определяется из выражения, см. формулу (8.31) (8.51) ,шл _ *изл lL ПОД 'ОТ обр -t- AfK0H P гот обр P _ tHiI] r гот обр fHd4 P fII Значения At"'*4 р соответствуют принятым в формуле (8.31), а Дгпам р — разности между темпераiypofi воды в подающем трубопроводе сетей t"^o;i и расчетной температурой горячей воды гр, коюрая по нормам [22] принимается не менее 10 °С. После выбора значений )§т и определения РР температуры воды в подающих трубопроводах сетей при корректированном графике температур и любых значениях фот определяются по формуле (8.46) с подстановкой в нее следующих значений уог: ;Р (tP — /Pi Уот1*г lx) . pnlfp tp х jt" _cp сут Рг Uc под 'от обр' — Асут"г _^ " " " - г„, т + Atf4 Уот _cp сут у1стг + '01 СР ' Фот 2 '*от под ^от.обр) (8.52)
Значения jor по формуле (8.52) могут трубопроводах систем отопления при любом быть также использованы для определения режиме с известными значениями t0T cp и фот, температур воды в подающих и обратных см. формулы (8.2) и (8.3). Глава девятая ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 9.1. Основные задачи и исходные данные гидравлических расчетов Гидравлические расчеты трубопроводов водяных тепловых сетей являются необходимым этапом их проектирования, следующим за определением расчетных тепловых нагрузок, выбором трассы и определением расчетных расходов сетевой воды. Такие расчеты выполняются отдельно по каждому участку сетей, на протяжении которого внутренние диаметры труб и расчетные расходы сетевой воды остаются неизменными, и предназначены для решения следующих основных $адач: 1) определения по заданным расчетным расходам воды внутренних диаметров труб д'1Я каждою участка сетей, причем этими динмефами в сочетании с длинами трубопроводов и способом их прокладки в основном определяются капитальные вложения и расходы металла на сооружение сетей; 2) определения перепадов давления теплоносителя в пределах каждого участка при in данных расходах его, а также известных нмуфеиних диаметрах и длинах труб на дампом участке. Эти перепады давления иинякнся исходными для последующего определения потребных напоров перекачивающих сетевых насосов, а в сочетании с данными о давлениях воды в сетях при неработающих насосах (статические режимы) — также для анализа гидравлических режимов сетей при работающих насосах (динамические режимы); 3) определения расходов теплоносителя на данном участке, соответствующих известным диаметрам труб и выбранным значениям перепадов давления, отнесенным к одному метру длины труб. Такие расчеты необходимы при рассмотрении аварийных режимов работы тепловых сетей, а также при разработке проектов их расширения и реконструкции. Гидравлические расчеты водяных тепловых сетей базируются на основных положениях и закономерностях механики жидкостей применительно к движению воды в стальных трубопроводах. В этих сетях вода находится при температурах, которые в подающих трубопроводах изменяются в пределах от 60 до 150 °С (в перспективе до 200 °С), а в обратных трубопроводах — от 30 до 80 °С. Изменения физических параметров воды в этих интервалах температур оказывают существенное влияние на закономерности ее движения, а потому должны учитываться в расчетах. Вместе с тем влияние давления на эти параметры, обусловленное в основном сжимаемостью воды, является ничтожным. В связи с этим физические параметры воды обычно приводятся применительно к давлениям, соответствующим кипению воды заданной температуры (так называемые параметры линии насыщения). Значения плотности воды рв, кг/м3, при давлениях от 0,6 кПа @,0006 МПа) до 1,555 МПа и температурах на линии насыщения приведены в табл. 9.1. Существенное влияние на результаты гидравлических расчетов оказывают значения вязкости воды — либо динамической цв, Па-с, либо кинематической .vB, м2/с, связанных между собой соотношением vb = Hb/Pb- (9.1) Значения динамической цв и кинематической vB вязкости воды на линии насыщения при температурах от 0 до 200 °С приводятся в табл. 9.2. Основными исходными данными при i идравлических расчетах водяных тепловых сетей являются расчетные расходы воды по отдельным участкам. Методика определения расчетных расходов сетевой воды описана в гл. 8. При гидравлических расчетах трубопроводов необходим определенный набор значений внутренних диаметров труб, соответствующий принятому сортаменту этих труб для тепловых сетей. В основу сортамента положены значения условных проходов труб Dy, мм, по ГОСТ 355-67 (см. гл. 3), соответствующие значениям условных проходов труб от Dy 25 мм (минимальный по
Таблица 9.1. Плотность воды при различных давлениях и температурах на линии насыщения Давление абсолютное /?в°\ МПа A0<> Па) Температура воды /в, UC Плотность воды рв, кг/м3 0,0006 0 999,8 0,0009 0,0010 0,0012 0,0015 0,0017 0,0020 5 1000,0 6,98 999,9 10 999,7 13,03 999,4 15 999,2 17,51 998,8 0,0023 0,0030 0,0032 20 998,3 24,10 997,3 25 997,1 0,0040 28,98 996,0 Давление абсолютное /?в МПа A06 Па) Температура воды /в, °С П потность воды рв, кг/м3 0,0050 32,90 994,8 0,0056 35 994,0 0,0060 36,18 993,6 0,0070 39,02 992,6 0,0074 40 992,3 0,0096 45 990,2 0,0100 45,83 989,9 0,0120 49,45 988,2 0,0123 50 988,0 0,0150 54,00 986,2 0,0157 55 985,7 Давление абсолютное р МПа A06 Па) Температура воды /в, °С Плотность воды рв, кг/м3 абс 0,0200 60,09 983,1 0,0250 65 980,5 0,0300 69,12 978,2 0,0312 70 977,7 0,0385 75 974,7 0,0400 75,89 974,2 0,0474 80 971,6 0,0500 81,35 970,8 0,0578 85 968,4 0,0600 85,95 967,8 0,0701 90 965,2 Давление абсолютное р^, МПа A06 Па) Температура воды tB, °C Плотность воды рв, кг/м3 0,0845 95 961,7 0,0900 96,71 960,4 0,1000 99,63 958,4 0,1013 100 958,1 0,1208 105 954,5 0,1433 110 950,7 0,1500 111,40 949,7 0,1690 115 946,8 0,1985 120 942,9 0,2000 120,23 942,7 0,2321 125 938,8 Давление абсолютное р\ МПа A06 Па) Температура воды /в, 3С Плотность воды рв, кг/м3 .абс 0,2701 130 934,6 0,3000 133,54 931,5 0,3131 135 930,2 0,3500 138,88 926,9 0,3614 140 925,8 0,4000 143,62 922,6 0,4155 145 921,4 0,4500 147,92 918,7 0,4760 150 916,8 0,5000 151,85 915,1 0,5433 155 912.1 Давление абсолютное / МПа A06 Па) Температура воды /•„, °С Плотность воды рв, ki/m5 0,6000 158,84 908,3 0,6180 160 907,3 0,6500 161,99 905,3 0,7001 165 902,4 0,7500 167,76 899,5 0,7920 170 897,3 0,8000 170,42 896,8 0,8500 172,95 894,3 0,8925 175 892,1 0,9000 175,36 891,8 0,9500 177,67 889,4 Давление абсолютное р МПа A06 Па) Температура воды /в, °С Плотность воды рв, кг/м3 ,a6i. 1,0000 179,88 887,0 1,0027 180 886,9 1,1000 184,06 882,3 1,1234 185 881,5 1,2000 187,96 878,3 1,2552 190 876,0 1,3000 191,60 874,3 1,3989 195 870,4 1,5000 198,28 866,7 1,5551 200 864,7 Примечание Значения плотности воды подсчитаны по данным [106]
Таблица 9.2. Динамическая и кинематическая вязкость воды при различных температурах на линии насыщения Температура воды /в, "С Динамическая вязкость воды цв • 106, Па с Кинематическая вязкость воды vb ■ 106, м2/с Температура воды гв, Динамическая вяз- KOCI Ь ВОДЫ Цв • 1 О6, Пас Кинематическая вязкое п. воды vB • 106, м-'/с 0 1792 1,792 110 254,9 0,268 10 1308 1,308 120 232,1 0,246 20 1003 1,005 130 212,7 0,228 30 797,7 0,801 140 196Д 0,212 40 653,1 0,658 150 181,9 0,198 50 547,0 0,554 160 169,6 0.187 60 466,8 0,475 170 158,8 0,177 70 404,4 0,414 180 149,4 0,168 80 354,9 0,365 190 141.0 0,161 90 314,9 0,326 200 133,6 0,155 100 282,1 0,294 - — Примечание. Значения динамической вязкости $аимствованы из [106], а по ним и по формуле (') I) подсчитаны значения кинематической вязкости. нормам [22] условный проход, допускаемый к применению только в ответвлениях к отдельным зданиям) до Dv 1400 мм (максимальный условный проход ipy6, применяемых в настоящее время в 1ешювых сетях). При мом каждому значению условного прохода соответствует только одно значение наружною диаметра труб, но несколько значений ю'мциим их стенок, а именно: от 2 } мм при наименьших условных проходах Dy 25 + 40 мм до 9-16 мм при наибольших условных проходах Dy 1200-н 1400 мм. Связанные с >тим изменения «качений внутренних диамефов труб dBW м, при одном наружном диаметре dH, м, должны учитываться при определении площади поперечного сечения трубы в свету /вн, м2, по формуле /вн (9.2) Выборка из сортамента труб для тепловых сетей со значениями Dy, dH, dBli, 5С1 и /вн приведена в табл. 9.3. Согласно табл. 9.3 наибольшие значения отношения /вн//'вн = 1,5 ч-1,9 соответствуют переходам между значениями условных проходов Dy/D'y = 70/50, 100/80, 125/100, 250/200 и 500/400 мм. Для остальных переходов эти значения находятся в интервале 1,2 — 1,45. 9.2. Формулы и таблицы для гидравлических расчетов Течение жидкости по трубопроводам сопровождается потерями ее энергии на преодоление сил трения, возникающих при соприкосновении поверхности движущейся жидкости с внутренней поверхностью труб (так называемые линейные потери). Кроме того, дополнительные потери энергии возникают в местах резко1 о изменения направления (повороты, изгибы) или площади сечения потока жидкости (переходы с одного диаметра труб на другой), при ее прохождении через арматуру и измерительные приборы, а также при разделении одного потока на несколько потоков или их объединении в единый поток. Средние скорости потока wcp в поперечном сечении трубы связаны с количествами протекающей через это сечение жидкости за единицу времени уравнениями неразрывности потока У=Лн*ср = jd2BHwcp = 0,7854</2Hwcp, (9.3) G = Vp = /внИфР = — dBHwcpp = 0,7854c/^HwCpp. (9.3a) Здесь V, м3/с — объем; G, кг/с — масса жидкости, протекающей за секунду через сечение трубы площадью в свету /вн, м2; р, кг/м3 — плотность жидкости. Для стационарного течения вязкой жидкости при постоянстве ее температуры и скорости в пределах рассматриваемого участка применение закона сохранения энергии к массе потока жидкости приводит к уравнению Бернулли: , уч ' ^начб . уч , ' zkoh5 ' + Р£ (z£oh - Ftp, Р (9.4а)
Таблица 9.3. Условные проходы, наружные и внутренние диаметры и толщины стенок труб по сортаменту для тепловых сетей, их площади поперечного сечения в свету, значения массовых расходов воды н числа Реннольдса при скорости воды 1 м/с и температуре 100 °С Условный проход груб Dy, мм 25 25 32 32 40 40 50 65 80 100 125 150 175 200 200 250 250 300 300 350 350 400 400 500 500 600 600 700 700 800 800 900 900 1000 1000 1200 1200 1400 1400 Диаметры труб наружный с!и, м 0,032 0,032 0,038 0,038 0,045 0,045 0,057 0,076 0,089 0,108 0,133 0,159 0,194 0,219 0,219 0,273 0,273 0,325 0,325 0,377 0,377 0,426 0,426 0,530 0,530 0,630 0,630 0.720 0,720 0,820 0.820 0,920 0,920 1,020 1,020 1,220 1,220 1,420 1,420 внутренний </вн, м 0,026 0,028 0.032 0.034 0,039 0,041 0,051 0.070 0,082 0,100 0,125 0.150 0,184 0,207 0,211 0,259 0.263 0,309 0,315 0,359 0.367 0,408 0,414 0,512 0,518 0,610 0,618 0,698 0,706 0,796 0,806 0,892 0,904 0,990 1,004 1,188 1,204 1,388 1,400 Толщина стенки труб 5СТ, м 0,003 0,002 0,003 0,002 0,003 0,002 0,003 0,003 0.0035 0,004 0,004 0,0045 0,005 0,006 0,004 0,007 0,005 0,008 0,005 0,009 0,005 0,009 0,006 0,009 0,006 0.010 0,006 0,011 0,007 0,012 0,007 0.014 0,008 0,015 0,008 0,016 0,008 0,016 0,010 Площадь поперечного сечения труб в свету /вн- м2 0,531 ■ Ю-3 0,616-Ю-3 0,804-10 0,908- JO 1,195 -10~3 1,320-10~3 2,042- 10 3,848 10 5,281 -JO 7,854- Ю~3 12,27- I0 17,67- 10~3 26,59-10~3 33,65-Ю 34,97-КГ3 52,69-10 54,33-Ю-3 74,99- 10~3 77,93- 10~3 0,1012 0,1058 0,1307 0,1346 0,2059 0,2107 0.2922 0,3000 0,3826 0.3915 0,4976 0,5102 0,6249 0.6418 0,7698 0,7917 1,1085 1,1347 1,5131 1,5394 Массовый расход воды при скорости 1 м/с и температуре 100°С Св, кг/с 0,5088 0,5902 0,7703 0,8700 1,145 1,265 1,957 3,687 5,060 7,525 11,76 16,93 25,48 32,24 33,51 5QAX 52,06 71,95 74,97 96,96 101,38 125,23 128.96 197,28 201,88 278,07 287,44 366,58 375,11 476,77 488,84 598,74 614,93 737,57 758,55 ' 1062,1 1087,2 1438,4 1474,9 Число Рей- ноль дса Re при скорости воды 1 м/с, и температуре 100 С 70400 95 100 108 800 115 500 132 600 139 900 173 200 237 800 278 600 339 700 424 600 509 600 625 000 703 200 716 800 879 800 893 400 1050000 1060000 1 220000 1257000 1 386 000 1406000 1 739 000 1 760000 2 072 000 2 099 000 2 371000 2 398 000 2 704000 2 738 000 3 029000 3 071000 3 363 000 3 411 000 4036000 4083000 4715000 4 756 000 Здесь рЦн и /?ко„, Па — давления жидкости в начальном и конечном сечениях груб в пределах участка; р, кг/м3 — плотность жидкости; z£|4 и z^,,, м — ординаты, соответствующие центрам начального и конечного сечений трубы относительно произвольной горизонтальной плоскости (геодезические отметки); g, м/с2 — ускорение силы тяжести в гравитационном поле Земли, которое в i идравлических расчетах можно принимать постоянным и равным # = 9,81 м/с2. Величина р^р соответствует перепаду давления жидкости между начальным и конечным сечениями трубы на участке, вызванному расходом энергии потока жидкости на преодоление сил трения между этим потоком и внутренней поверхностью трубопровода, а также на местные потери. Величина Дгуч = ,^4, м, которая может быть либо положительной, либо отрицательной, соответствует разности между геодезическими отметками начального и конечного
сечений трубы на участке. Эта величина равна нулю для горизонтально уложенных трубопроводов, а также для любых замкнутых контуров циркуляции жидкости, которые характерны для двухтрубных водяных тепловых сетей с подающими и обратными трубопроводами. Поэтому суммарный перепад давлений по всем участкам трубопроводов, образующим такой контур, равен i Руц — (9.5) В (9.5) рснач и рскон — значения давления сетевой воды в начальной и конечной точках циркуляционного контура, обычно замыкающегося в источнике теплоснабжения, причем разность давлений рс нач - рс кон поддерживается за счет работы циркуляционных сетевых насосов. В общем случае величина рЦ состоит из двух слагаемых, соответствующих линейным и местным потерям, причем линейные потери в пределах участка из труб одного внутреннего диаметра и с одинаковыми на всем протяжении расходами воды пропорциональны длине /уч этого участка. Второе слагаемое А/>м соответствует местным потерям энергии в пределах участка. Таким образом, имеем Ар^р = Лртр(уч + Лрм. (9.6) Чдесь Артр, Па/м — удельный перепад цкнясния на трение, отнесенный к 1 м длины учнсжа. Его величина определяется уравнением Дарси—Вейсбаха Подставляя вместо скорости wcp выражение через массовый расход жидкости G по формуле (9.3а), получаем (9.7а) Безразмерный коэффициент Хтр носит название коэффициента гидравлического трения или гидравлического сопротивления. Определение по формулам (9.7) перепадов давления жидкости, затраченных на преодоление трения в трубах, требует предварительного определения значений Хтр. Только при таких режимах, когда эти значения можно считать не зависящими от скорости wcp, удельные перепады давления на трение оказываются пропорциональными плотности и квадрату скорости жидкости и обратно пропорциональными диаметру трубы. Как показывают теоретические соображения и экспериментальные данные, значения Х.тр во многих случаях зависят от скорости или расхода жидкости, а также от ее температуры. Так, при малых скоростях и большой вязкости жидкости отдельные частицы потока движутся параллельно оси трубы, причем максимальной скоростью обладают частицы, расположенные по этой оси (ламинарное течение жидкости). Характеристикой режима течения жидкостей, в частности критерием перехода ламинарного течения в турбулентное, является безразмерный параметр (число Рей- нольдса) Re, характеризуемый соотношением v ц Комбинируя формулы (9.3а) и (9.8), можно получить следующее выражение для числа Re в зависимости от массового расхода жидкости: 4G 1.2732G Re = (9.9) Скорости воды в трубопроводах тепловых сетей при расчетном режиме обычно находятся в интервале wB = 0,5 -г- 3 м/с, по нормам [22] и не должны превышать 3,5 м/с. Для облегчения расчетов значений GB по формуле (9.3а) и Re по формуле (9.9) в табл. 9.3 приведены эти значения при скорости воды wB = 1 м/с и ее температуре 100 °С для всего сортамента труб, применяемых в тепловых сетях. Расчеты по формуле (9.9) показывают, что значения Re, меньшие 2000 — 2300, соответствующие ламинарному течению в трубопроводах водяных тепловых сетей, практически не встречаются. Даже при минимальном диаметре трубы dm = 0,026 м и низкой температуре воды в обратных трубопроводах гс обр = 30 °С такие значения Re соответствуют ничтожной скорости течения wB = = 0,06-^0,07 м/с. Поэтому в дальнейшем рассматриваются гидравлические расчеты только для турбулентного течения. При повышении числа Re свыше 2000 — 2300 и переходе ламинарного течения в турбулентное значения коэффициента Хтр скачкообразно возрастают с 0,028—0,032 до 0,038 — 0,040. При дальнейшем росте числа Re эти значения постепенно снижаются. Особенностью турбулентного течения в трубах является влияние на значения Хтр помимо числа Re шероховатости внутренней поверхности труб, возникающей в основном за счет коррозии этой поверхности. У труб из металлов, не подверженных коррозии при воздействии на них воздуха и воды, например из латуни или нержавеющей стали, а также для стальных труб при малых числах Re влияние шероховатости на гидравличе-
ское сопротивление практически неощутимо, а потому такие трубы называются гидравлически гладкими. Зависимость коэффициента Хгр от числа Re при турбулентном течении в гидравлически гладких трубах в интервале значений Re = 5 • 103-г 105 выражается формулой Блазиуса krp = 0,3164/Re°-25. (9.10) При числах Re, больших 105, получаемые по формуле (9.10) значения Хтр занижены, поэтому в интервале Re = 105 -=- 3 ■ 106 следует пользоваться формулой Никурадзе 0,221 Я. = 0,0032 + Rec (9.10а) Расчеты по формулам (9.10) показывают, что в области турбулентного течения в гидравлически гладких трубах с ростом числа Re значения Хтр снижаются с 0,0376 при Re = 5 • 103 до 0,0116 при Re = 106. Подставляя значения Хтр по формулам (9.10) в основную формулу (9.7а) и используя (9.9) для числа Re, получаем выражения для удельного перепада давления на трение в гидравлически гладких трубах: при значениях Re = 3-103^-Ю5 ,,O,25Gi.75 АРтр = 0,241 , Р"вн при значениях Re = 3 • 106-r 105 G1.723 <Vxp = 0.1942—^Г Р"вн / С \0,273-| (9.Н) (9.11а) Коррозия стальных труб, не защищенных специальными покрытиями, нанесенными на их внутреннюю поверхность, приводит к появлению на этой поверхности неравномерной шероховатости, детальная характеристика которой неосуществима, а потому для таких труб используется понятие эквивалентной шероховатости ежъ, основанное на сопоставлении опытных значений Дртр для труб после их длительной эксплуатации с соответствующими данными для труб с искусственно созданной равномерной шероховатостью (см. ниже). Значения коэффициента Хтр для труб с такой шероховатостью в общем случае зависят от числа Re и от безразмерного параметра еш, называемого относительной шероховатостью и равного еш = еш/Увн- (9.12) Здесь еш, м — высота бугорков, при искусственной шероховатости равная диаметру песчинок, закрепленных лаком на поверхности трубы (зернистая шероховатость). Эта зависимость коэффициента Хтр от относительной шероховатости проявляется лишь при больших числах Re и полностью отсутствует при ламинарном течении, а также при турбулентном с малыми числами Re, причем влияние относительной шероховатости еш проявляется тем раньше, чем ее значения больше. При больших значениях еш это влияние наб гюдается при переходе ламинарного течения в турбулентное. При турбулентном течении с малыми значениями еш имеется интервал чисел Re, в пределах которого значения коэффициента А.Гр зависят только от числа Re, но не от шероховатости труб, а потму такие трубы можно отнести к категории гидравлически гладких и использовать при их расчетах приведенные выше формулы (9.10) и (9.11). Вместе с тем опытами установлено, что для шероховатых труб с ростом числа Re наступает предел, после превышения которого значения удельного перепала давления на трение Аргр практически перестают зависеть от числа Re и определяются только относительной шероховатостью сш. Эти предельные значения числа ReIEp гем ниже, чем больше относительная шероховатость труб еш. В связи с этим в области больших чисел Re удельный перепад давления на трение Дртр в соответствии с формулой (9.7) становится пропорциональным квадрату массового расхода жидкости, поэтому область чисел Re, превышающих предельные значения Renp, часто называется областью квадратичного закона гидравлического сопротивления.- При обработке опытных данных по значениям Х.тр в области квадратичного закона сопротивления используются теоретические исследования Прандтля но турбулентному течению в шероховатых трубах, в соответствии с которыми зависимость значений Хтр от относительной шероховатости ещ в этой области имеет вид [114] в. (9.13) Наилучшее соответствие между полученными в опытах Никурадзе значениями Хтр для турбулентного течения в трубах с искусственной шероховатостью и рассчитанными по формуле (9.13) достигается, если принять А — 2 и В = 1,14. При этом получается следующая формула Никурадзе: 1 1 1,14 + 2 lg — 21g 3,715 У (9.13а)
Таблица 9.4. Гидравлический коэффициент трения для шероховатых труб в области квадратичного закона сопротивления по формуле Никурадзе Параметр шероховато- ЧИ£Ш Гидравлический коэффи- циен1 трения /. |р Параметр шероховато- С1И Бш Гидравлический коэффи- циап трения /.тр Параметр шероховато- С1И Кш Гидравлический коэффициент трения л~, Параметр шероховатости Бш Гидравлический коэффициент трения Ягр Параметр шероховато- С1И Бш Гидравлический коэффи- nneiii фения лтр IliipiiMcip шероховато- i in (.,„ 1 идравлический коэффи- циеш трения ?-тр Параметр ШерОХОВаТО- CIH Еш 1 идравлический коэффи- иисш ?.,р 0,03333 ш 0.05966 0,01429 ш 0.04286 0,00625 V Тбо У 0,03248 000250 \400/ 0,02485 0 00111 V 900 / 0,02013 0,00050 ( ' ") V 2000 J 0,01668 0,00020 \1оо6/ 0,01372 0,02857 ш 0,05594 0,01250 0,04088 0,00556 (-Ц V 180 / 0,03132 000222 ( ' 1 \450/ 0,02406 0,00100 ( ' ) \ 1000/ 0.01962 0,00040 ( ' ) \ 2500 / 0,01588 0,00017 ( 1 ) \ 6000 ) 0,01322 0,02500 0,05299 0,01111 ш 0,03924 000500 (loo"; 0,03033 000200 E00J 0.02339 0,00083 ( ' ) V 1200; 0,01877 О.ОООЗЗ ( ' ) \ зооо ; 0,01526 0,00014 ( 7000 у 0.01283 002222 ш 0,05058 0,01000 ( Х \ V юо/ 0,03785 000400 (lio) 0,02838 0,00167 ( ' ) V 600/ 0,02230 0,00071 ( 1400/ 0,01810 0,00029 ( 3500 / 0,01477 0,00012 ( ' ) \ 8000; 0,01244 0.02000 ш 0,04856 0,00833 ш 0,3562 о.ооззз ( ' ) V зоо / 0,02693 0 00143 G00J 0,02144 0,00062 ( ' ) v 1боо; 0,01755 0,00025 ( ' ) \ 4000; 0,01436 0,00011 ( ]  \ 9000; 0.01221 0,01667 ш 0,04534 0,00714 ( Х \ 0,03389 0,00286 Ыо) 0,02578 0,00125 ( ' 1 v 800; 0,02073 0.00056 ( 1800/ 0,01709 0,00022 ( ' "I V 4500; 0,01402 0,00010 ( ' ) \юооо/ 0,01200 Примечание Значения /тр подсчитаны по формуле (9.13а). Формула (9.13а) получила эксперимен- 1альное обоснование опытами Никурадзе тлько в интервале значений еш = 0,001 -=- 0,0333. Исходя из теории турбулентного ючения, разработанной Прандтлем, формулу можно распространить также на значения пираметра еш, меньшие 0,001. Вместе с тем применение формулы (9.13а) при значениях г.ш, превышающих 0,0333, является необосно- папным. Значения коэффициента лгр в области квадратичного закона сопротивления, рассчи- шнные по формуле (9.13а) для интервала шачений параметра шероховатости е1М от 0,0333 до 0,0001. приведены в табл. 9.4 Как видно из нее, при сокращении относительной шероховатости гш значения лтр снижаются сначала быстро, а затем все медленнее. В частности, при еш = 0,025 имеем Хтр = 0.053, а при еш = 0,0001 Х.тр = 0,012. Используя формулу (9.13а), уравнение (9.7а) для удельного перепада давления на трение в трубах при квадратичном законе сопротивления можно представить в следую- щем виде: 0>2026с1
Из этой формулы для массового расхода жидкости G при известных значениях внутреннего диаметра dm и шероховатости трубы /ш, а также удельного перепада давления на трение Артр получается выражение o.5J2.S,« 3,7154н G = 2,221 (9 14а) Вместе с тем определение исходя из формулы (9.14) внутреннего диаметра трубы dBH при заданных значениях G, Дртр и еш требует применения способа последовательных приближений. Поэтому представляют интерес приближенные степенные формулы для определения значений А.тр в области квадратичного закона сопротивления. Наиболее удачная из таких формул предложена Б. Л. Шифринсоном: 0'25 =0,И( ^- (9.15) Сопоставление значений Хгр по формулам (9.13а) и (9.15) показывает, что использование последней в интервале значений параметра еш = 0,0004 -г 0,0030 связано с погрешностью не более ± 2 %. При больших значениях параметра еш наблюдается быстрое возрастание погрешности приближенной формулы (9.15), которая составляет —11% при еш = = 0,010, а потому при значениях еш, больших 0,005, ею пользоваться нельзя. Объединяя основную формулу (9.7а) с приближенной (9.15), получаем 0,08916G2e°'25 (9 15а) Приближенная формула для определения внутреннего диаметра трубы dm по заданным значениям G, Артр и еш такова: /-0,381 „0,0476 н = 0,631 " ■ (9.16) (РД) Аналогично для определения массового расхода G по заданным значениям dBH, еш и АрТр получаем G = 3,348 (9-16а) Упрощение гидравлических расчетов труб в области квадратичного закона сопротивления достигается за счет введения параметра удельного гидравлического сопротивления Sy;3 трубы, соответствующего удельному перепаду давления Артр в ней при> массовом расходе жидкости G, равном 1 кг/с: Sya = Aprp/G2; (9.17) ApTp = SyuG2. (9.17a) Размерность удельного гидравлического сопротивления Па-с2/(м • кг2) или 1/(м2-кг). По формулам (9.14) и (9 15а) значения Syu в области квадратичного закона сопротивления определяются только внутренним диаметром и шероховатостью труб, а также плотностью жидкости, а именно: 0,2026 Ы1н (9.18) то же в соответствии с приближенной формулой (9.15): "уд ~~ 0,08916е°-25 (9.18а) Исследования по i идравлическому сопротивлению стальных труб с естественной шероховатостью, проведенные Кольбруком и Уайтом, Г. А. Муриным и Ф, А. Шевелевым, показали, что в областях гидравлически гладких труб и квадратичного закона сопротивления для стальных труб в целом сохраняются те же закономерности, чго и для труб с искусственной шероховатостью. Вместе с тем между этими двумя областями имеется промежуточная область, в пределах которой коэффициент гидравлического трения Х.тр зависит как от числа Re, так и от параметра шероховатости еш. Для стальных труб с естественной шероховатостью, начиная с определенного числа Renp, значения коэффициента грения Хтр, по-прежнему превышающие соответствующие гидравлически гладким трубам при том же числе Re, непрерывно снижаются, асимптотически приближаясь к соответствующим квадратичному закону сопротивления Наличие общих закономерностей для любых шероховатых труб, в том числе стальных, позволяет базировать их гидравлические расчеты на специальном параметре, называемом эквивалентной шероховатостью еэкв. Под эквивалентной шероховатостью подразумевается шероховатость стальных, а также других шероховатых тр>б, соответствующая значению А.тр по формуле (9.13а) для труб того же диаметра с искусственной шероховатостью в области квадратичного закона сопротивления. Значения такой шероховатости для любых груб определенного внутреннего диаметра dm могут быть подсчитаны исходя из замеренных в области квадратичного закона сопротивления удельных перепадов давления в трубах Артр при известных значениях массового расхода Ся и плотности рв. При этом, вводя параметр относительной эквивалентной шероховатости еэкв = ^эквМш и используя формулы (9.7а), (9.13а), получаем
t,234p,APl,A Отсюда = 3,7ШВН • 10 O,45GB (9.20) Полученные значения эквивалентной шероховатости стальных труб по порядку близки к усредненным фактическим значениям шероховатости, но могут несколько превышать их (примерно на 30 % по данным [114]). Надежность и точность полученных при этом шачений ежв могут быть обеспечены только при гидравлических испытаниях труб в лабораторных условиях. Гидравлические испытания отдельных участков трубопроводов тепловых сетей, находящихся в эксплуатации, не могут обеспечить высокой точности измерений. Кроме юго, полученные таким путем значения удельных перепадов давления Артр отражают влияние множества факторов помимо собственно шероховатости труб, а именно отклонений от области квадратичного закона сопротивления, наличия местных сопротивлений и пределах испытанных участков, засорения труб и т. д. В трубопроводах горячего водоснабжения от тепловых пунктов при закрытой системен отсутствии необходимой обработки подогреваемой воды возможно также обра- ювание на внутренней поверхности труб плотных отложений солей. Такие отложения приводят не к увеличению шероховатости груб, а к сокращению их поперечного сечения в свету и к увеличению перепадов давления на трение. Такое сокращение согласно нормам [19] подлежит учету в гидравлических расчетах трубопроводов горячего водоснабжения, для которых в этих нормах приведена специальная номограмма. Согласно приведенным в [109, 114] данным эквивалентная шероховатость стальных труб еэкв, м, находится в следующих интервалах: для новых чистых: бесшовных труб . . . .0,00001-0,00002 сварных труб 0,00003-0,00010 оцинкованных труб . . . 0,0001-0,0002 для бесшовных и сварных труб с незначительной коррозией после нескольких лет эксплуатации .... 0,0001-0,0003 то же для оцинкованных Труб , 0,0004-0,0007 для бесшовных и сварных труб: при умеренной коррозии 0,0003 — 0,0007 после длительной эксплуатации 0,0008-0,0015 при сильной коррозии 0,002 — 0,004 По нормам [22] в гидравлических расчетах рекомендуется принимать еэкв = 0,0005 м для всех водяных тепловых сетей, кроме сетей горячего водоснабжения, для которых это значение увеличено до еэкв = 0,001 м. Исходя из этих указаний, в дальнейшем значение еэкв = 0,0005 м принято в качестве нормированного. Соответствующие значения относительной шероховатости составляют „норм _ ьэкв — 0.0005 (9 21) dBH 2<XXWBH При подстановке нормированного значения относительной шероховатости в"кВм приведенная выше формула (9.13а) для коэффициента гидравлического трения Хтр в области квадратичного закона сопротивления принимает следующий вид: у НОрМ | G,742 + 2 lg О [ "B lg 7430fi!BHJ ' (9.22) Расчеты по формуле (9.22) показывают, что при переходе от минимального внутреннего диаметра трубы dm = 0,026 м к максимальному fifBH = 1,40 м соответствующие нормированной эквивалентной шероховатости е5кврм = 0,0005 м значения А.?£рм снижаются с 0,0478 до 0,0155. В соответствии с формулами (9.7а) и (9.22) для перепада давления на трение в области квадратичного закона сопротивления Артр при нормированной шероховатости е"к£м = 0,0005 м для труб водяных тепловых сетей получаем выражение 0,2026Gg - (9-23) _ Соответствующая формула для определения массового расхода воды такова: GB = 2,221 (рвДр!?°РмH-$#н C,87 4- lg dm). (9.24) Использование приближенной формулы (9.15) взамен точной (9.13а) приводит к следующим выражениям: GB = 8,661 (p.Ap~pTS<fc"S- (9.25a) При значениях диаметров труб dBH менее 0,17 м применение приближенных формул (9.25) и (9.25а) из-за неточности исходной формулы (9.15) связано с существенными погрешностями, а потому не рекомендуется.
Формула (9.18) для удельного гидравлического сопротивления Sya при подстановке значения е"к°врм = 0,0005 м принимает вид 5норм 0Д026 5 уд Приближенная формула (9.16) для определения внутреннего диаметра трубы dBH по известным значениям GB, Дртр и рв при нормированной шероховатости е "°вм = = 0,0005 м упрощается следующим образом: 0 419Г/0-381 </вн = „о мо 190s"- <9-27^ При отклонениях принятого значения эквивалентной шероховатости от нормированного е"£врм = 0,0005 м в области квадратичного закона сопротивления возможно использование поправочного коэффициента Р*в, вводимого прежде всего на значения Х."ррм коэффициента гидравлического трения. Для такого поправочного коэффициента в соответствии с формулами (9.13а) и (9.22) получается выражение (9.28) Если же при этом исходить из приближенной формулы (9.15), то соответственно имеем ^ (9.28а) Таким образом, значения fifH по приближенной формуле (9.28а) определяются только эквивалентной шероховатостью еэкв и не зависят от диаметра трубы, в то время как по более точной формуле (9 28) такая зависимость имеется. Расчеты показывают, что значения Р£в по формуле (9.28а) близко соответствуют более точным по формуле (9.28) при диаметрах труб dBH — 0,2-^0,4 м, если эти значения меньше единицы, и при диаметрах труб dw = 0,4 -г- 0,8 м, если значения Р£в больше единицы. Такие результаты позволяют обойтись сокращенной табл. 9.5, в которой для нескольких близких значений внутренних диаметров труб приведены единые значения поправочно1 о коэффициента Р*в по формуле (9.28). В табл. 9.5 включены общие для всех диаметров труб значения р*в по приближенной форму ie (9.28а). Охваченные табл. 9.5 значения эквивалентной шероховатости еэкв находятся в интервале 0,0001-0,003 м. Приведенные в справочных пособиях [105] таблицы значений коэффициента гидравлического трения А.гр или поправочного коэффициента Р£в для труб различных диаметров, соответствующие значениям eim до 0,007 м, а при диаметрах труб более 0,125 м даже eiKB = 0,050 м по формуле (9.20), лишены всякого обоснования. Если при обработке результатов гидравлических испытаний по участкам тепловых сетей по формуле (9.20) иногда получаются значения е,кв, превышающие 0,003 — 0,004 м, а при Таблица 9.5. Поправочные коэффициенты р*в к значениям коэффициента трения X!J°pM при нормированной шероховатости труб f^f," = 0,0005 м в области квадратичного закона сопротивления Значения эквива- шерохо- ватости труб ежв, м 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0006 0,0008 0,0010 0,0012 0,0014 0,0018 0,0022 0,0026 0,0030 Внутренние 0,026- 0,034 0,59 0,73 0,83 0,92 1 1,07 1,20 1,32 — — _ _ _ — 0,039- 0,051 0,61 0,75 0,84 0,93 1 1,07 1,18 1,29 1,39 1,48 _ _ _ — диаметры труб dm, м, по 0,070- 0,083 0,63 0,76 0,85 0,93 1 1,06 1,17 1,27 1,35 1,43 1,57 1,71 1.81 — 0,100- 0,126 0,64 0,77 0,86 0,94 1 1,06 1,16 1,25 1,33 1,39 1,53 1,65 1,76 1,86 0,150- 0,184 0,66 0,78 0,87 0,94 ,05 1,15 1,23 1,30 1,37 1,49 1,60 1,70 1,79 формуле 0,207- 0,263 0,68 0,79 0,88 0,94 ,05 ,14 ,22 ,28 ,35 ,46 ,56 ,65 1,74 (9 28) в 0,309- 0,367 0,69 0,80 0,88 0,94 ,05 ,13 .21 ,27 ,33 ,43 ,53 ,61 ,69 интервалах 0.408- 0,706 0,70 0,81 0,89 0,95 ,05 ,12 ,19 ,25 ,30 ,40 ,49 1,56 1,63 0,796- .400 0,71 0,82 0,89 0,95 1 1,04 ,11 ,17 ,23 ,28 ,37 ,44 ,51 ,58 Значения по приближенной форму- ле (9 28а) для всех диаметров труб 0,669 0,795 0,890 0,946 1 1,047 1,125 1,189 1,244 1,293 1,378 1,447 1,510 1,565
дплмефах труб до 0,05 м — превышающие 0,001 0,002 м, то это свидетельствует не о п.пшчии соответствующей шероховатости, .1 о иеучюнном влиянии других факторов. Исходя из этого в табл. 9.5 не включены мшчения Pf", соответствующие значениям е^кп (»о ice 0,0010 м при внутренних диаметрах ipvfi до 0,034 м, а также значениях более 0.0015 м при диаметрах 0.039-0,051 м. Наибочее сложными являклея гидравлические расчеты стальных трубопроводов в пинает и, переходной между соответствующей i идравлически гладким трубам и квадра- 1ичмому закону сопротивления. При обра- (нIкс эксперимен1альных данных в переходной области ia основу принимаются имноды из теории гурбуленгного течения. отработанной Прандтлем и уточненной применительно к переходной обтасти Л Д. Альтшулем [114], согласно которым дин характеристики зависимости А.тр в этой пОласти от параметров Re и еш использу- соотношение ' = A lg Re 1%р + В lg l + С. (9.29) При этом коэффициенты А, В и С под- Пираюгся таким образом, чтобы по мере снижения параметра ьш результаты расчеюв по формуле (9.29) асимптотически прибли- «и'шсь к таковым по формуле Прандыя дня I идравлически гладких труб, а по мере ночрастания этого параметра они также асимптотически приближались к соответст- нующей формуле (9.13) для области квадратичного закона сопротивления. Из таких формул наиболее удачной оказалась следующая, предложенная Кольбруком и получившая теоретическое обоснование в работах А. Д. Альтшуля: -=-21g 2,51 3,7/ (9.29а) Для определения значений коэффициента Х.гр по известным параметрам Re и А.1р, пользуясь формулой (9.29а), следуе! применять способ последовательных приближений. В связи с неудобством такого способа А. Д. Альтшулем предложена приближенная формула, позволяющая непосредственно определять значения Х.1р: е1КВ + ^Ч • (9.30) При малых значениях еэкв формула (9.30) асимптотически переходит в формулу (9.10) для гидравлически гладких труб, а при больших значениях Re — в приближенную формулу (9.15) для области квадратичного закона сопротивления. Эти особенности формулы (9.30) несколько ограничивают область ее применения, поскольку приближенная форму- ча (9.15) приводит к результатам, близким к точной формуле (9.13а), лишь в интервале значений еш = 0,0004-f-0,0030, которому при нормированной эквивалентной шерохова- юсти е"^м = 0,0005 м соответствуют внутренние диаметры труб в пределах 0,17— 1,25 м. При значениях сжв, превышающих 0,003, формула (9.30), как и формула (9.15), при- воциг к существенно {аниженным значениям коэффициента лгр и поюму в этой области следует пользоваться более iочной формулой (9.29а). При значениях е,м„ превышающих 0,033, все эти формулы становятся н en p им ен им ы м и. Для гидравлических расчетов трубопроводов в переходной оГмасчи существенным является определение граничных значений параметров Re и гжв, при которых эта область должна стыковат ься. с одной стороны, с областью i идравлически гладких труб, а с другой — с областью квадратичного закона сопротивления Поскольку структура приведенных выше формул для переходной области основана на асимптотическом переходе к соответствующим формулам для значений \тр в соседних областях, более правильно вместо переходных значений Re и еш рассматривать переходные зоны между областями, в пределах которых определение значений Х.гр по формулам для двух соседних областей приводит к примерно одинаковым результатам. Практически в этих зонах можно выделить предельные значения параметров Re и е,кв, если задаться относительным расхождением значений Хтр, подсчитанных по формулам для двух соседних областей. Так, например, границу между областями гидравлически гладких труб и переходной можно определить как соответствующую заданной величине отношения те = 1+Д^. (9.31) Здесь А."рР и Х.{р — значения Х[р, подсчитанные по формулам соответственно для переходной области и гидравлически гладких труб при одних и тех же значениях Re и 81КВ) а Д|р — относительная погрешность, допускаемая в расчетах по определению значений Х.тр. Аналогично граничные значения параметров Re и е)КВ между переходной областью и областью квадратичного закона сопротивления можно охарактеризовать соотношением ^ТрРАтр = 1 + АТр- (9.31а) Для обеспечения некоторого запаса в расчетах значения Д^р1 и Д^р целесообразно 5 Водяные геи ювые сети 129
принимать положительными и находящимися в интервале 0,01—0,02. Пользуясь соотношениями (9.31) и приближенной формулой (9.30), можно получить формулу для подсчета значений произведения параметров Re и сжв, соответствующих границе между об частями i идравлически гладких груб и переходной: Re,rr2p6n,S - 68 [A *Д$4 -1] (9 32) Для 1раницы между переходной областью и областью квадратичною закона сопротивления тем же способом получаем RgKB gnep 68^ (9.32а) A "I Дф) ~ I В формулах (9.32) фи!урир>ет произведение параметров Re и е1КВ, которое можно рассматривать как комплексный параметр Ree3KB _ l^crfjKB. (9.33) v Если принять для коэффициентов Д'Гр и Д,р одно и то же значение 0,02, то получим Renep£JOT = 5,60 И Re*ep£™P = 824. В нормах [22J рекомендуется определять значения Х1р по формулам (9 13а) в области квадратичного закона сопротивлений и (9.29а) в переходной области, причем для последней допускается гакже применение приб шженной формулы (9.30). В качестве граничного между этими двумя областями оюворено значение параметра Renepe"KB = 560, примерно соответствующее формуле (9.32а) при Л^ = 0,03. Использование формул для гидравлически гладких труб нормами [22] не предусматривается. Для границы между областями гидравлически гладких труб и переходной А Д. Альтшулем [114] рекомендуется значение RenenpEniKB = Ю, что примерно соответствует значению Д^ = 0,033. Анализ формулы (9.33) показывает, что скорость воды wB, соответствующая заданному значению параметра ReeJKB, не зависит от диаметра грубы и определяется только ее эквивалентной шероховатостью и вязкостью воды, а именно: wb =: Ree3KBvB/еэкв (9.34) В частности, для граничного значения RenePe3KB = 824, соответствующего переходу в квадратичную область сопротивления, полученные по формуле (9.34) граничные значения скорости воды нвр при е'?квМ =0,0005 м составляют 0,48 м/с при температуре воды 100 °С и 1,32 м/с при 30 ЭС. Такие скорости являются обычными в водяных тепловых сетях, и потому значительная часть 1идрав- лических режимов этих сетей соответствует переходной области. Остальные режимы се- тей попадают в область квадратичного закона сопротивления. Значения Re^p, соответствующие параметру R elJLc"^ = 824 при эквивалентной шероховатости езк1в = = 0,0005 м, могут быть подсчитаны по формуле (RenKep)HoPM = i,65-104H. (9.34а) Большой обьем и сложность i идравлн- ческих расчетов по точным формулам, требующих применения способа последовательных приближений, оправдывают разработку подробных таблиц, позволяющих облегчить эти расчеты и использовать такие таблицы для решения основных задач гидравлическою расчета определения значений Артр по заданным значениям GB и dBH и определения значений GB по заданным значениям Дртр и dw Что касается третьей задачи, а именно определения необходимо1 о диаметра трубы <i3H по известным значениям Св и Дртр, го для ее решения гребуегея. как правило, привлечение технико-'жономических соображений. Согласно нормам [22] при проектировании тепловых сетей удельные перепады давления на грение Aprp должны выбирагь- ся на основе технико-экономических расчетов, так как при заданных расчетных расходах воды для каждою участка сетей в принципе может быть выбрано несколько диаметров труб, соответствующих разным >дельным перепадам давления на трение Артр в пределах данного участка. В практике проектирования выбор оптимального варианта осуществляется сравнением нескольких вариантов, различающихся принятыми диаметрами труб, тес повторением 1идрав- лического расчета Поэтому составление детальных таблиц значений Аргр для всех диаметров труб по их сортаменту (см. табл. 9.3) позволяет сокра! иль объем технико- экономических расчетов Детальные таблицы для гидравлического расчета водяных тепловых сетей по формулам (9 22) для значений \тр в области квадратично! о закона сопротивления и (9.29а) для переходной области применительно к нормированной эквивалентной шероховатости e"°$sl = 0,0005 м и принятой за базовую температуре воды г£аэ = = 100 °С составлены ГЭП и в значительной части воспроизведены в табл. 9.6. В целях сокращения объема табл. 9.6 область охваченных в ней значений Аргр ограничена интервалом примерно от 5 до 500 Па/м. Для предварительной оценки подлежащих рассмотрению при расчетах диаметров труб в табл. 9.7 приведены значения массовых расходов воды GB (про-
I а б лица 9.6. Удельные перепады давления Л/>|р, Па/м, в стальных л рубах внутренних лияме1ров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости ?"£вМ ~ 0,0005 м и различных ммесовых расходах воды с температурой 100 °С Массовые |ЫСХОДЫ йоды GB. KI 'С 0,05 0,(К, 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,14 0.16 0.18 0,20 0,22 0,24 0.26 0.28 0.10 0. \1 0,4 0,V> (U8 0,40 0.45 0,50 0.55 0.60 0.65 A.70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,0 1,2 К4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Условный проход 25 32 труб Dy, мм 40 Внутренний диаметр груб d6u 0,026 7,94 11,3 15.2 19.8 24,9 30,6 43,7 59,1 77,0 ПО 136 165 196 230 267 307 349 394 442 492 545 - — - — — — — — — — — — — — — — — — - 0,028 5,44 7,73 10,4 13 5 17,0 20,8 ->9 8 40,3 52 4 66.0 91,5 111 132 155 179 206 234 264 296 330 366 463 572 - - — — — — - - - — — - — — — - 0.032 - - 5,26 681 8,55 10,5 150 20,2 ">6 ~> 33.1 40,7 49.0 58,2 75,5 87,5 100 114 129 145 161 179 226 ?79 338 402 — — — — — — — — — - - — — - 0,034 - — 3.97 \00 6,27 7.69 109 14,8 19? 24,2 29,7 36,8 42,6 49,8 57,6 72.6 82,6 93,2 105 116 129 163 202 244 390 — — — — - — - — - — — — — - - 0.039 — - - _ — - 5 4? 7,30 9 46 11,9 14,6 17,6 20,9 24,4 28,3 32.4 36,8 41,4 46,3 55,8 61,8 78,3 96,7 117 139 163 190 218 247 279 313 349 387 557 - - - - - — 0,041 - - - — — 4 20 5,65 7 32 9,20 11,3 13,6 16,1 18,9 21,8 25,0 28,4 32,0 35,8 39,8 44,0 59,9 74,0 89,5 107 125 145 166 189 214 240 267 296 426 — — — - — - 50 м 0,051 - - - „ — - — — — - 5,25 6,13 7,08 8,09 9,18 10,3 11,6 12,8 14,2 17,9 22,0 26,5 31,5 39,0 45,2 51,8 59,0 66,6 74,7 83,2 92.2 133 181 236 299 369 446 531 Таблица 9.6а Удельные перепады давления />[р, Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости <?^м = 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °С Массовые расходы волы Gb,ki/c 0.50 0,60 0,70 0.80 0,90 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2^ 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4.0 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 45 50 55 60 65 70 Усювный проход труб 65 so 100 125 £\, мм 150 Внутренний диаметр труб г/вн, 0,0Л0 4,29 6,12 8,27 Ю,7 13,5 16,7 23,9 33,Д 43,7 55,3 68,2 82,6 98,3 115 134 154 175 197 221 246 273 426 614 _ _ _ _ _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ — _ - 0,08? — - — — — 7,35 10,5 14.2 18,5 23,8 29,4 35,6 42,4 49,7 57,7 66.2 75,3 85,0 95,3 106 118 184 265 360 470 — — — — _ — — _ — — — _ _ _ _ _ _ _ — — _ - 0.100 — - - - - — - 5.09 6,61 8,33 10,3 12,4 14,7 17,3 20,1 23,1 26,3 29,7 33,3 37.1 41,1 64,1 92,4 126 164 208 257 369 503 _ _ — — — — — — _ _ — — — — _ - 0,125 — - - - — - - - — - - — — 5,40 6,25 7,16 8.13 9,16 10,2 11,4 12,6 19,7 28,3 38,6 50,4 63,7 78,7 113 154 201 255 315 381 453 532 — — — — — — — — — — - 0.150 — - — — - — - — — — — — - — - - — — — — 4,90 7,60 10.8 14,7 19,2 24,3 30,0 43,2 58,8 76,8 97,2 120 145 173 203 235 270 307 347 389 433 480 — — — — — - 175 м 0,184 — - — — - — - — - — - — - — — — - - — — — - - 5,П 6,64 8,26 10,2 14,7 20,0 26.1 33,0 40,8 49,4 58,7 68.9 80.0 91,8 104 118 132 147 163 207 255 308 367 431 500 131
Таблица 9.66. Удельные перепады давления Ар1р, Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости £'"°£м = 0,0005 м и различных массовых расходах волы с температурой 100 °С Таблица 9.6в. Удельные перепады давления Дртр, Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости е"°£м = 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °С M.ic- совые расходы волы 6„. кг с 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 Условный проход ip\o £>,. мм 200 250 Ч)[) Внутренний диаметр ip>G </„,,. м 0,207 5,60 7,89 10,7 14,0 17.8 21,9 26.5 31,6 37,0 43,0 49,3 67,1 87,7 111 137 166 197 231 268 308 351 444 548 - — - — — - — — - — — — — - — 0.21! 5,07 7,13 9,71 12,7 16.0 19,8 24,0 28,5 33,5 38,8 44,6 60,7 79,3 100 124 150 178 209 243 279 317 401 495 - — — — - — - - — — - — — — — — — 0.259 - 4.41 5.45 6.73 8,14 9.69 11.4 13,2 15,1 20.6 26.9 34.1 42.1 50.9 60,6 71.1 82,4 94.6 108 136 168 204 242 284 330 379 431 486 545 — - — — — — — — - D.261 -- 4.08 5.03 6.21 7,51 8.95 10,5 12,2 14,0 19,0 24,8 31,4 38.8 46,9 55,9 65,6 76.0 87.3 99.3 126 155 188 223 262 304 349 397 449 502 - - - - — - - - — 0.309 — — — — — — — - 5,98 8.14 10,6 13,5 16,6 20,1 23.9 28,1 32,6 37,4 42.5 53.8 66.5 80,4 95.7 112 130 150 170 192 21 S 240 266 293 322 352 3S3 415 449 484 521 0.315 — — — — — — — - 5,41 7,36 9,6! 12,2 15,0 18.2 21,6 25,4 29.4 33.8 38,4 48.7 60.1 72.7 86,5 102 118 135 154 174 194 217 240 265 291 318 346 375 406 438 471 Массовые расходы но ты Оц. кг с 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 Условный проход тру( 350 400 i Dv мм 500 Внутренний диаметр труб </вн. 0,359 4,83 7,55 10.9 14.8 19,3 24.5 30,2 36,6 43,5 51,1 59,2 68,0 77,4 87,3 97,9 109 121 146 174 204 237 272 309 349 392 436 483 612 - - - - - - - - — — 0.367 4.3! 6.73 9.09 13 ~> 17,2 21.8 26,9 32,6 38.8 45,5 52,7 60.6 68,9 77,8 87,2 97.2 108 130 155 182 211 242 276 311 349 389 431 545 - - - - - - - - - -- 0.408 _ 5.56 7,5ft 9.80 12,5 15,3 18,6 22,2 26,0 30,2 34,7 39,5 44.6 50,0 55,7 61.7 74,7 88,9 104 121 139 158 178 200 223 247 313 386 467 556 - — - -- - — — 0,414 _ — 5,14 7 00 9,15 11,6 14,3 17,3 20.6 24,2 28,0 32,2 36,6 41,3 46,3 51,6 57,2 69,9 82,3 96,6 112 129 146 165 185 206 229 289 357 432 515 — - - — - — — 0,512 _ - - _ _ - - - - - - 10.6 12,0 13.6 15,2 16,9 18,8 22,7 27,0 31,7 36.8 42,2 48,0 54,2 60,7 67,7 75,0 95,0 117 142 169 198 230 264 300 330 380 423 м 0.518 _ - - _ _ - — — - - - 9.93 11,3 12,6 14,3 15.9 17,6 21,4 25,4 29,8 34,6 39,7 45,2 51,0 57,2 63,7 70.6 89,3 ПО 133 159 189 216 248 282 319 357 398
I ii i) i и iia 9.6i Удельные перепады давления V4,. lla/м, внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости с1''^^ — - <»,<ММ>5 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °С М.н пНЫС pilf- MUI.l (О 1Ы II h ' 1' :оо ^0 100 (SO 400 •ISO МИ) S50 МИ) 6S0 700 7 SO хоо хм) •H0 9М) 1000 1100 1200 1 UK) 1400 1 ММ) 1600 1700 1X00 1900 2000 2200 2400 2600 2X00 UKX) 1200 «400 V с ювный проход труС 600 700 Dx мм 800 Вп> iреннпй диаметр тр\о </„„, 0,610 7,49 11,8 16 9 22,9 30,0 37,9 46,8 56,7 67,4 79,1 91,8 105 120 П5 LSI 169 184 227 270 317 367 421 480 541 - - - - - - - - - - 0.618 7,00 10,9 15.7 21,4 28,0 35,4 43,7 52.9 63,0 73.0 85,7 98,4 112 126 142 158 175 212 252 296 343 394 449 506 - - - - - - - - - - 0,698 - 5.78 8,32 11.3 14,9 18,7 23.1 28,0 33.0 39,0 45.3 52,0 59,2 66.8 74,9 83,5 92,5 112 133 156 181 208 237 267 300 334 370 448 532 - - - - - 0.706 - 5.45 7 84 10,7 13,9 17,6 21.8 26,4 31,4 36,8 42,7 49,0 55.8 63.0 70.6 79,7 87.1 105 125 147 171 196 223 252 282 315 349 427 501 - - - - - 0.796 - - 5.70 7.44 9.42 11.6 14.1 16,7 19,7 22,8 26,2 29,8 33,6 37.7 42.0 46,5 56.3 67,0 78,6 91.2 105 119 134 150 168 18о 225 268 314 365 415 476 538 м 0.806 - - 5,34 6.97 8,42 10,9 13,2 15.7 18,4 21.4 24.5 27,5 31,5 35,3 39,3 43,6 52,7 62,8 73,6 85,4 98.0 112 126 141 157 174 211 251 295 342 392 446 504 Таблица 9.6д. Удельные перепады давления Д/;Гр. Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шерохова i ости ^"^м = 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 С Массовые расходы ВО'1Ы с;в, кг с 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7О00 7S00 8000 8500 9000 9500 10 000 11 000 12 000 13 000 14000 Ус ювный 900 0.892 6,41 9,23 12,6 16,4 20,8 25,6 36.9 50,3 65,7 83,1 103 124 148 173 201 231 263 296 332 370 410 519 - - - - - - - - - - - - - - проход труб Dy ! 000 внутренний 0.904 5,98 8,61 11,7 15,3 19,4 23 9 34,4 46,9 61,2 77,5 95,7 116 138 162 188 215 245 276 310 345 383 484 - - - - - - - - — - - 0,990 _ 5,36 7,29 9,52 12,0 149 ?1 4 29,2 38 1 48,2 59,5 72,0 85.7 101 117 134 152 172 193 215 238 301 372 450 536 - - - — - — — - — — 1200 шамегр 1.004 _ 4.98 6,77 8.85 11,2 13,8 19,9 27.1 3S4 44.8 55,3 66,9 79,6 93,4 108 124 142 160 179 200 221 280 346 418 498 - - - - - - - - - I.ISS _ - - - 5 74 К ">7 11,4 14,7 18.6 23,0 27.8 33,1 38.8 45,0 51,7 58.8 66,4 74.4 82,9 91,8 116 144 174 207 243 281 323 367 415 465 518 574 — - - руб < 1,202 - - — - S,40 7 78 10,6 13.8 17.5 21,1 26,1 31,1 36,5 42,3 48,6 55,3 62,4 70 0 78,0 86,4 109 135 163 !94 220 265 304 346 390 437 487 S40 — - - , мм 1400 /вн. м 1.388 — - - - _ 5,00 6,53 8,26 10.2 12,3 14,7 17,2 20,0 22.9 26,1 29,5 33,0 36,8 40,8 51.6 63,7 77,1 91,8 108 125 143 163 184 206 230 255 308 367 431 499 1.400 - - - - _ 4,78 6,24 7,90 9,75 11,8 14,0 16,5 19,1 21,9 25,0 28,2 31 6 35,2 39,0 49,3 60,9 73,7 87,7 103 119 137 156 176 197 220 244 295 351 412 478 133
Таблица 9.7 Массовые расходы воды с температурой 100 °С в стальных трубах различных внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости ^норм _ 0,0005 м и удельных перепадах давления на трение Дртр = 50, 100, 150 и 200 Па/м Внутренние диаметры труб </„„, м 0,026 0,028 0,032 0,034 0,039 0,041 0,051 0,070 0,082 0,100 0.125 0,150 0,184 0,207 0,211 0,259 0,263 0,309 0,315 0,359 0,367 Удепьные перепады давления на трение Аргр, Па/м 50 0,13 0,16 0,22 0,26 0,37 0.42 0,75 1,70 2.60 4.40 7,95 13,0 22,2 30,3 32.0 54,5 56,5 86,5 91.7 128 136 100 0,17 0,21 0,30 0,35 0,51 0,58 1,04 2,42 3,65 6,25 П,2 18,3 31,3 42,8 45.0 77,0 80,0 123 129 182 192 150 0,21 0,26 0,37 0.43 0,62 0,73 1,28 2,96 4.50 7,65 13,8 22,4 38,2 52,3 55,0 94,5 98,2 150 158 223 236 200 0,24 0,30 0,42 0,50 0,72 0.82 1,47 3.41 5,20 8,82 16,0 25,8 44,2 60,5 63,6 109 114 177 185 257 273 Внутренние диаметры труб dm, м 0,408 0,414 0,512 0,518 0,610 0,618 0,698 0.706 0,796 0,806 0,892 0,904 0,990 1,004 1,188 1,202 1,388 1,400 Удельные перепады давления на трение Д/>гр, Па м 50 180 187 326 336 518 534 735 754 1030 1070 1390 1440 1840 1900 2950 3040 4420 4530 100 255 265 460 477 730 756 1040 1070 1460 1510 1975 2050 2590 2690 4175 4300 6280 6400 150 312 324 565 583 895 926 1270 1315 1800 1850 2415 2500 3175 3290 5100 5275 7670 7840 200 360 374 653 672 1035 1075 1470 1530 2075 2140 2790 2890 3680 3800 5900 6100 8860 9060 нускной способности) для труб всех диаметров по табл. 9.3, соответствующие характерным значениям удельного перепада давления на трение в них, а именно Архр = = 50, 100, 150 и 200 Па/м. Таблица 9.7 можег быть использована для ориентировочной оценки диаметров труб при различных технико-экономических проработках. Поскольку в основу составления табл. 9.6 и 9.7 положены значения нормированной шероховатости труб е"°$м =0,0005 м и температуры воды t™* = 100 °С, возникает надобность в поправочных коэффициентах для пересчета табличных значений Лртр на другие значения ежв. Такой пересчет более просто осуществляется в области квадратичного закона сопротивления, для чего в соответствии с формулой (9.28) следует использовать соотношение баз таблпкв Рв параметра Re еэкв- Таким образом получаем Если в формулу (9.36) подставить при тех же диаметрах груб dm и массовых расходах воды GB нормированные значения £"квМ' 70 она приме! следующий вид 10.2 5 габт =0,11 - 1 +-£гт^м- • (9.36а) Здесь v6d3 = 0,294 • 10 6 м2/с — вязкость воды при 100 °С. Подставпяя значения Х"рр и ХтрОЛ по формулам (9.36) вместо |3£в в формулу (9.35), получаем РП Р?!. (9.37) Значения |3*в в нуются из табл. является пересчет (9.35) формуле (9.35) заимст- 9.5. Более сложным табличных значений Лр'фР в переходной области, который может бьиь выполнен исходя из формулы (9.3а) для скорости воды wB, приближенной фор- муны (9.30) для значений k,p в переходной попасти и выражения (9 33) для комплексного 9.3. Местные гидравлические потери Расчет местных потерь энергии при течении воды в различных элементах трубопроводов тепловых сетей, кроме труб на прямолинейных участках, производится из допущения пропорциональности между этими потерями и кинетической энергией потока жидкости: AW2 Арм = с,м *-. (У.Зо) Здесь ^м — безразмерный коэффициент местного сопротивления. В отличие от аналогичной формулы (9.7) для прямолиней-
пых участков коэффициент %м непосредственно не связан ни с длиной, ни с поперечным сечением соответствующего элемента iруГюпровода. Кроме того, это сечение являемся переменным по длине элемента, и связи с чем необходимо уточнить, применительно к какой площади сечения должна Сц,11 ь подсчитана средняя скорость wcp в формуле (9.38). Скорость потока wcp следует определять применительно к конечному сечению участка ipyOi.i длиной /вос, м, после которого иоаманавливается нормальное распределение i корост ей исходя из массового расхода жидкости G на этом участке по формуле (Ч hi): Дрм = 0,8106^ Р^вн (9.38а) Здесь dBH — внутренний диаметр трубы на прямолинейном участке, следующем за данным элементом по ходу потока. Расход G жидкости на этом участке совпадает с мшмкметвующим для прямолинейного участии, предшествующего данному элементу, если и el о пределах не происходит разветвления исходною потока или объединения нескольких но iоков в один. Значения коэффициента '.м. кик и длины участка восстановления /вос, тимол не только от конфигурации и кон- i (рупии >лемента данного типа, но и от •ни 'in Re. Последняя зависимость заметна пни.ко при малых числах Re, примерно до МИМО [114]. Соответственно для длины /„,„ участка восстановления можно во всех < |утях принимать значения C0-н40)^вн. Ьольшие значения коэффициента ^м пнГнмодаются при резких изменениях поперечною сечения потока в результате стыкования мижду собой труб различных внутренних mtiMcrpoB. Однако переход от одного 'HWiMcipa трубопровода к другому осущест- п>1ме1ся посредством конических патрубков, |>ш ширяющихся (диффузоры) или сужающих- < я (коифузоры) по ходу потока. В таких щучиях значения £м снижаются, и тем больше, чем меньше угол конуса. Изменение пннравления потока жидкости в трубе одного щшметра выполняется отводами, изготовляемыми либо гнутыми, либо сварными. Потери энергии на трение в гнутых <мнолах меньше, чем в сварных, при том же у1ле поворота и снижаются по мере увеличения отношения радиуса изгиба к 'шаметру изгибаемой трубы RXii/dBH. Отводы i наименьшим соотношением RIH/dBH = - I называются крутоизогнутыми. Для сварных отводов наибольшие значения коэффициента 4м соответствуют таким, в которых осуществлен один крутой поворот (колено). Например, при таком повороте на угол а = 90э 4м = 0,85 ч- 1,3, а при других значениях ос — соответственно 4м = @,85 -г- 1,3) х х A - cosa) [114]. Сварные отводы для труб больших диаметров свариваются из секций, в каждой из которых осуществляется поворот на половину или треть всею угла, тогда значения 4М снижаются. В тепловых сетях часто применяются П-образные компенсаторы, представляющие собой сочетание четырех отводов под углом 90° и небольших вставок труб между ними. Значения коэффициента \м для П-образных компенсаторов меньше, чем сумма этих значений для четырех отводов под углом 90°, за счет того, что вихреобразование от одного отвода не успевает закончиться до поступления потока в следующий отвод [114]. Большие значения коэффициента 4м характерны для тройников, в которых осуществляется либо разделение, либо слияние двух потоков, обычно под углом 90'; наибольшие значения 4м имеют место при слиянии двух потоков, движущихся навстречу друг другу с отводом смеси под углом 90°. Малые значения 4м = 0,3 -=- 0,5 характерны для сальниковых компенсаторов, задвижек и клапанов с косым шпинделем, а наибольшие (£,м —6-^7) —для клапанов с вертикальным шпинделем и подъемных обратных клапанов. Значения коэффициента 4м приведены в табл. 9.8. Иногда в гидравлических расчетах трубопроводов с учетом местных сопротивлений вместо коэффициентов 4м используются значения гак называемых эквивалентных длин труб для таких сопротивлений. Эти эквивалентные длины /JKB определяются исходя из сопоставления значений Дртр/ЭКв п0 формуле (9.7) и Дрм но формуле (9.38), а именно: Отсюда (9.39) (9.39а) Преимущес1вом использования значений /экв для местных сопротивлений является некоторое упрощение расчетов по определению суммарного гидравлическог о сопротивления участка трубопровода Ap^J с постоянным диаметром труб dBH, включая местные потери. Если исходить из формулы (9.38), то для такого суммарного гидравлического сопротивления получается выражение [см. формулы (9.6) и (9.7)] 135
Таблица 9.8. Значения коэффициентов местных сопротивлений с,м для деталей трубопроводов, компенсаторов и арматуры Характеристка местных сопротивлений Отводы Гнутые гладкие под углом 90° при: ^гн/«вн = 3 ^Чн'"вн = 4 Гнутые со складками под углом 90' при: RrJdm = 3 Яг„М,н = 4 Сварные под углом 90 одношовные двухшовные трехшовные Сварные одношовные под yi- лом: 60° 40° 30° Значения 5м 1,0 0,5 U, з 0,8 0,5 0,85-1,3 0,6 0,5 0,7 0,3 0,2 Характеристика местных сопротивлений Тройники При разделении потоков: для прямого прохода для ответвления для прямого прохода при встречных потоках При слиянии потоков А р м a i у р а Задвижки Клапаны с косым шпинделем Клапаны с вертикальным шпинделем Обратные клапаны поворотные Обратные клапаны подъемные Сальниковые компенсаторы Грязевики Значения 5м 1,0 1,5 - 3.0 1,2-1,8 0,5 0,5 6 3 7 0,3 10 «,40, При использовании эквивалентных длин местных сопротивлений соответственно имеем = 0,8106 = 0,8106 Здесь (9.40а) (9.406) ний является прикидочная оценка значения коэффициента местных поiерь рм. Для такой оценки следует использовать приведенные в нормах [22] значения ко >ффициента (Зм для различных категорий ceiefi, условных проходов труб и типов применяемых компенсаторов. Эти значения, сведенные в табл. 9.9, составляют от 0.2 для ipainninbix сетей с сальниковыми компенсаторами до 1,0 для сетей с П-образными компепсаюрами из сварных отводов при условном проходе труб D, 450 +■ 1400 мм. Таблица 9.9 Ориентировочные значения коэффициента местных потерь р*м для различных категорий водяных i силовых сетей, типов компенсаторов н условных проходов труб (по нормам |22|) Безразмерная величина рм в формулах (9.40) называется коэффициентом местных потерь. Следует учесть, что при работе трубопроводов в переходной области такое упрощение приводит к noi решностям, так как в этом случае величина Хгр зависит от числа Re. Вместе с тем применение в расче1 ах коэффициента рм по форму шм (9.40) может быть оправдано в тех случаях, ко1да точная оценка местных сопротивлений исключается, поскольку для такой оценки необходимы рабочие монтажные схемы и детальные чертежи всех узлов трубопроводов Если такие данные отсутствуют, например при разработке схем теплоснабжения, то единственным способом учета местных сопротивле- Типы компенсаторов Сальниковые П-образные с гнутыми отводами П-образные с крутоизогнутыми или сварными отводами Условные проходы ipy6 Dv. мм До 400 450- 1400 До 150 175-200 250-300 175-250 300-350 400-500 600-1400 Транзитные сети 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0 Остальные категории сетей 0,3 0,4 0,3 0,4 0,6 0,6 0,8 0,9 1,0
9.4. Гидравлические режимы и пьезометрические графики Помимо описанных в § 9.2 гидравлических расчетов водяных тепловых сетей при их проектировании приходится дополнительно производить расчеты по опредетению шпчеинй давления воды в различных точках i с I ей и при разных режимах. Такие расчеты фсПукнся для обоснованного выбора насо- юн, используемых для перекачки сетевой иолы, - циркуляционных, подпиточных, под- кп чикающих, смесительных и г. п. Кроме того, кипения давления воды являются исходными при ра {работке схем присоединения к сетям Mtviiibix систем теплоиспользования. Так, при давлениях ниже атмосферною неизбежим подсосы воздуха в сети и сис[емы 4f|u*i неплотности в них, что является не- '1М11УСГИМЫМ. Определение давлений воды в различных (очках сетей базируется на уравнениях Берну и ни для течения вязких жидкостей в фуоопроводах, см. формулу (9.4), а также урн имениях Дарси — Вейсбаха для перепадов /шипения на трение в трубопроводах, вклю- чи« местные потери, см. формулы (9.6), (9.7) н (9.40). Исходя из этих формул при определении суммарных перепадов давления пи фение для совокупности последовательно соединенных участков из труб различных шшмефов и разной протяженности получаем (9.41) Значения Gy4, /уч, dBtl и лтр в эюй формуле должны приниматься отдельно по каждому у час псу, в точных расчетах это относится |цкже к значениям рм, определяемым по формуле (9.406). Однако в приближенных рнечетах, производимых до разработки рабочих чертежей сетей, значения рм можно оценивать по табл. 9.9 в зависимости юлысо 01 общей характеристики данного участка Кроме того, можно пренебречь изменениями жа нений плотности воды рв в резулыа1е снижения ее температ>ры вдоль трассы сетей, обусловленного их тепловыми потерями, и исходить из значений средней плотное in йоды, соответст вуюшей ее средней темпера i y- рс в данном трубопрово ie. При наличии в геплоисгочнике одноп i руппы сетевых насосов развиваемый ими перепад давления должен быть ориет иронии на тот местный 1епювой пунк|, л 1я которого при расчетном режиме ока ш нас ген = 0,8106 У-тг((/ максимальной сумма по всем участкам сетей до не/ о следующих слагаемых: АрГ = Ар^ол + АРтп + ДрсС)оМбр- (9.41а) Здесь значения Др^пот и ДРсУобр определяются по формуле (9.41), причем в закрытой системе расходы сетевой воды по подающему и обратному фубопроводам на каждом участке одинаковы, если пренебречь незначительной утечкой воды из сетей и присоединенных к ним по зависимой схеме систем. В таких случаях значения Лрс^д и А/^обр МОГУТ различаться только за счет разных температур воды в подающих и обратных трубопроводах. Однако при расчетах, не требующих особой ючности, можно исходить из единой для обоих трубопроводов средней температуры воды в них, равной tlp = 0,5(^рпод + f^po6p), и соответствующего значения плотности рв. Тогда формулу (9.41а) можно упростить следующим образом: Ъ + Ьртп. (9.416) В открытой системе расходы сетевой воды в обратных трубопроводах на любом участке меньше, чем в подающих, на величину разбора воды в системы горячего водоснабжения, включенные в кольцо начиная с этого участка по ходу воды ]Г Gp4, а потому (9.42) Поскольку диаметры труб подающих и обратных фубопроводов на участке по нормам [22] принимаются, как правило, одинаковыми, в соответствии с формулой (9.41) перепады давления в обратных трубопроводах при открытой системе меньше, чем в подающих, а потому при их суммировании по участкам следует исходить из общих формул (9.41) и (9.41а). Тот тепловой пункт, для которою сумма шачений Лр£ум по формуле (9 41а) при расчетном режиме оказывается максимальной, часто называется определяющим, а соответствующая величина расчегно! о перепада давления сетевой воды в трубопроводах и оборудовании этого теплового пункта Ар1 п обозначается как Ар°тпЦ. Если по ученные для разных участков значения удельных перепадов давления на трение _\/?!р мало отличаются друг от друга, то определяющим обычно является тепловой пункт, наиболее удаленный от теплоисточника по трассе сетей. При выборе сетевых насосов помимо шачений Лр£>м по формуле (9.41а) следует 1акже учитывать суммарные перепады давления » оборудовании и трубопроводах, размещенных в пределах теплоисточника и 137
включенных в циркуляционный контур сетей. Эти перепады состоят из двух Слагаемых, относящихся соответственно к подающим и обратным трубопроводам в пределах теплоисточника: ДРс/и = Л/Сд + Ар°Лр (9.43) Обычно значения Др°б£ существенно меньше, чем &рпточи. В результате для определения необходимого перепада давления, обеспечиваемого работой сетевых насосов, получается выражение Рс,юд р + ЬрТ* (9.43а) Для раздельного определения значений давления воды в нагнетательных рна1и и всасывающих pBCic патрубках сетевых насосов необходимо фиксирование давления в какой- либо точке циркуляционного контура при рассматриваемом режиме. Такое фиксирование осуществляется вместе с выбором схемы подпитки циркуляционного контура, необходимой из-за неполной герметичности сетей и систем. При закрытой системе такая подпитка соответствует только суммарной утечке из всех трубопроводов и оборудования тепловых сегей вместе с присоединенными к ним системами теплоиспользо- вания. В соответствии с нормами [22] расчетная утечка должна приниматься 0,75 °/а суммарного объема воды в трубопроводах и оборудовании сетей систем теплоиеполь- зования. Поэтому расходы подпиточной воды возрастают вместе с протяженностью и раз- ветвленностью сетей, но обычно составляют не более 2 — 3 % расчетных расходов сетевой воды. При открытой системе ы счет подачи подлигочной воды ломимо компенсации утечек должны покрываться расходы сетевой воды, разбираемой в системах горячего водоснабжения В зависимости от доли расчетных нагрузок этих систем в суммарных нагрузках сетей такие расходы moivt составлять до 30% расчетных расходов сетевой воды. Перепад давления, развиваемый под- питочными насосами, определяется исходя из требований, предъявляемых к давлениям воды в сетях при различных режимах, характеризуемых работой либо только под- питочных насосов (статические режимы), либо этих насосов совместно с сетевыми (динамические режимы). В нормальных условиях эксплуатации статические режимы могут иметь место только при пуске сетей в период их заполнения водой совместно с присоединенными к ним системами теплоиспользования. Развиваемые при этих режимах давления на нагнетательных патрубках подпиточных насосов должны быть достаточны для такого заполнения с небольшим запасом Ар3, обычно принимаемым равным 0,05 МПа. При определении давлений следует исходить прежде всего из геодезических отметок поверхности земли по трассе сетей zc, м, пренебрегая незначительными расхождениями между этими отметками и соответствующими осям трубопроводов сетей. В качестве условной нулевой отметки z0, м, удобно принимать геодезическую отметку осей всасывающих патрубков подпи- точных насосов, практически совпадающую с отметкой пола насосной или первого этажа главного здания теплоисточника. В зависимости от рельефа местности по трассе сетей соответствующие разности отметок Дгс = zc — z0 могут быть положительными или отрицательными. При зависимой схеме присоединения систем отопления и вентиляции, а при открытой системе также и горячего водоснабжения, необходимо, кроме того, учитывать отметки наивысших точек этих систем относительно отмегки поверхности земли в месте ввода сетей в здание. Взамен разности этих отметок обычно использую 1ся близкие к ним значения высоты здания от пола первого этажа до перекрытия верхнего этажа /гзд. Эта высота для жилых зданий может быть принята равной произведению количества этажей на высоту этажа h^ (в среднем /i,T = 3 м, см. E 7 3) Для перехода от разности отметок к необходимому перепаду давления, развиваемому подпиточными насосами при статическом режиме, может быть использована формула (9.4а), если в ней принять р^ = 0 При этом давления на всасе под- питочныч насосов равны атмосферному /гат: A/Wn = Pno"n - Ргч = £Рв (^с + ^зд)макс = = £Рв (Azc + «э.Ммакс- (9-44) В формулу (9.44) стедует подставлять максимальное значение именно суммы Дгс + й,д, так как размещение зданий наибольшей высоты часто не соответствует максимальным отметкам поверхности по трассе сетей. Принимая в формуле (9.44) g = = 9,807 м/с2 и рв = 988 ki/m3 применительно к температуре подпиточной воды 50 "С и добавляя запас Др3 = 0,05 МПа, получаем Рпо%, ~ Рат = 0,0097 (Д2С + /.Зд)макс + + Др3 * 0,01 (Azt + Ммакс + 0,05. (9 44а) При анализе статических режимов необходимо учитывать также наинизшие отметки в системах теплоиспользования зданий, присоединяемых по зависимой схеме,
ittk кик при каких режимах давления воды ни них 01 метках оказываются максимальными, по при этом они не должны пре- mi.iitin 11> расчетных давлений для приборов ничем />['ис определяемых как избыточные сверх »i мосферного рат. Согласно [122] эти piu'iciпые давления составляют 0,6 МПа дин снеiем с чугунными радиаторами или |>сормс1мми трубами, а также со стальными иниелимн, 0,8 МПа для калориферов и 1,0 Ml la для систем со стальными кон- нг морам и или гладкими трубами, а также к Ьстппыми панелями. Практически вместо наинизших отметок к не i см теплопотребления можно принимать i от иегсгвующие отметки поверхности земли ми i pucce сетей в месте их ввода в здание. • iit отметки также могут быть выше или Ш1*г принятой за нулевую отметки z0. В последнем, наименее благоприятном случае ни mi исходить из значений суммы (Лд + Лзд)макс + Az?m, i де Дгс'ин - превышение нулевой отметки над наиболее низкой но lpacce сетей. Тогда получаем /'и" - Рат =gPe [(A*c +^зд)макс+АгГ'Н]+Ар3« * 0.01 [(Дгс + Лзд)макс + А2с'Ш|] + 0,05. (9.45) Подставляя в формулу (9.45) вместо Кие! приведенные выше значения расчетного давления для систем рсист, можно определить соответствующую ему предельную разность отметок этих систем, которая с учетом запаса 0,05 МПа составляет 55 м при расчетном давлении 0,6 МПа и 95 м при давлении 1,0 МПа. В тех случаях, когда статическое давление />сист — рат превышает расчетное для систем отопления или вентиляции, необходимо применение взамен зависимых других схем их присоединения. Такие схемы могут потребоваться даже при ровном рельефе местности в случае застройки зданиями повышенной этажности — от 12 этажей и выше [22]. Если для трассы сетей характерны большие значения Az^", го возможно применение независимой схемы для зданий, расположенные на наиболее низких отметках Дгс, при любой этажности их. Если же к сетям приходится присоединять большое количество зданий повышенной этажности или расположенных как на высоких, так и на пониженных отметках, то вместо независимой можно применять схему с выделением компактных групп таких зданий вместе с соответствующими участками тепловых сетей в отельные зоны, в каждой из которых поддерживается собственное статическое давление, удовлетворяющих условию р^и - Ри "С <Р?иСТ[22]. Помимо сташческих режимов, связанных с заполнением сетей и систем посредством подпиточных насосов при неработающих сетевых насосах, возможны также аварийные статические режимы в результате внезапной остановки сетевых насосов при сохранении в работе подпиточных насосов. Такие режимы маловероятны, и, кроме того, если остановка сетевых насосов произошла при температурах воды в подающих трубопроводах сетей ниже 100 °С, то сохраняются условия, характерные для нормального статического режима. Если же эти температуры превышают 100 JC, то давления в наивысших точках сетей и присоединенных к ним систем по зависимой схеме без смешения должны превышать атмосферное, на величину, обеспечивающую невскипание воды соответствующей температуры. При обычной расчетной температуре воды для подающих трубопроводов сетей, равной 150°С, необходимое превышение давления сверх атмосферного составляет рвск = 0,38 МПа (см. табл. 9.1). Такое превышение не учитывается при выборе подпиточных насосов, но в соответствии с нормами [22] оно может приниматься во внимание при выборе схем присоединения систем теплоиспользования. При динамических режимах с совместной работой сетевых и подпиточных насосов в целях сокращения необходимых перепадов давления подпиточные насосы включаются в циркуляционный контур в той точке его, где давление воды является наинизшим, а именно в узле присоединения обратных трубопроводов к всасывающим патрубкам сетевых насосов. Фиксированным в этом узле давлением воды />сМобР является необходимый перепад давления Рп"дп> который должен обеспечиваться подпиточными насосами при данном режиме. Перепад давления примерно совпадает с рабочим давлением на всасывающих патрубках сетевых насосов рГнС = Риодп- При этом давление на нагнетательных патрубках в соответствии с формулой (9.43а) должно составлять р (9.46) Входящие в эту формулу значения р""и" и Рподп определяются как рабочие, т. е. избыточные сверх нормального атмосферного давления @,1 МПа). Объединяя формулы (9.4а) и (9.46) при р = рвР, можно получить уравнения для определения давлений в подающем р'с.ПОд и обратном р'с обР трубопроводах для любой точки сетей, характеризуемой значениями перепадов давления воды между этой точкой и теплоисточником мо подающему Ap't под и обратному Др'с обр 139
трубопроводам, а также отметкой Az'c поверхности земли на трассе сетей относительно z0. При этом получаем р'с пол = Рподл + (Аре под — Ар с noi) + Apoop + (9-47) Pi обр = Р,нм„ + и + обр + ^РвР (9.47а) В формулах (9.47) Ар'с пол — сумма перепадов давления на трение в подающих трубопроводах по участкам сетей ог теплоисточника по данной точки, а Ар'с ойр в обратных трубопроводах от той же точки до теплоисточника. Эти перепады давления определяются по формуле (9.41). Знак минус перед слагаемым gp^p относится к точкам сетей с положительными значениями Az[, а знак плюс — к точкам с их отрицательными значениями. Для закрытых систем можно принимать A/VoGp = Ap^noj И Ар^ под = Др'с обр. Разность значений р'с под — р'с обр, не зависящая от профиля местности по трассе сетей, представляет собой располагаемый перепад давления Ар'с между подающим и обратным трубопроводами в данной точке сетей, который може1 быть использован для присоединения к ним циркуляционного кольца ответвления с местным тепловым пунктом. Этот располагаемый перепад давления равен АРс = Р'с поц - Рс обр = (Арс'под ~ ДРс под) + + (ДрсСуобР - Ар'с обр) + Д/>°"Е. (9.48) Для определяющего теплового пункта имеем Ар'с пои ~ ApPiwi и Ар'<. обр = Др^обр, а потому Ар'с — Ар?"п. В других точках сетей располагаемый перепад давления Ар'с превышает необходимый для присоединения опре- деляюше! о местного теплового пункта Др°Пп. Во избежание поступления в системы теплоиспользования излишних расходов сетевой воды на всех тепловых пунктах, кроме определяющего, для которых Ар'т п"? ^ Ар?"п, следует предусмафивать устройства для дросселирования избыточного перепада давления с величины Др'с до соответствующей требуемому при расчетном режиме расходу сетевой воды для данного пункга Ар? п. В качестве гаких устройств используются устанавливаемые на трубопроводах диафрагмы (шайбы) с малыми диаметрами отверстий, а иногда сопла в элеваторах. Использование часшчного закрытия запорных задвижек для дросселирования запрещается [73, 77, 79]. При выборе минимапьно необходимого давления рПо"'п следует исходить из соблюдения ряда ограни чений. Это давление должно обеспечивать при совместной работе сетевых и подпиточных насосов возможность заполнения водой трубопроводов сетей и присоединенных к ним по зависимой схеме систем. Необходимые для этого избыточные давления характеризуются формулой (9.44), но в отличие от статического режима их обеспечение при динамических режимах осуществляется за счет совместной работы под- пи точных и сетевых насосов с возможностью использования для заполнения систем воды как из подающею, шк и из обратного трубопровода па icn ювом пункте. Наиболее удобным являемся заполнение из обратного трубопрово ui, по >го возможно только при соб подсини неравенства, см. формулы (9.44) и (9 47а) f пош + + < + Аад) + Др3 Рпо ш > £РвР (Azc + Аз,) + А г (А/.; о6р f Apf P). f P (9.49а) Сопоставление значении />,,,,„ получаемых по формулам (9.44) и [к) 4{>), покаплвает, что при динамических рслнм.|\ даичеиия, необходимые для злпо шеппм lcicii и местных систем, могут бы11. еупич шеимо меньшими, чем при cia i H4CLKDM, ia счет дополнительных слашемыч A/'V .,г>р + Ар"^ . Кроме того, если сумм.1 Х1^„'{Az[ + А,д) + Др3 бочьше, чем р'с обр, по меш.щс, чем р'с под, го заполнение систем подои возможно из подающего трубопровод.! I спи мри этом давление воды на выходе hi сисюмы в обратный трубопровод юн юною nyiiKia оказывается выше давлении и ном |рубо- проводе, го на таком вы коле следуе] устанавливать регуляторы и и [спин «ло себя» (регуляторы подпора). Применение таких автоматизированных зашкпмыч схем вместо перехода на независимую схему представляется оправданным в епчолнин с разделением сетей на зоны с разшчммми давлениями воды не только при стгическом, но и при динамических режимах. При этом для подачи воды по но ипощим ipy6onpo- водам из смежной зоны в верхнюю зону с более высоким давлением необходима установка иа этих трубопроводах подкачивающих насосных станций (см i u 26). На обрашых трубопроводах верхней зоны для соблюдения миним.пи.пых значений Рпо"п ПРИ соответствующем реньефе местности может понадобиться установка регулятора подпора, дросселирующею давление в обратном трубопроводе верхней зоны то соответствующею давлению в обратных трубопроводах нижней зоны. В других случаях, когда в выделяемой зоне требуется поддержание при динами- 140
ческих режимах более низких давлений, чем в смежной зоне, следует устанавливать подкачивающие насосы на обратных трубопроводах, а регуляторы подпора в случае надобности — на подающих трубопроводах верхней зоны для снижения давления в них до принятого для нижней зоны При чюбых схемах подкачивающие насосные синции vroi ут быть использованы для обеспечения в смежных зонах различных давлений в ciэтическом режиме при условии их оснащения быстродействующими запорными клапанами рассечки на подающих и обратных трубопроводах, а также устройствами дчя подпитки отсекаемой зоны Следующим факюром, определяющим выбор давления подпиточных насосов при динамических режимах, является требование недопущения вскипания воды расчетной температуры (обычно 150°С) в подающих трубопроводах сетей. Соответствующее неравенство для давления в 1юбой точке этих трубопроводов имеет вид PnZn + (АрсС)пол - Д/J'c по ,) \- АрЛ^р + Ар',,!' + + Ар?I > £РвР Az[ + /Vk + Ар, (9.50) Здесь при грспод=150Т имеем />BLK = = 0,38 МПа, рвск +■ Ар, — 0.43 М Па (см выше). Дополнительное слатаемое рВск накладывает также ограничение на выбор давления воды в нагнетательных патрубках сетевых насосов при динамических режимах по формуле (9 46), которое до 1жно удовлетворять неравенству р?: > gp + /v* + А/), (9.50а) Для систем теплоиспочьзования, присоединенных к сетям по зависимой схеме без смешения, в основном систем воздушного отопления и вентиляции, должно быть предотвращено вскипание воды расчетной температуры fc под в наиболее высоко расположенных теплоприемниках этих систем. В этом случае в_ формулах (9 50) значения gplP AzL должны быть заменены на gpBp (A:'c + n3J1)MdKL. Третье ограничение, определяющее выбор значений р^дп и Рс^"- связано с необходимостью обеспечения при динамических режимах в подающих трубопроводах тепловых сетей, а также в оборудовании теплоисточников, включенном в циркуляционный контур со стороны нагнетания сетевых насосов таких давлений, коюрые не превышали бы расчетных для этих трубопроводов и оборудования Для трубопроводов и оборудования тепловых сетей при темпера1уре воды не выше 200 °С наибольшее рабочее давление рраб совпадает с условным давлением рк, (но I ОСТ 356-80) и принимается равным 1,6 и in 2,5 МПа (избыточных) (см гл ^) Дтя пароводяных подогревателей рлсче1ное рабочее давление по сетевой воде счхчав [яет 1,4 — 2,3 МПа, для водоводяных подо! рева гелей 1,0—1,3 МПа и для стальных водогрейных котлов 1,6 — 2,5 МПа. Более шпкое расчетное рабочее давление 0,6— 1,0 МПа характерно для тепло- приемников местных систем теплоиспользо- вания. Поэтому при присоединении таких систем к сетям по зависимой схеме без смешения давтения ю 1жны одновременно удовле!ворять двум требованиям, а именно невскипания воды при температурах до !50°С и (Сохранения давления воды не выше расчегною дтя теплоприемников Если не удается совместить оба фебования, то сле- ;j>ei переходиib на независимую схему или зависимую со смешением и пониженным рабочим давлением в геп юприемниках Если наибольшее давление воды в подающих трубопроводах на нагнетательных патрубках сетевых насосов превышает расчетное давление для соответствующего оборудования геп юисточников, то возможно либо включение части ei о со стороны всасывания сетевых насосов, либо снижение давления на Hdi нетании до расче1ною для оборудования в сочетании с сооружением на трассе сегей насосных станций с подкачивающими насосами на подающих трубопроводах Такое сооружение даже при ровном рельефе местности может оказаться необходимым для транзитных магистралей большой протяженности. По приведенным формулам можно определить давление воды в любых точках сетей при ста!ических и динамических режимах, а также расчетные перепады давления для сетевых, подпиточных, подкачивающих насосов и дросселирующих устройств па насосных С1анциях при заданном режиме их работы и известном рельефе местности по трассе сетей. Одновременно могут быть уточнены области применения различных схем присоединения к этим сетям систем теплоиспользования отдельных зданий При разработке проектной документации по магистральным и транзитным теиювым сетям, в особенности схем теплоснабжения ! ородов, отсутствует большая »iaci ь исходных данных, необходимых для точных расчете ( идравлических режимов (трассы и диаметры труб для распределите 1ьных ceievi, расположение тепловых пунктов с соемвегмиую- щими отметками поверхности *ем ш и i и.). Вместе с тем при такой ра«работе необходимо обоснование решении и члчи чарам еристики обору юна пня насосных в кчиоисючниках и на по начинающих ciau- 141
циях. В таких случаях наиболее удобной оказывается упрощенная интерпретация основных уравнений гидравлики трубопроводов, и прежде всего уравнения Бернул- 1и, см. формулу (9.4), при которой все ciaiaeMbie этого уравнения приводятся к ишейиой размерности за счет их деления ил \скорение силы тяжести g, м/с2: Гчач , * г i3£-, (9.51) VV4 V4 V4 'и _ Pnai ~ Ркон Ртр , ,\" „)ч iQc:ir,\ • — = + -bll ~ -HiH-yV-JlA) А'Ри £Рв £Рв Входящие в уравнения (9 51) величины давлений сверх нормальною ашосферного или их перепадов, разделенные на произведение gpB, называются напорами и измеряются в литрах (более точно — в метрах столба жидкости при ее плотности рв, кг/м3). Игнорирование влияния зависимости плотности жидкости от 1емперагуры является источником noi решност ей. неизбежных при использовании уравнений Бернулли в виде форм) i (9.51). Для практического применения этих формул, и в частности для суммирования напоров с разностью отметок z{w, - г^ц, необходимо, чтобы эти напоры .пмерялись именно в метрах. Это достигается принятием плотнеет воды, равной ее максима ib- ному значению, а именно рв - 1000 ki/m3. В этом случае напоры (в метрах во гяното столба) Moiyr непосредственно суммироваться с разностью отметок, а кроме toi о. атмосферное давление может быть приближенно приравнено 10 м вод. ст. Значения V4 V4 \Ч V4 Рнач Ршл m< ^кон ^кон — hKOtl л —"пьет ваются пьезомефическими высотами относительно той же условной iоризонтальной плоскости, от которой отсчитываю гея ординаты центров сечения труб z^4 и z^h- Эти значения соответс1вуют давлениям на дно сосуда, сообщающегося с атмосферой, столба жидкости высотой 1гиьез, м, и плотностью рв, кг/м3. Если требуется по значениям пьезомефических высот определить соответствующие давления во гы при температуре гв, "С, и плотности рв, кг/м3, то следует пользоваться формулой Ра = # (9.52) Например, шачение Ипье1 = 10 м вод. ст. соответствует давлению рн — 98070 Па при температуре йоды 4 DC и 89910 Па при 150°С, т. е. 8.3",, меньшему (см. таб i. 9.1), в то время как 1 л\ < <»ч и» к myci 101325 Па. Перепад дав юшш n.i ip>nu u tp\<m проводе p\p, разле ihiiimm ил i;i',, unuiiiinoi потерей напора на ipt-iim- /i^ I nbpii зом, имеем, см форч\'ц.1 С (.i и с >\ .t.'1'г. i» .А Уравнение (') ^ 11 р., (, ннчс ния напоров приоор» i,n i им > Величина И, и ши чт \p.«inn"- нием (9.51) 1ЮСЮЯ1ИМЧ i irmHi труб на участке, на<ыи.м к им i i пнниром Если потери напор i n.i i| . чммт к 1 М ДЛИНЫ Трубипропо км и '1I11- метра, то получим ci о v и ним. >,,,. ,.н нмиири = O,OS.'J. \ч Ml l\,.rf, Удельные потери м \-* \t< ,' щиеся безразмерными m i i m и мые гидравлическими \к > -и» m "м СЯ /'гидр- При ЭТОМ lINKiM = 0,08265 > М^м)-Л.П Lj !«-'.</,, Аналогично этом\ ш между нагнегателын.тм патрубками насосов />,,, ти к развиваемым л ими Ян, равным и _ /' Перепады давленп < и обратными грубон|х>11. для обеспечения подачи . i тевой воды на км in могут быть преде ми i вегствующих потерь n.m Ahr „ =• V- Перепады давленп i оборудовании теплой!, i В ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ hOlii тему и обратному i| быть представлены и ■ Ah"°n и A/j°°n, опреть I" формулой (9.55). Тог и определения перепа юн Чи) I I.IB . й> Mt9№ltlHMH цц it- ниц и ич ИЩ
Рис. 9.1 Пьезометрический график при ровном рельефе местности по трассе сетей: / — подпи1 очные насосы, 2 - сетевые насосы. 3 — подкачивающие насосы го подающему тр>бопрово- riy. 4 — по лсачивающие насо> ы по обратному тр)боировояу, 5 -определяющий тепловой пункт 6 — пьезометр подак>ще1О трубопровода основной зоны, 7 —пьезомеф обратного трубопровода основной зоны, 8—пьепшетр подающего трубопровода следующей юны, 9 — пьезометр обратного трубопровода следующей зоны, 10 - цевятиэтаж- ные здания, присоединяемые к сетям / г s ♦ s ь 7 в я ю v Длины труНопроЗедод по трассе сетей, хм ваемых работой имевых насосов, \j\h при пересчете на потери напори приобрел aei вид Не н - ДйсТод + AA?"rf + Mly$v 4 Л/,ЧТ, (9 56) Зцесь значения A/ic\?o i и Л/il^Ap определяются по формулам (9 41) и (У <П) Приведенные выше ихнношения межд., различными перепадами i<iu -синя и otmoi- ками нопермюеш юм in по lpacce се»ей также Moiyi Gum, npciu.iiiioiiM в виде соотношении меж iy номрими майора и ними огмепыми Например, имел io неравенства (9 50) в ном ci\'M<- по lyi.icM / (\ Ah I р (У %а) Переход от дан icimn и мер» u.i um данче- ния к напорам и поюрим u.iiiop.i mniio- ляет упростить анализ i идранчпчечкнх режимов сетей и испо ихними, ми nei о i рафики напоров в сетях При графической imiepnpei .ниш уран- нения Берну !ли в сооин'к i мин i ирипс- денными выше форму ммн ми \.ip.iKie ристики изменений ian нчшя и<> п./ и upt делах цнрк)ляционно1 о мчи yp.i i i-ini jiciioль- зуются графики, h«i *i.im.u ^^i.io имчимпри- ческими или сокращенно ш с mviei р.1ми (рис 9 1 и 9.2) По абсциссам нн\ i|>.k|hikoh oik i.i ii>i ваются длины \чаымч1 инт ш nut lcic- вых насосов (практически ш п>чкн иыхода трубопроводов из 1 i.iimti к и mm шчиика) вплоть до xapdKicpiu» и \ i i.i на lpaeu* этих сетей, обычно до ои|>е и импикчо ten id вого пункта В качестве op шип u.i i.ikiiv i рафиках наносятся отметки поперчит ш кмш по трассе сетей с привязкой к ним в случае надобности высот присоединяемых зданий /гзд. затем наносятся (рафики изменения напоров в подающих и обратных трубопроводах по ipacce ceiefi Построение 1 рафиков начинается с оценки минимально необходимого напора на всасе сетевых насосов, совпадающего с напором на нагнетании подпиточныч насосов / ггВсас ц на]н Ifii н — -Пподп; Проверка дос1аточности приняюю ша- чения ffrfoin прои водится после прикидоч- но1 о построения графика (см ниже) От- к тдывая значения ЯгСиС от условной нулевой отметки в исходной юмке. соогве1ствую- щей оси сетевых насосов, по 1учаем наинизшую точку пьезоме1ра Д1Я обратного трубопровода Добавлением к ЯГиС потерь напора в этом трубопроводе в пределах теплоисточника А/г°бир при сохранении практически той же абсциссы получаем ючку, соответствующую напору на входе обратного тр>6опровода в здание тепчоисгочника Начиная от этой точки пьезометр дня обратного трубопровода поднимается по трассе сетей с уклоном вверх и состоит из соче- шния наклонных линий для каждого участка, причем утл их наклона к гори- юнтали соответствует гидравлическому укло- п\ 1гидр по формуле (Q 54) Поскольку ipacca сетей состоит из множества участков с разными значениями расходов воды и шаметров груб, значения гидравлических уклонов по участкам получаются различными Оцнако изменения уклонов для сосед- нич участков невелики, а потому в целях упрощения графиков используются усредненные шачення гидравлических уклонов, под- счшываемые исходя из сумм потерь напора 143
0,5 1 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 «;5 5,0 5,5 6,4 1,0 1,5 2,0 2,5 3.0 3,5 4,0 т>, ^ .. Длины трудопробооод по трассе сетей, мм л../ ■<— и. I. i (иго t miIi i рафик при понижающемся рельефе t I ihii <нм ' соевые насосы, 3 -подкачивающие насек w |<н|» и HiiiMintd п'пловой пункт, 5—пьезометр подающего ф\ 'li n iii.t-iMMcip обратного трубопровода основной (верхни |||>11|111||н hi 11сд>юшей (нижней) зоны, 8 — тевятиэгажныи tu Н»»»иий и i him i «и |i»i i.i участков по формуле (мним i iinuiOoM, двигаясь по rpacce tint мидии iiufi hi nvib наивысшей точки hi г-«пМр i Jill udp.UHOI О трубопровода, СООТ- ni и i itv i*•!licit оиреде 1яющему тепловому м hi•> iv 111>n iюс i роении пьезометров jjfh miii in ipiiniiiiMx сетей в качестве определяю- iiirnt iti.idnp.iciся тепловой пункт на стыке и 1(ч icidi с распределительными. Откла- н.шпн и конечной точке пьезометра об- |||пмо1о (рубопровода вертикальный отрезок, ранный ЛЛ"|1н, получаем соответствующую ииипи иную точку пьезометра подающего |рубопровода, начиная от которой этот ш.ечометр проходит с уклоном вверх по ииправлению к теплоисточнику. При его построении используется та же формула (9.54) для подсчета гидравлических уклонов. При закрытой системе из-за одинаковых расчетных расходов сетевой воды и диаметров труб для подающих и обратных трубопроводов гидравличсскт совпадают (/rn,?j?p = <,°,и'|.) и i в этих трубопровод! \ ' i ситепьно iopH3OHTajin, ми. чению ординаты //"'.", + X'гидр'з'1'' см- форм\ и (9.56). При ОТКРЫТОЙ UIL I ' |р не имеет места, ик t сетевой воды в месп'м. водоснабжения при р.тш i идравлические уклоны провода научаечке \ь п. дающего (i,0,°-Pp < i'Ii ipl "i два предельных случая in сетевой воды либо ь ■ t трубопроводов. Либо mil Первый случай ими и ной температуре во и i и проводе,равной требуi ' го водоснабжения, /'!!' ПИ 4 (Я НИК 1ПМП- 1МЙ- 14 (У Ми| Н |ui Шири i|KI'IP| II 1 .»> 111уЛ i |tvOn- I It* 11A ■■ !■ |Р1*1П.| r i nipppuM • • i HI MX c>i i ma» HiiillMll 'II*- > i|i\ltn , , p|H|>|r> ■ i 'i ')
Во втором случае для этого разбора достаточна температура воды в обратном трубопроводе, если она составляет 60 —70"С, что соответс i вует режимам работы сетей при наиболее низких температурах наружного воздуха, близких к расчетной для систем отопления г£оп (§ 8.2). Согласно нормам [22J построение пьезометров при открытой сиасме должно производиться для двух режимов, соответствующих максимальному разбору всей воды только из подающего или то i..ko m oGpai- ного трубопровода. Для пересчета значений i идраилических уклонов с одного режима на друиж используется формула (9.54), в ко юрой обычно пренебрегают незначительными изменениями величины Хтр, связанными с перехо и>м от расчетного значения расхода поды к npyi ому (см. § 9.2). При таком допущении пересчет можно производиib по упрощенной формуле: 57) На построенных ошкашплч способом пьезометрических i p.n|>iik.iK фиксируемся расположение торшон ы п.ш.1\ шипи, соответствующих необходимый и'порам при скии- ческом режиме и mv\ u.ipii.ini.i\. .i именно: для обеспечения i.iiio пи пин но иш счмей и сиеiем Гкм умеi.i ■*< кип.ниш >><> n.i по формуле (9 45) и с \'чеюм i.imhc обеспечения при расчел пои i емпе|>.11 \ pi- inbii.i u подающем трубопроводе, i e i шит ичшем пинаемою /?BtK При /f,,,,, - 1*>0 ( /;,,,„ »М М, . М формулу (9.56а). В пнжпеп ч.и in ш.е iumci рических графиков разменискя уирошеиили с\ема сетей с расположением н.и oi он и ipooenu- рующих устройс I в В качестве пример.i ii.i \чи 0 I npcu- ставлен пьезометрическим i p.n|nih шн магистральных или гргпни i пых n'liil in>илиои протяженности A2 км) \о онре к тютею тепловою пункта (микрораиошнп о и ш р.ш онного) при близком к п юекому pi п.ефе местности по ipacce Ouioiui.oi шипи м.пи ческого давления выбран.i hi у. иония мши нения местных сие iем ten nun по п. нш.пши девятиэтажных здании ш.ноюп '< м -ии с запасом 5 м cooi ней i пуп i> miimmmv напору подпит очных п.к оти при м<>м р« *пмс ^поцп = 32 м. Для оГцч нечеимн ттнпмнпн воды с темпераiурон |М( ( и nrpvmiv точках таких сис1 ем мш п. [> к> i*cimm.i п. увеличен до 70 м Построение ip.w|>ui<<>h при р.и ч\ том ш намическом режиме иронии ичю ш \о ш hi значения среднею пмриииммнп \к юна с учетом ко )ффпмИ| in \ мп ни.u non-pi, hi табл 9.7 и 0 0) II 1НП1ПЧ i цм.к нримию значение i'$AV - 0,007, коюрому при длине грассы тепловых ceien 12 км соответствуют суммарные по i ери напора на трение в фубопроводах, ранные Х4 м. При закрытой системе ла величина относится как к подающему, гак и к обра i ному трубопроводу. С учетом минимальной величины напора на всасе сетевых насосов, оцененной в Н™с = Щ*™и=1$ м, и nojepb напора в обратных трубопроводах и оборудовании теплоисточника, включенных ь rror трубопровод /\hj6£ = 5 м, ноиучаем наивысшую отметку пьезометра обрат ною фубопровода на входе в определяющий тепловой пункт /j^olp — Ю4 м. Однако при таком напоре, превышающем на 44 м расчетный для систем отопления с чугунными приборами, большую часть соответствующих зданий пришлось бы присоединить по независимой схеме. В таких условиях целесообразно сооружение подкачивающей насосной станции примерно в середине /рассы сетей. Построенный пьезометрический i рафик с такой станцией представлен на рис. 9.1. В данном случае требуется подкачка воды как по подающему, так и по обратному трубопроводу, а развиваемый подкачивающими насосами напор должен составлять 42 м по подающему и 52 м по обратному трубопроводам (с учетом потерь напора в пределах насосной станции в размере 5 м для каждого трубопровода). Соо1ветстр\ющий расчетный напор на нагнетании сетевых насосов составит 154 м, что позволяет использовать трубопроводы и оборудование, рассчитанные на условное давление ру — = 1,6 МПа. При наинизшей отметке пьезометра подающего трубопровода 82 м вскипание воды с температурой 150°С исключается как в фубопроводах, так и в верхних точках систем девятиэтажных зданий. Однако при »юм давления в нижних точках систем составят не менее 70 м, что недопустимо для чугунных приборов, и потому эти системы moivt присоединяться только по зависимой схеме со смешением. Заполнение водой систем девятиэтажных гиший при динамическом режиме может производиться из обратных трубопроводов, ta исключением зданий, присоединенных к их начальным участкам вблизи теплоисточника и насосной станции, у которых такое мпоинение возможно частично из подающего и частично из обратного трубопроводов. Подпитка второй зоны тепловых сетей иосне подкачивающей насосной станции в ып ном случае возможна из подающего ФуЬоировода смежной зоны через регулятор лаиления «после себя». 145
На рис 9.2 ripe вставлен пьезометрический график, применяемый в условиях значитель- ного понижения отметок поверхности земли по lpaece сетей, а именно на 40 м ниже \с юиной нулевой отмени при протяженности ip.iuu 6 км. При этом применение е щного пшчеиия напора при статическом режиме л in всех участков искпочае1ся >ik как на |<<1овиых участках он должен сосы» 1яп. не менее 32 м, что при ошечк.к и конце ipactbt на <*0 м ниже н> кчц>п прпиолиг к минорам в нижних точках li ( к-ч ч\\\ маний ;? м Ршделение сетей п|м u тмичком режи мс па две юны целее м i>|u nm oi уществить и ючке, соответгтимпии и dimoikc поверхности земли на 20 ч шьи пунепои, при ко юрой статические i, in..p и нижних точках }ланий оказыгпс к i мтипм к расчетному для систем с mv мч ими м| ппорами В эюй жо I'm in in iioApiuHO разме- шение полк ими.н ч i h nikouiofi станции, на которой ц) 1жн< i iiii< i тимпан снижение напора ii)'ti . i 11 и in »ом режиме, а по обратному i|\i -111 ••»f • ■ iv икже и при динамических |м ли in i.i DCI установки под MMiiii.iiiHinh ниц ни мом трубопроводе li inn imii u i mi\ режимах пьезол*етр обратного трубопровода на вы холе m n,i сосной станции пелесообразно сонмам и и i отметкой, совпадающей с ну кмын, чи> потребует напора подкачивающих п.коиш пи обратном трубопроводе, равнIм > *' м и -, ч»* том потерь напора 5 м в преае м\ и •••' ишЛ При этом с учетом потерь н.нич"! " •>•• paiHONi трубопроводе нижней юим ' м к также располагаемого напопа ?' м щ пщи' деляющем тепловом иунки- иш* ий напор в месте выхода noun-пин- рнш провода из этого пункта ..ь.м, , mivim отмене 50 м Такой нани]1 > i . i < i in прел о i вращения вскипания ihmm i. шгцн ivpou 150°C При отмегие ^) •< > i-< •■ <m ч- 1юй г очки пьезометра m и. i>iiui- провола и потерях напора и п i рп гяжении трассы 42 м нлпо[> »■ и пою трубопровода Hi здания > i t ■•■ ш шикм составит 92 м. Беобхогги\и i \ ми т . гi,.ных насосов равен 117 м \ i. i..m ш>и*рь напора в по шюгшхтрубо.ф "" i >. и i ц.г ip ntx тетоисючника 25 м Пр нпншки подкачивающих пассии п itmiiiiPMV трубопроводу не требуется I книг п.пмг сведения по посроечаю пм >..»«• > inrip« *ия ГррфиКОВ При раЗЛИЧНЫХ pi 'I им ii H|<tiHt>>|#llM в G7, 100 121] Глава десятая м и.ювьп: расчеты изоляционных конец .\ кний ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 10.1. Основные задачи leu Kiituv расчетов изоляционных конструкций Irii'ioithic расчеты изоляционных кон- (|||укипй проводятся с целью определения itipidiuiix потерь трубопроводов с заданной •пик фукцией тепловой изоляции при данном lone прокладки, а также с целью определения по заданным значениям этих потерь С»К)ТВС1СТВуЮЩИХ ТОЛЩИН ИЗОЛЯЦИОННЫХ слоев, выполняемых из материалов с из- исемной теплопроводностью В состав тепто- ммх расчетов входит также определение изменений температур теплоносителя в тепловых сетях в результате их тепловых потерь и проверка температуры наружной поверхности гепповой изоляции, которая при прокладке в помещениях по нормам [22, 61] должна быть не выше 45°С при температуре воздуха в помещении 25 °С. При надземной и подземной прокладке тенчовых сетей в хю. i i^ i служиванию (туннели к. i и . эстакады), допускается пшнчн туры поверхности и%и ыи, и Максимальные до. 1м тери трубопроводов ми м различных типах npoi м п • нормативных докумен i м | • ' Исходной в задач i » тепповых сетей являеи и i. н носителя fT на вхо »с ' i > объект, обычноучасмон ■ м. . i тяжении которого дипм i i ристика тепютоляп11..п i ■• (толшина, теплопрош» , i слоев) остаются неилпиш при тепловых расчетах . температура окружаюпи и i маюшей тепловые it»" ■ i • тепловых сетей. Xapai u i и среды определяется цт t»rt- ДО 1..ЙЫР МО- м=1Н» при Hi.|ifHI.I Ш <•» ЧН 1Ц1О- ■и tP Ц.НМЯ I 'it. into, мм и IHIIU » " И|1ННИ- *1«>ЩРЙ HIM 146
сетей, эти типы могут быть сведены к двум основным, соответствующим надземной и подземной прокладке сетей. В первом с |учае окружающей средой для конструкции сетей является воздух (воздушная прокладка), а во втором — массив грунта, в коюром заложены эти конструкции. К воздушной прокладке относятся все трубопроводы и оборудование тепловых сетей, расположенные внутри помещений или вне их на открытом воздухе. 10.2. Тепловые расчеты при воздушной прокладке тепловых ceieii Конструкции изолированны^ тр)бопро- 11ОДОВ [СИЛОВЫХ ССТеЙ СОСТОЯТ И! НесКОЛо- ких с юев но толщине, выполненных из различных материалов. Слоем прило! ающим непосредственно к теплоносителю, яв 1яеiся стенка стальной грубы. На наружную поверхность трубы согласно норм im [22] должно наноси; ься антикор рошопное покрытие, а поверх не! о--основной июшцион- ный слой, состоящий при во!,|\11нк)й прокладке тепловых сетей обычно и i пиучимх изоляционных из'тглип loiiiiiiiii.i ною сюя выбиракхся И! rexniiM) жентмических соображений Поверх оиюнпшо (_ ноя укладывается ПОКрОИНЫИ С IС>I1 lit МО 1114 1ИЧССКИХ лис юн или и мстит Суммарная толщина ИЗОЛЯЦИОННОМ KOIIl ipVKUIIH II ЦС ЮМ ДЛЯ ВОДЯНЫХ leiuuHbix icicii при not [ушной прокладке в зависима in <n (M.iMcipa ipyd должна быть не оо 1Ы1И- (м oiuipiiuioii п нормах [22], а именно oi 0,07 \i при />^ 2S мм до 0,20 м при Dv = 450 мм и по ич* Ирп пом каждый спой ШОЛЯШШШКШ МНИ. I pVMIIIII И1.1ЦОЛ- НЯеТСЯ ОДНОЙ ТОЛЩИНЫ 1Ю ИЦ'УЛИПИИ I1KI- лируемон трубы. При такой конфш vp.iniiii и пшппптн прокладке трубопровода мнаки imiii.iii. температуры на границах меж ty диумя тест нимк слоями очинаковьши но пкружнме i и Тепловые потоки от ф\бы щ наружном поверхности изоляционной roik ipvkiimi при эюм направлены по радиусам ее поперем ног о сечения и одинаков1>1 по ветчин» i i»i любою сектора этого сечения i lii.hhii.im yi чом (радиальный ieiuouoH nouik) linm вые поюки для всей гюнермикт мы три ванного трубопровода Q, ,,. Hi, пропорции нальны его .пине /|(„ <i ни ri.ui к.i ДЛИНОЙ 1 М ЛЮбОГО СЮЯ II ч> iMIIllilllllOll конструкции с за шитыми icMib'p.i i ,|>,imh наружной г„л и вн\ ipciiiicn /„' .i рчити определяются по формуй- Здесь у, „ - удеш.ные тепловые потери, Вт/м, a R(jl - 1ермическое сопротивление данно! о с юя, м К/Вт. Для слоя из материала 1епло!1роволп<хтыо кс,, Вт/(м К), ограниченного цилиндрическими поверхностями с внутренним лнамефом (/вН' и наружным ^нЛ, м, величина R, , определяется основным уравнением теплопередачи в цилиндрических обьекта*. In JCJI "н Отсюда In " A0 2) (Ю.З) Учитывал что тотщина слоя составляет ^сл ~-^ WT - ^bi^- формулу A0.2) можно представив так; сл 2л?,, In A0.2а) Из формулы A0.2а) видно, что значения термического сопротивления слоя Rc, тем меньше, чем меньше отношение ei о f очшиьгы к внутреннему диаметру ЛС1 — 5С1/^вн « чем больше теплопроводность материала слоя А.С1. Поэтому такие значения ЯС1 оказываются наименьшими для металлических стенок труб и их антикоррозионных покрытий и наибольшими для основного изоляционного слоя. При малых значениях о i ношения Ася = 5СУ^вн формулы (Ю.2) могуг быть значительно упрощены, если принять 1пA +2Д) 2А В табл. (! + 2ALI) в 1 л A04) 1 -|- Д 10.1 приведены значения от безразмерного при ei и значениях oi 0,015 до 3. При значениях Дс1. меньших 0.4. hoi решность приближенного соотношения A0.4) составляет менее — 3 %. Исходя из формулы A0.4) можно получи п. следующие приближенные выражения им 1ермического сопротивления слоя, а также дня удельных тепловых noiepb на 1 м '(ИННЫ \П A0.5J 1т. п = 11A1) 'чСвн-'и' A0.5а) 147
Таблица 101. Значения параметров In A + 2ЛсЛ) и A + 2ДСЛ) In A + 2АС1) прн значениях от 0,025 до 3 Значения Дсл Значения 1пA + 2ДСЛ) Значения A +2ДслIпA+2Дсл) Значения Дс,, 1плчения 1пA + 2ДСП) Значения A +2^I11A + 2Д,.,) Значения ДС1 Значения 1пA +2ДС1) Значения Значения Дс, Значения 1г«0 \ ^\ ,) Значения A +2ДС1)]п(] i \\ ,| Значения At, Значения ln( I i ' \, ,) Чппчешп A 1 :\ ,1 in f 1 1 '\ ,) til I'll МНИ \, , ■ и 1'п ним In ( 1 I \\( ,) III I'll IlllII ( 1 i \, ,llii| 1 | 2/\„) 0.025 0,0488 0,0514 0.1 >0 0.2d  0.Ш1 0.400 o,ss/« 1 IISSI» O./M) u,()ie3 .\2W8 1,20 1,2238 4,1609 1,90 1,5686 7,5293 0,030 0.0583 0,0618 0.175 0.3001 0.4051 0,450 0,6418 1,2194 0,800 0,9555 2,4843 1,30 1,2809 4,6112 2,00 1,6094 8.0470 0,040 0,0770 0,0832 0,200 0,3365 0,4711 0.500 0,6931 1.3862 0,850 0.9932 2,6816 1,40 1,3350 5,0730 2,20 1,6863 9,1065 0,050 0,0953 0,1048 0,225 0,3716 0,5388 0,550 0,7419 1,5580 0,900 1,0296 2,8829 1,50 1,3863 5,5452 2,40 1,7579 10,196 0,075 0,1398 0,1608 0,250 0,4055 0,6082 0,600 0,7885 1,7347 0,950 1,0647 3,0876 1,60 1,4351 6,0274 2,60 1,8245 11.312 0,100 0,182^ 0.218K 0,300 0,4700 0,7520 0.650 0,8*24 1,9157 1.00 U>V>SJ. \2'>sv 1. '<» |,IM(, 6 M'xi 1 4A !,SS / 1 P ) ''. O,1?N 0.22 4 O.?7X'> 1) til) I) M(l<> O/NI 4 (I '()() о s/ -■> ' l("' 1 III 1 )<> \) 1 / 1 HO 1 '. 7.1 01'»( 1 00 1 l'|V) M /. '1 11 |iin hi пленные тначения удельных тепло- in мер), по формуле A0.5а) совпадают i'ini.iMii О1я }гих потерь применительно щипму слою толщиной 5С1 с поверх- п " или, й /гсл= —( I щ и'ич ki>i о слоя имеем 'вн 1н >гсг\ В )том случае сл = "слАс так как A0.6) A0.6а) Здесь размерность RC1 — м2 • К/Вт. При l\Jt = nl{dlf{ + 8С7) из формулы A0.6) получаем (формулу A0.5а). Величину Fcn = nl(d^ + йсл) можно представить также как nd^l. где /^'^ + ^^ диаметр цилиндполучаем ОСНОВНОЙ i|)iipM' hi ^ _ £bh_ 1Л _ I'm, 'n " Ятп °< ., Отсюда с учетом форм\ n.i iiu ' м ел 2 III) /) МИМ) Это сложное выражение, ни и.ич. i мри ближенной формулой (!()■>.и м< \iipm тить следующим обратом 'и'1 I.. I III) Kit) рического слоя. Применение приближенной формулы A0.4) позволяет также упростить решение задачи определения необходимой толщины слоя по заданной величине его тепловых потерь qT п и температурам поверхностей '148 Расчет по формуле (lo.^.u ирщшпп к несколько преувеличенным ш г>> пичм о, ,. но не более чем на 5 "„ при •н.ги'ниих параметра сл 1'вн 1н — мен о (I 4т п В предыдущих форм\м\ i нркиод- ность материала слоя кС1 мри " тин
ной. Если и имеет меси В ЭТОМ l' loc ПрОВОДЖК I II m мосгь 1.1*1 темпера i \|> M веiсinun i \ и" точиir u.uotl 1И1Ш111И.1 uimil nrpciu i и'мпгрщур HI,I'll IIIMI ICIIIOIII.I4 IIOIOKOIt HillHil hllllll HMih I I, H'llilO- i I гМ1М*|Н1 I \|)M )IV ШМНСИ- и imi'Hi io'ii.Ш.1Ч шиерианач slin 111 • и it ti 11. niiicllmill и cooi- uiiciincM А - /„ I \\l A0.9) t hi i. /,, к'нионроиодиос! i. при О С, л \\, i емисри i ypm.iii ко н|»фициеи1, тачения ко|п|)п|о дня и (оляциониых ма>ериалов нихочик-и и пределах 0,0001 -0,0003 Вт/(мК2) (см. i л. 5). При таких малых величинах \\ Moiyi Оым» сохранены основные формулы A0.1)--A0.3), если в них заменить постоянные значения Я.сл на средние А.££: Kf, = Кл + Pf'cp- A0.9а) Для плоского изоляционного слоя его средняя температура г^р1 равна средней арифметической из температур обеих поверхностей: 'ср — - 1'вн ^ ОI сюда A0.10) A0.10а) r)iy av I.IMMLiiMociI. с малой погрешностью можно (Кlit»iiI.uuiaii. применительно К ЦИЛИИДрПЧСЧ КИМ С 1ОИМ Для MHOI oi >1()нпмч и ишициомных конструкций с Koiuini I ||цчнмм ||(К11оиожс11ием отдельных слое и ш иш nicin.no оси 1ру6ы формулы A0.1) VIOIVI lil.lll. ( OxpiMK'lllil. CCJIH вместо значения юрмичп ми о i nnpoi пмп-нпя ОДНОГО СЛОЯ /?L , II I*11 V ИИ и I НИЩ I. ( УММу этих сопротивлений по пч-м с юим и мимрин- лении от стенки ipyoi.i m иииермюеш ИЗОЛЯЦИОННОЙ КОНСТРУКЦИИ llpll ним и (ilHIICM случае к;;: RH Здесь Лтр, R™ Hl ственно термические coiifxu nn ic/ трубы с внутренним диамофпм Л,', ным dlp, антикоррозионною ш внутренним диаметром г/,',1' и ^"рК, ОСНОВНОГО ИЗОЛЯЦИОННОМ) ( н ренним диаметром d" и ниружп наконец, покровного с.юя нш ренним диаметром d"' н нмружш. Каждое из этих значении К ■ ся по формулам A02) ». ипш. НИХ СООТВеТСТВуЮЩИХ ШЛЧСНИИ |||< ности материала Х-^. к"\\\ > „, , " ' n.i|>\ III) I I) ■ I 11П i снкн ,i|'\ * mi « 1.11 i.i м It 11V I ,1[\ наибольшим ич aiaiaeMbix всегда является юрмичеекое сомрошвление основного изоляционно! о слоя Л|П, а следующим по неличине— 1ермическое сопротивление по- кровно! о слоя Ки"к. Величины Д"рК незначи- тельны Hi-ui малой толщины покрытий труб, а /?,р — из-за большой теплопроводности металла. В тех случаях, когда не учитывается сопротивление каког о-либо слоя, соответствующая разность 1емператур t^i — t^1 принимается равной нулю. Таким образом, температуру внутренней поверхности основного изоляционного слоя практически всегда можно приравнять температуре наружной поверхности трубы (г^ = г„р), а при шно- рировании термического сопротивления покровного слоя температуру наружной поверхности этого слоя можно приравнять температуре наружной поверхности основного изоляционного слоя (fJJOK = t). При тепловых расчетах заданными являются не температуры различных поверхностей, а температуры теплоносителя fT, движущегося по трубопроводам, и окружающей среды при воздушной прокладке — воздуха, омывающего наружную поверхность изоляционной конструкции гвозд. В связи с этим в суммарное термическое сопротивление этой конструкции от теплоносителя к воздуху Д£ум в общем случае должны быть дополнительно включены два слагаемых, учитывающих сопротивление теплоотдаче от теплоносителя к внутренней поверхности трубы Rn и от наружной поверхности изоляционной конструкции к окружающему воздуху RBOia. Это суммарное термическое сопротивление составляет Суммарное термическое сопротивление li^M называют также сопротивлением теплопередаче этой конструкции. Слагаемые Кт и Л„ом, мК/Вт, для цилиндрических изоляционных конструкций определяются по формучам A0.12) (lO.12aJ ndK eci» or,, ВгДм2 • К) — коэффициент тепло- (ii hi'im оi теплоносителя к внутренней по- мерхшкли грубы; аиз, Вт/(м2• К) — коэффи- итми 1СМИОО1ДЦЧИ от наружной поверхности и ю 1МЦИОИПОЙ конструкции к окружающему KOI4V4V С их учетом формулы A0.1) и (Mil) ции |силовых потерь изолированных 149
тр\бопроводов приобретают вид _ 'I 'B03 1 _ 1 " ~ DC M ~~ - Кт + X ^сл + ^воз A013) + Значения коэффициентов тептоотдачи оц и аиз опредетяются условиями теплообмена с окружающей средой В водяных сетях течение воды всегда яв 1яется т^рбу 1ентным а потому сопротивление тептооттаче от теплоносителя к стенке трубы незначитетьно, так что в расчетах трубопроводов этих сетей величиной RT можно пренебречь и считать температуру внутренней поверхности труб равной температуре воды в них (tffi = tT) Коэффициент теплоотдачи аиз or наружной поверхности изоляции к омывающему ее воздуху след)ет учитывать всегда, гак как значения это1 о коэффициента для изолированных трубопроводов водяных тепловых сетей невечики и составляют примерно 6—14 Вт (м2 К) при их прокчадке в помещениях и до 60 Вт/(м2 К) при прокладке на открытом воздухе с сичьным ветром [П8] Низкие коэффициенты 1еллоотдачи от наружной поверхности изотяции к неподвижному воздуху определяются преобтада- нием тептообмена за сче! свободной конвекции, при которой значения коэффициентов зависят только от разности гемперат)р 'н 'возл При прокладке на открытом воздухе и на шчии ветра вместо свободной появятся вынужденная конвекция, что приводит к увеличению коэффициента 1ептоотдачи, опредетяе\'ого в таких случаях скоростью ветра Помимо теплоотдачи за счет конвективного теплообмена при воздушной прокчадке необходимо учитываттэ радиационный теплообмен, связанный то ь о с наличием разности температур тетоопающеи поверхности и воздуха В связи с л им значения коэффициента теп юогдачи от поверхности изоляции к возт\\) осиз стедует определять как сумму двух коэффициентов арл1 за счет радиашюнно! о и г1К01Й _,а счет конвективного теплообмена а п = *ри + «мяв (Ю14) Величины огр, [, Вт/(м2 К), зависят от значении температур г[}ок и tBOil а также от иэтучате^ьнои способности материала по- кровно! о стоя ИЗО1ГЦИЛ характеризуемой его коэффициентом лучеиспускания алуч Для поверхностей, поглощающих всю энергию потока излучения (абсолютно черных), коэффициент ст1уч равен 5,67 Вт/(м2 К4) Для материалов, применяемых в изоляционных конструкциях при изготовтении покровного слоя, значения коэффициента находятся в интервале 4 5 — 5,5 Вт/(м2 К4) и в качестве средней ветичины можно принять ст,уч = 5,2 Вт Дм2 К4) |"П8] При известных значениях а1%ч а также f"OK и гвоз( коэффициент oc_,d опредетяется то формуле Значения ap A0 IS) при ct1 pax воздуха fB0Ja о разностях температ\р изоляции и возд\\а т 40 °С составляют от Таблицы этих значении H ^B03 ' - UBo,a * -^ "] ,dl подсчит^-г-е = 52 Вт iv K" Значения зск orpe-e.-s- для устовии свооолн^и г конвекции по стедчкуцю.» г- -n при свободной хонзс»_ / аконв = 1 66 I ' - * при выьужтеннои к -ч-,_, A015) 'о форму те -емперату- -40 С и озгпхности от 5 до В- м- К") ■=. з [14] - ж^еньои 10 16) где ивсид — скорость ве~ Первая из эти\ фор (СКK(СК - Сзл'^о 1 т даегся при г",ок — tBoi -5 а при Ск- ^всзл=1° С Таотицы значений A016) при разностях ~ от ^ дО 40 С обычно состав тяют ' - при проктатке б значения общего находятся в пределах = 6 — 14 Вт (м2 К) в ч 1емпературе возд\\а i 12 ВтДм2 К) В качестве характерно- z. \ ВИЙ ПРИВОДИТСЯ [13*] 3Sj Z~£ = 10,5Вт/(м2 К), которое vo;r?- " ~ зовано при расчетах не трег^ч—?!! точности При прокчадке на отг?=»- v для определения значении i^ -, применять формуту A016а . п« л> расчетных значений скороси ss-r- для данной местности, соотзе^с^ъеь-^о 16а» ■V Ю- 12 4' :м\ те возт *~ И С г =» — зоздухе
отопительного или летнего периода — по данным [6] При расчетах по формуле A0 16а) аконв = 5 - 11 Вт/(м2 К) при нвозд = = 2 м/с и аконв = 17-38 Вт/(м2 К) при ^возд = 15 м/с Таблицы этих значений приведены в [138] Суммируя значения арад по A015) и Зконв по A0 16а) можно получить значения общего коэффициента теплоотдачи аиз в условиях вытжденной конвекции, превышающие на 3 — 8 Вт (м2 К) приведенные выше для 7конв ПРИ разных скоростях ветра В качестве средних рекомендуются значения ит = 20 Вт/(м2 К) при скорости ветра *воп = - м/с и аиз = 35 Вт/(м2 К) при и,03, = 14 м/с [138] Необходимость использования прики- дочных значений аиз в качестве первого придаижения при точных расчетах тепловых потерь изолированных трубопроводов связана с тем, что эти значения зависят от температуры наружной поверхности изо- тяции f и эта температура может быть точно определена только после расчета тепловых потерь Приведенная ниже формула для расчета i получена из формулы A0 1?) с учетом значений qr H, подсчитанных исходя из коэффициента теплоотдачи аиз без учета покровного счоя гш __ t Чт п _ 'и ~ 'ВОЗ! ' _.. ш-, — толщины основного изоляционного слоя к наружному диаметру трубы Аиз = 6И,ЛЯР, (Ю 18) что приводит к следующим приближенным формулам Ят „« —re(rT~fBO3J ^ A0 18а) 'т 'возд 1-К A0186) Если т ребуется учесть термическое сопротивление покровного слоя /?и°к толщиной 5ПОК и теплопроводностью Х,ПОк, то, поскоаь- ку отношение 5Г1ОК/*/Ц3 невелико, дая этого сопротивления можно во всех стучаях использовать приближенное соотношение A0 4), принимая 1 Тогда вместо формулы A0 17а) получаем A0 17) 1 Подставляя в эту форму iv ориентировочно оцененное зьачение tiU по приведенным выше данным, можно найти температуру наружной поверхности изоляции г{Р По этой температуре и формулам A0 14), A0 15), A0 16) и A0 16а) можно уточнить значения аиз Для однослойной изоляционной конструкции, пренебрегая всеми остальными слагаемыми Я£)М кроме Rli} и RBLSU, форму ay A0 13) дая тепловых потерь можно упростить следующим образом Rn A0 17а) 2А.га Во многих случаях формулы A0 17) могут быть упрощены за счет использования приближенного соотношения A04) при мапых значениях параметра Диз, равного отношению dwl H A0 19а) Наружная поверхность изоляционной конструкции при этом соответствует поверх- ност и покровного с аоя, а ее т емпература равна tu = hosa + Яш (d? + 25ПОК) 1т ьнт п j A0 196) Дая решения обратной задачи определения необходимой то шдины изоляции по заданным тепаовым потерям изоаированного трубопровода т е веаичины 5ИЗ или d1" при известных значениях qT п, гт — ?возд > из и аиз, формулу A0 17а) целесообразно представить 151
Таблица 10.2. Значения параметра риз при значениях парампрон \, и ).1ИЗ = 0,020 -г- 0,400 Параметр 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125 0,150 0,175 0,200 0,225 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0,700 0,800 0,900 1,000 ,100 ,200 ,300 ',400 ,500 ,600 ,800 2,000 0,020 0,068 0,113 0,157 0,199 0,239 0,278 0,315 0,351 0,385 0,419 0,482 0,542 0,599 0,652 0,703 0,751 0,797 0,842 0,884 0,963 1,037 1,105 1,169 1,230 1,286 1,340 1,391 1,440 1,530 1,613 0,040 0,087 0,132 0,175 0,216 0,255 0,293 0,330 0,365 0,399 0,432 0,495 0,554 0,610 0,663 0,713 0,761 0,807 0,850 0,892 0,971 1,044 1,112 1,176 1,236 1,292 1,346 1,396 1,445 1,535 1,617 0,060 0,106 0.150 0.192 0,232 0,271 0,308 0,345 0,379 0,413 0,446 0,507 0,566 0,621 0,673 0,723 0,771 0,816 0,859 0,900 0,979 1,051 1,119 1,182 1,241 1,298 1,351 1,401 1,449 ,539 1,621 0,0X0 0,125 0,168 0,209 0,249 0,287 0.324 0,359 0,194 0,427 0,459 0,520 0,578 0,632 0,684 0,733 0,780 0,825 0,868 0,909 0,986 ,058 ,125 ,188 ,247 ,303 ,356 ,406 ,454 ,543 1,625 Параметр циз = 2Хт/у 0,100 0,144 0,186 0,227 0,266 0.301 0.319 0,374 0.408 0,440 0,472 0,512 0,589 0,64.1 0,694 0,743 0,789 0,834 0,876 0,917 0,994 1,065 1,132 1,194 1,253 1,309 1,361 1,411 1,459 1,548 1,629 0,150 0,192 0,232 0,270 0,307 0,341 0,378 0,411 0.44-4 0.475 O,5()S O.V.I 0,619 0,671 0,721 0,768 0,8 13 0,857 0,898 0,938 1,013 1,083 ,149 ,210 1,268 ,323 ,374 ,424 ,471 ,559 ,639 0,200 0,239 0,277 0,314 0,149 0.183 0,416 0.44S 0.470 0.S09 0.М9 0,S'^ 0.М8 0/.91) 0.747 0,7'Л 0,817 0,874 0,920 0,959 1,032 1,101 1,165 .226 ,283 ,337 ,388 ,436 ,483 ,570 ,649 0,2М1 0,2X7 0.121 0,157 0, V) 1 0,4? \ 0,4^ (),4Ks (».S | ->. 0.544 О/»/.' 0 Ь'Ь 0 (./К 0,7V 0,77 1 O.SIS 0,861 0,902 0,942 0,980 ,052 ,119 ,182 ,241 ,297 ,350 ,401 ,449 ,495 ,580 .659 A.100 0. U4 0, U.8 0.401 0,4»: A.4М 0.4'Н A W 0 V, | A WN 0 (.04 0 (Л/ 0. /A/ 0 /-> I II.MIII они (I.88S 0 Ч 'S 0,Ч(И ,001 ,0/1 J V , 1 W ,2V ,312 ,364 ,414 ,461 ,506 ,591 1,669 1 , 1 .0 O.IS' 0,41 < 0.44*1 0.4/4 (),5(М 0,512 0.559 0,586 0,613 0,639 0,689 0.716 0,782 0,826 0,868 0.1>()8 О,'М7 0,'JSs .0.4 ,0'Ю 1 VI ..'Is ..'/.' .»:/ ,W8 .42/ ,474 ,518 ,602 ,679 = 1пA+2Диз) + и следующем виде: - n^ni('i ~ ^возд/ Ч, и A0.20) Для решения уравнения A0.20) относи 1елыю АИ) рекомендуется использование меюда последовательных приближений [138]. Между >ем д 1Я решения обеих задач — определения ien юмых noiepi. и нпнциоппых KOHU руКЦИН lipil 1.1 1,111111,14 I (lllllllll.IX М ЮПИ- НИИ 11111 М11\ НИЩИМ IK. 1.1I.I111II.IM UNllO m.iM шисрям IOI I ,i | A<ш(> о iiit > 11 I .id nun.I при \( шипи npcniip Moiiniin.i <|.opM\ n.i A0 Ml) l,i i'id him и Mil.i ins 4 Ik ii i.i iMi'pin,l 4 11.11>,i mi ipoii iniMiiMi) n.ipiiMc i pii \,(l ii,,, i /,',''. ,i имении II Hill (I I 1A (I |v> 0 IKS 0 ->|(. 0 '' I I (l,'( '0 0.6/1 (),7:0 0.76(, 0.S10 0.8S2 0,893 0,932 0,970 1.007 1,042 ,109 .172 m: ..(88 И I . *'•.' .AM) ,-ISd верхности. Используя три безразмерных n,ip:i- метра по формулам A0.18), A0 20а) и A0.206), формулу A0.20) можно представил,: + 2AMj)+ ™ -. A0.21) I + 2 Аиз Если составить таблицу значений параметра риз при различных значениях параметров Ли, и f.iH3, то, пользуясь этой таблицей, можно по заданным Аиз и ци, опре- 'Н'ччи. р„„ а 1атем и тепловые потери: '/. „ КJ1н) *■• (К) .ми» Ik-piu.iii 111 Iих параметров харакюрн 1 vсi i \\tMiipiioc термическое сопротивление и к. 1ЯШЮШЮЙ конструкции, а второй — интен- cMinioiii. 1енIоотдачи с ее наружной по- ( МИМ1И111.1М ПСИ ,UC 1,11I11111.1 МО 1.1 1.111- щ.IM tll.l'K'liiHIM 1/, ,, II III pM, .1 IMhAC Mln MiHItiid (ч 11 ч- н III I I. \H1 liilllllMiy И К) 1ЯЦИИ ■•„■ K,'i»' 11 i,in I 10 ' II h.l'iriiiir III ЧОДМЫХ ПрИ- iitni.i ми 11 ри,i 11,1 niriniiiii n.ip.iMcipa Аиз = <>„ ,/</,','' '" ().11 'Ю .'.0, .1 параметра .V и„, "' .o.'o 10 o,.|(l И )тих пре-
делах значения риз находятся в интервале 0,07- 1,7. Если требуется определить толщину изоляции при заданной температуре ее поверхности t^s, то следует исходить из формулы A0.17), которую также можно преобразовать в соотношение между тремя безразмерными параметрами, а именно: A+2ДизIпA + 2Др Низ A0.22) Здесь безразмерные параметры Диз и циз характеризуются приведенными выше формулами A0 18) и A0.206), а третий параметр ти) яв 1яе1ся безразмерным отношением разностей температур: 'т 'н tm - t Отсюда ff = *возд A0 22a) A0.226) Поскольку формула A0 22) проще аналогичной формулы A0.20а), для расчетов по ней достаточно приведенной табл. 10.1, в которой помимо значений 1пA+2Д) при различных значениях Д в интервале 0,025-3 добавлена графа соответствующих значений произведения A + 2ДIпA + 2Д). Используя 31 у таблицу, можно либо находить значения ти, при заданных значениях Дмз и циз, т е определять искомую температуру поверхности изоляции г по известным температурам tH и ?вом, а также по значениям ^нР> ^из> ^-из и аиз> либо, наоборот, находить значения Диз при заданных значениях хиз и \im, т. е. определять искомую толщину изоляции 5ИЗ по известным температурам гг, гвозд, г™, а также по значениям ^„р. ^.нз и аиз. Определение толщины изоляции по заданным значениям тепловых потерь изолируемого трубопровода, пользуясь описанной выше методикой, чаще всего приходится выполнять, исходя из нормативных значений этих потерь. Гакие нормативные значения обосновываются технико-экономическими расчетами, в которых оцениваются возможности снижения тепловых потерь либо за счет увеличения толщины основного изоляционного слоя, либо изготовления этого слоя из более эффективного материала В обоих случаях такое снижение связано с увеличением капитальных вложений в изготовление изоляционных конструкций, которое должно окупаться экономией теплоты, достигаемой за счет снижения годовых тепловых потерь изолируемого трубопровода. Методика технико-экономических расчетов изоляционных конструкций применительно к различным типам прокладки теп новых сетей приведена в [147, 148, 165] Получаемые в результате расчетов оптимальные значения толщины основного изоляционного слоя для нескольких наиболее перспективных и экономичных конструкций и соответствующие им значения тепловых потерь принимаются за основу при нормировании этих потерь. Такие значения помимо технических показателей конструкций зависят также от их режимов работы (средняя продолжительность эксплуатации изолированных трубопроводов в течение года и соответствующие средние температуры теплоносителя и окружающей среды) и от соотношения между удетьными капитальными вложениями в изоляционную конструкцию, отнесенными к 1 м3 ее объема в деле, и принятой стоимостью единицы тепло!ы (руб/ГДж). В табл. 10.3 приведены нормированные тепловые потери при воздушной прокладке тепловых сетей по ВСН 354-75, которые в настоящее время перерабатываются [64] Помимо нормированных удельных тепловых потерь ^"°,fM, Вт/м, при средних температурах теплоносителя tjP = 50, 100 и 150°С и средней температуре окружающего воздуха ?возд = 5 °С в табл 10.3 включены соответствующие им значения удельных нормативных тепловых потерь q\\, Вт/(м • К), т е. приведенные к 1 °С разности температур и подсчитанные по формуле Чт п fcp _ ,ср 'т 'воз П Риз -lnfl + ^1 1 A0.23) оГиз^РA + 25ИЗ) Как видно из табл. 10 3, значения нормированных тепловых потерь */"°рм при повышении расчетной разности температур ^ср — ^озд возрастают пропорционально примерно квадратному корню |/t£p - tl$iu Такая пропорциональность является точной в случае изоляции плоских или слабо искривленных поверхностей. Поэтому при определении значений нормированных тепловых потерь 4т°пМ (ПРИ температурах tjP и feo-ji)» несколько отличающихся от указанных в табл. 10.3, следует для пересчета использовать соотношение .ср _ fcp -лорм -норм ' 'т 'возд A0.23а) где (^т°прм)таб1т ~ табличные значения нормированных удельных тепловых потерь при температурах г?орм и tfj%. 153
Таблица 10.3 Нормы удельных тепловых потерь q"r°^M, Вт/м, и приведенных тепловых норм потерь q\'xn = г*-"™ -• Вт/(м*К), /СР tcP 'т 'воп для изолированных поверхностей трубопроводов при воздушной прокладке [64] ружные лиа- трубо- прово- W. м 0,048 0,057 0,076 0,089 0,108 0,133 0,159 0,219 0,273 0,325 0,377 0,426 0,476 0,529 0,630 0,720 0,820 0,920 1,020 Нормированные значения удельных тепловых потерь норм "т п , Вт/м. температурах носителя t^ 50 20 22 24 28 30 35 38 47 53 62 69 76 81 88 102 114 127 138 150 100 33 38 43 48 53 59 66 81 92 102 114 123 134 144 164 181 200 223 241 при тепло- ' С 200 70 76 86 93 101 113 523 148 1ь4 181 199 219 229 250 281 309 342 373 400 Соотве гствуюшие значения приведенных тепловых по- .ерь q\\v ВтДм К), при разностях ператур! рР — t 45 0.44 0.49 0,54 0,62 0,67 0,78 0.85 1,03 1,19 1,37 1,52 1,68 1,81 1.96 2,27 2,53 2.82 3,08 3,33 95 0,34 0,40 0,45 0,50 0,56 0,62 0,70 0,86 0,97 1,08 1,20 1,30 1,41 1,52 1,73 1,91 2,11 2.35 2,53 тем- ср г* 195 0,36 0,39 0.44 0,48 0.52 0,58 0,63 0,78 0,84 0,93 1,02 1,12 1,17 1,28 1,44 1,59 1,75 1,91 2.05 Примечания 1 Значения удепьных нормированных тепловых потерь относятся к среднегодовой температуре окружающего воздуха гвозд = ^ СС и годовой проаолжнтепьности изо тированных трубопроводов более 5000 ч 2 Значения приведенных уде 1ьных тепловых потерь потучены детением соответствующих удельных нормированных значений этих потерь на средние значения разности темпера1ур '£Р ~ гвозд> равные 45. 95 и 195 "С 10.3. Тепловые расчеты при подземной бесканальной прокладке тепловых сетей Разнообразные конст рукдии подземной прокладки трубопроводов тепловых ceien могут быть сведены к двум типам. Первый из них характеризуется наличием воздушной прослойки между поверхностью изолированного трубопровода и специальной строительной конструкцией, размещенной в i рунте и называемой каналом или туннелем. При отсутствии такой строительной кон- сфукции различные виды подземных прокладок называются бесканальными. При расчете тепловых потерь к бесканальным должны быть также отнесены изредка применяемые прокладки, у которых между строительными конструкциями и заложенны- ми в них июлиронлнпымп фунцмн н«м ivhi ная прослойка nilx> <>н \ n imwm >ui(u» сводится к монтажному Limps Тепловые потери фуюнршт и<и при бесканальной прокладке ывиси! т тто- проводности окружающею миссии.i ipyina, а также от условий paenpociранения и нем тепловых потоков от трубопроводом limnc условия являются наиболее проем ыми при прокладке непосредственно в груше одной) трубопровода, и потому изложение меюди- ки тепловых расчетов при бесканальиой прокладке целесообразно начать с однотрубных конструкций, хотя они редко применяются в тепловых сетях Наличие тепчо- oi дающей поверхности трунта вблизи трубопроводов генлоныч сетей при их подземной прокладке приводит к гому, что на одном и том же раилоянии от оси трубопровода leMnepaiypbi грунта оказываются наинизшими в направлении вверх и наивысшими в направлении нни» по вертикали. Распределение и'мнератур » массиве грунта и соо1ве1С1вук>|цие суммарные тепловые потери горизонiалыю уложенною нагретого трубопровода поддаются точному расчету только при допущении посюянсгва теплопроводности грунта, а также его температуры как по всей поверхности такс! о трубопровода г?1, так и по поверхности грунта г^в. В этом случае, как показывают расчеты, температура i рун га в любой точке его сечения, перпендикулярного оси трубы наружным диаметром dlp, на расстоянии этой точки от вертикали, проходящей через центр сечения трубы, равном х, и при ее заглублении от поверхности грунта, равном у, определяется уравнением 'гр — 1гр -г ин <гр ) х A0.24) Соответствующий суммарный тепловой поток от трубопровода, уложенного без изоляции в грунт, т. е его тепловые потери на 1 м длины, qrn, Вт/м, равны />тр _ .повч ,rp (tH ~- tf p ) A0.24а)
В формулах (J0.24) h — заглубление оси трубопровода от поверхности грунта, м; Х,гр — теплопроводность грунта, принимаемая постоянной для всего массива, Вт/(мК); /?гр — термическое сопротивление массива грунта вокруг трубы, м-К/Вт: Г "I // \ 2 ~1 I d^p у \ dlp / \ ,.«*, D 1 I 1р~2яХ1рП|_^р Как и при воздушной прокладке (см. § 10.2), в формулах A0.24) температуру наружной поверхности трубы г„р можно без ущерба для точности заменить на температуру теплоносителя, движущегося по трубе, гг, а также рассматривать эту темпе- paiypy как одинаковую по всей окружности сечения трубы. Поскольку укладываемые в грунт трубопроводы тепловых сетей снабжаются тепловой изоляцией, формулы A0.24) должны быть дополнены с учетом термического сопротивления этой изоляции. При этом в современных конструкциях бесканальной прокладки тепловая изоляция наносится на трубы до их укладки в грунт и выполняется, как и при воздушной прокладке, из нескольких цилиндрических слоев, концентричных трубе. В этом случае средние температуры поверхности каждого слоя примерно соответствуют подсчитанным по приведенным в § 10.2 формулам для радиальных тепловых потоков в этих слоях. При таком допущении формулы A0.24) могут быть распространены также на изолированные трубопроводы, если в них заменить наружный диаметр трубы dlp на наружный диаметр изоляционной конструкции (d{|0K при наличии и dJJ3 при отсутствии покровного слоя), а температуру наружной поверхности грубы f^p — на температуру наружной поверхности этой конструкции (г„ок или г}]3) Для определения тепловых потерь изолированной трубы, уложенной в грунт, можно использовать формулу A0.11а), если в ней рассматривать термическое сопротивление Rrp массива грунта вокруг изолированного трубопровода как слагаемое, заменяющее сопротивление теплоотдаче от наружной поверхности изоляции к воздуху ЯВо1д при воздушной прокладке. Тогда для суммарного термического сопротивления при однотрубной бесканальной прокладке, пренебрегая, как и при воздушной прокладке, слагаемыми RT и /?тр, можно получить: дч*1 = Rm + япок + кгр. (ю.25) Используя формулу A0.246), для термического сопротивления грунта вокруг изолированного трубопровода при наличии покровного слоя получаем выражение 2h - i A0.26) Развернутая формула для определения тепловых потерь изолированного трубопровода с покровным счоем при однотрубной бесканальной прокладке имеет вид 4т п 2л (^ - frp ) A0.26а) + -—In 2Л -\ 211 При отсутствии или незначительности термического сопротивления покровно1 о слоя в формулах A0.25) и A0.26) следует заменить Ск на С\ а <и - на а™ так что вместо формулы (tO.26a) получим J^+±JjJL+l/(£Y-.l /■из "н Лгр |_"н у \"н /' J A0.27) При этом для температуры наружной поверхности изоляции получается выражение U - % 2/J // 2йУ A0.28) Для упрощения расчетов по формулам A0.24) — A0.28) целесообразно ввести безразмерный параметр, равный отношению глубины заложения трубопровода h к почовине наружного диаметра изоляционной консгрук- ции: A = 2/iACK A0.28а) При отсутствии покровного слоя следует принимать в эгой формуле dK = <1н\ а для неизолированных труб ^„ок = dlp. Безразмерную величину ргр =-- 2nkTVRrp можно охарактеризовать как удельное термическое сопротивление массива грунта вокруг трубопровода, равное prp = 2nhpRrp = In [Дгр 4 V'iApY'^l (Ю.29) В таба. 10.4 приведены значения ргр по формуле A0.29) при Д1р = 2~-20, находящиеся в интервале 1.3 — 3,7. 155
Таблица 10.4. Удельные термические сопротивления массива ipyinu рч, при тчкишии.пои прокладке трубопроводов по формуле A0.29) Относительная глубина заложения трубы Лгр = 2h/cff Удельное термическое сопротивление грунта Ргр - In [Агр -г 1/(АгрJ - 1] Относительная глубина заложения трубы Дгр = 2*/<С Удельное термическое сопротивление грунта Prp = In [Arp + |/(АгрJ - 1] 2 1,317 9 2,887 2,5 1,567 10 2,993 3 1,760 12 3,178 4 2,063 14 3,332 5 2,295 16 3,467 6 2,478 18 V5K1 7 2,634 20 3,689 X 2.7ЛУ - При расчетах по формулам A0.27) и A0.28) значения величин In -^~ - In A + 2ДИЗ) Температура в новой ючке грунта вокруг изолированною фупопронода в соответствии с формулами A0.24) и A0.26а) составляет могут быть заимствованы из табл. 10.1 и 10.4. Как явствует из табл. 10.4, при значениях Дгр > 4 значения In [Агр + |/(ДгрJ - 1] меньше 1пBАгр) не более чем на 1 %. Поэтому при встречающихся на практике значениях Д,р формулы A0.26) - A0.29) можно упростить. При этом помимо параметра Л, р по формуле A0.28а) целесообразно использовать параметр Диз = 5из/^нР по формуле A0.18) и выражение для Rm по формуле A0.17а). В результате при отсут- ciнии покровного слоя получаем A0.29а) In + 1 \/h2~\^d\ л2-(у^М - A0.31) Эту формулу i акже можно существенно упростить, если в cooi вегствии с предыдущим принять / /г — ( — d) zs Л, а по- . [2/i 1//2Л\2 Л , 4Л _ этому In зйз + / I in I — И ~ In ~йз- Тогда получим ^гр — ^гр "I" (h ^rc " 1р^ , (ю.зо) , lull +2ЛИ1)+ 1пBД1р) \-yj- г„ — t, — — t" 'г I rp In 1 = tT — tT ~ л"з 1пBДгр) Агр1пA +2АИЗ) -. A0.30а) A0.31а) При подземной прокладке трубопроводов вблизи поверхности грунта температуру этой поверхности уже нельзя считать повсюду одинаковой, как это было принято при выводе формул A0.24) — A0.31). Действительно, температуры поверхности грунта должны быть максимальными на участках, расположенных над осью трубопровода, и постепенно убывать по мере удаления от этой оси 156
r> um, Liupunw, l\dA 11UL,I UHHHyШ 11рИ J1UM можно рассматривать только температуру воздуха гвозд над поверхностью грунта. Простой и достаточно точный способ учета теплоотдачи от поверхности грунта воздуху основан на том, что эта теплоотдача может быть приближенно представлена как соответствующая теплопроводности некоторого фиктивного слоя грунта, размещаемого над этой поверхностью и имеющего толщину бгр = А.|р/аВОЗд [148, 164]. Тогда в приведенных выше форму пах для определения тепловых потерь трубопровода фактическая глубина его заложения h от поверхности грунта до его оси должна быть увеличена на юлщину фиктивного слоя грунта, т. е. принята равной h + /*гр/аВОЗд. При этом мо;кпо сохранить формулы A0.29а), A0.30) и A0.30а) за счет корректировки выражения для безразмерного параметра Дгр, который без учета фиктивного слоя определяется по формуле A0.28а), а с его учетом при отсутствии покровного слоя равен A0.32) При использовании формулы A0.32) можно принимать в качестве ориентировочного значение авозд = 9 Вт/(м2-К). Формулы с учетом фиктивного слоя грунта также могут быть значительно упро- щены, если принять aR h-\ ^-, а ^возд h -| L£-l. Соответствующие упрощенные формулы таковы: 2л (tT — f возд) 4т п = — л р~ Лиз dHK Лгр [_dH In " 4 ( Хгр \Т _ан \ ^возд/ J ——-^, A0.33 A0.33а) /.ПОВч _ 11гр /макс — ^-WHnfl + ^P- "~ ^возд + А-из A0.34а) Значения (СгрВ)макс по формуле A0.34а) соответствуют максимальной температуре по- верхности грунта над осью трубопровода, при х = у — 0. Если получаемые при этом разности температур (г"рВ)макс - Гвозд меньше 3 °С, что возможно при малых разностях температур t£3 — tfpB, а также больших значениях отношения h/d.HJ, то влиянием тепловых потоков от изолированных трубопроводов на температуру поверхности грунта можно пренебречь. Однако в этом случае нельзя исходить из температуры поверхности грунта как расчетной, поскольку эта температура подвержена резким колебаниям в суточном разрезе и не указывается в справочниках [99]. В таких случаях следует в формулы A0.25) - A0.30) подставлять в качестве расчетной вместо температуры t?pB поверхности грунта его естественную температуру на глубине заложения оси трубопровода tfp. Такие температуры, замеренные на глубинах от 0,4 до 3,2 м от поверхности и приведенные для различных пунктов в [99], а частично в прилож. 3, следует принимать при расчетах тепловых потерь в месячном или годовом разрезе. Определение необходимой толщины изоляции при заданных тепловых потерях трубопровода в грунте без учета небольшого изолирующего эффекта покровного слоя основано на использовании формул A0.21) и A0.30), преобразованных следующим образом: _ Риз — 2тсХ.из(гт- frp 4т п (Ш5) In- Отсюда -гр | "н 1 4 *-из "н L"h = —^~. A0.35а) A0.34) Все величины, стоящие в правой части уравнения A0.35а), являются при расчете заданными. Поэтому по величине аиз можно 157
наиги искомую толщину изоляции: Р = ~ ^нр (е°т - 1). 8ИЗ = A0.36) Этот способ применим и при учете сопротивления теплоотдаче от поверхности грунта воздуху. Для этого достаточно принять A0.37) Методика расчета тепловых потерь и температурных полей в грунте при укладке в нем любого количества труб подробно изложена в [147, 148, 164]. Ниже приведены полученные с помощью этой методики формулы для наиболее часто встречающегося случая прокладки на одной глубине двух ipy6 — подающей и обратной — одинакового диаметра JhP. но с различными температурами теплоносителя r'j и t"r, причем г'т больше г'т, а потому и с разными толщинами основного изоляционного слоя. В этом случае тепловые потери каждой из труб (До и q'-x п составляют / _ Ч, из + -Rrp) — (t'i — ffp) Д 11 A0 38) R[)(R + R') R ^_trEMiw# (Ю.38а) " \ _ D2 В этих формулах R'm и R"m — термические сопротивления основного изоляцион- iioio слоя соответственно для подающей и обратной трубы, определяемые по форму не A0.2а): «'.„ = . ,, /» -^ , (Ю.39) К", - J_1П ^из.^ _J_,n 2кК d? 2кХ' A0.39а) 'ilL'Ll. О'и, I) 6'из - ТОЛЩИНЫ ОСНОВНОГО и loiiHUHOiuioi о слоя соответственно для по- i.iioiiicii и оПрамюй грубы при теплопро- iKMiuii-iH )inx с юсн VHJ и Я.'иЭ. Поскольку и in iMitnonni.iM июй на обеих ipy6ax обычно т.ню т/им см и» одною и тою же матери i 1,1 мшимо мрииимаи. Х'т = XyS — Xj,3- Зна- 'i( linn прмического сопротивления грунта 1 in км IImi in изолированных груб в соот- m пиши i упрощенной формулой A0.29а) 1 <>< I .1 И IVIIDI A0.40) 1 Для двухтрубной бесканальиои прокладки в оынчие от оанотрубнс>1| применимы упрощенные форму jbi A0.29а) Особспнопыо прокладки этого гипа является иеобхопи- мость учета термического сопршивления -Ri2. отражающего взаимодействие тепловых потоков в массиве грунта от соседних труб. Это термическое сопротивление jR12 определяется отношением \ л>бины заложения обеих труб h к расстоянию между их осями по юризонтали k\2- ;i i;i**e теплопроводностью грунта Хтр и не ^ависш ни от диаметра труб, ни от характеристики их изоляционных конструкций ki2J A0.41) По аналогии с удельным юрмпческим сопротивлением грунта ргр по формуле A0.29) можно ввести безразмерный параметр р12, характеризующий влияние взаимодействия тепловых потоков соседних труб и равный Р12 = Здесь ?i: = ln I/I X12 = h/kl2. A0 41a) A0.42) В табл. 10.5 приведены значения удельного термического сопротивления pi2. подсчитанные по формуле A0.41а) при значениях параметра Xi2 = 0,6- 8 и находящиеся в интервале р12 = 0,5 — 2,8 Учет параметра Rn или р12 приводит к снижению тепловых потерь каждой из труб по сравнению с их одиночной прокладкой, причем это снижение тем больше, чем больше Ru или pi2, т. е. чем меньше расстояние в осях труб kl2 при заданной глубине их заложения И. Масштабы этого снижения зависят также от соотношения между температурами теплоносителя t'T и t"x для каждой из труб, представленного в виде безразмерного параметра В двухтрубных водяных сетях разность средних температур воды и грунта в подающих трубопроводах t'T - tfp всегда существенно выше, чем в обратных t"r — tfp, так что 158
i ли лица iv.s удельное (ерадичеекое сопротивление за счет взаимодействия тепловых потоков в грунте рр при двухтрубчой ^есканалыюй прокладке 1рубопроводов по формуле A9.41а) Отношение ктчбины }аложепия труб 0,6 0,8 к к расстоянию £р междз их. осями у. — /;/А'р Параметр рг -----1пA+4х[_) 0.4% | 0,6^5 Отношение г лубины заложения труб 2,0 И к расстоянию k\i между их о. чми Параметр р.,— - ln(l Отношение глубины заложения труб 5.5 i 6,0 Л к расстоянию к между их осямч 1 i % *~ 2,5 1,417 1,629 1,0 0,805 1,2 0.955 3,0 3,5 ! 4.0 1,805 1,95b Параметр pl2 = — 1d(H-4v.]2) 2,402 2,488 6,5 2 568 7,0 2,642 значения хт в средне! одовом разрезе составляют 0,45 — 0,65. в частности для отоии- телыюю периода 0,40 — 0,55, а для летнего 0,60-0,75. В связи с этим толщины основного изоляционного слоя для обратных трубопроводов целесообразно принимать меньшими, чем для подающих, i. e R'm > R"m, но R' -+- R' при этом отношение -~ —^ обычно не превышает отношения — -J- = —. В та- I г 'гр тт ких условиях значения числитечя в формуле A0.38). а стало быть, и тепловых потерь подающего трубопровода ни при каких возможных соотношениях величин R"m-t R'ip и Rn не могут стать равными нулю. Вместе с тем в соответствии с формулой A0.38а) такое обращение в нуль числителя в этой формуле, а стало быть, и тепловых потерь обратных трубопроводов в принципе возможно, для чего достаточно соблюдение соотношения Значения Ri2- а также ki2, удовлетворяющие равенству A0.43). можно охарактеризовать как предельные; они составляют К?! = Ч (R'm + R'rv) > (Ю.43а) — A0.44) Расчеты по формуле A0.44) для характерных интервалов значений h Агр и Днз, а также при тт = 0,40-0,75 показывают, что получаемые таким путем величины fef§ оказываются меньшими, чем практически принимаемые рассюяния в осях изолированных труб, а потому обращение в нуль тепловых потерь обратных трубопроводов не наблюдается. Приведенные выше формулы для определения тепловых потерь при двухтрубной бесканальной прокладке могут быть подвер! - нуты той же корректировке, что и в случае однотрубной прокладки при необходимости учета наличия покровного слоя [см формулу 110.26а)] или геплоотдачи от поверхности грунта омывающему его воздуху. В последнем случае в этих формулах следует заменить Н?р на ?mrub d фактическую глубину заложения трубопроводов h — на увеличенную с учетом фиктивного слоя /' А -^- . Для определения температуры в любой точке массива грунта trp вокруг двухтрубной бесканальной прокладки используется формула, являющаяся сообщением упрощенной формулы A0 31а) для однотрубной прокладки. frp — ^rc "--ta , + _*!2 Ahy j aoA5) 159
Здесь значения q'T п и q"r п определяются по формулам A0.38), а за ось у принята вертикаль, проходящая через центр сечения подающей трубы. В формуле можно также учесть теплоотдачу от поверхности грунта воздуху, если заменить в ней tfp на гво1л и h на h н ^-. а координату у на у н !-Е-. ^ВОЭД ^ВОЗД При о Юм для температуры в любой точке поверхности грунта, полагая у — 0, получаем люв _ , drn trp - Гвозд "t- мулы A0.35) и A0.36) лля по i.тиной фубы, находим гр\ а Л aBO,3(x2 + /,2) J A0.45a) Здесь q\ „ и q'\ п также должны под- считываться с учетом замены в формулах A0.40) и A041) величины И на h + —^-. В авозд отличие от однотрубной прокладки, при которой максимальная температура поверхности грунта (Гп§в)макс всегда имеет место при х = 0, см. формулу A0.34а), в случае двухтрубной бесканальной прокладки эта температура может соответствовать различным точкам этой поверхности, но обычно и интервале значений х = @,2-г-0,4)/с12. Для определения необходимых толшин и тлмции подающих 8'из и обратных 5'и3 фубонроводов по заданным величинам их i силовых потерь q'T п и q"r п, а также по и шестой величине Ri2 (или Pi2), поскольку она пс швисит от этих толщин, см. формулу A0 <||), целесообразно представить формулы |М> W) и i чедующем виде: IR12 = t/T-tFp, A0.46) < ) U 1ОД.1 К„, <?тп к; = (io.46a> (!o.47) A0.47a) Iiikiim образом, определение толщин ишимнии, соответствующих заданным тепло- IH.IM поюрям при двухтрубной бесканальной iipnh и,нес, с помощью формул ()r M) может iw.ni, L»c;ieiio к этому определен! раздельно Д1Я каждой трубы при ее одиночной прокча 1ьс Используя соответствующие фор- 160 p;<3 = 2кхт (t; -1\ <7тп Ч\ п а'из = 1г i,-,P^ -tfp-q-;n 1A +2А'ИЗ) n^i2) — А^з Я.2), = 4^ ~ А,1 A0.48а) Отсюда искомая толщина изоляции для подающей трубы составляет 5„3= у^рк"'"-»- П. (Ю.49) Аналогичные формулы для определения значений ри3, а'из и 5'й3 применительно к обратной трубе могу г быть получены путем замены в формулах A0.48) и A0.49) значений t\ на г'т, q'r п на у'| п (или наоборот) и Д'из на А'из. В случае надобности в них формулах может быть учтена теплоотдача от поверхности грунта омывающему ее воздуху. Этот учет сводится к корректировке формул для значений р'из и р"т, в которых следует заменить tfp на гвспл, а также для сг'из, а'из и Ri2 с заменой в этих формулах h на h -\ —. Определение толщин изоляции по заданным значениям тепловых потерь при двухтрубной бесканальнои прокладке производится исходя ю нормативных значений этих потерь. Такие значения приведены в нормах (ВСН 399-79) [65]. Структура норм существенно отличается от аналогичных норм тепловых потерь при воздушной прокладке [64]. Так, нормы [65] относятся только к двухтрубным водяным тепловым сетям при бесканальной прокладке, а не к любым изолированным трубопроводам, как это имеет место в [64]. Кроме того, в [65] нормативные значения тепловых потерь приведены отдельно для подающих и обратных трубопроводов водяных тепловых сетей, а также суммарно по Э1им трубопроводам. Включение таких суммарных значений обосновывается тем, что из-за ограниченности сортамента толщин изоляционных изделий соблюдение за их счет нормативных значений тепловых потерь отдельно по подающим и обратным трубопроводам часто неосуществимо, особенно для обратных
Таблица 10.6. Нормы удельных потерь Вт/м, и приведенных тепловых потерь норм <7тп , Вт /(м- К), для изолированных трубопроводов при двухтрубной беска- нальной прокладке водяных тепловых сетей |65] эы гру- 13 5 %*' Я Hjc ные д О ЛОВ ( * s ~ о 0,032 0,057 0,076 0,089 0,108 0,133 0,159 0,219 0,273 0,325 0,377 0,426 0,476 0,529 0,630 0,720 0,820 0,920 1,020 1,220 Нормированные значения удельных тепловых потерь для подающих и обрагных трубопроводов, а также их суммы. Вт/м, при средних годовыч температурах сетевой воды Подающий тр> бо- провод ?ср - с. пол = 90сС 31 39 41 43 47 51 54 71 79 87 96 102 108 114 131 147 160 192 225 252 Обратный трубопровод 'с. обр — = 50°С 19 23 25 26 29 33 34 46 58 63 68 72 77 90 97 112 126 141 162 Оба трубопровода 1 /,ср , ,ср ч _*'с. под" 'с обр^ ~ = 70 "С 50 62 66 69 76 84 88 117 130 145 159 170 180 191 221 244 272 318 366 414 Соотве1ствующие значения приведенных тепловых потерь для подающих и обратных трубопроводов, а также их суммы, Вт/м, при средних годовых температурах сетевой воды Подающий трубопровод ЛР _ 'с пол — = 90 °С 0,37 0,45 0.48 0,51 0,54 0.60 0,64 0,83 0,93 1,03 1,14 1,20 1,27 1,34 1,55 1,72 1,89 2,26 2,65 2,97 Обратный трубопровод 'с. обр = = 50 3С 0,41 0.52 0,57 0,58 0,65 0,72 0,76 ,03 ,14 ,29 ,40 ,50 ,60 ,70 ,99 2,17 2,48 2,79 3,13 - U9 Оба трубопровода 1 j 'с. под ' с обр' = 70 "С 0,77 0,95 1,02 1,06 1,16 1,29 1,36 1,80 2,00 . 2,24 2,45 2,61 2,77 2,93 3,40 3,76 4,19 4,89 5,63 6,37 Примечания: 1. Приведенные значения нормированных удельных тепловых потерь относятся к средней годовой температуре грунта на глубине заложения труб /„£=5°С и годовой продолжительности работы трубопроводов бсмее 5000 ч. 2. Значения приведенных удельных тепловых потерь получены делением соответствующих нормированных значений удельных поерь на средние годовые разности температур, равные 85^0 для подающего, 45"С для обратно!о и 65 С для обоих трубопроводов. трубопроводов с малыми толщинами изоляции. Поэтому нормами [65] предусматривается возможность применения изоляции одинаковой толщины для подающих и обратных трубопроводов, с тем чтобы в таких случаях соблюдались нормы тепловых потерь суммарно по обоим трубопроводам. Далее, эти нормы базируются на трех графиках температур, соответствующих расчетным температурам сетевой воды *с.под = 95, 150 и 180 °С в подающих трубопроводах при общей для всех графиков расчетной температуре tJ* о6р = 70 °С в обратных трубопроводах (см. § 8.2). Соответствующие средние годовые температуры сетевой воды приняты равными в подающих трубопроводах ГсРпод = 65, 90 и 110°С при общей для всех графиков средней годовой 6 Водяные тепловые сети температуре в обратных трубопроводах £Р В качестве расчетной температуры окружающей среды во всех случаях принята средняя годовая температура грунта frp = 5 °С. Поскольку водяные тепловые сети проектируются с учетом их круглогодичной эксплуатации, а также с расчетной температурой воды в подающих трубопроводах, равной или близкой t£noa=l50GC (см. § 8.2), в табл. 10.6 приведены нормативные значения тепловых потерь только при средних годовых температурах г£рпод = 90 °С , £РобР = 50°С, г£Р = 5°С и при годовой продолжительности работы более 5000 ч. Кроме нормативных значений <?н"рм, <?норм и Знорм + Я норм в табл. 10.6 включены соответствующие значения удельных приведенных 161
Таблица 107 Теплопроводность грунтов различной структуры и влажноеiи но данным [8, 100, 138, 147) Характеристика грунтов Пески и супеси Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) Глины и суглинки Гравий, дресва, щебень Известняк Мрамор Гранит, гнейс, базальт Плотность сухого грунта Рсух кг/м1 1200 1600 2000 1600 2000 1600 800 1200 1600 2000 1600 2000 2000 1400 1600 1800 2000 2800 2800 Порис тость р 0,54 0,18 0,23 - 0,68 0,54 0,38 0,23 - - - проводность сухого грунта ' сух Вт'(м К) 0,20 0,31 0,56 0,35 0,12 0,20 0 33 0,58 - 0,49 0,58 0,70 0,93 2,91 3.49 Теплопроводность в шжш i\ ipyiiioe )вч при массовой влажное i и им °/0 ИМ °/о 12 16 20 8 10 2 8 12 16 20 8 10 10 3 3 3 3 - 0 94 1,24 2,01 1,10 2,03 0,58 0 45 0,62 0 96 2,00 0,87 1,74 2,03 0,58 0,81 1.05 1,28 - "м % 24 32 40 22 21 16 24 12 40 32 20 16 - - ' ВТ 1,31 1,76 3,08 1,92 3,31 - 0,64 0,86 1,31 2,60 1,74 2,56 2,71 - - Им % 36 48 38 - 24 36 48 38 23 21 - - ' ВТ 1,55 2,15 2,44 - 0,74 1,00 1,63 1,86 2,67 3,37 - - тепловых потерь, отнесенных к расчетным разностям температур £р — frp, равным 90 - 5 = 85 °С для подающих, 50 - 5 = 45 °С для обратных трубопроводов и —(85 + 45) = = 65 °С суммарно по обоим трубопроводам Значения удельных приведенных тепловых потерь в табл 10 6, как и в аналогичной табл 10 3 для воздушной прокладки, предназначены для использования при пересчете нормированных значений этих потерь на другие средние годовые температуры сетевой воды ^с^од и *с обр, а также гРУнта $$ В нормах [65] для такого пересчета рекомендуется линейная формула Однако, как видно из приведенных в табл 10 6 данных, при двухтрубной бесканальной прокладке подсчитанные по нормативным значениям у дельные тепловые потери для обратных трубопроводов при всех диаметрах труб больше, чем для подающих Это объясняется снижением значений удельных тепловых потерь, как и при ноздушной прокладке, по мере повышения 162 расчетной температуры теплоносителя, в данном случае с 50 до 90 °С Поэтому для бесканальной прокладки, так же как и для воздушной, "более точным являегся пересчет нормативных значений тепловых потерь на другие расчетные температуры £р и ^ исходя из пропорциональности между этими потерями и квадратным корнем из разности температур, а именно с под _ _ с под Чт п — Чт п норм .ср _ jc Lc под tr t норм _ Jiop lc под ' гр A0 50) с обр _ с обр / _^c_o6p__Jrp_ ПП^ГЫ Яг п - 9т п норм / „орм ,дорм Циэиа) У 1с обр *тр При пересчете суммарных значений qT "°^орм + + Ят пбобр наименьшая погрешность достигается при использовании формулы с под , S. обр _ /с под , с обр ч v Ч т п "г Чт п ~ Wt п норм т Чт п норм7 л ^с под "г ^с обр ^^гр -норм • ^нопм ллюрм fc под ' lc oop Ll гр A0 506)
Для выполнения расчетов по приведенным выше формулам необходимо располагать значениями теплопроводности грунта ^гр применительно к его характеристике на рассматриваемом участке подземной прокладки тепловых сетей. В соответствии с размерами твердых частиц в пористых грунтах различают грунты глинистые с размерами частиц менее 0,01 мм, песчаные с размерами более ОД мм, а также промежуточные по структуре (суглинки и супеси). При размерах частиц более 2 мм грунты называются крупнообломочными (гравий, щебень и т. п.). При заполнении пор грунта водой его теплопроводность возрастает сначала резко, а потом более медленно. В сухих грунтах теплопроводность растет при снижении их пористости, а в грунтах с малой пористостью (скальные породы, известняки) — при увеличении их плотности [144]. В табл. 10.7 приведены значения теплопроводности различных грунтов при температурах 5 — 20 °С — как сухих, так и с различной влажностью. Для сухих грунтов повышение их температуры до 30 — 40°С, возможное вблизи изолированных трубопроводов, оказывает незначительное влияние на теплопроводность (см. гл. 5). Для влажных грунтов повышение темпе- рщуры сказывается в изменении их влажное i и, быстро убывающей по мере такого повышения за счет частичного испарения вла! и. При этом вблизи трубопроводов, даже изолированных, образуется цилиндрический слой грунта с минимальной влажностью, постепенно возрастающей при переходе к удаленным от трубопроводов слоям с более низкими температурами грунта. Эти обстоятельства, а также требования но^м [22] о применении попутного дренажа, понижающего уровень стояния грунтовых вод при прокладке тепловых сетей ниже максимального возможного значения этого уровня, позволяют принимать в расчетах значения теплопроводности грунтов Кр = 1,0 ч- 2,0 Вт/(м ■ К), соответствующие их средней объемной влажности и>об = 10-г-20% или массовой wM = 20 — 30%, см. формулу E.3а). 10.4. Тепловые расчеты при подземной канальной прокладке тепловых сетей Наиболее распространенным типом подземной прокладки тепловых сетей является их прокладка в специальных строительных конструкциях (каналах, туннелях, коллекторах), между внутренней поверхностью которых и наружной поверхностью изолированных трубопроводов сохраняется воздушное пространство, через которое происходит теплоотдача трубопроводов в окружающий эти конст рукции 1рунт. Если габариты сечения строительных конструкций выбираются исходя из возможности обслуживания трубопроводов в процессе эксплуатации, то соответствующие конструкции называются проходными каналами или туннелями. В остальных случаях применяются непроходные каналы, внутренние габариты которых определяются только наружными диаметрами заложенных в них изолированных труб вместе с оговоренными в нормах [22] минимальными расстояниями в свету от наружных поверхностей этих труб до стенок, перекрытия и дна канала, а также между этими поверхностями для соседних труб. Эти расстояния возрастают вместе с условными диаметрами труб примерно от 0,05-0,10 м при диаметрах 0,025-0,08 м до 0,25 м при диаметрах 0,8 м и более. В непроходных каналах, где побудительная вентиляция отсутствует, все тепловые потоки от изолированных трубопроводов через воздушное пространство и строительные конструкции канала распространяются в массиве грунта так же, как и от этих трубопроводов при бесканальной прокладке. Направления и интенсивности этих потоков зависят от формы сечения канала и количества уложенных в нем труб. Только в изредка применяемых каналах круглого сечения с размещением в них одной изолированной трубы условия распространения тепловых потоков от этой трубы через стенки канала в грунте соответствуют таким условиям при прокладке в нем одиночной трубы. В таких случаях для определения тепловых потерь трубы в грунте, а также температур грунта в отдельных точках может быть использована описанная в § 10.3 методика с добавлением в выражения для суммарного термического сопротивления по формуле A0.25) двух дополнительных слагаемых, учитывающих соответственно-теплопередачу через цилиндрическую воздушную прослойку между изолированным трубопроводом и сген- кой круглого канала, а также теплопроводность этой стенки. Но эта методика непригодна при расположении в канале двух и большего количества изолированных трубопроводов, а также при применении каналов с некруглой формой поперечного сечения, в частности преобладающих в строительстве тепловых сетей каналов прямоугольной формы. В подобных случаях пригодной методикой для определения тепловых потерь 6*
является методика, основанная на использовании условной средней температуры воздуха в канале f£o"v Для определения температуры при любой форме сечения канала и количестве уложенных в нем труб применяется балансовый метод, подробно описанный в [147] и основанный на том, что суммарные тепловые потери всех труб в воздушное пространство канала при отсутствии его вентиляции должны равняться тепловым потерям этого канала в окружающий массив грунта. При составлении такого баланса для определения тепловых потерь каждою из изолированных трубопроводов используются приведенные формулы A0.17а) или A0.19а) для случая воздушной прокладки с подстановкой в них вместо температуры окружающего воздуха гвотд средней температуры ею в воздушном пространстве канала t%™a. Наряду с этим для определения тепловых потерь канала в массиве грунта используется приведенная выше формула A0.24а) для случая однотрубной бесканальной прокладки с подстановкой в нее вместо температуры теплоносителя гт средней температуры воздушного пространства канала Гвоз.т Необходимость учета теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала связана с тем, что значения соответствующего коэффициента теплоотдачи акан близки к таковым для коэффициента теплоотдачи от поверхности изолированного трубопровода к воздуху в канале ог,п. а потому соответствующим слагаемым в суммарном термическом сопротивлении R^yM в данном случае пренебречь нельзя, см. формулы A0.11а) и A0.25). Вмесге с тем включение в суммарное термическое сопротивление дополнительного слагаемого, соответствующего теплопроводности строительных конструкций канала, представляется излишним, поскольку теплопроводность материалов этих конструкций, в основном железобетонных, изредка кирпичных, находится в пределах ^■кан = 0,8-г-1,5 Вт/(м • К), т.е. близка к таковой для грунтов (см. табл. 10.7), а толщины этих конструкций невелики по сравнению с глубинами заложения груб. С учетом этих соображений основное уравнение теплового баланса канала с любой формой сечения, в котором уложены два изолированных трубопровода, может быть представлено в виде Зт.п + ч"т.п = 'т ^'из + *^возд .кан К, + f -р изоляционных конструкций трубопроводов /?;„ и R'm в этом балансе определяются по формуле A0.2) применительно к основному и покровному слоям изоляционной конструкции каждого трубопровода. Значения сопротивлений теплоотдаче от наружной поверхности трубопровода в воздушное пространство канала R'a(UA и КВО!Л подсчитываются по формуле A0.12а). По этой же формуле определяется значение сопротивления теплоотдаче от воздуха к стенке канала /?£"-,'_,, но с заменой диаметра cl\\0K на гидравлически эквивалентный диамеф сечения канала в свету, равный "кап ^' кап/' к.ш- Здесь FK.U1. м2 — поперечное сечение канала в свету, а РКс111. м - периметр этого сечения. В частности, для каналов прямоугольного сечения шириной в свету Ьк.лп и высотой в свету ЛК.М1 имеем ^кан = ^—к--"<1" • A0.52а) 1вочд ' Л1р A0.51) Формулы типа A0.15) для определения радиационного слагаемо! о н коэффициентах теплоотдачи от изоляции к воздуху 21И и от воздуха к стенке канала зк;1М неприменимы в условиях сложного радиационного теплообмена в воздушном пространстве канала между наружными поверхностями изолированных трубопроводов и внуфенней поверхностью ограждающих конструкций канала. Поэтому вместо точного определения этих коэффициентов по способу последовательных приближений, описанному в § 10.2 применительно к воздушной прокладке, в случае прокладки в непроходных каналах можно ограничиться использованием в формуле A0.12а) только приближенных значений этих коэффициентов, принимаемых равными а'из = = ^иЭ = ««,.. = 12 Вт/(м2-К). Основные затруднения при выполнении расчетов по формулам A0.51) возникают в связи с необходимостью оценки значений Rvp для каналов прямоугольного сечения, так как соответствующая формула A0.26) по существу непригодна для каналов любого сечения, кроме круглого. Экспериментальные данные по термическим сопротивлениям грунта вокруг каналов прямоугольного сечения были получены методом электротепловой аналогии [150], а их результаты обобщены эмпирической формулой, которую можно представить следующим безразмерным соотношением: •\ /.кан .р \ 'Укан 164
In 3,5 ''кап 5,7 + 0,5 --^i- "как -—i. A0.53) Здесь HKdH, м — глубина заложения канала от поверхности грунта до горизонтальной оси канала. В соогветсгвии с формулой A0.53) значения ^фЯ|Р для каналов прямоугольного сечения зависят только от двух отношений их основных размеров, а именно от Ькан/Ька1( и HKiiJhKan. Анализ типовых габаритов непроходных каналов прямоугольного сечения при размещении в них двух трубопроводов водяных тепловых сетей показывает, что в этих конструкциях значения отношения Ькан/ккан обычно находятся [128] в интервале 1,3 — 2,1. Значения Нкан составляют от 1 до 4 м. С учетом этих данных интервал значений Якан//гкш, составляет примерно от 1 до 5 (при диаметрах труб менее 0,1 м- иногда до 7). В соответствии с этим в табл. 10.8 включены значения XVVR^ по формуле A0.53) при значениях Нкан//гк;1н от 1 до 5 и Лкан//]кан от 1,3 до 2,1, сос1авляющие от 0,16 до 0.44. При этом наименьшие значения Х,рй,р имеют место при укладке труб большою диаметра на малой 1лубине, а наи- Гшлыпие - при укладке i руб малого диа- Mcipa на большой глубине. После подстановки в формулу A0.51) значений R'm, /?;'„. /?BOil, Rnaotl, Я™!,1, и Rip средняя температура воздуха в канале г^д может быть определена по формуле 1' — —h кан I p L P" пкан A0.54) В формулы A0.51) и A0.54) может быть внесена поправка для учета термического сопротивления теплоотдаче от поверхности грунта окружающему воздуху, для чего достаточно заменить в этих формулах значения гРр на Гвоэд, a h на h -I '-£—. Вместе с тем ^возд необходимо иметь в виду, что формулы A0.24) или A0.34) для определения температур грунта, в частности температур его поверхности над каналом, в случае непроходных каналов прямоугольного сечения в принципе непригодны из-за искажений температурного поля в грунте, связанных с формой сечения канала, независимо от того, каким способом подсчитываются суммарные тепловые потери трубопроводов в этих каналах. Для определе- Таблица 10.8. Значения ?ц-р RTp для каналов прямоугольного сечения по формуле A0.53) Отношение "к;ш «кап 1 1,25 1,5 1,75 2,0 2,5 3 4 5 Отношение />K.1H//iKdll 1,3 0,187 0,222 0,251 0,275 0,296 0,331 0,368 0,405 0,440 1.5 0,178 0,213 0,241 0,265 0.286 0,321 0,349 0,394 0,428 1,7 0,171 0,205 0,233 0,256 0,277 0,311 0,339 0,383 0,416 1,9 0,164 0,198 0,225 0,248 0,269 0,302 0,330 0,373 0,404 2,1 0,158 0,191 0,218 0,241 0,261 0,294 0,321 0,364 0,397 ния таких температур необходимо использование соответствующих экспериментальных данных, которые могут быть получены, в частности, методом электротепловой аналогии. Ориентировочная оценка средней температуры поверхности грунта над перекрытием канала прямоугольного сечения может быть получена исходя из допущения плоскопараллельного теплового потока в слое грунта между его поверхностью и перекрытием канала с учетом теплоотдачи воздуху. Эго допущение приводит к формуле пов + 0tBO3 A0.55) Получаемые по приближенной формуле A0.55) значения температуры поверхности грунта несколько выше средних для всего участка этой поверхности шириной /?кан, расположенного над перекрытием канала, но несколько ниже максимальной температурЬ.1 в точках этой поверхности на ее пересечении с осью вертикальной симметрии канала. Определение необходимых толщин изоляционного слоя по заданным значениям тепловых потерь каждой из труб, уложенных в непроходных каналах, основывается на формуле A0.54), исходя из которой может бьпь найдена соответствующая этим значениям средняя температура воздуха в канале: «д = t% + (<?;.„ + tf „НУСзд + Rtp). (Ю.56) После определения этой температуры толщины изоляции, соответствующие тепловым потерям каждой из труб q'^ п или q'^ п, могут быть подсчитаны по способу, описанному в § 10.2 для случая воздушной прокладки изолированных трубопроводов, с заменой в формулах A0.20) и A0.21) гВОЗд на .жан 1возд •
10.5. Суммарные тепловые потери тепловых сетей Местные тепловые потери конструкций зависят прежде всего от размеров наружной поверхности изолируемых элементов и технических показателей применяемой изоляции, могут быть подсчитаны путем обработки соответствующих экспериментальных данных. Однако приведенные в [103] данные относятся в основном к фланцевым соединениям и арматуре, тепловые потери которых определяются в расчете на один элемент в зависимости от условного прохода труб или арматуры при данных температурах теплоносителя и окружающего воздуха. При этом существенную роль играет выбор изоляционной конструкции. Так, например, для фланцевых соединений тепловые потери при засыпной изоляции в полуфутлярах в 2 — 2,5 раза больше, чем при мастичной изоляции. Кроме того, тепловые потери оказываются примерно пропорциональными разности температур теплоносителя и окружающего воздуха. Наличие такой же пропорциональности для тепловых потерь изолированных трубопроводов позволяет ориентировочно оценивать местные тепловые потери как соответствующие определенной длине изолированного трубопровода при тех же условных проходах и температурах теплоносителя и окружающей среды. При такой оценке для определения суммарных значений линейных и местных тепловых потерь по участкам тепчовых сегей может быть использована формула г.г = <2тл + + z«M/™). ao.57) Здесь qT п, Вт/м — линейные тепловые потери на 1 м длины изолированных трубопроводов; 1уч, м — длина участка, а /'кпв, м — эквивалентная длина изолированного трубопровода, соответствующая местным тепловым потерям одного элемента определенного типоразмера при общем количестве этих элементов п1Л в пределах данного участка. Использование формулы A0.57) с постоянными значениями %™ возможно при условии, что эти значения зависят не ог условного прохода и разности температур теплоносителя и окружающей среды, а только от типа изоляционной конструкции данного элемента. Согласно приведенным данным [103] такое допущение оправдывается в основном для фланцевых соединений, для которых можно в среднем принять /,"*," -- /—/,5 м. Вместе с тем для арматуры необходимо учитывать зависимость значении /l)h" oi ее условного прохода Dy Так, и [ НИ | рекомендуется при температурах гт = 100 СС и гВОзД = = 25 °С принимать для арматуры значения /т™ = 2,3 м при Dy = 0,1 м и 3,0 м при Dy = 0,5 м. В других источниках для этого случая приведены данные, свидетельствующие о значительно большем разбросе значений (/тэкпв = 3,2 н- 6,6 м). Опытные данные по местным гепловым потерям через опоры, в основном подвижные (скользящие или подвесные), отсутствуют. Для таких опор имеются только общие указания, согласно которым их тепловые потери рекомендуется оценивать единым повышающим коэффициентом К°"„ на линейные тепловые потери. Для этого коэффициента в [ЮЗ] приведены следующие значения: для подвесных опор при воздушной прокладке — 1,05; для скользящих или кат- ковых подвижных опор при воздушной прокладке и условных проходах труб 0,15 м и более — 1,15, при условных проходах труб менее 0,15 м — 1,20. Для подземной прокпадки в каналах соответствующие указания отсу1С]вуют, но из-за более высоких температур воздуха тепловые потери через опоры в этом случае должны быть несколько меньше, чем при прокладке в помещениях. При бесканальной прокладке подвижные опоры не применяются. Кроме того, в приведенных выше значениях коэффициента K°rnu не учитывается влияние условного прохода труб, которым определяются предельные расстояния между соседними подвижными опорами. Между тем эти расстояния при увеличении условного прохода труб с Dy = 0,05 м до Dy = 0,5 м возрастают в 3 — 5 раз (см гл. 4), в связи с чем значения коэффициента К°"п должны существенно снижаться по мере перехода к большим условным проходам труб. В нормах [22] рекомендован упрощенный способ учета всех местных тепловых потерь посредством единого повышающего коэффициента КуУ™ на линейные тепловые потери по формуле еГУгГ = КтС>гГ4тп/уч. AО.57а) При этом для коэффициента К$у™ приведены следующие значения: 1,15 —при подземной бесканальной прокладке; 1,20 — при подземной прокладке в непроходных или проходных каналах и 1,25 — при прокладке на открытом воздухе. Суммарные тепловые потери отдельных участков водяных тепловых сетей, определяемые по формуле A0.57) или (Ю.57а), являются исходными при расчете изменений в результате этих потерь температур сетевой воды. Такие расчеты могут выполняться как по отдельным участкам, так и суммарно по
трассе сетей в целом, состоящей из множества участков, начиная от выхода сетей из теплоисточника вплоть до тепловых пунктов, обычно до наиболее удаленных от источника по этой трассе. Расчеты базируются на тепловых балансах отдельных участков, которые для двухтрубных водяных сетей должны составляться отдельно по подающим и обратным трубопроводам. Пренебрегая незначительными слагаемыми этих балансов, связанными с утечкой сетевой воды и превращением в теплоту работы трения при течении воды по трубам, их можно представить в следующем виде: Псп°1 — Г, гср/гнач _ (Кон * Угл — испод<-в vc под Ч под/' С обр _ /~ ср тп — ис обр<-в обр Здесь Gc под и Gc обр, кг/с - расходы сетевой воды соответственно в подающих и обратных трубопроводах данного участка, принимаемые постоянными по всей его длине; ГсапОд и 'с°пнод> °С - температуры воды в подающих трубопроводах в начале и конце участка по ходу воды от теплоисточника; ?саобр и fc°oH6P> °C - температуры воды в обратных трубопроводах в начале и конце участка по ходу воды к теплоисточнику; СвР, Дж/(кг • К) — средняя массовая теплоемкость воды в соответствующих интервалах температур. Температуры сетевой воды в период эксплуатации сетей находятся в пределах 60-150°С в подающих и 30 — 70 СС в обратных трубопроводах. При обычных для тепловых сетей соотношениях между диаметрами труб и соответствующими расходами сетевой воды (см. § 9.2), а также между нормативными тепловыми потерями на 1 м трубопроводов наибольшие изменения температур воды в подающих или обратных трубопроводах тепловых сетей значительной протяженности не превышают 5 °С. Зависимостью средней теплоемкости воды от температуры в этих расчетах можно пренебречь, принимая в качестве среднего единое значение с£р = 4190 Дж/(кг-К). С учетом этого значения для изменения температур сетевой воды по участкам получается соотношение 1U *кон ,дач л тэо in Ч-обр = tco6p-0,25K-W УМ^ПОД/ п Нт п 'уч "с под t-сум обр I - 3 'чт пЧтп 'уч — *—. "с обр а) При расчете изменений температур сетевой воды в обратных трубопроводах по участкам исходными являются температуры и расходы воды в обратных трубопроводах тепловых пунктов, присоединенных к каждому участку, с последующим определением средневзвешенных значений этих температур. Г i а в а одиннадцатая РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ И КОМПЕНСАЦИЮ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РАСШИРЕНИЙ 11.1. Особенности расчета трубопроводов Специфические особенности трубопроводов тепловых сетей (теплопроводов) заключаются в следующем: а) стенки труб испытывают напряжения от внутреннего давления теплоносителя меньшие, чем изгибающие напряжения от компенсации температурных удлинений труб и изгиба ог весовых нагрузок; б) температура труб не превышает 160 — 200 °С, при которой механические свойства сталей практически не отличаются от свойств мри температуре 20 °С; в) характер и величина нагрузок суще- С1венно различны в зависимости от способа прокладки труб (подземная в непроходных каналах, в проходных туннелях, бесканальная, воздушная) и способов компенсации температурных удлинений; г) пространственные схемы трубопроводов, требующие наиболее сложных расчетов на компенсацию температурных удлинений, встречаются относительно редко, только в пределах зданий котельных, насосных станций и др. Рекомендации по расчету на прочность и компенсацию температурных удлинений, содержащиеся в ряде руководств по проектированию станционных паропроводов, при проектировании тепловых сетей могут использоваться в ограниченных пределах, так как они не учитывают условий работы и нагрузок, характерных для тепловых сетей. Проектные организации используют собственные типовые материалы, нормали и рекомендации, в основу которых положены рас-
четные формулы и методы расчета, не увязанные между собой. В результате полученные по разным методикам расчетные усилия и напряжения имеют большие расхождения. В ряде случаев используются расчетные предпосылки, не отражающие реальных условий работы трубопроводов, особенно при подземной прокладке труб. Наблюдаются чрезмерно большие коэффициенты запаса прочности, например, в расчетах П-образных компенсаторов температурных удлинений труб и другого оборудования, чго приводит к необоснованному увеличению расхода дорогостоящих труб и общему удорожанию строительства тепловых сетей. Следует указать, что относительно небольшое уменьшение размеров П-образных компенсаторов позволяет получить существенную экономию в затратах дорогостоящих стальных труб. При разработке методики расчета, расчетных формул использованы также результаты, полученные на опытных трубопроводах [134]. Установлено, что следует считаться с большой приближенностью в оценке сил трения в опорах трубопроводов и в сальниковых компенсаторах. Поэтому не имеет смысла усложнять проектирование, как это иногда делается, используя большое количество типовых расчетных схем и формул, например приведенных в справочнике для проектирования [100]. Достаточно ограничиться рассмотренными ниже семью типовыми схемами. 11.2. Расчетные нагрузки и воздействия на трубопроводы тепловых сетей В расчетах на прочность должны учитываться следующие нагрузки и воздействия на трубопроводы, различающиеся по величине и характеру: а) весовые при расчете труб на изгиб; б) ветровые (для надземных прокладок на эстакадах); в) от сил трения в подвижных опорах или трения в окружающем грунте (последние в бесканальных прокладках); г) воздействие внутреннего давления теплоносителя в трубах; д) воздействие изменения температуры труб. Весовые нагрузки вызывают большие изгибающие напряжения, которые составляют значительную часть общего, суммарного напряжения в стенках труб. Значительно меньше на прочность трубопроводов тепловых сетей влияет внутреннее давление, величина которого обычно не превышает 1,6 МПа. Поэтому в отличие от многих других напорных трубопроводов давление не является определяющим фактором при назначении толщины стенок трубопроводов из условия их прочности. Однако в трубопроводах, имеющих механические дефекты, например в сварных швах или в стенках, ослабленных коррозией, особенно труб большого диаметра (Dy 1000-=-1400 мм), возможны разрывы стенок под действием и относительно невысокого давления. Ветровые на1рузки и нагрузки от сил трения в опорах значительно меньше других нагрузок оказывают влияние на прочность трубопроводов. При необходимости влияние трения может быть снижено простым конструктивным мероприятием — заменой скользящих опор на катковые или (при надземных прокладках) подвесными, на тягах *. В практике проектирования трубопроводов тепловых сетей нахоля] применение нормативы для расчета магистральных газопроводов и нефтепроводов, осиовапные на методе определения предельных состояний (СНиП 2.05.06-85), и технические условия, разработанные ЦКТИ (ОСТ 108.031.02-75), основанные на методе расчета по допускаемым напряжениям, которые приняты для расчетов на прочность энергетических установок и паропроводов на ТЭЦ. 11.3. Расчет напряжений, вызванных внутренним давлением теплоносителя Определение толщины стенок труб 5, м, согласно СНиП П-45-75 производится методом предельных состояний 5 = np) A1.1) где п = 1,1 — коэффициент перегрузки; р — внутреннее давление, МПа; Rt — расчетное сопротивление для стали, МПа; DH — наружный диаметр труб, м; R{ принимается равным минимальному временному сопротивлению стали на растяжение по ГОСТ в зависимости от марки трубной стали, с учетом ряда снижающих коэффициентов: безопасности, степени надежности работы и других. Определение толщины стенок 5, м, по допускаемому напряжению согласно * Исключение составляют бесканальные трубопроводы, в которых силы трения (при «защемлении» труб в грунте) могут достигать большой величины: подробнее об этом см. в [128].
OCT. 108.031.02-75 производится по формуле: 5= ^ , A1.2) 2фстдоп + р где а юп — допускаемое напряжение, МПа; Ф' — коэффициент прочности сварных швов, зависящий от способа сварки, для бесшовных труб ф = 1. Для углеродистых трубных сталей, работающих при температуре не выше 200 °С, приняты следующие величины аюп: Марка стали ВСт2кп ВСтЗКп ВСтЗсп, ВСтЗпс Допускаемое напряжение адоп, МПа . . 95 ПО 117 Марка стали 15, 15к, 20, 20к, 16ГС 16к 18к Допускаемое напряжение адоп, МПа . . 130 140 145 Для сравнения приведены результаты расчетов, выполненных по формулам A1.1) и A1.2) для магистральных трубопроводов большого диаметра из труб стали марки ВСтЗсп с двухсторонним сварным швом, при п = 1,1, р = 1,6 МПа, Ri = 240 МПа, адоп = = 117 МПа, ф = 0,9. Диаметр труб Dy, мм 1000 1200 1400 Толщина стенок 5, мм, по формуле A1.1) 3,7 4,3 5,2 Толщина стенок б, мм, по формуле A1.2) при одинаковом давлении р 7,7 9,1 10,7 Величины, полученные по формулам A1.1) и A1.2), недостаточны, так как трубопроводы испытывают одновременно дополнительные напряжения изгиба от собственной массы и большие температурные, компенсационные усилия. Расчет прочности от действия суммарных нагрузок приведен ниже. Напряжения растяжения в стенках труб от внутреннего давления сть действующие в осевом направлении (аксиальное), и а2 — в поперечном (тангенциальное), определяются по известным формулам: а, = ир£>вн/45; A1.3) ст2 = «Р0вн/28, A1.4) где DBH — внутренний диаметр трубы. Осевая растягивающая сила Р по формуле P = npICJ^L_ (П.5) 4 В трубопроводах с сальниковыми компенсаторами, которые допускают свободное перемещение концов труб в осевом направлении (в местах установки кпмпсшчморон трубопровод фактически разрезан на части), силы Р целиком передаются на неподвижные опоры. Конструкции этих опор должны быть выполнены особо прочными — в соответствии с расчетами по формулам, приведенным в § 11.5. При больших диаметрах тепломагистралей (Dy 1000 -г-1400 мм) силы Р достигают больших величин: 1250 — 2400 кН. С учетом трения в опорах и реактивных сил Рк в компенсаторах сила Р в общем виде определяется по формуле A1.6) где q — удельная нагрузка от массы теплопровода, Н/м; L— расстояние от неподвижной опоры до компенсатора, м; ц — коэффициент трения в опорах, знак « + » или « —» зависит от температурного режима (нагрев или охлаждение). В бесканальных трубопроводах вместо \aq действуют силы трения ртр, отнесенные к единице длины трубы, определяемые из опыта по специальным измерениям. Наибольшие напряжения сжатия действуют в режиме нагрева (см. ниже). 11.4. Расчет трубопроводов на весовые нагрузки Изгибающие напряжения от собственной массы трубопроводов определяются по известным формулам сопротивления материалов для расчета многопролетных неразрезных балок. Максимальный изгибающий момент над опорами М и в середине пролета между опорами М|/2, Нм, -M=ql2/\2; A1.7) Mll2=ql2/24. A1.8) Максимальный прогиб /,/2, м, определяется из выражения /,,2 = д/4/384£/, (Ц.9) i де / — расстояние между опорами (одинаковое для всех пролетов), м; El — жесткость поперечного сечения трубы; Е — модуль продольной упругости, Па/м2; / — экваториальный момент инерции трубы, м4; q — расчетная весовая нагрузка на единицу длины трубопровода, Па/м. В трубопроводах с волнистыми (линзовыми компенсаторами, которые создают шарнирность, т. е. допускают поворот сечений трубопровода на некоторый угол, максимальный изгибающий момент М, Н-м, и прогиб /,/2, м, возрастают: -М = A1.10) m in
при максимально допускаемых расстояниях между опорами, что позволяет существенно снизить стоимость надземных прокладок трубопроводов на эстакадах, кроме расчета на прочность, необходимо дополнительно определять прогибы по формуле A1.9) или A1.11). Большие прогибы могут вызвать образование «мешков» в пониженных точках, в которых будет застаиваться вода, что может приводить к гидравлическим ударам в пусковом режиме, например при прогреве паропроводов. Установлено, чго полное осушение трубопроводов достигается при отсутствии «мешков», когда максимальный прогиб fli2 не превышает 0,25 относительного снижения опор /7 за счет монтажного уклона осей 1 руб /: 0,25/7. A1.12) Инпример, в трубопроводе при / = 20 м, утженном с уклоном / = 0,005, т. е. 5 мм/м, нро!иб не должен превышать /и2 < • 0,25-0,005-20 = 0,025 м = 25 мм. В непроходных каналах расстояния меж- iy опорами целесообразно уменьшить, так как это не отразится на стоимости сооружения тепловой сети, а в то же время шнволит уменьшить суммарное действующее напряжение в стенках труб. Рекомендованы следующие величины /, м: Диаметр труб Dy, мм . . .25-50 80-300 400-900 1000-1400 Рассюяние между опорами / м . . . . 40£>v 30£>N 20£>y 15Dy Прочное и, 1рубоироводов с гибкими [|-оор; .ими компенсаторами должна про- иеряп.с я по уе ионию: I J' t ^+СТ,<Я2*, A1.13) i де I /' рпечешое осевое усилие; М — изги- бающип MDMcin oi иссовых нагрузок; F и W — iiioiiiiiai. еечепии сменок и момент сопро- uiB iciiini поперечною сечения трубы; О\ — paci hi iin.iioiiu'c напряжение от внутреннего даниспим, определенное по формуле A1.3). Col i.iuio ( Hull 2.05.06-85 R2 равняется норма шпион не тмине R'j, полученной по наименьшему пшчепию условною предела теку- ЧСС1П t. i.iни а,, коюрый зависит от механических tiioiltiH и качества (марки) трубной стат. l у'ичом снижающих коэффициентов надежной и К'„ и безопасности С^ Например, для yi иеродпсплх с шлей 10, 20 Я2 = 2Ю МПа, для Ci2en К, 220 MI la. для 10Г2С1, BMCi2ch, UMliUn К, = 240 МПа. При надземном прок на на- i рммшроно дов в целях экономии vieia i la i iciyi i ( i pe миться к максимальному vm1 шчсшии jtm стояний между опорами, лип ниш ш ич о образно применяп» ipvtii.i i шни.шн'пиммп механическими noKai.i ie ihmii шм.ым I Ч К R2 = 300 МПа (по IV 1-1 И«« П\ и и марки 14Г2САФ R, Мл) Mll.i Суммарный pat.4iMiii.iii пит-,и пй ми мент при одновременном ими шин ин|чнИ( в двух различных пкимишх im \ч ики н.ипН и горизонтальной^ IM - | л/, i м ш 14) где Мх — момент oi першн,: ними им нннЙ нагрузки; М2 — момст »ч i >>|ni i и ннй ветровой нагрузки. По этой же форм\ ie ии|ч и ми II щ | ум- марный изгибающий мимпп и|>и u ninH|ti- менном действии весопоп h.h|mih> и miiifti при компенсации rcviiiep.i i \ |чии \ i нинчжй труб. Для снижения см рои к- и.пмп > нчинней И расхода материалов и п'иинпн п ш« про* кладываемых надземно (мл •■ мш irt«i целесообразно испольчоиап. ш • и».. hi к Н||н|1Ы труб на тягах, распо i.h.icmi.m к п ках между мачтами fl^Hj Для предварительною <>■ ■ |•> и и стояний /, м, между отцммп ( эстакады на компенсируемы* \чи1М* 00» учета сил трения и ветропом un|>v<t.n mh*#i быть использована форм\ м III И) * И I |>\1ммфо1I>дах с сальниковыми компенса- .iMH и | (I В табл. 11.1 приведено м.и . и -1 * п пир jtat стояние / для труб DN .'<н I 'ни мм щ стали 14Г2СА, R2 = 360 Mll.t И.< .чн-мк.. ц. увеличения расстояний ме*к i\ .щ-•!• imm мшО ХОДИМО ИСПОЛЬЗОВаТЬ Iipil п.чиш I (М«4'1 земной) прокладке труооирош. imh «и hum диаметра совместно с бо ИЛПИМ11 и.> шин жимо при увеличении жео к«'( i n u..m |n >\uni о сечения малых труб по спиши щ.. t tn*rit ному в [158] и показанному ш ^и. (I ( Усиливающие сечение при (ч и и» i. |u нр« жесткости из полосовой (и m м i"H'di i nt ih привариваются над опорами > и i. iiin«\ni| изгибающие моменты машиммимм ш щ чины. Длина ребер состав nu i пи hi (i,u стояния между опорами. 11|чшч^1 (■. imji позволяет увеличить npojiei м> t is оцорими в 1,5 — 2 раза при незначик* и п>< < тмишн тельном расходе металла, ш п|-. »•■ чи о.чш м 10% собственной массы тр\ь 170
I'm. 11 I Трубопроводы, усиленные приваркой ребер жесткости В табл 11 2 даны моменты инерции и моменты сопротив7ения усиленного сечения труб Указанный способ используется также в проектировании и строительстве магистральных газопроводов и нефтепроводов при их надземной прокладке на отдельно стоящих опорах При использовании в эстакадах подвесного пролетного строения на тягах, при- 5 6 7 8 9 W Расстояние метод подвесными опорами, м Рис 11 2 График для определения величины осадки подвесных опор в зависимости от расстояния между опорами и угла наклона тяг крепленных к верхушкам мачт, необходимо учитывать температурную деформацию тяг, в результате которой в трубопроводах возникают дополнительные изгибающие напряжения (рис 11 2) Таблиц а Наименование Толщина стенки мм Момент сопротивления сечения труб W, см3 Расчетная нагрузка q кН/м Максимально допускаемые расстояния между опорами / Д1я воздушной (надземной) прокпад- ки, м 11 1 250 7 180 1 6 Выбор расстояний 300 8 616 2 05 28 между опорами Ус ювный диаметр 350 9 2 59 32 400 955 28 33 ,450 7 1200 14 34 500 8 1680 5 1 34 5 трубопровода Dy мм 600 9 2690 5 5 38 700 10 3900 70 39 800 11 5500 8 7 40 900 12 7660 102 41 5 1000 14 10930 13,3 43 1200 14 15 740 17,9 45 Таблица 112 Моменты инерции и моменты сопротивления усиленного сечения труб диа- >опро- мм Условный метр тру( вода Dy, 76 100 150 200 Толщина стенки, мм 3 4 4,5 6 Размеры ребер, см Высота 6 8 8 12 15 Толщина 0,6 0,8 1 1 1,2 Дли на 60 85 85 85 180 Сечение труб без усилия Момент инерции /, см4 46 177 652 652 2279 Момент сопротивления W см* 12,1 32,8 82 82 208 Уситенное сечение Момент инерции v I, см4 246 847 1840 2338 8400 Момент сопротив- тения W, см^ 45 80 145 188 432 Расстояние между опорами /, м без усиления 5 8 9,5 9,5 18 с уси ie- нием 9,5 12 12,5 14 26,1 Увеличение рас стояния /, % 90,0 50,0 32,0 50,0 45,0 171
расчеты показывают, что для трубопроводов Dy 100; 25ОЧ-ЗОО; 400-г 500 мм дополнительные напряжения изгиба аи1 находятся в следующих пределах: 15-г20; 35-г40; 60 + 70 МПа. В связи с возрастанием температурных напряжений применение подвесных опор на тягах для труб Dy ^ 400 мм не рекомендуется. 11.5. Расчет усилий, действующих на неподвижные опоры Неподвижные опоры делят трубопроводы на участки, рассчитываемые на компенсацию при помощи специальных устройств (компенсаторов) или за счег собственной гибкости (самокомпенсация) для снижения температурных усилий и напряжений в трубах. От рационального размещения неподвижных опор во многом зависят напряжения в трубах, которые не должны превышать допускаемых. Расстояния между неподвижными опорами и сальниковыми компенсаторами установлены [101] следующие: Схема I у • . 100 150 200 250 300 600 мм и более L 80 100 120 130 150 160 м В бесканальных трубопроводах предельные расстояния L назначаются по расчету с учетом действия сил трения в грунте, препятствующих температурному удлинению труб (см. ниже). Неподвижные опоры делятся на конструкции неразгруженн01 о и разгруженного типа. К первым причисляются опоры трубопроводов с сальниковыми и волнистыми компенсаторами, на которые передаются осевые силы Р от внутреннего давления теплоносителя большой величины: Р = л£>„р/4. К разгруженным относятся опоры трубопроводов с П-образными компенсаторами и самокомпенсирующиеся, для которых Р = 0. Конструкции неподвижных опор нормализованы и приведены в альбомах МВН 1324-56 и МВН 1326-51 Большое распространение получили неподвижные опоры щитовой конструкции в виде плит из железобетона. Однако их недостатком является наружная коррозия труб, которая сосредотачивается в местах прохода труб через отверстия в плитах там, где к трубам привариваются металлические упоры. Улучшенная конструкция щитовых неподвижных опор, в которой грубы защищены от коррозии, приведена в [159] На рис. 11.3 приведены типовые расчетные схемы компенсации температурных Схема л * Схема /// и ^Х^М5 УК СЗ £>^М5 V И; К- h .i Услодные оЬоэничртт —^— н о Неподвижна* нпа/ш —схэ— Задвижка —СЕ— Сальнииовьш П__ П-одразньш РИС 113. ТИПОВЫС р.КЧГИИИ i «« Mill I'lH определения сил, дет i иунчтм ми ищи расширении теплопроло юн i ш |>ш 'к ш и инструкций Опор, уе 1.МШИ 1ГИМ1.1Ч к jm'IMIX А, В, С. Знаки « + » и « >• i пики и ihvihi режимам нагрева и in о\ м* кипи пмпоирп- ВОДОВ, 1Х И /2 — ДЛИНЫ tH> и.Mil-ID 11 MI4II.IMCI И участков, Du D2 -• нарулш.»- iiiiimi ipi.i ipvfi на смежных участках / и ' I'iumci i и i производится при нестационарном \н *нмг рн(м>- ты (при закрытых задиижк.и и < л у < к<- милы из участков /, и /2), при коюрмм uiii.i /', передаваемые на опоры, ичип.мо] мпкен- мальной величины. В расчетных формулах л.шы uiii.i. действующие на опору В Си |ы и оморих \ и С определяются в зависимое in oi компенсационных характеристик примык.помни к ним участков по аналогичным форму мм Приис- денные семь основных схем компенсации исключают необходимость рпечеюн по на- риантам схем компенсации [1001 172
Для расчета схемы / (рис. 11.3) применима формула ±Р = ±0,SPK -D\). A1.16) Для схемы // максимальная сила дей- С1вует при закрытой задвижке и спуске воды (охлаждение участка I,), (П.17) ±ql,H±PK. A1.18) Для схемы /// pnDJ + Р = Для схемы IV Р = f^-(D22 - D\) ± О,5РК ± Для схемы V: A1.19) при Hai реве Р = - Рк — Рх — ц\\.{12 + /з); 4 A1.20) /ж/J, при охлаждении Р= -— " — Рк + Рх + q\i{l2 +1i). A1.21) Для схемы К/: при нагреве Р = -> ' при охлаждении + Л + ^ у- A1.23) Для схемы F// с углом поворота сила Р направлена по биссектрисе у1ла а, « + » при нагреве, «- » при охлаждении A1.24) Здесь и везде р — давление теплоносителя; q — весовая на! рузка на 1 м длины теплопровода; ц - коэффициент трения, равный 0,3 для скользящих опор и 0,05/г для Катковых опор (г — радиус катка, см); ±РК — сила трения в сальниковых компенсаторах (см. ниже табл. 11.4, 11.5); Рх — сила упругого отпора П-образно1 о компенсатора. В бесканальных теплопроводах вместо q\x действуют силы трения Ртр, определяемые из опыта [128] — см. табл. 11.9. В рассмотренных схемах сальниковые компенсаторы могут быть заменены на гибкие, П-образные или другой конфигурации. В этом случае в расчетных формулах следует приравнять нулю выражения: а силу трения в сальниковых компенсаторах ±РК заменить на силу упруюю отпора гибких компенсаторов Pv, см. разд. 11.6, формулу A1.31). Сила трения в сальниках Рк, кН, может быть определена _ 4п lie — ~ A1.26) где Z)M — наружный диаметр стакана (патрубка) внутри корпуса компенсатора, м; / — площадь сечения набивки сальника, м2; и — число болтов для затяжки сальника; ц — коэффициент трения, ц = 0,15 для асбестового шнура, ц = 0,35 для резины; 5 — высота слоя набивки, м; 4 кН — максимальное усилие затяжки болта гаечным ключом, см. [134]. Для компенсаторов Dy ^ 500 мм сжатие набивки можно принимать равным гидростатическому давлению теплоносителя. В типовых расчетах можно пользоваться следующими усредненными величинами Рк: Dy, мм 150 200 250 300 350 400 500 - Рх - Рк, кН. . . 23 23 24 27 31 39 59 Лу, мм 600 700 800 900 1000 1200 1400 A1.22) р„кН. . . 71 81 90 100 ПО 130 150 Напряжение в С1енках корпуса сальниковых компенсаторов от давления теплоносителя рассчитывается по формуле A1.4). Диаметр и количество болтов грунд- буксы (уплотняющих набивку сальников) на действие растягивающей силы Р определяют по формуле A1.5). Возможность вырывания подвижных стаканов из сальниковых компенсаторов (в случае нарушения прочности неподвижной опоры, установленной на трубопроводе) исключается только при условии приварки к стаканам предохранительных колец. Прочность колец и сварных швов на действие силы Р проверяют по формуле A1.5). 11.6. Расчет П-образных компенсаторов П-образные компенсаторы находят применение в тепловых сетях; подземных и надземных. К их преимуществам относятся:
—x и ючке О - Xr. R nR f pR nR Рис I начало осей iiuiM схема П-образных компенсаи тчкс S с координатами xs, \s Н длины прямых участков небольшие усилия, пчи ын.и'мыс на неподвижные опоры, cm \ it пни необходимости обслуживания, 6о и.ш ш компенсирующая способность. К недоста1к.1\ кн пин польшие габариты; увеличение i n i|<<ii»>iпмгеких сопротивлений теплопроич inM \ И1|м1*1шис стоимости теплопрово inn n \ m шчрннг ни них метал- лозатрат ti.i ' ^ , В pai'Kin ни tinnipiiiM определяются компенспр1 ti i ни» uOiitici i> и размеры П-обрапи и i ммm in шорой, наибольшим рас- npocip.iiu him м пи п. iyeu и меюд, известный noi in him мппин «упругого центра» f I ~Ч\ 1И| ).i>i M|n.iit попншяет с большой пиши! мирр id и п. силы /\ упругого hi норн f'MiM iii it трон, imi ибающие моменты н м.111|(н *Dinii и и пГ>п nh 11|>к |пн'1С1г оГ»с неподвижные опоры, м мини iniin.ic но концам рассчитываемого \ч п 1 кii ipv()ii!i|)tino'ia, рассматриваются как /hi4 1 ко in if iiiiiin.ic, в которых невозможен nioiMi 111i.nl попорем сечений трубопровода. Miioi in 1 1 н упрощения расчетных форму i in mi им 111 допущения о возможности сноГм) ни» и попорота сечений (шарнирное опиранпс), при котором изгибающие мо- меты » onnpiu.ix сечениях предполагаются рапными ну по I) дейс!вительности этого не происходит 1\|сч1мы показывают, что ошибка в сторону уменьшения сил и напряжений изгиба при ном може! достигнуть 1,5 — 2-кратной величины Нередки случаи, когда П-образные компенсаторы принимаются с излишне большими размерами вылета, что приводит к неоправданному перерасходу труб на их изготовление (например, в расчетах заниженное допускаемое напряжение ак = 80— 100 МПа) С достаточным запасом прочности и надежности расчет П-образных компенсаторов можно выполнить, принимая в качестве допускаемого изгибаюнт |пиипм МИй а. =0,7/-! о, ''" HI Л) I, Отсюда ак = 160 MIL ми м. пи н< миров из сталей 10Г2С, ВМ( i '. п < i ». и ИМ» i Ни и ак = 120 МПа ця и.мш In 'и i i Ч и При определении ■ , \ m мпнм- ваться напряжение пишч <ц щ.пмни ий- ГруЗКИ. ДЛЯ КОМПСНС.1 1п|«пи Hi i|i\(i /»t % ^500 мм ак можем ими ми мннш ни 10% Для паропроио юн i i in ititnrM не более 2.5 МПа и icmiu |m i \i•■ щ m ИО *(' допускаемые напряжении i пшицпн и н< и, - = 80-^-100 МПа Компенсаторы ипшишиппш i щ ними отводами с радиусом пин i /< it l)l>u- а также со сварными пиши ш ни и i мри тов) с R = DH, 1.5Д( и '/» и i *||\1он11 нутыми штампованными "in ми Широко применяю! 14 i ..мт m ,i ih|h,i ю складчатыми (попурпф мш "И которые имеют на "Ч) •> »и компенсирующую иккшнии и и м i м kihc отводы Расчетная схем.i im'mik in un|i.i щщнс- дена на рис 11.4 Расчо ш и м и • иычне- ления координат ynpvioin ими pi xt и \ч Вследствие симметричнп1 i и \n|i\imi пмнр s лежит на оси v, пооюм\ \, it В расчетах учитыв.ц-ii я пи i|> и ынпг i н(> КОСТИ ИЗОГНУТЫХ учаСМкОИ (HliiMiHli) ПИ ICO- рии Кармана (коэффшцшп / «м нпжр) 6,28 3,14 , - ys= | —:—h —t—т + т 4 2/// i /ч»м i I «'//„р. 111 28) где Lnp — приведенная i ihh.i m и тмпепса- тора, м: / (i = ( 2и + 2wi 4 /> 1 l< (II 29) Значения man ясны из piu I I I
Рис 11.5. Эпюра изгибающих моментов Далее вычисляется момент инерции упругой линии оси компенсатора относительно оси xs, м\ Г 9,42 10,28т 3,14т2 1т2 + 2т + р(т + 2) A1.30) Сила упругого oinopa компенсатора Р„ Н, Рх=^у-~, (И-31) здесь Д/к — расчетная компенсирующая способность, м; Е — модуль упругости стали с учетом температуры, Н/м2; / — момент инерции поперечного сечения трубы, из которой изготовляется компенсатор, м4 *. Максимальный изгибающий момент действует в верху компенсатора (на прямом участке в месте начала из1 иба) (рис. 11.5) Ммакс = /\(Я->\), A1.32) где Н — вылет компенсатора. М — изгибающий момент в сечении на стыке с трубопроводом, обычно в 2 — 3 раза меньше. Для компенсаторов, укладываемых бесканальным способом (например, l тепловой изоляцией гидрофобными засыпками или тугоплавкими битумами), свободный изгиб прямых участков в поперечном направлении сильно затруднен или вообще невозможен. Поэтому в уравнении A1.29) 2nR =0, откуда следует: Lnp = Ъп + р + 6,28 R. A1.33) В результате уменьшения L,lp сила Рх возрастает на 30 — 40%, а компенсирующая способность уменьшается на 10—12%. Омегообразные компенсаторы, не имею- * В формулах A1.28) - A1.30) и ниже р означает коэффициент пропорциональности длины прямых участков, а не давление теплоносителя. щие прямых участков (mR = pR = 0), рассчитываются по более простым формулам: г ='!1_9,42 --— ; A1.34) к \ кп + п ' Рг = 3,14 кп + и ALEIk 197 \ 9,42 ^ (кп + 3,14) / A1.35) -. A1.36) Максимальный изгибающий момент Ммакс, Н-М, = P,v.=- kn + 3.14 A1.37) Коэффициент Кармана для гнутых отводов определяется по формуле J + 12/i J 1 10+ 12Л2 h g где h = Rbjr\p — параметр; R — радиус гнутья отвода; 5 — толщина стенки трубы; гср — радиус поперечного сечения трубы (по середине толщины стенки). Для сварных и коротко- загнутых штампованных отводов (по исследованиям ВНИИСТ) коэффициент Кармана определяется по формуле k = hSlb/\,52, A1.39) где +ctgoc); A1.40) R3 — эквивалентный радиус сварного отвода. Для сварных отводов (под углом 90°). составленных из двух секторов, а = 15°, а для от водов из трех и четырех секторов а = 11°. Необходимо указать, что в некоторых руководствах по теплоснабжению для сварных отводов необоснованно принято к = 1, что значи1ельно увеличивает размеры П-образ- ных компенсаторов. По теории Кармана напряжения изгиба под действием изгибающих моментов равной величины в изогнутых трубах в несколько раз больше, чем на прямых участках. Поэтому в расчеты вводится коррекцион- ный коэффициент шь зависящий от параметра /г Параметр h 0.5 0,3 0,15 0,10 0.07 0.05 Коэффициент т, . . . 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Более точно тх можно определить по формуле: для гнутых отводов ml =0, A1.41) I7S
Диаметр труб мм 50 100 125 150 .'1I) 300 350 400 500 А,- мм 51 108 133 159 .44 У!\ 325 377 427 529 Таблица 11 //, м 0,6 0,8 1,0 1.2 1,2 1,6 2,0 2,4 1,5 2,0 2,5 3,0 1,8 2,4 3,0 3,6 2,4 3,2 4,0 4,8 3.0 4,0 >.(» f.,0 ■t,K (>,(> 7,.Л 4.2 5,6 7.0 4,8 6А 8,0 6,0 8,0 10,0 b. мм 1200 1200 1200 1200 2600 2600 2600 2600 2970 2970 2970 2970 3520 3520 3520 3520 4600 4600 4600 4600 5500 5500 5500 5500 ШH (.800 Ш>() (>КО0 8100 8100 8100 9600 9600 9600 11000 11000 11000 l\ MM 500 500 500 500 1100 1100 1100 1100 1310 1310 1310 1310 1560 1560 1560 1560 2100 2100 2100 2100 2500 2500 2500 2500 3100 3100 3100 3100 1700 3700 3700 4400 4400 4400 5000 5000 5000 3. Типоразмеры компенсаторов с!, мм 200 400 600 800 300 700 1100 1500 •440 940 1440 1940 540 1140 1740 2340 700 1500 2300 3100 1000 2000 3000 4000 1100 2300 3500 4700 1200 2600 4000 1200 2X00 4400 2000 4000 6000 с. мм 100 100 100 100 200 200 200 200 250 250 250 250 300 300 300 300 400 400 400 400 500 500 500 500 600 600 600 600 700 700 700 800 800 800 1000 1000 1000 у. мм 150 150 150 150 300 300 300 300 300 300 300 300 350 350 350 350 400 400 400 400 500 500 500 500 600 600 600 600 700 700 700 800 800 800 1000 1000 1000 R, мм 200 200 200 200 450 450 450 450 530 530 530 530 630 630 630 630 850 850 850 850 1000 1000 1000 1000 1250 1250 1250 1250 1500 1500 1500 1800 1800 1800 2000 2000 2000 /, мм 314 314 314 314 707 707 707 707 832 832 832 832 989 989 989 989 1335 1335 1335 1335 1571 1571 1571 1571 1963 1963 1963 1963 2355 2355 2355 2827 2827 2827 3142 3142 3142 ю рис L. м 2,05 -\45 2,Н5 3,25 4,28 5,02 5.82 Ь,Ь2 5,08 6,05 7,05 8,05 6,03 7,23 8,43 9,63 7,94 9,64 11.14 12.74 9,78 11,78 13,78 15,78 11.85 14,25 16,65 19,65 13.92 16,72 19,52 16,10 19,30 22,50 19,56 23,56 27,56 11.6 А/к, мм 50 70 100 120 100 150 250 2Н0 100 180 2Ы) 310 120 ?20 2X0 350 160 240 350 420 200 310 400 600 260 400 500 680 320 470 640 300 4H 600 350 500 650 Примечания L — выпрямленная длина компенсатор;! Д/к — компенсирующая СПОСОбнОСТ Ь, при условии предварительной растяжки при монтаже п.; Л/к/2. Допускаемые рапочее давление до 2 МПа, levniepaiypa до 200"С
Рис. 11.6. Схема типоразмеров П-образных с гнутыми отводами ччя енарпых отводов m1=--0,9/h°-bl. A1.42) Напряжения изгиба на изогнутых участки \ компенсаторов следует определять по формуле М W A1.43) где М определяется из уравнений A1.32) — A1.37). При проектировании тепловых сетей нет необходимости рассчитывать каждый из устанавливаемых П-образных компенсаторов по вышеприведенным формулам. Это может тнрсбоваться только при проверке прочное i и и компенсирующей способности компенсаторов с заранее заданными размерами ики при выборе их наиболее рациональной конфигурации (например, отношения ширины к размеру вылета). В табл 11.3 приведены монтажные гипо- размеры и компенсирующая способность П-образных компенсаторов, изготовленных по схеме рис. 11.6, в табл. 11.4—11.7 — параметры компенсаторов с гнутыми и сварными отводами. В табл. 11.8 содержатся технические характеристики труб и отводов. В магистральных трубопроводах большой прот яженности возможно снизить гидравлические потери при циркуляции теплоносителя заменой П-образных компенсаторов на L-образные, которые имеют в два раза меньшее местное гидравлическое сопротивление. При этом также уменьшаются трудозатраты на изготовление сварных отводов компенсаторов. Увеличение затрат металла (труб) на из1 отовление L-образных компенсаторов не превышает 10—12%. Расчетная схема компенсатора представлена на рис. 11.7. Координата упруiого центра \\, м, _ R Г@,85 + 1,1 т) + R (т + f>)@.58 + 0,7m) "I A1.44) Приведенная длина оси 1^р, м, LnP = 2nR + — + 2mK + pR. A1.45) к Статический момент инерции Ixs, м3, IX5 = 0,25m3R3 + m2R3[ 0,4 + --^^ + mR3 @,\6 + ~ ) + 0,37 — + к) к + PR3 @,58 + 0,7m) - Lnp^2s. A1.46) Максимальный изгибающий момент Ломаке Нм> MMdKC = Рх (Q,lmR + 0,587? - у,), A1.47) где Px-A/K£///xs. Компенсационное напряжение изгиба на изогнутом участке, в вершине компенсатора М W величина ак приведена выше. Напряжения изгиба от собственной массы компенсатора в данном случае не учитываются. -X Рис. 11.7. Расчетная схема L-образных компенсаторов Г)
Таблица 11.4. Осевые силы Рк, кН, для П-образных компенсаторов с гнутыми отводами при Д/к = 1 см Выле г компенсатора Я. м 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9.0 10,0 Условный диаметр труб, мм 80 0,3 0,18 0,1 0,08 100 0,6 0,3 0,2 0,12 0,10 0,08 0,05 150 0,9 0.6 0,4 0,25 0,20 0,15 0,10 200 2,0 1,8 1.0 0,6 0,5 0,3 0.2 0,12 0,10 0,08 0,05 250 3,0 2,0 1,2 0.9 0,7 0,4 0,25 •0.20 0,15 0,10 0,08 300 3,0 2,0 1,4 1.0 0,6 0,4 0.3 0,2 0,18 0.12 400 3.0 2,0 1,8 0,9 0,6 0,45 0,35 0,25 0,2 ^00 3,0 2,2 '1,4 0,9 0,6 0,5 0,35 0,30 Примечания Приведенные в таблице величины Рк следует умножить на расчетную величину удлинения трубопровода Д/к, см Таблица 11.5. Осевые силы Рк, кН, для П-образных компенсаторов со сварными отводами при А /к — 1 см Вылет компен елт ора //. м 4 ft 7 К Ш 1 1 12 П 14 IS 200- 250 0,35 0,20 0,15 0,10 300 1,1 0,7 0,45 0,3 0,22 0,18 0,12 400 2,0 1,1 0,75 0,5 0,38 0,30 0,22 Условный диаметр труб, мм 500 2,5 1,5 1,0 0.7 0,5 0,4 0,35 0,25 0,20 0,18 600 6,0 3,0 2,0 1,4 1,1 0,8 0,6 0,5 0.4 0,35 0,30 0,25 700 4,0 2,5 1,8 1,3 1,0 0,8 0,65 0,5 0,4 0,35 0,3 800 3,0 2,1 1,6 1,2 1,0 0,8 0,7 0.5 0,45 0,40 900 4,0 3,0 2,2 1,6 1,3 1,1 0,8 0,7 0,6 0,5 1000 4,0 3,0 2,5 1,8 1.6 1,5 1.0 0,8 0,7 1200 4,5 3,5 3,0 2,4 1,8 1,6 1,3 1,2 Примечание Приведенные в таблице величины Рк следует умножить на расчетную величину удлинения трубопровода Д/к, см Таб.1 и ц.| 116 Компенсирующая способность Д/к, мм, П-образных компенсаторов с гнутыми отводами Выле! компенсатора Я, м 1,5 2,0 2,5 3 3,5 4 5 6 7 8 9 10 so - 80 ПО 250 330 400 500 Условный 100 140 250 280 350 450 500 150 160 320 280 350 420 550 диаметр труб. 200 — 250 150 180 250 300 350 450 600 100 160 200 250 310 400 500 600 мм 400 140 170 200 250 320 410 500 600 500 140 170 200 260 350 400 500 570 650 Примечание Составлено при стк = 160 МПа с учетом предварительной монтажной растяжки компенсаторов на 50% расчетного температурного удлинения трубопровода
Таблица 11.7. Компенсирующая способность Д/к, мм, П-образных компенсаторов со сварными отводами Вылет компен- са гора Н, м 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Условный диаметр труб, мм 200- 250 160 220 270 350 400 300 130 170 220 260 310 360 400 400 100 140 180 220 260 300 350 380 500 160 190 230 260 300 330 370 420 600- 800 180 200 230 270 300 330 370 400 900- 1200 180 200 230 260 300 320 370 400 Примечание Составлено при <тк = 160 МПа с учетом предварительной монтажной растяжки компенсаюров на 50% расчетного !емпературною удлинения трубопровода, 1. е. на Д/,/2 11.7. Расчет трубопроводов на самокомпенсацию температурных расширений Трубопроводы, самокомпенсирующиеся за счет собственной i ибкости, находят самое широкое применение в проектировании и строительстве тепловых сетей. Участки трубопроводов с самокомпенсацией наиболее надежны в эксплуатации, не имеют утечек теплоносителя и не требуют роулярного наблюдения за работой. Посредством неподвижного закрепления трубопроводов на опорах, устанавливаемых в ряде точек по длине трассы, можно так распределить температурное удлинение труб под влиянием нагрева Д/, между отдельными участками, что перемещения труб, усилия и напряжения в них не будут превышать допустимых заранее заданных величин. Наибольшее применение имеют следующие самокомпенсирующиеся схемы трубопроводов: плоскостные Г-образные с прямым или тупым углом поворота, Z-образные с тремя расчетными участками, пространственные Z-образные схемы с тремя участками, расположенными в трех различных плоскостях (применяются только в пределах котельных, бойлерных, насосных перекачивающих станций). Для расчета компенсационных напряжений и усилий ниже использован известный метод упругого центра, детально рассмотренный в [128, 134]. Г-образная схема (рис. 11.8) получила наиболее широкое применение. В приведенных ниже формулах !{ и /2 — длина прямых участков, R — радиус изгиба отвода, ys и xs — оси координат с началом и ючке s — упругом центре, xs и ys, м,— координаты центра упругости в системе х, у с началом координат в точке В [134]: п2 0,57 —- + 0,511 + 12R у, = —; ; A1.48) 0,5/2 — , A1.49) где приведенная длина оси Lnp, м '~"Т' О1-50) момент инерции осевой линии Ixs, м3, относительно оси xs: Ixs = 0,35^ + !± + l\R + 12R2 - Lnpys2; A1.51) момент инерции осевой линии /vs, м\ относительно оси ys: hs =~ + (iR + liR2 + 0,35 ^- - Lnpxs2; A1.52) 1 Уз. ,-nR ф А '• i4^ xs ^ • s X У В X R С Рис. 11.8. Расчетная схема Г-образных самокомпенсирующихся трубопроводов
центробежный момент инерции осевой линии lxys, м3, относительно осей \Л и \\ Ixys = Q,07~ -Lnpv ,ч (II.Я) Силы упругого отпора /\ и /•",. II = ШД/Л, + д/Л.) (||54) У$ h i ie Д/у — температурное \ i unit иш- участка /. в направлении оси i м Л/, юмиера- i vpnoe удлинение учасi k.i /, и направлении ОСИ X, М. Изгибающий MoMuii в сечении А М.4 = Р,(/, i К s) /\js, (И %) в сечении ( Мс - /'. I/ \ К г») - Р,х5, A1.57) в сечении /' MB=Pvd4 и "J/Oi /',(*,-0.29Я). A1.58) KiiMii» in .iiiiiiiiiiihc напряжение изгиба ак на нрчмчм \ 'пи i ко ак = M/W, II.I I! MM П\ I ОМ <(>|>рмулы A1.48) —A1 58) дают возмож- ш к п. io'ihoi о определения компенсационных напряжений в Г-образных схемах с прямым yi uiM. Более сложный расче! Г-образных с\см с тупым углом приведен в [128, 134]. Расчеты по формулам A1.48)-A1.58) показывают, что максимальные из1ибающие момешы и напряжения действуюi в сечениях А и С более коротко/о участка в случаях, когда 8 ^ л ^ 2 при любом соотношении п/р (см. рис. 11.8), где п — /,/R: v = I2/R. На изогнутом участке в сечении В напряжения увеличиваются и становятся равными напряжениям в сечениях А и С при cooi- ношении п/р = 1, п/р = 2 или п/р = 3 при условии, что р находится в пределах о/ Шло 20. Учитывая, что по теории Кармана на изогнутых участках труб из1ибаюшие напряжения увеличиваются по сравнению с прямыми участками, следует проверять прочность в сечении В по формуле ак = Мвпц/W, и в тех случаях когда Мв меньше, чем М^ или Мс. Для трубопроводов Г-образной конфшу- рации с длинными прямыми участками, Рис. 119. Расчетная схема Z-oopa nn.i\ самокомпенсирующихся трубопроиод'ж дополнительную гибкость отводов можни но •учитывать, если /, или 12 больше A0 1 ч/\. i.e. принять R = 0, к= 1. roi да форм\ ни A1.48). A1.58) существенно упрощаю км ,„,.., I I (И) 3 n+l ' ' vs 3 n 0,25m2/? //'/, /X)S ■=---: A1.61) y, = 4 и + 1 2(н i I] / J'. = + где n = 12/1\.. Силы РЛ и Р, iii.i'iiu тюки по формулам A1.54), A155) M.im. hm.i h.iii.ii) из!ибающий момент на iiciioiiiiuiiihi onnpc корот koi о плеча M A = PvVj, — P, (/, ч) HI <>4) Pacnei Z-обрашого иминтшпк нрую- щег ося теплопровода (piil П'Мпонч i m*cn Первоначально опрецмяшпя мшр пш.пы упругого центра. )s = 3I4K~ R -' - - -f 1,57 -Л. fO.^/' / /v1 i / /, i '«/, A, /v I 1 I 11 1 67) /„ = 4.7 Л— + 5,14R' I, t h/'V I Л'1/, /M|,r,2: (I I M) y, = - l]+—4+Rli + 0,7---/.„,,>;. (N69)
/,R)-Lnpx,v, A1.70) Силы Px и Р, определяются по формулам A1.54), A155) Максимальные изгибающие моменты, ее ни /,.>/,, действуют в сечении на прямом у час же М t =P)(l3 + R — xs) — -Px(l2 + 2R-y,)- A1.71) на изогнутом /V/, /', (*ч + R) — Рх х *(l2 + 2R-y,). A1.72) И случаях, когда /3 < /], максимальные изги- Киощие моменты лени муки в сечениях -I н С - /\ A1.74) Дня симметричных /-ofipa nn.ix схем при /, /, с длинными прямыми учаечками и при R 0, к =-= 1 формулы A1 6S), (| 1.70) существенно упрощаются: /„ = 2/3/?; /,„ м/1 A1.76) ГДС // - /;//,. СИЛЫ Рх, /J, ОПрсЛСЛЯЮТСЯ ПО формулам A1.54), A1.55), н коюрых Д/Л — тем 1 irpn Iурное удлинение ihvx участков /t ранной длины, Aly — удлинение участка /2. Существенная экономия ipyO и сокращение i рудовых затрат на мотажно-строи- ie п.иые работы для lennoin.ix магистралей ооныиого диаметра oi инородных ТЭЦ и акшных станций геплоеипожеиия (ACT) с прямыми участками Пои.той длины, прокладываемых надземным способом, могут быть получены при иепоныовании зигзагообразной самокомпепсирующейся схемы [160], представленной на рис 11.10. Неподвижные закрепления труб расположены в точках пересечения осей трубопроводов (зигзагообразных) с осью трассы. Компенсация температурных удлинений осуществляется за счет свободного перемещения труб на углах поворота. Данный способ испытан и находит практическое применение в строительстве магистральных надземных i азопроводов, прокладываемых в районах Крайнего Севера. Осевая компенсационная сила, передаваемая на неподвижные опоры, определяется из уравнения 3 cos ipEIaAt Рк~ Т ' A1.77) 1де ф — угол на пересечении оси трассы с осью теплопровода (рис. 11.10);/— расстояние крайних точек (вершин углов поворота) от оси трассы, м; а — коэффициент линейного удлинения для стали. Максимальный изгибающий момент действует в угловом сечении: '"макс =г * к/ Максимальное температурное перемещение трубопровода на углах поворота, направленное перпендикулярно оси трассы, д/= yl -/, A1.78) где Lj — длина участка от неподвижной опоры до угла поворота, м; L— расстояние между неподвижными опорами по оси трассы, м. Для расчета компенсации трубопроводов большого диаметра (D% = 1000 ч-1200 мм) рекомендуются следующие исходные величины: L^ 200 м; /= 8-г-10 м, угол ср определяется из прямоугольного треугольника со сторонами: Lj, L и f; для Dy = 1400 мм L = = 200 м,/£ 10-5-12 м. Окончательную пригодность предварительно принятых при проектировании размеров прямых и изогнутых участков самокомпенсирующихся трубопроводов следует проверять после определения стк по вышеприведенным формулам, полученным из условия —к— Неподвижные опоры, н.о Рис. П.10. Расчетная схема зигзагообразного самокомнеисирующеюся i ру(~>опровот.а
Таблица 118 Техническая характеристика труб и отводов ю Си г1 D- 5J § Условный Dy мм 50 70 80 100 125 150 200 250 250 300 300 350 400 400 4*0 450 500 500 600 600 700 700 800 800 900 900 1000 1000 1000 1200 1200 1200 1400 1400 1400 с ь- с п> 2 « ч s 2 х ^ о. re r 57 76 89 108 133 159 219 273 273 325 325 377 426 426 478 478 ^29 529 630 бзо 720 720 820 820 920 920 1020 1020 1020 1220 1220 1220 1424 1424 1424 ю с а i S §1 >■* х 51 70 82 100 125 150 207 261 259 313 309 359 412 408 464 462 513 511 614 612 704 700 802 798 902 896 1000 996 992 N98 1196 1192 1400 1396 П88 ю а и s U о Толщина 3 5 40 4 45 6 6 7 6 8 9 7 9 7 8 8 9 8 9 8 10 9 11 9 12 10 12 14 и 12 14 12 14 16 2 ° S к X X сеч* Площадь 5 1 68 94 13 ) 14 22 40 50 3 58 60 1 80 104 88 117 100 118 m 147 156 176 190 223 229 279 258 342 317 365 442 417 465 5^0 531 618 706 Mom hi инерции / см4 lh 6 45 9 84 177 337 652 2279 4484 5177 7647 10 000 17 600 20 300 ■55 625 28 700 32 608 44670 49 720 75 600 84 600 ИЗ 100 140 500 188 600 228 631 267 300 352 640 404 740 482 800 557 457 762 883 834 200 960 594 1316 000 1527230 1 740 000 к X X 5J Г1 н о с с о о 2 « О 6 5 12 1 189 32 8 50 8 82 208 328 380 470 616 935 955 1203 1200 1364 1685 1880 2400 2690 3150 3920 4600 5576 -.811 7666 7936 9467 10930 12 606 13 630 15 747 18 540 21510 24 520 о m н о X = а *ла. л Urn >N Радиус гн; дов R мм 230 300 360 430 530 640 870 1100 1100 1300 1300 1400 1700 1700 1900 1900 2100 2100 — — _ _ _ _ _ _ _ _ _ — _ — - о я се оа о иус ч 2.2 •Условный водов R \ — 150 175 200 250 300 300 350 350 400 450 450 500 500 550 5М) 650 650 750 750 850 850 950 950 1050 1050 1050 1150 1150 1150 1450 1450 144) h = — х 1 для гнуты отводов R-4DV м 0 95 071 0 69 0 64 0 51 0 48 0 46 0 43 0 43 041 041 0 3 0 23 0 23 02 0 2 02 02 _ _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5Я '«■Р X S S - Г" f— о is 0 17 0 15 0 14 0 12 1) Р 0 11 0 II 0 I 0 06 0 06 0 06 0 06 0 05 0 05 0 06 0 06 0 05 0 05 0 05 0 06 0 05 0 04 0 04 0 04 0 04 0 04 0 04 0 04 0 04 0 04 0 04 Коэффициеш Кармчна А X о к m 0S7 0 1) 1) 1 0 V) о ч 1) ") О ""К 0 "Ч 1) "Ч 0 S A ■"> A 1"> 0 Ы 0 14 п р » 12 0 13 о п _ _ _ _ — _ _ _ _ 2 о. 2 о о Ж оэ 1о 0 15 0 IS I) П 0 12 1) 11 0 II 0 I A 1 A 1 0 07 0 07 0 07 0 07 0 06 0 06 0 06 0 06 0 06 0 06 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 0 05 Ко>ф фиции< г концснт рации папря жышй т\ для гн\ты отводов 0 9 1 1 2 4 5 5 6 6 6 1 6 1 7 24 24 2 h 2 6 2 5 2 5 - — _ _ _ — _ _ _ _ _ — — — - X 3 для сварн1 отводов _ _ 2,6 2,7 29 3 33 3 3 35 35 37 50 5 5 5 58 58 58 5 5 8 58 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 прочности при одновременном действии всех нагрузок В общем виде это условие выражено стед}ющим уравнением \/м\ + м\ W + A179) где R2 — нормативная величина (см выше) Рк — сила трения в сальнике компенсатора Мв — изгибающий момент от весовой нагрузки Мк — изгибающий момент от компенсации температурных удлинений а) — нэп ряжение от внутреннего давления по формуле A13) W— момент сопротивления поперечного сечения трубы (мбл 118) Для вопушппх (и темных) прокладок следует юно пит ими v ттывать изгибающее напряжение в трубах от ветровой нагрузки действующей в горизонтальной пчоскости Расчеты на самокомпенсацию прост ран ственных схем трубопроводов значите гьно с южнее так как требуют опреде гения боль шо1 о кочичества неизвестных ветчин си i, изгибающих и крутящих моментов Графики разработанные Юртиоиом [149], позволяют упростить и ускорим расчет пространственной схемы сое тятей из трех прямых участков Расчеимя схема представлена на рис 1111 Пример расчета по графикам рис 1112 — 1117 Заданы стедующие величины L, = 200 см, L2 = 300 см / , - 600 см
Рис 1111. Расчетная схема пространственного трубопровода из трех участков. Рх> Р>п ?z - составляющие компенсационных сит в направлении л, у, z, Mxy Мх, - изгибающие моменты, Myz - крутящий момент ъ ь 7 6 5 4 5 2 1 / ш ш \ У* «—*. ■-^ R: L3/L^'n3'i,0 / у Е Z У, ~— ■нот 5» > ■ —ни / |/ г^ м у* у* ■■■«1 / / У У .— ■es > / / / У у\ у \У *^ *—• —■ 1>1 / / у у, ^*- •—— у У —— ... — У^,Ъ ^» ^» —h" 2 3 4 5 T| II \\ . \ l\ 1 H -1 J 4tr- Щ Wo \\\ л 4^ -,.J a - T,2 — 1,0 - ^0 — 0,6 - 0,4 — 0,2 0 X V 4 4 1 V \ 4 v 3*" Ld L3 J ^s ^**^ 4 / ? 3 < 1 2 3: ill у 2 7 ,J ъ р*Уг му Lj/Li 1J 1,5 = ? i —r EK 5 5 IB. ■—« ШВЖ SS — Рис. 11.13. График определения коэффициента b и силы Ру С 11A ill ym i _., I \ьб\ f< 1, \0) 1 г в 2 I t ft— - V ж 1 — ^ ■> s K: 2~ Ё kd 2 J 4 5" £ ж ПК i mm Рис 11.12. График для определения коэф- 7 фициента а и силы, Р„ действующей в Рис 11 14. График для определения коэф- пространственном трубопроводе фициента с и силы Рг 183
Изгидающий момент Рис 11 15 График для определения коэффициента и и крутящего момента Му1 II \1 \ \ \ \ \ X' \ 1 \ -\ \ 0,8 0,6 0,4- 0,2 п \\\ "; 4- £ ^^ iS ^S ,/Lr=n3- ц ■г *Ч \ ^в 2 , рЛ^\4 £ U 5 6 ч 1 > J г изгидающай момент Рис 1116 График для определения коэффициента v и изгибающею момепы М xz I I I I 3 4 EIocAt Крутящий м момент мхи = Рис 1117 Графии для определения коэффициента и и изгибающего момента Мху DH = 2l,9 см Толщина стении трубы 5 = = 6 мм / - 2280 см4, F= 17000 кН/см2, д, = 400 °С Коэффициент температурно! о удлинения ос = 12,7 10~& Ось х napaiieibfia Lu ось у паралле 1ьна оси L2, ось — учаику L3 Требуется опредетить состав 1яюи(ие реактивной силы Рх, Руч Р. ил ибающие моменты Myz, Mxz и крутящий момент МХ) По соотношениям д шны участков и2 = L2/Li - 300/200 = 1,5, п3 = L3/L! = = 600/200 = 3 По графикам находим числовые значения коэффициентов а = 0,34, Ь = 1,18, с = = 2,25, и = 1,2 о = 1,8 w = 0,75 Далее определяем силы реакции Z>8(M2/MCT<M00) 2002 _(£/аДг)а_ х 0,34 = 4,91 0,34 = 1,67 кН, р= ie'_ = 5,8 кН, 2,25 = 11 кН 1X4
Изгибающие моменты, действующие в сечении а (см. схему) _(EJaAf)»_A70O0-2280-12,7-lQ-6-4O0) x у*~ Li 200 х 1,2 = 984-1,2 = 1190 кН-см; Млг=(-^^ = 984-1,8=1770кН-см. ■ = 984-0,75 = 738 кН-см. Крутящий момент, действующий в плоскости ху _ (FJaAt)w ху ~ ~Т1 Напряжение изгиба при компенсации температурных удлинений ак определяется по результирующему моменту: М = \/M2yz + M2XZ = = l/l 19О2ТТГ7ОТ = 2140 кН • см; МРН _ 2140-21,9 11 2-2280 или 102 МПа. Напряжение кручения = 10,2 кН/см2, о кр 4/ 4-2280 или 17,7 МПа. Суммарное эквивалентное напряжение от изгиба, кручения, внутреннего давления теплоносителя и сил реакции по условиям прочности, уравнение A1.79), не должно превышать нормативную величину R2- 11.8. Расчет усилий, действующих в бесканальных трубопроводах Особенности расчета трубопроводов на компенсацию температурных удлинений и на прочность заключаются в необходимости уми1ывать действия больших осевых усилий и напряжений, вызванных силами трения в |рунге, и невозможности поперечных (по о i ношению к оси) перемещений зажатых окружающим грунтом трубопроводов с монолитными теплоизоляционными оболочками (армопенобетон, битумоперлит, пенопласт и др.). Указанное обстоятельство требует устройства каналов на углах поворота трассы и в местах установки П-образных компенсаторов. Ограниченной подвижностью труб в поперечном направлении в некоторых определенных пределах обладают бесканальные трубопроводы с засыпной теплоизоляцией — г идрофобный, сепарированный мел (протексу- лейт), асфальтоизол, что позволяет частично использовать для самокомпенсации температурных удлинений труб угловые, бесканальные участки трассы, т. е. получить 100%-ную бесканальную прокладку по всей длине трассы. Вследствие действия больших осевых усилий от трения в грунте во время нагрева и охлаждения трубопроводов сильно увеличиваются сжимающие и соответственно растягивающие напряжения в стенках труб и усилия, передаваемые на конструкции неподвижных опор. В ряде случаев это обстоятельство требует увеличения размеров щитовых неподвижных опор и усиления упоров, приваренных к трубам. Уменьшение осевых усилий достижимо при уменьшении расстояний между компенсаторами, однако эт о увеличивает общую стоимость тепловой сети и затраты бетона и металла. Чисто теоретически силы трения в грунте Ртр могут быть определены из уравнений: A1.80) A1.81) В формулах A1.80) и A1.81) р — объемная масса 1 м3 грунта; tg ф — коэффициент трения грунта; Н — заглубление до верха теплоизоляционной конструкции трубопровода, м; DH — наружный диаметр теплоизоляции, например для цилиндрической оболочки из армопенобетона. Для изоляции из битумоперлита, в которой перемещения теплопровода происходят внутри оболочки, DH равен наружному диаметру труб; «=1,2 — коэффициент перегрузки. Формула A1.81) справедлива для труб малого и среднего диаметра, для которых интенсивность вертикального давления i рун- та р = рН равна горизонтальному (боковому) давлению q. Для трубопроводов диаметром более 250 мм следует учитывать неравенство этих давлений, при этом N = A1.82) где р = рН — интенсивность вертикального давления грунта, отнесенная трубопровода; н А 2 к 1 м длины tg2D5-cp/2) A1.83) — интенсивность бокового давления iрунта. Расчеты усилий трения по формуле A1.80) требуют знания значений р и ф, которые изменяются в широких пределах в зависимости от характера и рода iрунта (песчаные, глинистые, растительные, каменистые и др.), что в ряде случаев не представляется возможным. Более ючно силы трения РТр определяются нспоередс! венными измерениями на действующих ipvfmiipnun iax IKS
и существенно различны для различных бесканальных конструкций и материалов тепловой изоляции Существует зависимость между температурным удлинением бесканального трубопровода А/, и перепадом температуры Д( т е разностью расчетной и монтажной темпера тур в режиме его нагрева ичи охлаждения В начальный период нагрева и аи охлаждения температурные перемещения возникают только на небольшой длине теплопровода, непосредственно около компенсаторов С увеличением температурного перепада At перемещения распространяются на всю длину компенсирующего участка L при этом температурное усилие Р, которое равняется Р, = aEAlF A184) становится равным силе трения ' тр = PjpLi, где а — коэффициент линейного температур ного удлинения для стали, Е — модуль упругости стали, F — пющадь поперечного сече ния стенок трубы, L— длина участка трубопровода от компенсатора до неподвижной опоры Дальнейшее увеличение At обозначаемой Лгмакс> не вызовет возрастания температурных усилий и напряжений в стенках трубопровода с компенсатором т е Pi = ртр ~ a£AfMaKC = РтР£. откуда ЛГмакс = PrpL/OLEF A185) На рис 11 18, а представлена зависимость температурного усилия Р, от At на рис 11 18, б — зависимость компенсируемого удлинения трубопровода от At Прямая О А представляет температурное удлинение трубопровода не встречающего сопротивления трения определяемое уравнением Л/, = aLAt A1 86) Кривая ОЬВ (с прямым участком БВ) представляет собой зависимость температурного удлинения от Агмакс для трубопровода, которому противодействуют силы трения в грунте В точке Ь2 которая соответствует перепаду температур AfMaKt ус и ше Р, достигает максимального значения которое с дальнейшим изменением температуры остается постоянным На участке кривой ОБ удлинения трубопровода в зависимости от At происходят по квадратичной зависимости, так как A/t по закону Гука будет уменьшена на величину деформации, вызванной силами трения и определяемой уравнением 2 A187) At Рис 11 18 График зависимости температурных удлинений А/, и осевых сил Ртр для бесканальных трубопроводов Коэффициент 1/2 в формуле (I I 87) соответствуем линейному закону распределения сил i рения рф по длине участка теплопровода — от нулевого значения (у компенсатора) до максимального в конце участка у непо (вижной опоры И шенение длины участка L из-за изменения температуры па At с учетом противодействия сил трения определяется Л/, - LaAt - п /2 2EF A188) откуда по известным (из опыта) А/, и At определяется расчетная интенсивность сил трения A189) L \ Из графика рис 11 18 б следует, что при Аймаке измеренная А/, меньше теоретической, определяемой уравнением A186), на так называемую недокомпенсацию (отрезок прямой БгБъ на графике), которая составляет 50% теоретической величины (отрезок прямой ОБ,) На рис 11 19 представлено распределение сжимающих осевых сил трения в бесканальных трубопроводах с тремя различными вариантами установки сальниковых компенсаторов, соответствующее периоду нагрева при пуске при условии, что температурный перепад превышает значение Агмакс, определяемое уравнением A1 85) Наибольшие усилия действуют в местах установки неподвижных опор Значительно
н.о н.о н.о pL /2+Рк н.о н.о Условные одозначения: —G-— Сальниковый компенсатор ^ н.о Неподвижная опора Рис. 11.19. График распределения сил Ртр в бесканальных трубопро- нодах в зависимости от принято, о способа (схемы) установки компенсаторов: I/ с односторонними компенсаторами; б — с «плавающими» компенсаторами, в — с двухсторонними компенсаторами ее усилие действует непосредственно V комитеторов. Определяемые по уравнению A127) силы трения относятся к нор- мин.им работающим компенсаторам, не имеющим перекосов и заеданий в грундбуксе. При перекосах осей компенсируемых участком i руйопровода, вызванных неравномерной (кадкой основания под трубами, неизбежно in» ipiic nuoi силы трения Рк, не поддающиеся |рорсчическому расчету. 11рм полном отказе работы сальникового htiMiiciicaiopa возможно увеличение напряжений и аенках труб до большой величины, равной + ст, = Hi представленных на рис. 11.19 трех i чем преимущество принадлежит схеме с м ПИШЮ1ЦИМИ компенсаторами, для которой расчетная сила трения: будет в два раза меньше по сравнению с другими схемами. Если компенсаторы ycia- новлены в середине расстояния между неподвижными опорами по схеме рис II l(),tf, то возможно в два раза уменьши п. коии- чество устанавливаемы^ комиепса трон по сравнению со схемами рис II 11>,</ м в Суммарное (сжимлюнич-) н.шряжепис н стенках труб при Гчтк.ны и.noil прок i.i ikc определяется по урлпнгпию 11 I 6) i linu'iioh сил трения и опор.и ui i.imii i ренин и грунте Р1р Рекомендуем.iи р.к чп пни шипщишт и, сил i рения нрппг ты и i.hm I I '< Мри COOIBCICI liyiOIUCM IM.Il'np Dll I'M' и i /
Таблица 11.9. Расчешая интенсивность сил трения грунта для бесканальных трубопроводов (при заглублении Н = 1 4- 1,5 м) Наименование Наружный диаметр труб с теплоизоляцией армопенобе- тоном, мм Интенсивность сил трения для армопенобетона/?тр, кН/м Интенсивность сил трения для засыпной теплоизоляции Pip, кН/м 100 250 6.5 3 150 300 8 4,5 200 350 10 6 Условный диамсф 250 430 12 7,5 300 480 14 9,5 350 550 16,5 10,5 400 600 18,5 12 груб 500 740 21,5 16 Dy 600 840 25 мм 700 940 28 — 800 1040 32 — 900 1140 34 — 1000 1240 36 — суммарное напряжение не должно превышать значения R2, которое зависит от наименьше! о условного предела текучести трубной стали с учетом механических свойств принятой марки стали Для трубопроводов с Dy ^ 2504-300 мм выбранную по расчету на прочность длину участка следует проверить по условию сохранения устойчивости труб на продольный ии иб Проверка необходима на случай порожного аварийного отказа в работе сальниковых компенсаторов. При этом резко вофастают осевые сжимающие усилия, которые Moi ут достигнуть критической величины, вызывающей продольный изгиб. Кроме ука- )анно1 о случая, расчеты на устойчивость необходимы для намечаемого проектирования бескомпенсаторных трубопроводов, в первую очередь для обратных труб. Потеря устойчивости (по опыту прокладки подземных газо- и нефтепроводов) наблюдается на изгибах труб от температурных напряжений как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, с выходом труб и) фаншей и приподниманием выше уровня i рун га, особенно часто наблюдаемым на участках трассы, с укладкой трубопроводов на небольшой глубине (Я = 0,54-0,7 м). Следует тмегмть, что устойчивость бесканальных грубопроводов значительно выше, чем при канальной прокладке, за счет упругою противодействия окружающего грунта, которое должно учитываться в расчетах. Точность приводимых ниже теоретических расчетов устойчивости трубопроводов на продольный изгиб зависит, главным образом, от точности определения реактивного, упругого отпора окружающей трубу грунтовой среды, К, Н/м2. Критическое осевое усилие, вызывающее продольный изгиб при нагреве труб, определяется уравнением: A1.90) где Е — модуль упрутаи стали, Н/м2; / — момент инерции поперечною сечения трубы, м*; К — реактивный oinop ipynia, Н/м2. Для слабых водопасыщенных фунтов К = 5-10* Н/м2, для песчаных средней плотности К = 105 Н/м2, для шинных, уфамбо- ванных грунтов К = 5- 10* Н/м2. При проверке устойчивости на продольный изгиб в вертикальной плоскости по формуле A1.90) реактивный отпор учитывается коэффициентом К2. При малых (в пределах Я = 0,74-1 м) за1лублениях трубопроводов К2 = 2,5-104 Н/м2; при больших (Я = = 1,5 4-2 м) заглублениях К =5-10* Н/м2. В случаях, когда Ркр < Р, = aEAtF, для увеличения устойчивости следует уменьшить расстояния L, м, между неподвижными опорами, которые могут быть определены по формуле V^SL (,,.91) В бескомпенсаторном трубопроводе при нагреве действует напряжение сжатия, определяемое из уравнения а, = aEAt — 46 A1.92) где 5 — толщина стенки трубы; р — давление теплоносителя в трубах. По условиям прочности можно определить максимально допустимую при эксплуатации температуру нагрева труб, принимая а, = R2 ■ 45 A1.93) В = 1,6 соответствии с МПа, R2 = 300 расчетом для р = МПа в среднем AtMaKC = 130°С. Следовательно, при температуре воздуха при монтаже — 30 °С нагрев труб при эксплуатации может достигать t = = 100 °С, а при нагреве труб в период мон- IKK
тажа до 25 ГС температура теплоносителя в трубах может быть увеличена до !50'С. Условие устойчивости бескомпенсаторных трубопроводов на продольный изхиб требует выполнения условия: Р, <РкР, (П.94) где Р, = а£Лгма1а£. Проведенные расчеты указывают, что это условие (с коэффициентом запаса 1,5 и более) выполняется для всех трубопроводов диаметром 200 мм и выше. Трубопроводы диамефом 150 мм и меньше, нагреваемые на 100 °С и выше, требуют установки компенсаторов. Глав а д в е ti а дц а т а я ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 12.1. Сравнительная экономическая эффективность капитальных вложений Показателем сравнительной экономической эффекi ивности капитальных вложений инляется минимум приведенных затрат. При- педснные затраты но каждому варианту предсчавпяют собой сумму ежегодных издержек производства (себестоимость продукции) и клип|альных вложений, приведенных к одинаковой размерности в соответствии с ко >ффициентом эффективности. Приведенные затраты определяются по формуле. За = ЕцКа + Я„. A2 1) i до <„ приведенные затраты по варианту а; //|( ежа одные издержки производства по mipiiaiiiy а; Ка — суммарные капитальные И'южепия по варианту а и £н — нормативный ко»ффипиент эффективности капитальных 1Г1ОЖСИИЙ. Пока кнели К к И могут применяться кик и ионной сумме капитальных вложений и in к'ржек производства (себестоимости про- iVkiiHu). 1ак и в виде отдельных величин ми единицу продукции. И» числа рассматриваемых вариантов, hiiih/ii.iH hi коюрых обеспечивает получение и iiiiiiiKoiioi о количества и качества продукции, наиболее экономичным следует считать iHipiuiiii / для которого них лет к текущему моменту nyieM применения коэффициента приведения: 3, = мин. A2.2) Km капитальные вложения рассредото- '1шы по i одам строительства и имеет место нгрноа нременной эксплуатации строящегося • iiii.i'hui. ю сравнение вариантов следует м|ц ntiHinii. приведением затрат более позд+■ A2.3) где К, — капитальные вложения в год t; £н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; £н п — нормативный коэффициент приведения разновременных затрат: t — год приведения затрат, один и тот же для всех вариантов. За год г рекомендуется принимать год начала эксплуатации объекта, т — период строительства (временной эксплуатации). Значения нормативных коэффициентов эффективности капитальных вложений £н и коэффициентов приведенных разновременных затрат £н п принимаются в энергетической отрасли: £„ = 0,12 и £н „ = 0,08. Определение капитальных вложений и ежегодных издержек производства в сравниваемых вариантах должно производиться исходя из сопоставимого уровня цен (стоимостей) и равной достоверности исходных материалов. При выборе наиболее экономичного варианта магистральных, а также распределительных сетей с тепловыми пунктами капитальные вложения на их сооружение должны определяться по сметам (см. гл. 27) Однако такой метод слишком фудоемок. Поэтому, как правило, в этих случаях используют удельные укрупненные показатели затрат на сооружение. Такие показатели обязательно должны учшывагь местные условия производства pafioi (местные материалы и конструкции, rp;inciiopiHbie расходы и пр.) При определении капитальных вложений на сооружение rviai исi paiii>iii>ix сетей должны отдельно учим.шаи.ся uiipan.i па специальные сооружения (см in I1)), как-ю IX'J
Таблица 12.1. Нормы амортизационных отчислений, % к балансовой стоимости Группы и виды основных фондов Здания производственные одноэтажные бескаркасные со стенами облегченной каменной кладки Трубопроводы тепловых сетей стальные, работающие в условиях непроходных туннелей с воздушным зазором (подвесная изоляция) Электродвигатели мощностью, до 100 кВт более 100 кВг Насосы центробежные Приборы для контроля и регулирования технологических процессов (за исключением приборов температуры) Приборы для измерения и регулирования температуры Машины электронные цифровые с программным управлением общего назначения, специализированные и управляющие Специальные автомобили (аварийные, мастерские и т. д.) Универсальные и специализированные станки массой до 10 т, работающие металлическими инструментами Краны на пневмоколесном ходу грузоподъемностью до 16 г Экскаваторы одноковшовые на пневмоколесном ходу с ковшом емкостью: до 0,25 мя от 0,25 до 0,4 м1 Шифр 10003 30121 40200 40201 41503 47036 47037 48000 50412 41006 41703 41805 41806 Общая норма амортизационных отчислений 4,7 4.S 12,6 8,1 19,1 15,5 31,2 12 15.5 11,6 12,7 22 20 В том на полное восстановление 2,5 4,0 9,5 5,3 11,1 13,0 30 10 9,0 5,3 8,7 12 12 числе на капитальный ремонт 2,2 0,8 3,1 2,8 8 2,5 1,2 2,0 6,5 6,3 4,0 10 8 переходы через водные преграды, железнодорожные пути, маг истральные дороги и пр. Затраты на установку оборудования в тепловых пунктах и камерах должны включать затраты на мон1аж и наладку. Ежегодные издержки производства в общем случае определяются по формуле И = Иа + Иэ + Ит, где Яа — сумма амортизационных отчислений на реновацию и капитальный ремонт; Я, - расходы по эксплуатации; Ит — затраты на топливо. Сумма амортизационных отчислений на реновацию и капитальный ремош Иа определяется применительно к нормам Госплана СССР. В табл. 12.1 приведены [66] нормы амортн(анионных отчислений для элементов, применяемых в практике строительства и iKcn.ivaiauHH тепловых сетей. В примечании к укакшным нормам указано, что подробная ра (Пинка их в зависимости от технических чарак юрмемик должна проводиться мини- с ic|K i иами-владельцами. Нам представляется но особенно необходимым, учитывая янмую «ависимость срока службы тепло- [фонола от типа его прокладки (надземная, проходной и непроходной каналы, беска- п.i т.но) и диаметра труб (различная тол- iiinii.i сменок). В расходы по эксплуатации II, ичодят следующие составляющие:
заработная плата всего персонала, включая премии, всякого рода доплаты и отчисления на социальное страхование; расходы на приобретение вспомогательных материалов, включая подпиточную воду, получаемую с теплоэлектростанций, текущий ремонт (затраты на материалы, ipaiicnopi и пр); прочие расходы (арендная плата, услуги коммун.ihi.111.1 х организаций, расходы по технике Гч'ЮН.КИОСТИ И Пр.). Н Ордынке проектирования обычно экс- пи у.и анионные расходы принимаются в пропет.и он анисовой стоимости сооружений. ( учгтм пмортизационных отчислений они обычно принимаются в размере 8% балан- i оной < ЮИМОС1И. Если амортизация сетей i «к пи» inn 4,8%, то эксплуатационные рас- 1ОИЫ принимаются в размере 3,2%. Не- (мшри ни всю условность данного метода, он пока является единственным. Формально исходя из принятой в энерге- iiiKc меюдики разноски затрат расходы по перекачке 1еплоносителя на источнике тепло- ii.i и на 1спловые потери отражаются только и Спешнее энергосистем. Однако транспорт iciiioii.i неразрывно связан с этими затра- inmii, полому далее приведены способы ии|»с имения )гих затрат. ( Шимость тепловых потерь Дня определения тепловых потерь Qin, (шн/юл, и наружных тепловых сетях (до мпфрГш/слсй) можно воспользоваться сле- муюшнм Н1.|ражением- б, „ = 1^п 10" \ 11[$ I/ iсиловые потери 1 м (одно-, двух- ipvOnnio фубопровода), ккал/ч, при средне- I минных 1смпературах воды и грунта для |01монроиода диаметром d, мм; / — длина УЧйсиш (руоопровода диаметром d, м; и мш >|п часов работы 1еплопровода в юд i »емнгрн1ур«ми воды и грунта, принятыми при (ни чр 1С неличины q. 1'гкимсидуегся определение потерь теп- loii.i прон1поди1ь отдельно для отопитель- noiM и iiciiicio периодов. Определение потерь и мини ipiniMibix сетях следует производить но учимкпм. а в распределительных сетях in nun. юпн п. удельные показатели длины и ||№1Н1мн диаметра на 1 МВт тепловой нн!||у iMi, определенные для одного (несколь- мм I шпоною микрорайона. I It'inк реле i венная стоимость тепловых »111»г|1». определяется умножением их абсо- MIIinull не 1ИЧИНЫ на стоимость единицы. »i\ iinHMoeii. наиболее правильно прини- • III и шмыкающим затратам. Эти затраты I'.t. ■ iiii.iiii.i ИНИПИЭнергопромом и приве- Та блица 12.2. Рекомендуемые замыкавшие затраты на тепловую энергию Экономический район Северо-Западный Центральный Волго-Вятский Центрально-Черно *емпый Поволжский Северо-Ка вказский Уральский Белорусская ССР Молдавская ССР Донецко-Приднепровский Юго-Западный Южный Прибал1ийский Закавказский Западно-Сибирский Восточно-Сибирский Дальневосточный Среднеазиатский Казахстанский Затраты. руб/Гка i 14 13 13 13 13 13 12 14 14 IS 14 14 14 П II 10 20 14 12 дены ниже в табл. 12.2. Приведенные затраты периодически уточняются в соответствии с замыкающими затратами на топливо и удельными капитальными вложениями на сооружение ТЭЦ и котельных. Расход электроэнергии на перекачку теплоносителя, кВт • ч/год, i j о т РЛн> РЛну где Gq, G1 — средние расходы в сети соответственно в отопительный и летний периоды, кг/с, Ар0, Ар, — средние перепады давлений, развиваемые насосами, соответственно в отопительный и летний периоды, Па: Ар = Арст + Арс + АраЬ; Ар?,-, Арс и Араб — потери давлений соответственно на ТЭЦ (в котельной), в гепловой сети и в тепловом пункте потребиie in (абонента); р — плотность воды, ki/m3 (в среднем р = 975 кг/м3); Г|ну КПД насосной установки ТЭЦ (котельной); щ, и7 — число часов работы насосов в отопительный и летний периоды. Ежегодные затраты на перекачку теплоносителя по сети, руб/rод, И, = 3,z3, 1де 2Э — удельные замыкающие мграты на электроэнергию, рубДкВг ч) 12.2. Определение диаметров тепловых сетей Определение диаметров 1еп'ювых сетей рекомендуется производи п.. исходя и* предварительно определенных шпима п.п.ых
удельных потерь давлений. В настоящее время диаметры сети можно определить на ЭВМ по разработанным программам. Для расчета диаметров труб тупиковой сети может быть, например, использована программа DIPR, разработанная институтом ВНИПИЭнергопром. Программа предназначена для оптимизации диаметров, напоров и способов реконструкции тупиковых сетей. Исходные данные для расчета на ЭВМ магистральной тепловой сети (диаметры участков от 400 до 1200 мм) по программе DTPR при прокладке (тупиковых) сетей: данные о трубах (удельная масса, удельная стоимость по типам прокладки, удельные потери теплоты), удельные затраты на тепловую и электрическую энергию: дотя отчислений от капиталовложений на амортизацию и текущий ремонт по сети и насосным станциям; КПД насосов, типы насосных станций, потеря напора в них, минимальное количество агрегатов; нормативный коэффициент эффективности капиталовложений; эквивалентная шероховатость труб; ограничения удельных потерь напора по участкам сети; ограничения напора на источнике теп- ноты и основных потребителях. При решении задач по реконструкции и расширению сетей к указанным данным добавляются сведения о возможных затратах, связанных с перекладкой действующих участков сети. Развитие централизованного теплоснабжения и особенно увеличение единичной тепловой мощности ТЭЦ и котельных, наличие в крупных городах нескольких крупных исгочников геплоты и гребования надежности привели к созданию в этих условиях мощных mhoi окоп гурных (кольцевых) сетей. При оптимизации таких сетей может бьпь испо 1ыивин пакет прикладных программ СОСНА, рафаботанный в Сибирском энергетическом институте СО АН СССР. 12.3. Выбор схемы распределительных сетей и 1епловых пунктов Выбор схем pauipciicuHicihiiMx сетей и lenjioRbix пунктов до 1жен прои}водиться на основе 1СМ1ИКО-жопомичечких расчетов. Исходя ш большой» рашоображя местных условии, i iiKitc p.icicibi необходимо выполним, по к.1Алому промышленному объекту, а для микрорайоном аи юн hiciройки могут бьпь ныОр.ти iiiikiiii.ic ооращм. но которым и следу с I ироио hi п. \k.i 1.ПНП.Ц- piK'ioihi, распространим IH.IMO ii.i ми ним мн Micio I о рода. Это тем более правильно, что единообразная схема для всего города будет способствовать в дальнейшем успешной эксплуатации. При закрытой системе теплоснабжения технико-экономическому сравнению, как правило, должны подвергаться варианты с четырех-, трех- и двухтрубными теплосетями от ГТП (см гл. 23) При этом должны помимо обычного оборудования для каждого из вариантов предусматриваться соответствующие устройства, обеспечивающие возможность управления тепловым и гидравлическим режимами всей тепловой сети. В частности, это может потребовать при двухтрубной тепловой сети кроме приборов учета и контроля также установки смесительных насосов, приборов защиты от гидравлических ударов и пр. Обычно в микрорайонах помимо жилых зданий располагаются школы, детские учреждения, магазины, тепловой режим которых значительно отличается от основных потребителей В соответствии с этим в тепловых пунктах таких зданий следует предусматривать дополнительные устройства и приборы, обеспечивающие экономию геплоты. В крупных тепловых сетях при открытых системах теплоснабжения нередко применяется независимая схема присоединения систем отопления с установкой подогревателей в ГТП В закрытых системах теплоснабжения независимая схема присоединения систем отопления применяется лишь для особо высоких зданий (см. гл. 22). Для детального сравнения вариантов разрабатываются схемы сетей и тепловых пунктов. Одновременно с разработкой схем сетей выбираются варианты их трассировки. Такими вариантами могут быть прокладки в земле (бесканально, непроходной канал и внутриквартальный коллектор), а также по подвалам (при условии, что пол подвала выше уровня грунтовых вод), при одновременной застройке всего микрорайона. Сравнение производится по капитальным затратам, которые определяются по укрупненным сметным расценкам и эксплуатационным расходам (амортизация, тепловые потери в сетях, расходы на перекачку теплоносителя и стоимость обслуживания сетей и тепловых пунктов по нормам местных эксплуатационных организаций). Приведенные годовые затраты по вариантам определяются по формуле A2.1). При равенстве приведенных затрат или их близости (±5%) предпочтение отдается варианту, который обеспечивает надежность теплоснабжения, наиболее удобен и требует меньших трудозатрат при эксплуатации.
Раздел четвертый СХЕМЫ И СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Глава тринадцатая СХЕМЫ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 13.1. Принципы построения схем тепловых сетей В комплексной системе централизован- теплоснабжения среди трех основных со элементов — источника теплоснабжения, iсиловой сети и потребителя — тепловая сеть мил не гея не только соединительным, гран- спор жым средством, но и звеном, определяющим надежность теплоснабжения потре- Гипслей, режим работы и показатели всей снемемы теплоснабжения. В понятие «тепло- впн есть» при этом включаются не только фуЛопроводы, соединяющие источник теплоснабжения с потребителем, но и все устрой- С1ИИ ной сети — насосные станции и тепловые пункты. (силовые сети должны сохранять спо- соГмкнмь (свойство) непрерывной подачи 1 он поносителя к потребителю в необходимом количестве в течение всего года, за исключением кратковременного перерыва для мр<м|)»1лик1ического ремонта в легнее время. Продолжительность возможных перерывов к модиче юплоты должна рассчитываться на нинболес низкие температуры наружного воз- 'IVin дни данной местности. Требования к нн111'*пос1и возрастают по мере снижения рй1*1С1пых температур воздуха и повышении juiiiMcipa трубопровода. Во втором слу- чиг помимо увеличения времени, необходимою дни ремонта, следует учитывать и itftiu'M о1ключеиной тепловой нагрузки. Так, е» hi повреждение трубопровода диаметром Ml мм ш.нмвает, как правило, отключение «niiiMiu жилою дома, то ремонт трубопро- Htiiin диимсфом 500 мм приводит к пере- рыиу и подаче теплоты целому жилому рнМоиу 1<-п luni.ie сети должны обладать управ- пи Mm I mo, i.e. обеспечивать необходимый режим работы, возможность совмеемшй работы источников теплоснабжения и шаим- ного резервирования магистралей. Под необходимым режимом следует понимать быстрое и точное распределение теплоносителя по тепловым пунктам в нормальных условиях, в критических ситуациях (повреждения в сетях, частичный выход из строя основного оборудования на источнике теплоснабжения, недостаток топлива, прекращение или сокращение подачи холодной воды на ТЭЦ и т. д.), а также при совместной работе источников теплоты для экономии топлива. Управляемость сети должна быть основана на надежном контроле за режимом работы всех ее элементов, быстром обнаружении возникших утечек теплоносителя и локализации поврежденных участков сети или потребителей, что должно предохранить тепловую сеть от подачи необработанной воды. Режим работы магистральных тепловых сетей должен обеспечивать наибольшую экономичность при выработке и транспорте теплоты за счет совместной работы ТЭЦ и котельных, снижение расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя и пр. Режим работы распределительных сетей должен обеспечивать экономию теплоты при ее использовании за счет регулирования параметров и расхода теплоносителя в соответствии с необходимым режимом потребления, упрощения схем тепловых пунктов, снижения расчетного давления для их оборудования и уменьшения количества дорогостоящих регуляторов отпуска теплоты на отопление. Технико-экономические показатели тепловых сетей, включая тепловые пункты, при повышении надежности и качества теплоснабжения не должны быть ухудшены т> сравнению с современными.
*ьокнэе bip 'Ш—ffl шавюрд Ш Рис. 13.1. Принципиальные схемы тепловых сетей: а —с индивидуальными тепловыми пунктами; б--с групповыми 1еп.ювыми пушпами (ГТП); 1 — ТЭЦ (районная котельная); 2 — тепловая магистраль; 5 — распреде ипс п.пые сети в микрорайонах; 4 — групповые тепловые пункты; 5- секционирующие задвижки па магистралях (задвижки на ответвлениях от магистралей условно не пока uihi.i) На рис. 13.1 в однолинейном изображении приведены две принципиальные схемы построения тепловых сетей. На рис. 13.1, а показана тепловая сеть с местными тепловыми пунктами. Вся необходимая трансформация режима, необходимая для систем теплоиспользования потребителей, в этом случае должна проводиться в тепловых пунктах потребителей. Если тепловая сеть в этом варианте состоит из сотен и даже тысяч отдельных тепловых пунктов в зданиях, то каждый из них должен быть рассчитан на параметры теплоисточника и иметь оборудование и приборы регулирования, защиты, контроля и учета, позволяющие удовлетворительно сочетать режим использования теплоты с режимом теплоисточника и тепловой сети. Чем больше тепловая мощность теплоисточника, тем больше радиус действия его тепловой сети, тем большее значение приобретают различия в параметрах теплоносителя у потребителей, тем сложнее должны быть схемы присоединения потребителей. Высоким требованиям (см. § 13.1) в настоящее время могут (при хорошей организации наблюдения и ремонта) удовлетворить лишь сети небольшой протяженности с ограниченным количеством потребителей, т. е. тепловые сети от котельных небольшой тепловой мощности. Кроме указанного решения схемы сети с местными тепловыми пунктами, в каждом здании возможно второе решение — сооружение группового (микрорайонного) теплового пункта (см. рис. 13.1 о) и лишь упрощенных местных тепловых пунктов в зданиях. Сооружение группово1 о теплового пункта для микрорайона кроме технико-экономических и местных градостроительных условий, определяется также и технологическими. Тепловая устойчивость и точность распределения циркулирующей сетевой воды определяется в условиях О1сутсгвия авторегуляторов гидравлической устойчивостью тепловой сети, что зависит в конечном счете от соотношения напоров в конце и начале сети. Создать такую устойчивость в магистральных сетях с большим радиусом действия невыгодно, но вполне приемлемо в распределительных сетях с небольшим радиусом действия. Возможный радиус их действия может составлять до 600 — 800 м. Отметим две отличительные особенности схемы рис. 13.1,6: наличие группового пункта управления и значительное уменьшение количества ответвлений от магисгр&чи. Эти особенности увеличивают надежность магистрали (снижение количества камер с задвижками), повышают управляемость тепловой сети (наличие крупных пунктов управления), и вместе с тем не вызывают увеличения затрат. Простой и часто применяемой схемой сетей является тупиковая древовидная.
Надежность ее, однако', совершенно недоста- тчна при се1ях с большим радиусом действия. Повышение надежное i и се гей возможно |ремя осноипымм мсюлами (а гакже сов- месшым применением их) во-периы\, iiouMiiicinicM надежности (без- oi k;i iiiociii) "i ir ii.ni.ix )jieMeiiioi), входящих и cucicmv li i.iiiiioM случае по надежная inniiKop|)i)uii)iiiniH laniHia >руб. осушение ip.iu i i.i п.нан (>ссфланцсиаи армаiура и пр.; in) щнрыч. применением «щадящего» режим.i p.ii'nii.i uicicMhi в целом или наибо- ич- 111>и|>1* iiirMiiix се >леменюв путем под- и'ржшиш iгмиераiypbi воды в подающих пинии ИИ) (' и выше, а в обратных ли- himu М) ( и ниже; it i|irii.iix. резервированием, т.е. введе- ингм и ничему дополнительных элементов, hiiiupi.ic Moiyi заменить полностью или 'iiKiiriiio) >лементы, вышедшие из строя. >ioi способ наиболее универсален и широко нримсниося. 11оскольку тупиковая сеть является самой чешской, то введение в нее дополнительных, ре 1ернирующих элементов должно быть обо- гнонппо. При определении необходимой степени рс1ервирования должны быть учтены 1 'Шлющие факторы. I Кииматические условия данной мест- 1ни in, коюрые во многом определяют ха- рнюер последствий при отключениях тепло- пронодов для ликвидации повреждений (темп снижения fBH, возможность замерзания воды и i рубах систем отопления в подвалах и пр.). По пой причине резервирование особенно пиуально для местностей с расчетной температурой для отопления — 20 °С и ниже и особенно для Крайнего Севера, где низкие юмпературы наружного воздуха сочетаются i Гкщыними скоростями ветра. 2. Диаметр теплопроводов, радиус их чесании и тип прокладки (наружная, проходной и непроходной каналы, бесканальная, наличие и качество антикоррозионной защи- i ы ipy6, возможность быстрого доступа к фубам для ремонта). Чем больше диаметр фубопровода, тем значительнее количество О1ключаемых зданий и жителей; чем больше радиус действия сетей, тем ниже надежность 1еплоснабжения концевых потребителей. 3. Условия эксплуатации проектируемых сетей (наличие единой службы эксплуатации, включая аварийно-восстановительные подразделения и пр.), что в конечном счете определяет необходимое время ликвидации повреждения и отключения потребителей. Это время зависит от диаметра поврежденного трубопровода. Так, по проекту норм времени на ликвидацию повреждений, разработанных ВНИПИЭнергопромом и АКХ им. К. Д. Памфилова, для трубопровода диаметром 300 мм необходимое время составляет 15 ч, а для трубопровода 500 мм — более 20 ч. Учет всех указанных факторов должен быть основан на обширной и достаточно надежной статистике о повреждениях определенных конструкций трубопроводов в различных условиях (грунты, грунтовые воды и пр.). Анализ схем тепловых сетей городов неизменно показывает, что все жилые районы по условиям очередности строительства обеспечиваются несколькими тепловыми магистралями, а все трубопроводы больших диаметров соединены между собой перемычками. Такая практика соответствует и действующим СНиП на проектирование тепловых сетей, по которым при прокладке в одном тепловом районе города нескольких магистралей (по условиям очередности развития системы теплоснабжения) должны предусматриваться резервирующие перемычки между смежными магистралями. При этом необходимо учитывать, что наличие резервируемых магистралей позволяет с меньшими затратами (по сравнению с местными резервными источниками теплоты) обеспечивать надежное теплоснабжение потребителей первой категории — больниц, родильных домов, детских учреждений и пр. К потребителям такой же первой категории следует отнести и группы жилых зданий. При аналогии с городскими электрическими сетями численность жителей такой группы можно определить, например, в 20 — 25 тыс. чел A0 тыс. квартир), что соответствует для средних условий тепловой нагрузке 40—50 МВт. В средних условиях вероятность повреждения участка трубопровода (и следовательно, отключения потребителей) возрастает по мере удаления его от источника теплоты; количество отключаемых зданий (квартир) и длительность их отключения — по мере увеличения диаметра поврежденного трубопровода, а тяжесть последствий — по мере снижения расчетной температуры воздуха — местности (города). f В табл. 13.1 приведены примерные соотношения между указанными показателями i в зависимости от диаметра отключенного трубопровода. ' Данные таблицы позволяют предполо- л жить, что для средней полосы СССР в современных условиях резервирование становится совершенно необходимым, начиная с
Таблица 13 1 Зависимость продолжительности отклонения и количества жителей от диаметра трубопровода Наименование Расчетная тепловая нагрузка, МВт Расчетная продолжительность отключения, ч Количество жителей в отключенных зданиях, тыс чел 300 25-Ю 15 12-15 Условный диаметр трубопровода 500 100-120 20 50-60 700 190-220 25 95-110 мм 1000 400-440 35 200-220 диаметра 500 мм Для более южных регионов диаметр может быть повышен, а для северных — снижен В целом указанная шкала должна быть подвижной и полностью учитывать местные условия Дтя оптимальной структуры крупных тепловых сетей необходимы более крупные тепловые пункты Сооружение крупных пунктов с тепловой мощностью 30 — 50 МВт полностью отделяет распределительные сети от магистралей и создает стройную иерархическую структуру источник теплоснабжения — магистральные сети — тепловой пункт — распределительные сети — тепловые пункты в зданиях и местные системы зданий Такая структура позволяет при минимуме затрат на автоматизацию и телемеханизацию получить управляемую систему теплоснабжения, т е обеспечить возможность точного распределения циркулирующей воды в нормальном и аварийном режимах, а при совместной работе тептоисточников — возможность изменения режима работы сети в достаточно широких пределах Тепловые сети должны сооружаться по блочному принципу Таким блоком должна являться распределительная сеть с радиусом действия 500 — 800 м Каждый блок должен обеспечивать теплоснабжение жилого микрорайона примерно в 10 тыс квартир (примерно, тепловая мощность 30 — 50 МВт) Блок должен быть либо непосредственно присоединен к коллектору теплоисточника (в данном случае котельная), либо иметь двухстороннее теплоснабжение от тепловых магистралей Радиальные магистрали, отходящие от теплоисточника (ТЭЦ или районная котельная), должны соединяться либо с магистралями от других теплоисточников, либо между собой Перемычки между магистралями для резервирования используются как в нормальном, так и в аварийном режиме работы, т е рассматриваются как часть магистралей Количество и диаметры перемычек определяются исходя из режима резервирования при сниженном количестве теплоносителя G0% нормального) В точке присоединения блока распределительной сети к магистра тям должен предусматриваться микрорайонный тепловой пункт, который в дачьнейшем изложении назван групповым (ГТП) ГТП должен рассматриваться как основной элемент тепловой сети, через который должно проводиться управление режимом работы и магистральных, и распределительных сетей Необходимость двухсторонней подачи теплоты каждому ГТП с тепловой мощностью 30 — 50 МВт не может особенно на современном этапе, рассматриваться в качестве безусловной Учитывая, что вероятность повреждения определяется протяженностью подводящей магистрали, можно условно определить ту критическую длину магистрали, свыше которой резервирование становится необходимым В качестве такой длины, как первое приближение, рекомендуется принять 1,5 — 2,0 км Такой случай, в частности, может иметь место в сетях, прокладываемых от районных котельных Промышленные предприятия с большой тепловой нагрузкой должны присоединяться непосредственно к магистральным сетям через тепловые пункты, схемы которых должны в основном соответствовать схемам ГТП Предприятия с малыми тепловыми нагрузками должны присоединяться к распределительным сетям, в схемах их тепловых пунк тов должны предусматриваться смесительные насосы, с помощью которых снижается расход теплоты на отопление в нерабочие часы (дежурное отопление) Режим работы магистральных сетей мо жет проводиться по балансовому графику при котором температура подаваемой но ti.i может быть равна или выше, чем ipef>yi u я
hoiрсбителям То же правило относится к итлению подаваемой волы. Давление в об- р.нпых iрубах Mdi истралей должно быть ниже иии равно необходимому для потреби- ц-пси Дан юнце и обратной и подающих щниях p.itiipc ic пнельной сети может также knppcKi ирон.11 |.еи насосами в ГТП. М.жеим.ни.пая температура подаваемой н<> ii.i к р.кчемшх условиях должна опреде- П1 мл я U4IMIKO-жономическими соображени- iiMii И распределительных сетях она не тмим превышать 150 °С. М.2. Схемы магистральных сетей Мш исфали должны быть наиболее на- н>*111.1м шементом тепловых сетей и эта ни 1г*и(ч 11. должна повышаться по мере (нищ мшшчесгва потребителей и, следова- ip ii<ii«i, диаметра магистралей. IVнормирование в тепловых сетях может П|.|п. понес «ффекгивным, а дополнительные ни pin м н.i нею значительно снижены, если in пни. юна п. 1ехнологическую особенность (ритмом) режима сетей, а именно возмож- IIIк и. и iсчепис почти всего отопительного »if>|tiiH'iii компенсировать снижение расхода Mi* нмырмиЙ пофебителям воды из сети ее |И vpoit Поскольку вероятность по- ICHHH мшисфали, как показывает ста- (Им и ни Р не ЦПИ1СИ1 oi 1емиературы наруж- HMiii ииi/iуXII, in использование этой осо- A#IIHlH|ll (OIJI.ICI НО1МОЖНОСГЬ 100/о-НОГО нЛ»|прчгннм iioiрсьнIс11и 1еилогой в течение Ннчн< ними oiuHint'iii.iioi с» периода. Если fMtHeMiii if i <hi пенин, k.ik хранило, работают Jf§!HH4itnu 1111111. при i.ob полонии расхода |(МЫ it них Г)чи1ким к 100%, то реали- IIHHN inn и мскы.1 ре зервирования во!можна при подключении сиыем оюпления Hnmi рпнисщ. или с помощью сме- Htfe HiKii и насоса М n't inn iikicm боиыпон тепловой мощ- Нм» in ш I HI нес ч.нпе включаются водо- 1|1йНни1- ион'п.пыс, расположенные на магис- 1|1й 1ЫН.И iriiioiii.ix teiwx Режим работы та- >и* ним ii.iii.ih прежде всею определяется II» ри II и» и I in icmc 1С11Н()снибжения. Котель- Ht«4 »ш*п in.мi. uiOo 10'ibKo резервной. («Пи in им и. (пни 11.с я для покрытия пика miininiH iinipvikii Как правило, районные >н со р. Ц|ц,|[< щи с ii.iii.ic и i оролах возникают in пч'1>1 11 11ч>|1\ *пп1я I ЭЦ, обеспечивая , t-i, ,,., н,A,4.1 нпс ncpiioiitiMa iiiiioi о комплекса IHI (.мни iHupriiiiic |сй, необходимого для гч><1""' hii|>\imi мерном очереди ТЭЦ '♦■ ^ '»!■ п< по п. юн.н i. деис! вующие ко- •■■ НИИ МММ Ч<К1Ь ПИКОВЫХ КОТ- ■> • 'II i 'inыск и, 41 о в этом случае, помимо экономии капитальных впожений, будет иметь мест и повышение надежное! и теплоснабжения Вариан! испо н>зования водогрейных котельных нередко сочс1аегся с условно повышенным темпера 1урным графиком для соединительной магистра ш ТЭЦ — котельная, что снижает расчетный расход по магистрали и ее диаметр фуб без повышения температуры воды выше 150 С" Однако это иривочит к невозможности присоединения погреби!елей к соединительной магистрали — все пофебигели должны присоединяться к сетям пиконой кснельной, что вызывает их удорожание Эффек! бесспорен лишь при транзитном характере соединительной магистрали Чем больше потребителей должно присоедини! ься к соединительной магистрали ТЭЦ — ко1С!п>пая, тем все более будет снижаться жономпче- ский эффект от применения повышенно! о графика. Дополнительные расходы на присоединение потребителей в этом случае не учитываются потому, что проекшрование магистральных и распределительных сетей ведется разновременно и разными opi аниза- циями. На рис. 13.2 приведена схема тепловой сети города при наличии нескольких крупных источников теплоты Каждый микрорайон имеет свой ГТП, двухстороннее теплоснабжение каждого ГТП на схеме предусмотрено1 от магистралей № 1 и 2 путем их соединения перемычками, от магистралей № 3 и 4 путем совместной работы ТЭЦ № 1 в первом случае с ТЭЦ № 2, во втором — с районной котельной (РК). Схема подключения районной котельной к магистрапьной сети для осуществления ее совместной работы с ТЭЦ по параллельной схеме приведена на рис. 13.3. Рассмотрим, как приведенная схема ест (см рис. 13.2) может выполнять те требования к устройству и функционированию, которые были сформулированы ранее. Непрерывность подачи теплоты обеспечивается кольцевой схемой магистральной сети. Все распределительные сети имеют двухстороннее питание. Возможная длительность перерыва в подаче теплоты определяется временем, необходимым для переключения задвижек, что при наничии телеуправления ими может быть кражоирсменным (напри мер, в пределах 1икл) Непрерывное 11. по I.сш ich ioi ы при i.m ной схеме Miii ik. ip.i ii.iioii iem moaci Di.in. нарушена при но пшкпонгшш попрев iciiiih в у зле (камере) нрпммн.шни I I 11 к м.н n< i |>.i ли В neiHX ink ппчепми >ю мпммпчп \ч '
РК _—__ МагистральЖ91 ill I I 1 Г? I ПП, \ i > IN: iLJ.Lj uJ-Lj1- |H—t 1---ЙЙ I II tt-J *"r: i -<ХН<Ь "П Рис. 13.2 Припциниа П.П.1Я v u m.i тродскнч тепловых сетей с сонме*.iион р.шошм icirm- источников и резернирон.шнем м.п ih i p.i icn уясниi ь большое внимание надежности этог о у uia, i.e. установленных в нем задвижек (припарка бесфланцевых задвижек, усо- першешмвование сальниковых уплотнений, надежное электропитание и пр.). О i меченное в равной степени относится и к оборудованию, установленному в ГТП. 1 ) чемпим, не обладающие необходимой на- ц-ашч'и.ю, должны резервироваться. В частном и, >п> о шосится к насосным агрегатам, гит прецусмафивается их продолжительная |iiiiHii a Henpepi.iiuiocib подачи теплоты непо- i 1>е и шгшю тмребителю, т.е. зданию (объему). I'ii ivmi'ciih, timncHT не только от обеспечении ii.i 1с*мо1 и ишания ГТП, но также и о( кл.к"*и1>г1 и распределительной сети. Высокий i и-нпн. управляемости приведенной схемы оирсчсниси'Я' возможное и.ю 1ИЧ1ОЯ1111О1 о контроля за параметрами юниииистеля но всех ГТП, за распределением сотник полы, дистанционной корректировки moid распределения; возможностью iMMCHMii. i идравлический режим в магистральных сс(я\, пс шграгивая режима в pacnpeflejiHieii.in.ix ссмях; возможностью широкою нарьирования температурным режимом м<н моральной сети; быстрым обнаружением возможных повреждений, а также других нарушений режима в распределительных сетях. Наличие ГТП позволяет отделить (при чаличии насосов) тепловой и гидравлический режимы в распре ie in 1С к.Ш.1Ч iein\ (к. i нми>- вательно, у noipeoini/'icii) oi [u-aumii mui и- стралей. что обеспечим.им иип.ишс шммож- носги маневриронапия юимп iii\ih paintiу источников теплоiы при ii.ni лчшем их использовании, прове mini' n.t i.миniiotо режима регулирования, жонпми'ни.ш ipiujniK oi- пуска теплоты по часам ivmw и ир Схема обладае1 щ.ноыш ремощинрп- ГОДНОСТЬЮ, В СИЛу ЧС1 О ИМеен И ни lMo>kllOCI Ь выполнения ремонпппх р.н>щ на чювом Рис. 13.3. Пришнпнм U.K.in i \емп подключения районноГ! кок-п.пои к м.и пе iрали: / ' ичреиш.н* кшлы; |4.i иш кмшя, ^ - / —тепловая Maim.ip.in. ' 3 — сетевые насосы 4 ро s регулятор темперы i\pi.i т расходомерам, 7 т tit.t(|ip.it mi.i к i pom ню
Рис. 13.4. Схемы теплоснабжения города от ТЭЦ и районных котельных: / — промышленные районы, 2 — ТЭЦ, 3 — районные котельные, 4 — тепловые Maine r рал и от ТЭЦ; 5 - перемычки, соединяющие cein ТЭЦ, 6 — групповые тепловые пункты (ГТП) участке магистральной сети почти в любое время года (за исключением 2 — 3 зимних месяцев) без нарушения нормального теплоснабжения потребителей. Проведенные расчеты магистральных сетей на режим резервирования показывают, что наименьшее удорожание их достигается при симметричных схемах — одинаковая тепловая нагрузка и параллельное прохождение магистралей. Пример такой схемы приведен на рис. 13.4. На схеме предусмотрено резервирование магистралей через перемычки, взаимное резервирование ТЭЦ через тепловые сети (на тепловую производительность одного котла) и использование районных котельных в качестве резервных источников для коротких тупиковых магистралей. Значительное удорожание Mai и- стральных сетей имеет место в том случае, если схемы сетей несимметричны или резервирование потребителей осуществляется от источников теплоты, работающих навстречу друг другу. Применение ГТП может проводиться и в сетях средней мощности, например от районных котельных, а также при объединении котельных. На рис. 13.5 приведена тепловая сеть, объединяющая две районных и квартальную котельную. К этим сетям присоединены через ГТП две новые распределительные сети, а также ГТП, объединяющий работу мелких местных котельных. Такая совместная работа может обеспечить значительный эффект как по экономии топлива, так и по трудозатратам. На рис. 13.6 приведена принципиальная схема теплоснабжения микрорайонов от районной котельной. Магистральная сеть в этом случае в первый период является тупиковой и лишь на третьем — резервируется. В целях защиты труб от наружной коррозии сети от котельных могуг pa6oiaib no щадящему режиму, т. е. с минимальной юм- пературой воды в подающей ма1исфани 100 °С. Рекомендуется следующий порядок проектирования сетей. На тепловой карте района прием три вочно намечаются места ГТП. 1сн шипи мощность ГТП должна находип.ся, кик при вило, в пределах 30—50 MBi и сношен i по вать номенклатуре patpaGouuHiMx i inu>in.ii проектов. Радиус дейстии putпрелпшir it. ных сетей за ГТП должен iitixt>;iii ■ ■•• и. •>■!*• правило, в пределах ММ) К(Н) м К a* niil / II.llllllllll.lt' КИП' 11,111,11' ' М1Н|>1 11 II II IH * н\ imii.Hi'II iinniHi.il шин ll Mil 111.11 ■/ 199
I сети первой очереди сети второй очереди сети третьей очереди микрорайоны первой» LJljl j второй и третьей очереди застройки CU групповой тепловой пункт Рис. 13.6. Схема тепловых сетей от районной котельной: / — районная котельная; 2 — тепловая магистраль; 3 - групповые тепловые пункты (ГТП) жилой микрорайон, общественный центр и промышленно-транспортный объект должен иметь только один ГТП. При теплоснабжении небольших микрорайонов рекомендуется их объединение. Все потребители, присоединяемые к данному ГТП, должны быть расположены на примерно одинаковых отметках местности. По степени необходимой надежности теплоснабжения все потребители делятся на две категории. К первой категории относятся: лечебные учреждения со стационарами; промышленные предприятия с постоянным потреблением теплоты на технологические нужды; группы (микрорайоны) городских потребителей с тепловой мощностью 30 МВт. Питание потребителей первой категории должно предусматриваться от закольцованной магистральной сети или от двух магистралей или от двух теплоисточников. Перерыв в подаче теплоты указанным потребителям допускается только на время переключения, т. е. не более 2 ч. Ко второй категории относятся все остальные потребители. Категорийность уникальных зданий и объектов устанавли- 200 вается в каждом отдельном случае. Количество магистралей выбирается, исходя из того, что их должно быть не менее двух и диаметр каждой должен находиться в пределах 500-1000 мм. Тепловую нагрузку магистралей по возможности следует принимать одинаковой. Исходя из размещения ГТП, намечаются возможные (по условиям городской планировки — см. гл. 14) трассы магистралей и перемычек между ними. Трассы магистралей выбираются по возможности с параллельным (или близким к нему) расположением, что облегчает сооружение перемычек. Выбор схемы и диаметров магистральных сетей может выполняться по программе СОСНА, разработанной Сибирским энергетическим институтом СО АН СССР. На трассах магистральных сетей намечаются возможные (наиболее опасные) места повреждений. Производится гидравлический расчет сети при аварийных режимах для определения диаметров соединительных линий (перемычек) и уточнения диаметров магистралей. Расходы теплоносителя при аварийных режимах принимаются в размере 70% расчетных при нормальном режиме. Резервирование магистральных сетей через распределительные сети (за ГТП) не допускается. Соединение распределительных сетей, питаемых от различных тепловых магистралей, может быть осуществлено для их взаимного резервирования. Схема магистральных сетей должна учитывать необходимость совместной работы ТЭЦ и находящихся в ее тепловом районе котельных с тепловой мощностью 60 МВт и более, а также взаимного резервирования городских ТЭЦ между собой на тепловую нагрузку самого производительного котла. В небольших городах при суммарных тепловых нагрузках жилищно-коммунального сектора, например, до 200 МВт вполне обосновано сооружение групповых котельных с тепловой мощностью 20 — 30 МВт. В этих случаях нет необходимости сооружения отдельно стоящих ГТП, так как оборудование может быть предусмотрено непосредственно в котельной, а тепловые сети могут быть трех- или четырехтрубными. Исключение могут составлять те случаи, когда радиус действия тепловых сетей от котельной превосходит, например, 0,8 — 1,2 км. Однако и в этих случаях целесообразно укрупнение местных тепловых пунктов в пределах многосекционного жилого здания, что позволит упростить экслуатацию тепловой сети.
13.3. Схемы распределительных сетей Тепловые сети внутри микрорайонов в соответствии с их основной задачей распределения теплоносителя по зданиям называются распределительными; они могут отходить непосредственно от котельных либо присоединяться к магистральным сетям от ТЭЦ. Присоединение распределительных сетей к магистралям может производиться с помощью задвижек либо через ГТП, что наиболее целесообразно. При теплоснабжении микрорайонов от собственной котельной последняя должна выполнять также и роль ГТП. При непосредственном присоединении к магистрали распределительные сети прокладываются двухтрубными, от ГТП (котельной) сети могут быть также и трех- и четырехтрубными. Первоначально рассмотрим схемы двухтрубных сетей, которые могут найти применение в обоих случаях. На рис. 13.7 приведены принципиальные схемы двухтрубных распределительных сетей (в однолинейном изображении). Распределительные сети проектируются тупиковыми, и секционирующие задвижки в них устанавливать не принято. Это объясняется сравнительно небольшим радиусом их действия (обычно в пределах 1000 м) и небольшим диаметром труб, что дает возможность при правильной организации эксплуатации ликвидировать возникающие повреждения на них за короткие сроки (например, до 12 ч). Однако в ряде случаев (например, районы с низкими расчетными температурами, больницы и пр.) и такие сравнительно небольшие перерывы в подаче теплоты не могут быть допустимы. Кроме того, необходимо считаться и с тем, что быстрая ликвидация повреждений в сетях требует организации специализированной (и достаточно многочисленной) аварийной службы, что рационально лишь в крупных тепловых сетях либо при наличии в городе общей аварийной службы для всего коммунального хозяйства. Повышение надежности теплоснабжения возможно: установкой секционирующих задвижек (рис. 13.7, а), что увеличивает надежность снабжения потребителей, присоединенных на первом участке сети; сооружением кольцевой секционированной распределительной сети (рис. 13.7,6). При наличии двух параллельно проходящих тепловых магистралей возможно предусмотреть соединение их распределительных сетей, чтобы обеспечить резервирование теплоснабжения присоединенных к ним потребителей. Для этого на рис. 13.7, в предусмотрена перемычка с разделительной задвижкой. Наиболее надежным в этом смысле является вариант рис. 13.7, г, в котором, кроме соединительной перемычки с задвижкой, предусмотрено секционирование сети с двухсторонним присоединением каждого ответвления. Комбинируя схемами, можно обеспечить достаточно надежное теплоснабжение каждого из наиболее ответственных потребителей при минимуме дополнительных затрат. Следует предостеречь от использования распределительных сетей для взаимного резервирования магистралей, так как это вызывает бесполезное увеличение диаметров труб и, следовательно, материальных и финансовых затрат. Надежность распределительных сетей, как и всех сетей, определяется не только схемой, но и конструкцией их прокладки. Возможность периодического осмотра (при правильно организованной эксплуатации) значительно повышает степень надежности. Отсюда преимущество прокладки труб в подвалах и внутримикрорайонных (вну- триквартальных) коллекторах. Прокладка труб по подвалам является к тому же и наиболее дешевой, но требует комплексной застройки микрорайона. Рис. 13.7. Принципиальные схемы двухтрубных распределительных сетей микрорайона (в однолинейном изображении)
Вопросы надежности подачи юнлопоси- теля актуальны и для распределительных сетей, работающих от ГТП. При дпухфубпых сетях они практически те же, чт и ш.ипе рассмотренные. В четырехтрубных распредели icni.iibix сетях, несмотря на удвоенное ko'Ihmcciho прокладываемых труб, надежное обеспечение одинаково с двухтрубными, шк кик рмшос качество воды не дает ношожтк i n их взаимного резервирования даже и темнее время. Лучше это решается и i рех i рубпых сетях, где две подающие ipydi.i (ни о юн пение и горячее водоснабжение) mdivi (xoih и не полностью) взаимно роерннрпшыь apyi друга. Количество oikhioh in ш пиру*ио11 коррозии на подающих i рубах примерно в 8-9 раз больше, чем на обршпык Трехтрубные сети рациональны и шкры тых системах теплоснабжения, и\к кик и пик случаях наиболее эффективно iруиионое |н* гулирование отопительной нагрузки. Одним» и в открытых системах теплоснабжения они могут быть полезны в тех случаях, koi дп обеспечение водой из городского водопровода источника теплоснабжения (ТЭЦ, районная котельная) недостаточно надежно и поэтому не исключена необходимость быстрого отключения водоразбора из тепловых сетей. Выбор схемы распределительной сети, снабжаемой через ГТП, должен быть сделан, как правило, на основе технико-экономических соображений при полном учете местных условий. К ним относятся: количество, дислокация и помещения тепловых пунктов, их тепловая нагрузка, возможность получения необходимого оборудования и пр. Групповое регулирование требует обязательной и точно выполненной наладки гидравлического режима во внутренней сети. Это в равной степени относится к сети как отопления, так и горячего водоснабжения. В сети отопления следует не только поддерживать определенную температуру подаваемой воды, но и точно в соответствии с тепловыми нагрузками систем отопления распределять по ним циркулирующий в cein теплоноситель, суммарный расход коюрою также точно должен соответствовать сум марной присоединенной тепловой шнруже систем отопления (а в ряде случаен и мри точной вентиляции). Проектируемая распределиichi.iiiih u'ii. за ГТП должна иметь доааючнут мпрп» лическую устойчивость. В мерном мрнышдг нии такая устойчивосчь доспи пеня ia I'ici определенною соотношения между мои- рями напора н месшых icihioiii.ix iiyiikim |< >чсн.1 юрами) и распредели ими. иыч ^\\»\ Чем это соотношение бон.ни км \» шПчн нее сеть, тем точнее можно |нин|н и шп геплоноситель. Для средних yi тмнМ >т щ отношение в ночном режиме inuim •<■ ставлять от 2 до 3. Меньшая не ппнии шин еится к коротким сетям, больниц к про гяженным с наличием дополнше пиши ни i рузки приточной вентиляции. Недостаточную гидравлическую vi mil чивость нередко имеют и проектируемые i рушювые сис1смы горячего водоснабжении (и режиме циркуляции), что ведет к недопустимому снижению 1емпературы подаваемой ноды н наиболее уданеплых системах и стоя- кнх I и tptiiinii'ii'i him уыойчивость групповой 11К1гмы i opii'ii'i о по юишОжения может i>i«i 11. ни I ki ну lit put MIMHMMI1 ну1ями. Наи- (>н ire viiiMirpi ii it.in.ilt пум. нонышенис но- if|H. 1 ittii<>|mi и t miiiitiiiin.H yi'inx (itин СЮЯ- knx) iiiticMi.i и iui|)i>v iHiuuuiiioM режиме I 11 > II ilOl.l'lllii II|iIIIIIIMII( MUM IlllllltpC 11111 > k V ' IH iiiioiiiioi о ihitioii '(I Ml м iinif)|iii и it 11« >| <ii II t CklllloiliiliU V I I il Ц i ip I yp I inli0)lll При мгрпо но Ь N м Vkii iiiiiin.if iinit'|iii ihtii)i|iii и мним- и ill секционном у i и1 и ini|>kv imiiiioiiiiom |н«*имр слелуе! по lyiiin. in < чрi \\ пиниши ни < ынкр ПС.Щ К'КО О I MFl III III IF Ik II PI II И Hll|ik V IHIIHOll nyio miii iii i pa п. i птиц п.inn и v< ipolli i nil, служащею him m»i uiiiiim мгч нипн inii|io тивлении При IIIHIII'IIIII II 11К1ГМГ Mull,I ( к lolllllld к накинсобра loiiiiiiuio, ii|>> имип н ip n.iif0 вместо дроссеи.ных пнафрщ м применим, краны koiiciрукцип ЛК\ им h l[ Нимфн лова Применение шишок hi i|i\Om mpiii. шего сечения рекомендуем « шп hi пшмрц) отверс1ия дроссельной пыфрш мы пи ty'irt ется малым и мри иппнчин imm i|i^iini НОЙ ВОШОЖИПСМ1 IlkHlo'll'IIIDI lilknft IMHIHkll в koiiciрукцию uoHkii К iihhmim > irk ЦИОНПЫМИ yi'lilMH II Xolot M.IMII 11 ll| >h \ IH ЦИОПНЫМН ( lutlkllMII УИГ 11СИМИИ i • •! l| •< • I III) IP ■ HIM V I III |MkoMl II IVl'l» И lilt I III III I» I 401 COOMH'M I II V II •! l|« I И Ни |l»o|i|l IIM^Hi|iH 11III • H V IHIIIIunilnl ii i I tiNktl < )lll IINI it П.1П.1Г llultpll Hillllipll It ilnHkP II III I rkllllollHDM У Ml- lltoliHii|HMI.|i I >Ч 1О I I II *l HUM V< lod'IIUIOd I Kll м > I I.I kHidloll |H|| ( Mil i |iiiiiiii<Mii(l iiuieMi.i < i> i\* i <>i11•< и iн 11. Mil ill lltillilllllll pO ly III, I il I nil pill 'Ii ill M i til ill ( и мы ни HIM I ||)oi piiMMit i .очи и |ihi 'inn pn ipiii'oiiiiiii ЛКХ им К Д I |||мфн H'titi i(m i и питым Moikci Ih.iii. iii• ii опию pin Dpi II H'llllf ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ pth xii ЩИ II ill i m mi и npc iivmx oi 120",, mi t ii'ii^iii ii 'in i > kiHii>HHi,ii у i nix, распоножсипыч mi in loiiHiti \ ни imix сис1емы, до Hd", pin'if i iioio unpt<\ iMiuiHMiioio расход.i ни »«'>>>> чпыч
Расчетный циркуляционный расход по стояку или секционному узлу следует определять, исходя из теплопогерь стояка или секционного узла, полученных в результате проведения теплового расчета. 13.4. Управление тепловыми сетями и режимом их работы Следует отличать управление тепловой сетью ог управления режимом работы. Управление сетью — это управление запорными органами на сети с целью отключения и включения отдельных участков сети, управление насосно-перекачивающими и дренажными станциями и пр. Управление режимом работы — это проведение режима, оптимально о в данных конкретных условиях по соображениям экономики (наиболее частый случай), обеспечения топливом, выполнения ремонтных работ на источниках топливоснабжения и на тепловой сети и т. д. Для рационального управления сетью необходима прежде ecei о продуманная расстановка запорных органов, в качестве которых применяются в основном задвижки, но могут применяться и затворы, а на тепловых пунктах потребителей и клапаны. Чем чаще на тепловой сети установлены запорные органы, тем меньше протяженность отключаемых для ремонта участков (и количество отключаемых потребителей), меньше потери воды при отключении и продолжительность ее спуска. Однако задвижки требуют периодического обслуживания и ремонта и поэтому при подземной прокладке тепловых сетей необходимо сооружение специальных камер. Все эго не только удорожает строительство сети, но и увеличивает трудозатраты при ее эксплуатации. Начиная с диаметра 400 — 500 мм задвижки должны иметь моторный привод, что приводит к необходимости подвода к этим камерам электроэнергии и в большинстве случаев к сооружению над подземными камерами надземных павильонов. При прохождении тепловой магистрали вдоль жилого района расстояние между задвижками определяется местными условиями и находится в пределах 700—1200 м. Это расстояние на транзитных участках магистральных сетей может быть в несколько раз больше и определяется в значительной мере соотношением объемов секционируемого участка сети и производительностью подпи- точного устройства. На распределительных тепловых сетях секционирующие задвижки обычно не устанавливаются. Их установка должна предусматриваться лишь при кольцевых сетях. Если управление сетью с помощью запорных органов носит эпизодический характер, го управление режимом ее необходимо постоянно в связи с изменяющимися условиями как потребления теплоты, так и ее выработки. Управление режимом тепловой сети связано с возможностью правильного распределения теплоносителя по установкам потребителей. Управление режимом сети только с помощью изменения температуры подаваемой воды при постоянном (стабильном) ее расходе является вынужденным решением и ведет, как правило, к перерасходу теплоты у потребителей. Это также не оптимально при выработке теплоты, поскольку при большом количестве и разнообразии теплоэнер- гетического оборудования на источниках теплоснабжения и работе их на различных видах топлива постоянно возникает необходимость в перераспределении выработки между отдельными источниками либо для получения дополнительной экономии топлива, либо для возможности вывода оборудования в ремонт. Основным элементом, позволяющим обеспечить решение сложных задач по управлению режимом крупной тепловой сети, сети с несколькими источниками теплоснабжения и т. п., является ГТП на границах магистральной и распределительных сетей. Принципиальные схемы ГТП разнообразны и определяются местными условиями, а иногда и технико-экономическими соображениями. Некоторые из них приведены на рис. 13.8. Оборудование и аппаратура, предусматриваемые в ГТП, должны давать возможность: проводить наиболее экономичный режим работы сетей и систем отопления (программное регулирование по часам суток, количественное регулирование и пр.), а также групповых систем горячего водоснабжения; упростить в максимальной степени схемы местных 1еиловых пунктов для систем отопления, снизить рабочее давление для распределительных сетей и местных тепловых пунктов; организовать действенный контроль за расходом теплоносителя и теплоты потребителями; поддерживать необходимый перепад давлений до и после ГТП при регулировании давления либо температуры воды на коллекторах источника теплоснабжения (балансовый метод регулирования); 20:
Вопросы надежности -wo Л—Q—Ж^ Х-= <1 Рис. 13.8. Принципиальные схемы групповых тепловых пунктов: а. б - подключение ГТП к мажстралям (варианты), в, г, д- схемы ГТП соответственно с двух-, трех- и четырехтрубными распределительными сетями. / - смесительный насос, 2 - циркуляционный насос; 3 - регулятор давления; 4 -регулятор температуры воды и ограничитель расхода; 5 - регулятор горячего водоснабжения; 6 - диафрагмы к расходомерам; 7 - реле- сигнализатор утечки воды; 8 - сбросное устройство сокращать отпуск теплоты потребителям (в критических ситуациях) путем избирательного снижения температуры воды без нарушения гидравлического режима внутренней распределительной сети; при трех- и четырех! рубных сетях - путем полного прекращения подачи горячей воды на бытовые цели. ГТП являются ответственными элементами сисмемы теплоснабжения, и поэтому их бесперебойная раГнма должна быть обеспечена речервиронанисм. Эт прежде пса о каеасюя электроснабжения и вшимодемсшия смесжельных насосов Соыаспо IUII 47-75 «Уклания по про- скшровапию юролских шекфических сетей» нек1|Ю1|рием1|11ки I III омюешен ко II ка- ii-i ирпп (и 4К Vh.ii.iiiini) И\ н!ск1роспабже- IIIIC ndl.l'llll) lipOIK) IIIILH O1 ()(IЦИХ ЮрОДСКИХ ip.uit формиюрных no/ic i.iiiuiin Исходя m ним 'Пи I III Ц) 1*111.1 oiii IV/Kllll hpyilHblC >mi и.ii MiiKpopiiiiHiiM, i\\ ricKipoiiHi.uiiie m<i*in• ti|Hiiiiiin niii. oi ciiiKiiH-iim.ix ipanc- ■ |m >| • I I I <i|HII.H lln II blllllllH i ,,. m'm" n<i|>M.iM h|»(ick i иршмиии ieii- l HI! . i . II Hi. ИмГИИЫИ НИИ \ II l М1Ч11 тельных насосных должно устанавливаться не менее трех насосов, из которых один является резервным. В обычной проектной практике смесительные насосы обычно совмещались с подкачивающими, поэтому указанная рекомендация относится именно к таким насосным. Но ГТП по своему назначению относятся к чисто смесительным насосным. Схема ГТП в зависимости от его роли в конкретном месте тепловой сети может дополняться подкачивающими насосами, но это будет исключением из правил. Работа смесительного насоса в ГТП должна рассматриваться в двух режимах: рабочем, ко1да с его помощью корректируется (снижается) 1емпература сетевой воды, подаваемой в распределительную сеть за ГТП, и в аварийном - при прекращении подачи 1еп.1оноси1сля от источника теплоснабжения. Нсли в аварийном режиме для защиты си- cieM оюпления от замерзания воды производительность насосов должна обеспечивать подачу 70-100% нормальной циркуляции, то в раГючем режиме их производи гельность сушейменно ниже и определяется графиком ieMiicpaiyp внешней (магистральной) и расиреде 1И1ечыюй тепловых сетей.
Исходя из этого, для ГТП, сооружаемых только со смесительными насосами, достаточна установка всего двух насосов, считая, что подача каждого из них обеспечивает режим корректировки, а работа двух — аварийный режим, т. е. кратковременный. В магиаральных сетях с большим радиусом дейавия неизбежно возникает необходимость в сооружении насосных станций для понижения давления в обратных трубопроводах (наиболее частый случай), а иногда и ;ця повышения давления в подающих трубах '(рис. 11.V). Осноппос назначение насосных станций обеспечение нормальных 1идравличе- скнч параметров теплоносителя для присоединении потребителей по наиболее простым шпиеммым схемам. Такая необходимость, как правило, все1да возникает при резких изменениях рельефа местности (по сравнению с расположением источника теплоснабжения), а при ровном рельефе — на обратных 1 рубах при большом радиусе действия сети. На рис. 13.10 приведен примерный пье- юметрический график магистральной тепловой сети с радиусом действия 16 км при условно плоском рельефе местности. График напоров в обратной магистрали принят из условия, что напор ни в одной из ее точек не будс! ниже 5 м и выше 45 м. Напор в 45 м предполагает наличие потерь давления в распределительной тепловой сети, в первой с i унспи подогревателя горячего водоснабже- Рис. 13.9. Принципиальная схема насосной станции на магистра.'!ьной сети: 1.2- насосы; 3,4- обратные клапаны; 5 - ре- |уляторы давления; 6 —диафрагмы к расходомерам; 7 — сбросное (предохранительное) устройство м 40 120 100 80 60 50 40 30 20 10 71 'a 'Л Tt 7; 77 1 ■v 3* 1 J к u V 4 Л г 2 УА <<* Yi it 70 60 45 5 c 2x1000 6 10 16 км 2*900 2x800 2x600 2x1200 * nuu'luluHii 16х500т/ч Рис. 13.10. Пьезометрический график протяженной тепловой сети (пример): /, 2 — напоры в подающей и обратной ма- ■ истралях; 3 — насосные станции; 4. 5 — зона напоров в распределительных сетях ния (при закрытой системе теплоснабжения), в коммутации тепловых пунктов и т. д., что в общей сложности должно обеспечить напор в системах отопления не выше 60 м (из расчета применения чугунных радиаторов). График напоров в подающей магистрали на рис. 13.10 показан в двух вариантах: с насосной станцией на подающей линии и без нее. В данном случае насосы на подающей и обратной магистралях находятся в одной насосной станции, что значительно снижает стоимость сооружения зданий и всех инженерных коммуникаций. Целесообразность установки насосов на подающей магистрали определяется сравнением дополнительных затрат на ее сооружение с экономией электроэнергии на перекачку теплоносителя. Экономия электроэнергии определяется главным образом соотношением расходов теплоносителя в насосной станции и источнике теплоснабжения. Чем это соотношение меньше, тем более выгодна при прочих равных условиях установка насосов на подающей магистрали. В обычных условиях распределительные сети и тепловые пункты проектируются на те давления, которые имеют место в точках их присоединения в магистральных сетях (до сооружения сетей - по проектным данным, после сооружения — но жеплуатационным). В тепловых сетях с большим радиусом действия перепады напоров в точках присо- 205
(ОПРОСЫ ыя ч, '/, V ч, 7? 7/ 77 7/ 'А у* Ч, Г/ >7, < ч, у; 1 т J 5ч 7*/ ч, /И/У 77 Ч, ^7 ^> ч. 4j <] 7? [н; •/7 Sj ^7 5 10 16 км ^0 2*1000/52*900 2*800 2*600 ЧТТТТИТТТГГГГП :. 13.11. Пьезометрический график тепловых сетей с ГТП (пример) шения распределительных сетей различны могут колебаться в пределах от 25 до ) м и более. Это приводит к затруднениям фоектировании и присоединении потребили (к необходимости установки стальной матуры, регуляторов давления и пр.). Кро- того, возрастает опасность гидравличе- ix ударов и повышения давления в систе- х отопления из-за неправильных действий рсонала при переключениях. В то же время ижение диаметров труб распределитель- ix сетей из-за возможности принятия при расчете увеличенных потерь напора незна- тельно. Поэтому при проектировании магист- льных сетей с ГТП возможно принять знаковый для всех распределительных cert располагаемый напор. Зона напоров распределительных сетях на рис. 13.10 казана штриховкой. Как следует из 1С 13.10, давление в обратном трубопро- >де устанавливается с помощью насосной цнции. Наличие ГТП с насосами на кратных линиях дает возможность отказа i такой насосной станции. Возможный ре- им напоров в магистральной сети и зона шоров в распределительных сетях (заштри- ж;ша) показаны на рис. 13 II. 3.5. Реконструкция тепловых сетей Аи,сим ttoni.nioi о кощ'кч i ни жен iya i и- i'ii'iuiihH i см h к|1\|пи.1ч м i рс iiiiix n t ь t n in и ) 'ilii IK i I 1114 I i|i i| i >M i ПИ жения затрат на распре к'щмсньпм) hid тепловых магистралей (диампрпм *Jiиi мм и выше) сооружалось излишне (>i>iii.iinir ни личество камер с ответвлениимм к шнрсОи телям. В эксплуатируемых сетях передни t iy чаи, когда на каждом километре м«и ik ip.nii имеется по 4 — 6 и более ответвлений та метром от 50 до 200 мм при суммарной тепловой нагрузке 40 — 50 МВт. Сооружение i рупповых пунктов с небольшой тепловой мощностью лишь и незначительной степени изменило указанное положение. Сооружение в крупных тепловых сетях ГТП на каждом небольшом ответвлении привело бы не юлько к большим затратам, но и к ча|руднепиям в управлении тепловой сетью Оiсюда необходимость реконструкции сетей. Основными принципами при реконструкции сетей должны быть жопомические, для чего необходимо аремшься к сооружению ГТП с большой тепловой imi ручкой. Для этого следует объединяв огве1вле- ния с небольшими тепловыми нагрузками, сооружая на таком ответвлении общий пункт управления, а также объединять управление группами ГТП с небольшими тепловыми нагрузками. Исключения должны составлять промышленные предприятия и крупные комплексы с режимом теплового потребления, резко отличающимся от необходимого для жилых зданий. Тепловые пункты этих предприятий и комплексов должны быть оборудованы по схемам, предусматривающим их эффективное регулирование. Для обеспечения надежного теплоснабжения каждое ответвление к ГТП должно обеспечиваться двухсторонним питанием, для чего оно должно выполняться с обеих сторон секционных задвижек на магистралях. При этом могут иметь место следующие варианты: ГТП сооружается в непосредетемной близости от камеры с секционными шдииж- ками (в пределе даже совмещен с ней); камера с секционными шлшиыымп переносится к месту, выбранному ч ih ГТП; сооружается новая камгра i секционными задвижками. Для снижения сюимш i и сооружения сетей, объединяющих oi ип и и-пнн, I ГП целесообразно pacnoJKii.ui- на нишкисе крупных ответвлениях, a iah*i шинш кцмер с секционными задвижками При вочмо*1ии i и i норужения по не- гкош.ким вариат п имьмр ицрианта должен uponшоднп.см п.i и шип 1схнико-экономиче-
Рис. 13 12 Схема реконструкции участка машстральной сети (пример)" / -6 — секционные задвижки. 7 -вновь сооружаемые ГГП. #-объединение существующих ЦТП; 9 i>) — lets говые п>нкты промыш генных предприятий, 11 заг !ушки ских соображений с обязательным учетом требований по защите or шума. Возможные варианты размещения ГТП и задвижек показаны на рис 13 12. на котором вверху изображена современная схема участка тепловой сети, внизу — схема его реконструкции Как видно из рисунка вместо 10 ответвлений, находящихся в эксплуатации в настоящее время, предлагается оставить шесть. Для этого намечено: сооружение двух ГТП в новых зданиях для объединения шести эксплуатируемых ответвлений; сооружение двух ГТЛ в пристройках к существующим зданиям ГТП для управления режимом работы восьми эксплуатируемых мелких ГТП (см. далее); секционная задвижка устанавливается вновь; реконструкция тепловых пунктов производственных предприятий 9 и 10, причем исходя из назначения предприятия 10 обеспечивается двухстороннее подключение его к магистрали, для чег о вновь устанавливается секционная задвижка 5 В большинстве случаев объединение ответвлений предполагает прокладку дополнительных сетей параллельно эксплуатируемым магистралям. В настоящее время в закрытых системах теплоснабжения групповые тепловые пункты сооружаются с четырехтрубными тепловыми сетями, но не имеют смесительных насосов, расходомеров и предохранительных сбросных устройств, что не позволяет им в полной мере выпотнять все необходимые функции. К тому же большинство эксплуатируемых ГТП имеют незначительную тепловую нагрузку. Если в микрорайоне эксплуатируется несколько C—4 и более) ГТП с небольшими тепловыми нагрузками, то, чтобы избежать оборудования каждо1о из них по полной схеме, возможно провести реконструкцию сети На рис. 13.13,а показаны в однолинейном изображении существующая тепловая сеть с ГТП и необходимая схема автоматизации каждого ГТП, на рис 13.13,6 приведена схема реконструкции. На головном участке распределительной сети в пристройке к зданию ГТП монтируется общий пункт 207
Рис. 13.13. Реконструкция существующих тепловых сетей жилого микрорайона с ЦТП: (I сущее i ну юшие теп.ювые сети с намечаемой автомат и 5ацией ЦТП: 6 — схема реконструкции; / - s.i шижкл: 2 - ГТП: 3 - существующие ЦТП: 4 — ограничитель расхода: 5 - регулятор отопления с д.нчнком, 6. 7 — смесительные насосы, # —элеватор; 9 — регулятор давления, 10 — предохранитель- нос Lfipociioe устройство; 11 —задвижки для двухстороннего присоединения к магистрали; 72 — реле-сш нализатор утечки воды: 13 — к теплосчетчику упраниепия с pei уляюрами расхода и давлении, рек- у i и-чки и сбросным устройством, <>Г> 11111м 11 { iM nccii распределительной сети i ими.щ I III И каждом I Til усчанавли- плюця in ii,ко lmcui icjibiii.ie насосы и peiy- iиi<>p icMiicpni ypiii коды па отплепие. \ t i |KHi( i пи onineio 11v11к i;i ynpait.iciiHM li /1 • 111111»is. i i i уч.if iioiiio imci и iii.rin i с < 11 • 11 <. > i i мере v 111 >< > i -1 и 11. itxiioipv ломание I III и мни- ni*K icurMcviiiiii'ii'i Kiix i. ik ic\i vnp;n» icmiim и МНИ ptl 111 И ik'hui opi'i v ( i\'i.im\ и мни.hi i;i«." i poiiha (i|MiiiKH\ Kiiap i .i ion we i.it-1 no iMo^iiOL i H OtipVACIINH OI ДО II.IIUI О I 1. 11111 »l ,114 ipVIIIIO iidi о iiviiki;\ yiipait K'iniu ()<. ivHiiiiiiv i.vipVlHK- iiiir (oiiiacicM при yc i.uioiiKi' i Man ir hi.пых помпон. i.iK как Mo ync iii'iiih;u'i i ,i t *;i p i ■ i i.i i i.i11иvi I III и ipef>yci шла fciiiih oi aii ii.iv i мини и i in шума. II них спучаях следуе! рассмо1рсм> ва- i>m<iи i i.i Mii'iainiM упрошенных ГТП без при- Mi пенни шкотом. Отсу1ствие смесительных 1 конечно, не дает всех указанных вы- ■ II. и|>. и-м\ ми i i и по пошоняег организовать точное распределение циркулирующей воды (и контроль за ним), т. е. просто и точно провести наладку крупных тепловых сетей. Создание крупных ГТП. решая вопросы управления магистральными сетями, не в полной мере обеспечивает надежное теплоснабжение каждою потребителя внутри i рунпы w ГТП. Для повышения качества юнлоснабжения от ГТП необходимо: обеспечинап» каждую систему горячего нодоспабжепия надежно работающим термо- pci v 1мюром; промоди п. наладку распределительной mi юной ееi и i.i ГТП. llaiaaKii юиювой сет жачительно уп- роншекя, ее in ceib облачает высокой гид- 1>.ш шческоп усiойчивос'1 ыо. Сооружение ГТП должно проводиться по Mai иефалям — начиная от i оловных yiaciKnn к конечным. Иерноочередными объектами при сооружении IIII должны являться магистрали, которые соединяюi ТЭЦ с другими источниками теплоснабжения (ТЭЦ или районные
котельные), совместная работа с которыми на общие тепловые сети предусматривается, а также магистрали, по которым намечается увеличение диаме1ров труб из-за появления дополнительных потребителей. В первом случае обеспечивается возможность теплоснабжения каждою ГТП от любого и? нем очников, соединенных общей магистралью Но вюром снижается подача теплоноинс ih присоединенным потребителям, чп) и («id возможность подключения i.i inn t'H-i новых потребителей. При наличии I III ((.о смесительными насосами) для уме мигни» пропускной способности маги- iip.urn можем быть изменен i рафик 1емпе- |1.М\|1 11|>,|.1МЛСМОЙ ВОДЫ. < ооружение ГТП целесообразно iipn co- п|>\'нении новых микрорайонов, а также при ни ih мочении новых объектов или увеличении (соковой нагрузки эксплуатируемых зда- пнп и микрорайонах старой (существующей) «не 1 ройки, чго исключает необходимость перекладки действующих магистралей. При сооружении ГТП в действующих им их Moi ут иметь место два характерных случая. присоединение к магистральной сети iiiioiii. ciроящеюся микрорайона; сооружение ГТП на действующей двух- ipyftnoH iсиловой сети. В первом случае возможно применение nofn.ix схем распределительных сетей. Вы- (>ор должен производиться по технико-эко- помическим соображениям с учетом эксплуа- 1.ШИО1ШЫХ и дру!их местных условий. В закрытых системах теплоснабжения оо ice сложным является второй случай. Iдсс1» возможна либо прокладка третьей ipyfti.» к МТП (для присоединения подогре- iiu i eней юрячего водоснабжения), либо авто- Mai и <ация всех систем отопления. Однако наличие смесительных насосов и ГПI может, помимо управления режимом исей leiuiOBofi сети, обеспечить определенную экономию теплоты и значительно сни- 1ип> перегрев отапливаемых зданий при положи i ел ьных температурах наружного воздуха. Мноюобразие местных условий не дает ношожности применять в данном случае какие- iо типовые решения, поэтому ниже рас- смофены в качестве примера лишь два илрианта решения. В одном случае ГТП располагается в подвале ближайшего здания (рис. 13.14), и дру! ом — в специально сооружаемой камере с надземным павильоном. В обоих слу- чиях принципиальная схема трубопроводов должна включать установку головных задвижек с электроприводом, регулятора перепада 1 2 -DW- Пример I -в Пример II а В- Рис. 13.14. Схемы реконструкции распределительной тепловой сети (два примера): а — существующие схемы сетей, б - после реконструкции; / - задвижки с электроприводом, 2 - регулятор перепада давлений; 3 - измерительная диафрагма к расходомеру: 4 - реле-сигнализатор утечки воды давлений на подающем трубопроводе и измерительной диафрагмы с расходомером на обратной трубе. Диспетчер тепловой сети должен иметь возможность контроля за параметрами теплоносителя и управления головными задвижками. Независимо от места размещения пункта управления — подвал или камера — должны быть обеспечены элементарные условия для доступа персонала к установленному оборудованию для осмотра, профилактики и ремонтных работ. Для это1 о необходимо, чтобы помещение имело достаточные габариты, было сухим и защищено от проникновения грунтовой, верховой и другой воды, иметь удобный вход, нскусс1 венное освещение и пр. В соответствии с л им выделенное помещение должно бьмь отделено от остального подвала, имен» самостоятельный вход, входы трубопроводом должны быть за- моноличены либо имен, сальниковые уст- ройс1 на. По;цемпыс камеры должны иметь над- »емпые павильоны, сплошную i идроизоля- 209
цию подземной части и сальниковое уплотнение мест входа и выхода трубопроводов Укрупнение гепловых пунктов является лишь одной частью работ по реконструкции действующих сетей. Второй частью их ioi- жно быть вытяжение paiioi но шмч печению надежного реюркнронании шн рпхпс 1ей, т е. ГТП. Про1рамма р.кчоа и-м-и < ОСНА позволяет учитыгциь и факипоки иыпол- ненную схему \iai и^траиьиых <.г п-п Г in в а четырнадцатая ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАСС ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 14.1. Выбор трасс на стадии разработки схем Проектирование трасс магистральных тепловых сетей должно увязываться с условиями как сложившегося комплекса застройки и подземного хозяйства города, так и перспективами его дальнейшего развития Принципиальное направление трасс магистральных тепловых сетей должно выбираться на стадиях разработки генеральной схемы централизованною теплоснабжения города или схем тепломагистралей от проектируемых источников теплоты (ТЭЦ, ACT, районных котельных). Это позволяет увязывать строительство тепломагистралей со строительством городских инженерных сооружений по трассе, их размещением и сроками осуществления, поскольку отраслевыми opi лниыциями городского хозяйства также p.i ipafia 1мвакт.я схемы развития обьектов HtpoAiio-iраиспортного, водопроводно-кана- ш интенции (I. шергетического и газового xiiiniu ni.i л |.|кже общих коллекторов для in» i u мних коммуникаций (трубопроводов и »,нн ii-ii |hi i nrnioi о па «качения) I |i.h t i.i Miii ik i p,i imimx тепловых сетей при jtii ip.niiti иг i \ом уи.шавливаются по им» miiiiiMi и mimi рифп'кч kiim KapiaM раз- i и» и i' 11 • ni и hi iiiii i i iiaiii4 (.'иными на них 1 ч к им м нищими • 111 v ими мГюпочепиыми М(' MIMII li< ><М ii ll.i ki»\ii ПИК I МСППЫММ \ I |i II. H МП *i" И III14 Mil II ,111 I i iM I it ill I I.I 11,1 Mil 1O- I»in а ми i про u h и ми ii11< ii i ыми и up I l.i i iii- nm p.I ipilhii I Ml i \i M II»! nlli'llkll I ( и Ii II ll'IC- l к I ill II I II I pi i И и IHI II'II i к i HI \.l|Uk I O|l|li I Ilkll p.llllHKIII lfp(lV(l*.,(l.'flllll I p, Hi I.I III llli'fli IVIO КЯ .ipXIIItlll.K' MJ ICpil.141.1 II II.К k.lllllll lipDIIIIII.IX неi по параллельно прочо imiuiim пшенным сооружениям (дороги, коммуникации 'I Ml и др.) В схемах определяются начальные A )Ц, райоппли миельная) и конечные точки iси- лома! HLip.i icfl и их примерные диаметры по участкам, исходя из месторасположении объектов теплоснабжения, их теплового потребления, требовании резервирования п up 14.2. Инженерные изыскания Для проектирования тепловых сетей необходимы исходные данные, определяющие: топографические условия месшости, характер планировки и застройки городских районов: размещение надземных и подземных инженерных сооружений и коммуникаций; характеристику свойств грунтов и глубину их залегания; режим и физико-химические свойства подземных вод и др. Получение этих данных является задачей инженерных изысканий Инженерные изыскания включающие инженерно-геологические работы, выполняются специализированными организациями или нередко отделами изысканий проектных институтов, ведущих проектирование тепловых сетей. Инженерные изыскания проводятся в соответствии с разработанной программой параллельно с проектированием объекта, а отдельные виды работ — в период строительства и эксплуатации Производство натурных инженерных изысканий в городских условиях связано со значительными грудносгями из-за наличия капитальных зданий, дорожно-транспортных сооружений, подземной сети коммуникаций и пр В то же время выполнение изысканий в районах существующей застройки, где по- Liроены надземные и подземные сооружения, шачшельно облегчается использованием имеющихся геодезических и геологи- Ч1ЧКНХ маа'рналов (карт, планов, отчетов ullцеловании), что сокращает объем работ п их i юимоегь В юродах, имеющих центра- |ц юи.шпый 1еофонд, материалы геосъемки присный) корректируются и дополняются При проектировании тепловых сетей на К'рршории сложившихся городских районов ioiuii рафическую съемку обычно не . 210
водят, используя имеющиеся архивные геодезические материалы и готовые планы, снятые при строительстве ранее построенных объектов. Эти материалы должны быть откорректированы путем съемки и нанесения вновь построенных зданий и сооружений, а также под»емных коммуникаций. Для съемки коммуникаций используются колодцы и upon 1ноля1ся раскопки для определения их nun (много положения. Для обнаружения ui'johwx и телефонных кабелей, водо- мроно тки и газовых сетей применяются каиенс и iрассоискатели. 11.п1(н11||.|ций объем инженерных изыскании in» ipiicce тепловых сетей выполняется onu'iiiii им их транзитных, головных участ- к.н проходящих по пригородной террито- I'iih три размещении ТЭЦ на периферии I при ц|). Инженерно-геологические изыскания по фнгге магистральных тепловых сетей дол- Aiii.i иыявить физико-механические свойства ipyinoB и условия их залегания, режим и фтико-химические свойства подземных вод, понижение их уровня по сезонам года. Со- iiаи и обьем этих изысканий определяется i iciiciiMo изученности данного района. Основным средством геолого-техниче- i кон разведки является бурение скважин и шурфование. При спокойном рельефе местном и и отсутствии на поверхности признаке)» щменсния характера грунтов заклады- ипкчея шурфы глубиной 3 м или скважины Шубиной 3 — 4 м из расчета 3 — 5 закладок на километр трассы. Для проекта проходных тшелей и коллекторов скважины бурят че- |н* i каждые 50 м. В случае обнаружения и шурфах или скважинах грунтовых вод за- мерисчея их статический уровень и тща- к'ньно обследуется характер водоносных ipyinoB, их мощность и напластование, а ткже характер и мощность подстилающего нодоунорного слоя. В местах пересечения трассой рек, ручьем, прудов, оврагов скважины закладываются ми расстоянии 20 — 30 м друг от друга в записи мости от ширины пересекаегиых препят- VI иий. Глубина же скважины в таких местах чоджиа быть не менее 3 м, считая от дна иодоема. Скважины, заложенные в начале, (средине и в конце участка трассы, должны (>1,щ. гакой глубины, чтобы они входили и мшериковый грунт не менее чем на 1 м. Н процессе инженерных изысканий про- н шили гея бурение геологических скважин п1н оiбора образцов груша, коюрыс пссче- |\иися лабораторным nyicM, и ieo им ичс » них скважин для изучения своими и режим.! им i icMiiMx вод. Анализы upon и.» n.i mihni н|»»н (политься как в стационарных ки•»»j».i торных условиях, так и с использованием походных полевых лабораторий. Основной целью анализов воды является оценка ее агрессивности к бетону и металлу. Для качественного проектирования тепловых сетей важное значение имеет знание фактических гидрогеологических условий трассы: глубины залегания, режима и физико-химических свойств грунтовых вод. Эти условия определяют необходимость и методы защиты конструкций теплопроводов от затапливания в период эксплуатации (дренаж, гидроизоляция) и характер мероприятий для осушения траншей и котлованов при строительстве (водоотлив, водопонижение, замораживание грунта и пр.). Гидрогеологические условия трассы по существу являются основным критерием для выбора способа и линейных конструкций прокладки тепловых сетей. Исходя из этого, следует обращать особое внимание на достоверность собранных и полученных в результате инженерно-геологических изысканий данных по гидрогеологической характеристике района прохождения трассы тепловых сетей. Ошибки, допущенные в оценке гидрогеологических условий трассы, обычно приводят к неправильному выбору конструкций подземной прокладки теплопроводов и в результате — к их порче и коррозионному разрушению в короткие сроки эксплуатации. В состав инженерных изысканий при проектировании тепловых сетей по отдельному заданию автора проекта включаются обследования фундаментов зданий и сооружений, пересекаемых или близко расположенных к трассе тепломагистрали. Целью этих обследований является определение конструкции фундаментов сооружений, их глубины и характера грунтов основания. На основании полученных данных принимаются решения о необходимости и методах предохранения зданий и сооружений от просадки и повреждений как в период строительства тепловых сетей, так и в период их эксплуатации при возможном аварийном повреждении. Обследование фундаментов сооружений производится путем шурфования. Одновременно с этим автором проема должны быгь изучены сохранившиеся иснонни к-п.ные чертежи сооружения и ^фиксированы обнаруженные деформации и к'фемм ею коиефук- цин, но шикнше и мерно i >м и i\.i мини 14.3. 11 poi-iv i пропиши* цшгсм и и. nine ii профи, ic |i I I I I • I ■ • 11 I ■ ■• II »11 I <' I И H> I |l 1 II Ih ill I i II I' 'И I •!■ I I > J I 'II |i > t|l,ll II I I !•<
проекта и рабочих чертежей, для чего в качестве подосновы используются i еодезические планы в масштабах 1 2000 1 1000 или 1 500 с нанесенными на них красными линиями существующей и перспективной застройки городской территории и подземными коммуникациями, а также данные проведенных инженерных изысканий в районе прохождения трассы Проектирование трассы магистрального трубопрово да и последующее согласование ее с городскими организациями может быть значительно (Облегчено при условии предварительного составления архитектурно-планировочного за- /дания на строительство гепломагистрали Архитектурно-п панировочное задание выполняется городской проектно-планировоч- ной организацией или проектным институтом, проектирующим тепломагистраль, и утверждается архитектурно-планировочным управлением (оiделом) горисполкома В архитектурно-планировочном задании намечаются рекомендуемые для детальной проработки варианты трассы, устанавливаются основные условия использования городской территории с учетом характера существующей и перспективной застройки, указываются красные тинии, отметки вертикальной планировки, поперечные профили проектируемых проездов с размещением подземных инженерных коммуникаций Трасса тепломагистрали, наносимая на топографический ппан, выбирается по кратчайшему направлению между начальной и конечной ее точками с учетом обхода труднопроходимых территорий и разтичных препятствий Вследс1вие этого приходится от- к юняться от прямой линии для обхода озер, прудов рек пубоких оврагов, заболоченных участков и мест пересечения железных и авюмоби 1Ы1ЫХ дорог, если это потребует выполнения сложных и дорогостоящих переходов типа протяженных мостов, эстакад или тоннелей щитовой проходки Отклонение трассы oi кратчайшего направления может также вьныиа1ься наличием существующих или запроск!прованных и намеченных к строите ibciB} в ближайшее время инже нерных сооружении (мостов типе юй дамб и пр) которые Moiyi бьмь иснольшваны и качестве перехо юв шя прок м ik» юппо- прово ioB через во шыс iipcipaibi и i рапс норшые Mai исграли Oi icjii.iii.ic участи 1рассы могут быть намечены в плане в нескольких вариантах и$ которых в даль неишем б\ iei выбран путем детальною об- с 1С ювания и выполнения инженерных изыс- К.1ИНЙ окончательный вариант, наиболее жопомичпыи и пегко выполнимый в строи- it IK iне При нанесенной на илш филе производится рекогносцировочное оСк к юнапие ее в натуре и уточнение с рагбннкои и мкрепле- нием основных ючек па меспик ш Окончательная корректировка трассы ныпо жяется по результатам по icbnx инженерных тыска- ний с учетом требований всех со(ласо- вывающих заишересованных организаций и утверждающих ипыампий Выбранная в и lane трасса должна быть привязана к с\щес 1вующим постоянным точкам (знакам i ocv ирственной сети и по- лигонометрии) красным линиям, капитальным зданиям и сооружениям или другим предметам на меипони Привязка трассы производится камера ibiio но в отдельных случаях требуется выполнение контрольных измерений в натуре Принимаемые расстояния трассы тепловых сетей до других сооружений и парал- лечьно проложенных коммуникаций должны обеспечивать сохранность этих сооружений и коммуникаций яак при строит ечьстве, так и в период эксплуатации Минимальные расстояния в плане от конструкции тепловых сетей до сооружений и инженерных сетей приведены в СНиП 2 04 07-86 Трасса тепловых сетей в городах допжна размещаться преимущественно в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы древесных насаждений Допускается при обосновании трассу геп- ловых сетей предусматривать под проезжей частью улиц и дорог и по а тротуарами, а также в зеленых зонах, не имеющих древесных насаждений (под газонами) Трассу тепловых сетей под проезжей частью дорог и улиц рекомендуется прокладывать в крайних полосах (рис 14 1) В случае невозможности размещения тепловых сетей но существующим городским улицам и проездам из-за наличия большого котичества других подъемных коммуникаций их трасса выбирается по территории кварта- ттов и микрорайонов где теплопроводы мо- i ут прокладываться по проездам, не имеющим капитального дорожного покрытия, тротуарам и зеленым зонам Диаметры трубопрово юв прокладываемых в кварталах и микрорайонах по условиям безопасности следует выбирать не более 500 мм, а их трасса не должна проходить в местах возможного скоп пения населения (спортплощадки, скверы, дворы общественных зданий и др) Тепловые сети, предназначенные для теп- снабжения новых промышленных районов, должны размещаться по проездам и
Условные обозначения: 1. Суглинок пы- леВатый с прослойками песка, пластичный; 2 Супесь пылеВа- тая с прослойками песка, 3 Песок средне- зернистый, 4 Сиялинок мелкопесчаный с прослойками песка, зравыя и редко валунами Условный горизонт 5,5 Номера точек 40 245 246 247 248 249 250 красные I Черные верх канала I Дно траншеи а Sis? 5 Глубина Выемки грунта Отметки оси труды \Г> Горизонтальное расстояние План трассы трубопроводов Углы поворота 90' 90е Тип прокладки Покрытие в бетонном канале Земля Рис 141 Пример размещения подземных сетей на магистральной улице (поперечный профи ib) / - тротуар, // - газон, III — проезжая часть, 4 - электрокабели 5 - газопровод 6—7- водосток, 8 — канализационный коллектор 9 - общий коллектор, 10 - теплосеть, 11 - теппосеть в канале 213
Ill JOm Рис. 14 2. Продольный профиль тепловой се in проектироваться в комплексе с другими инженерными подземными сетями с учетом сроков выполнения дорожно-строительных работ. Трасса тепловых сетей, проходящая по площадкам предприятий, должна предусматриваться вне проезжей части дорог в специально отведенных технических полосах, совместно с трассой технологических трубопроводов. Допускается пересечение тепловыми сетями производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий с прокладкой их по стенам зданий, фермам, колоннам и т. п. На вновь осваиваемых территориях города, отводимых под жилую и другую застройку, размещение трассы тепловых сетей также решается в увязке с трассами других подземных коммуникаций с учетом комплексного их сооружения. При размещении магистральных тепловых сетей (любых конструкций) совместно с другими инженерными сетями в одной фаншее высотное положение трубопроводов в поперечном сечении технической зоны или проема должно превышать высотное положение трубопроводов водостоков и канализации, чтобы обеспечить незатопляемость трубопроводов в период строительства и эксплуатации. Также следует учитывать последовательность и сроки выполнения дренажных устройств и отводящих водостоков, готовность которых должна опережать приемку и ввод в эксплуа1ацню строящихся тепловых сетей. При комплексном проектировании под- »смпых инженерных сетей необходимо увя- ii.iiuib их взаимное положение таким обра- и>м чтбы трубопроводы в плане и профиле ■ нчр.шн in прямолинейность в местах пересе- и пни к I руСкшроводами канализации, водо- > ни тпронода и газа, а также с элек- <1 i in и и* к'фомиыми кабелями. По выбранной в плане трассе тепловой сети составляется продольный профиль (масштаб: горизонтальный — 1 : 500, вертикальный — 1 :50) по данным геодезических изысканий с указанием всех подземных сооружений, пересекаемых грассой. На продольный профиль наносится i еоло1 ический разрез по отчетным данным инженерно-геологических изысканий, а также даются абсолютные отметки: поверхности земли, вертикальной планировки, уровня грунтовых вод, подземных коммуникаций и прочих пересекаемых сооружений. При проектировании продольного профиля прокладки трубопроводов (см. гл. 15) в профиле показываются принятые уклоны трубопроводов тепловых сетей между основными точками трассы, отметки оси трубопроводов, места размещения камер, неподвижных опор, ниш компенсаторов, дренажных колодцев и пр. (рис. 14.2). Уклон труб тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя должен быть не менее 0,002. На отдельных участках (при пересечениях, прокладке по мостам и т. п.) допускается принимать прокладку трубопроводов без уклона. Заглубление тепловых сегей от поверхности земли или дорожного покрытия должно приниматься не менее: до верха перекрытии каналов и туннелей 0,5 м до верха перекрытий камер ... 0,3 м до верха оболочки бесканальной прокладки 0,7 м При построении продольного профиля тепловых сетей должны учитываться наименьшие допустимые расстояния по вертикали (в свету) от наружных граней строительных конструкций прокладки трубо-
проводов до пересекаемых сооружении и инженерных сетей по СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети при пересечении с сетями канализации, водопровода, водостоков и га- юпроводов должны располагаться, как правило, над ними сетями. При расстоянии от основания конструкций тепловых сетей до верха пересекаемых трубопроводов 300 мм и менее (и uieiy), а также при расположении leiuiom.ix teien под ними прокладка сетей Kdii.uiii i.iiiini. водопровода, водостоков и i л шпротин» должна предусматриваться и <|>v i uxp.ix (ipy6ax), выведенных за пределы наружных тбаритов тепловых сетей не менее чем на 2 м в каждую сторону. Профиль трассы в обычных климатиче- ihiix уиюниях (в районах с сезонным промер пшисм грунта) проектируется с наименьшим «илублением тепловых сетей от по- исрхиости земли, без учета глубины промер- |ц и и я грунта, поскольку это снижает объем »смляпых работ и стоимость строительства, облегчая разрытие трубопроводов при их ремонте в период эксплуатации. Малое заглубление тепловых сетей имеет существенное значение при их подземной прокладке в неблагоприятных гидрогеологических условиях, а именно расположение конструкций трубопроводов выше уровня грунтовых вод позволяет отказаться полностью или частично от проведения сложных мероприятий по их защите от затапливания (устройство попутного дренажа, отводящих водостоков, гидроизоляции каналов и пр.). В исключительных случаях может допускаться полуподземная прокладка тепловых сетей в каналах при неполном заглублении их в грунт, с обвалованием выступающей верхней части канала насыпным грунтом. При составлении продольного профиля трассы должны быть выявлены участки подомных тепловых сетей, расположенные в непосредственной близости к существующим зданиям и сооружениям, фундаменты которых заложены выше основания проектируемых конструкций трубопроводов и могут быть повреждены при строительстве и эксплуатации. Следует учитывать, что соблюдение наименьших допустимых расстояний по горизонтали между тепловыми сетями и сооружениями еще не может гарантировать в любом случае сохранность последних. Размещение трассы на этих участках как в плане, так и в профиле может быть окончательно принято только после решения вопроса о проведении необходимых мероприятий, исключающих осадку и повреждения смежных сооружений (подводка фундаментов, сооружение подпорной стенки, устройство креплений). Исходные данные для разработки этих мероприятий должны быть получены в результате обследования сооружений и выявления гидрогеологических характеристик грунтов основания. Низшие точки в продольном профиле при подземной прокладке тепловых сетей следует размещать в таких местах, где можно осуществить самотечный отвод воды из трубопроводов, каналов и камер и из сети попутного дренажа в ливневую канализацию или водоемы. Возможность отвода воды в водоемы общественного пользования определяется санитарными правилами. Если в пониженной точке продольного профиля не предусматривается устройство камеры для размещения оборудования тепловой сети, то в этом месте выполняется колодец для удаления случайной воды из канала с выпуском в ливневый сток. По территории, не подлежащей застройке, должна предусматриваться преимущественно надземная прокладка тепловых сетей, конструктивное решение которой выбирается в зависимости от условий рельефа и гидрогеологии местности, а также диаметра трубопровода. Надземная прокладка рекомендуется в случае прохождения трассы по местности с неспокойным рельефом, наличием оврагов и небольших водотоков и при неблагоприятных гидрогеологических условиях, характеризующихся высоким уровнем грунтовых вод или залеганием илистых, про- садочных и набухающих, а также вечно- мерзлых грунтов. В указанных условиях подземная прокладка тепловых сетей не может обеспечить их долговечности и надежности и требует проведения целого ряда мероприятий, удорожающих строительство (уплотнение проса- дочных грунтов, закрепление их способами цементации и силикатизации, осушение и др.). Особенно целесообразна надземная прокладка тепломагистралей большого диаметра, трасса которых может быть выбрана вдоль автомобильных и железных дорог и в коридорах высоковольтных линий электропередач, в просеках лесных насаждений и т. п. В качестве конструктивного решения надземных магистральных тепловых сетей могут быть приняты их прокладки на низких или высоких отдельно стоящих опорах и эстакадах (см. гл. 16).
14.4. Пересечение естественных препятствий и искусственных сооружений Озним из существенных факторов, влияющих на выбор трассы магистральных тепловых сетей, является решение вопросов, связанных с определением места способа и конструкции переходов их через встречающиеся естественные или искусственные препятствия, такие как водные преграды транспортные и другие сооружения Проработка этих вопросов обычно включает камеральную проработку выбора места перехода на плане в нескольких вариантах, натурные инженерные изыскания, согласование с заинтересованными организациями, выбор окончательного варианта на основании их технико-экономического сравнения Места переходов через овраги и водотоки (небольшие реки, ручьи) выбираются на прямолинейных их участках с устойчивыми, хорошо задернованными склонами (уклон не более 10—153) Не рекомендуется проложе- ние трассы по опочзневым участкам и косогорам Способ прокладки трубопроводов на пересечении оврагов и водотоков, как правило, принимается надземным, если это не противоречит архитектурно-планировочным требованиям В качестве конструктивного решения может быть принята прокладка на низких опорах или отдельно стоящих мачтах с использованием самонесущей способности труб Переходы магистральных тепловых се- 1си через значительные водные преграды (реки каналы озера и пр) проектируются над- по щыми и in потводными в зависимости от рельефа местности гидрогеологии, условий строи 1С ibciBa и эксплуатации и пр Створы на шодпых и но нюдных переходов должны располагаться па прямолинейных участках рек под прямым у|лом, в наибочее узких местах с устичивыми берегами Створы перехо юв Mai истрапьных трубопроводов через крупные во щые преграды выбираются в у вязке с решением вопросов о способе строите тьства и конструкции перехода (мост, туннель) Проектные решения по переходу (выбор створа, консфукция метод строительства) должны быть согласованы с соответствующими бассейновыми управлениями речного флота, органами по регулированию, использованию и охране рыбных запасов Практика проектирования и строительства переходов тепттомагистралей через реки в городских условиях указывает на преимущество подвочных туннелей перед мостовыми переходами поскольку они не препятствуют судоходству, не нарушают их бытового режима и не противоречат архитектурно-планировочным требованиям При выборе места расположения подводного туннеля в i ороде должны учитываться топографические условия, характер планировки и 3aci ройки береговых участков, которые могу г опрс 1слять конструкцию и способ строиiельс i ва [уннеля Мостовые переходы мог>т нлхо шть применение при пересечении небольших рек и водоемов, расположенных на неысфливаемой территории города, как треб)ющне меньших капитальных затрат и более простые в строительстве и эксплуатации Наиболее часто темлома! истрали пересекаются с железными и автомобильными дорогами Трассу переходов через железные дороги целесообразно выбирать на прямолинейных участках под прямым у1лом но не менее 60° в насыпи или неглубокой выемке Не рекомендуется размещение створа перехода на участке станционных путей, в местах с неблагоприятными гидрогеологическими условиями с залеганием плывунных, пучини- стых грунтов Предварительно может быть намечено несколько вариантов расположения створа перехода тепломагистрали, из которых выбирается основной вариант по согласованию со службами управления железной дороги При эюч одновременно определяются способ выполнения перехода (надземный, подземный) и принципиальное конструктивное решение Следует учитывать что по условиям надежной и дол1 овечной работы тепломагистрали мостовой переход имеет значительное преимущество по сравнению с подземным, при котором трубопроводы могут находиться под воз!ействием вредных факторов грунтовой среды и труднодоступны для осмотра и ремонта в период эксплуатации Поэтому подземные переходы тепловых сетей должны проектироваться только в случае недопустимости сооружения мостового перехода но градостроительным соображениям, из-за нарушения нормальных условий экстуатации же 1езной дороги или трудности производства строитетьных работ При выборе места подземного перехода необходимо тщательное изучение i идро- i еологических условий, которые в значительной степени определяют методы производства работ и конструктивные решения перехода При подземном пересечении тепловыми сетями железных дорог наименьшие рас-
ыояния по горизонтали в свету должны приниматься: до стрелок и крссювин железнодорожного пуш и vieci присоединения О1С.1СЫНЛ1О111ИХ кабетей к рельсам 1 юкфпфицированных железных 'КфО1 ЮМ до LipiMioK ii крестовин жедез- иодорожпшu HNIH при пучинистых i р\пi.i\ . . . . 20 м к» мп( юн, фуб. туннелей и ip\iii\ in hvri'i нсиных сооружений ii.i da- и iiii.ix дорогах 30 м Ныпоцпенис подземного перехода в виде *r'if причинных сборных или монолитных kiiihi lion ирохолмого и полупроходного сече- ппм по/1 жсиезподорожными путями при от- нцыюм способе проведения работ связано ( о! р.шичением скорости и перерывом движении поездов и, как правило, не может oi.iii. допущено на железнодорожных маги- iipiUiHx I, II, III категории. Поэтому переходы фубопроводов в каналах могут найти oiрапичеимое применение при пересечении ||одьс»д||ых и соединительных путей на станциях, iдо при открытом способе производ- Lin.i pafxn может быть допущен перерыв и диижепни поемов. Применение открытого способа работ не с ислус i допуска! i> при глубине траншеи (юнее 4 м п паничии высокого уровня грун- loni.ix иод, ч| о ipcfnei оркшизации постоянною волос тина, усфойства шпунтового (нраждения и пр Наиболее paenpociраненным видом под- •емного перехода тепловых се гей при пересечении железнодорожных путей является прокладка трубопроводов закрытым способом в стальных футлярах, продавливаемых в теле земляного полотна при помощи домкрат- пых установок. Этим способом могут быть проложены с ручной разработкой грунта стальные футляры из труб наружным диаметром 820—1720 мм практически в любых 1 рунтах, за исключением скальных, на длине до 50 м. Однако переходы в футлярах могут обеспечить долговечную и безаварийную жеплуатацию как самих трубопроводов, так и пересекаемых железнодорожных путей юлько при условиях: применения для трубопроводов труб с эффективным антикоррозионным покры- 1ием; защиты стальных футляров снаружи и внутри покрытием из полимерных материалов; контроля всех монтажных соединении трубопроводов физическими меюдамн. обеспечения полной незатопляемости футляров в период эксплуатации путем организации постоянного водоудаления, устройства сальников в концевых частях футляров и пр. Как показывает опыт эксплуатации переходов теплопроводов, проложенных в футлярах, указанные условия часто не выполняются, что приводит к аварийным коррозионным повреждениям фубопроводов и нарушению железнодорожно! о пути. Особенно распространенным дефектом действующих переходов в футлярах является их затопляемость грунтовыми водами, проникающими в межтрубное просграпсгво со стороны концевых участков футляров, когда не обеспечено самотечное водоудаление из камер тепловой сети. Следует отметить, что искусственное водоудаленис из футляров при помощи насосных установок себя, как правило, не оправдывает, так как бесперебойная их работа практически не осуществима из-за необходимости постоянного обслуживания. Таким образом, главным условием для применения переходов тепловых сетей в футлярах является возможность выполнения требований по защите их от затапливания путем самотечного водоудаления, герметизации межтрубного пространства и прилегающих конструкций тепловых сетей (камер и каналов). При благоприятных гидрогеологических условиях прокладка трубопроводов в футлярах при заглублении их верха от подошвы рельсов 2,5 — 4,0 м является технически и экономически целесообразной. Наиболее совершенным видом переходов под железнодорожными путями являются туннели круглого сечения, сооружаемые закрытым способом при помощи механизированных щитов. Преимущество туннельных переходов состоит в том, что трубопроводы, проложенные в них, доступны для осмотра и ремонта. При этом в туннеле могут быть проложены совместно с трубопроводами другие коммуникации (кабели, водопровод), что позволяет сократить общее число переходов отдельно. В то же время туннельные переходы являются наиболее дорогостоящими (в 3 — 4 раза дороже линейных конструкций каналов) и требуют постоянного обслуживания, без которого не может быть обеспечена их надежная и безопасная эксплуатация. Туннельные переходы должны быть оборудованы электроосвещением, вентиляцией, средствами подоудлчении и свяш, а н ряде с ivi.K'ii с in h;i 'in минеи i.n .i юн.mum i и llpil till 1ЫПИМ I.N IS *« IriUIH (Hit lee |t) M| |\|| не in ioi>mm.i (мим шпиц uui.im.i mi хлипче
скими устройствами (лифты) для подъема персонала и материала (с двух сторон) Организация обслуживания указанного оборудования и устройства на отдельных обособленных участках туннелей представляет значительные трудности и требует содержания специального эксплуатационного персонала городских организаций и желез- J ных дорог (технический надзор) Поэтому решение о сооружении туннельного перехода должно приниматься по данным натурных инженерно-геологических изысканий с уче- I том требований служб эксплуатации теп- | ловых сетей и железной дороги 1 При выборе места пересечения тепловых ' сетей с железными дорогами необходимо 1 избегать участки земляного полотна, сложенные из пучинистых грунтов, поскольку в зимний период верхнее строение пути бу- I дет подвергаться просадкам под влиянием теплового воздействия трубопроводов Во избежание деформации земляного полотна и просадок железнодорожного пути следует принимать заглубление верха туннелей и футляров от подошвы рельсов не менее 2,5 м Переходы тепловых сетей на пересечении автомобильных дорог выполняются подземными и редко — надземными с размещением их в местах прямолинейных участков дорог, проходящих в насыпях или в нулевых отметках Угол пересечения принимается близким к прямому, но не менее 60° Переходы через автодороги необходимо проектировать с учетом обеспечения безопасности движения транспорта в период про- iiiiioiLiBd строительных работ и их эксплуа- iuiuhi предохранения земляного поаотна от paiMMHit при авариях теплопроводов Но мсмпмс переходы выполняются в ви- u no lynpoxo iiii.ix и проходных каналов при oihpuioM способе производства работ и в ни ю iia м.ммх фу| 1яров при закрытом (бес- ipaiiiiiciinoM) июеобс егроитечьства Выбор способа приведения работ зависит oi ип iснимите in движения транспорта, категории anuuopoi шна дорожного покрытия, ги ipoi eojioi ических ус ювий и других местных ус тмим Oikpi.n i.mi способ может быть приня! при но imoaiioc I и объезда места работ путем сiром к м.с i на перехода отдельными участками «по мыиолнимо при значительной ширине проемжеп части Принципиальные соображения по выбору способа и конструктивных решений подземных переходов, приведенные применительно к пересечениям тепловыми сетями железных дорог, остаются в силе и для переходов через автодороги, а также iородских проездов и улиц Надземные переходы через автомобильные дороги не находят значительного применения при прокладке городских водяных тепловых сетей, главным образом, по архитектурно-планировочным соображениям Однако с точки зрения надежности и долговечности трубопроводов прокладка их по мостовым переходам является наилучшим решением По и ому при выборе места и способа пересечения автодорог следует в первую очередь рассмотреть возможность осуществпения на немного перехода 14.5. Выбор оптимального варианта трассы Если трасса Mai иыральной тепловой сети намечена в нескольких конкурентоспособных вариантах, то из них выбирается оптимальный путем сравнения технико-экономических или других показателей суммарных приведенных затрат, металловложений, сроков строительства, надежности и др Универсальным показателем являются суммарные приведенные затраты Оптимальному варианту, в частности, соответствуют минимум металловложений (кратчайшая трасса), минимум трудовых затрат при сооружении тепломагистрали (благоприятные гидрогеологические и другие условия местности), минимальный срок строительства (отсутствие сооружаемых туннельных, мостовых переходов), максимум использования существующей технологии строительства (машин и механизации), надежность эксплуатации (наибольший срок службы и др) При выборе варианта на отдельных участках трассы достаточно ограничиться сравнением капитальных затрат по вариантам, если их показатели равнозначны Для магистральных тепловых сетей первостепенное значение имеют долговечность и надежность, зависящие от конструктивных решений линейной прокладки теплопроводов в конкретных гидрогеологических условиях трассы Поэтому выбор оптимального варианта по минимуму капитальных затрат может быть обоснованным только в случае, коша конструкции прокладки теплопроводов в сравниваемых вариантах равноценны по условиям долговечности и надежности Так, например, нельзя отдавать предпочтение варианту трассы с бесканальной прокладкой теплопроводов перед вариантом с прокладкой их в каналах (менее экономичному, но более надежному) при неблагоприятных гидрогеологических условиях
Глава пятнадцатая ВЫБОР СПОСОБА ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Тепловые ачи по способу прокладки де- шися на нопемиые и надземные (воздушные). Иоиемпая прокладка трубопроводом юн ЮН1.1Ч с с i ей выполняется: в каналах нсирочо шоп) м молупроходного поперечно- ID гсчомни, и |упнелях (проходных каналах) iii.noi'iM ' м и более, в общих коллекторах пи iiniMi-i moil прокладки трубопроводов и h.it>f ни p.i ншчпого назначения, во внутри- 1Ч1.1|>1.1 п.т.IX коллекторах и технических подин п.нч и коридорах, бесканально. I Li i к'мнаи прокладка трубопроводов iiuiui'iiineicH на отдельно стоящих мачтах и in imiikhx опорах, на эстакадах со . пенимым пролетным строением, на мачтах i но теской труб на тягах (вантовая кон- i iрукния) и на кронштейнах. К особой группе конструкций относятся i меиилльные сооружения: мостовые переходы, подводные переходы, тоннельные переходы и переходы в футлярах. Эти сооружения, как правило, проектируются и строятся по о iдельным проектам с привлечением спе- н ми л тированных организаций. Ныбор способа и конструкций прокладки i руГкшроводов обуславливается многими (|iiik юрами, основными из которых являют- iH диаметр трубопроводов, требования экс- п пулiанионной надежности теплопроводов, жомомичность конструкций и способ выполнения строительства. При размещении трассы тепловых сетей и районах существующей или перспективной i ородской застройки по архитектурным соображениям обычно принимается подземная прокладка трубопроводов. В строительстве подъемных тепловых сетей наибольшее применение получила прокладка трубопроводов и непроходных и полупроходных каналах. Канальная конструкция имеет ряд по- ножительных свойств, отвечающих специфическим условиям работы горячих трубопроводов. Каналы являются строительной конструкцией, ограждающей трубопроводы и гепловую изоляцию от непосредственного контакта, с грунтом, оказывающим на них как механические, так и электрохимические кочдействия. Конструкция канала полностью ринружает трубопроводы от действия массы i рунта и временных транспортных нагрузок, но)тому при их расчете на прочность учиты- иаются только напряжения, возникающие от ииутреннего давления теплоносителя, собственного веса и температурных удлинений фубопровода, которые можно определить (.■ достаточной степенью точности. Прокладка в каналах обеспечивает свободное температурное перемещение трубопроводов как в продольном (осевом), так и в поперечном направлении, что позволяет использовать их самокомпенсирующую способность на угловых участках трассы тепловой сети. Использование при канальной прокладке естественной гибкости трубопроводов для самокомпенсации дает возможность сократить количество или полностью отказаться от установки осевых (сальниковых) компенсаторов, требующих сооружения и обслуживания камер, а также гнутых компенсаторов, применение которых нежелательно в городских условиях и приводит к увеличению затрат труб на 8 — 15%. Конструкция канальной прокладки является универсальной, так как может быть применена при различных гидрогеологических грунтовых условиях. При достаточной герметичности строительной конструкции канала и исправно работающих дренажных устройствах создаются условия, препятствующие проникновению в канал поверхностных и грунтовых вод, что обеспечивает неувлажняемость тепловой изоляции и предохраняет от коррозии наружную поверхность стальных труб. Трасса тепловых сетей, прокладываемых в каналах (в отличие от бесканальной), может быть выбрана без значительных трудностей по проезжей и непроезжей территории города совместно с другими коммуникациями, в обход или с небольшим приближением к существующим сооружениям, а также с учетом различных планировочных требований (перспективные изменения рельефа местности, назначения территории и пр.). Одним из положительных свойств канальной прокладки является возможность применения в качестве подвесной теплоизоляции трубопроводов легких материалов (изделия из минеральной ваты, стекловолокна и др.) с малым коэффициентом теплопроводности, что позволяет снизить тепловые потери в сетях. По эксплуатационным качествам прокладка тепловых сетей в непроходных и полупроходных каналах имеет существенные различия. Непроходные каналы, недоступные для осмотра без вскрытия дорожной одежды, разработки грунта и разборки строительной конструкции, не позволяют обнаружить возникшие повреждения теплоизоляции и i руоомроиодов, а |акжс профи ш к-
тически их устранить, что приводит к необходимости производства ремонтных работ в момент аварийных повреждений. Несмотря на недостатки, прокладка в непроходных каналах является распространенным типом подземной прокладки тепловых сетей. В полупроходных каналах, доступных для прохода эксплуатационного персонала (при отключенных теплопроводах), осмотр и обнаружение повреждений теплоизоляции, труб и строительных конструкций, а также их текущий ремонт могут быть в большинстве случаев выполнены без разрытия и разборки канала, что значительно увеличивает надежность и срок службы тепловых сетей. Однако внутренние габариты полупроходных каналов превышают габариты непроходных каналов, что, естественно, увеличивает их строительную стоимость и расход материалов. Поэтому полупроходные каналы применяются главным образом при прокладке трубопроводов больших диаметров или на отдельных участках тепловых сетей при прохождении трассы по территории, не допускающей производства разрытии, а также при большой глубине заложения каналов, когда засыпка над перекрытием превышает 2,5 м. Как показывает опыт эксплуатации, трубопроводы больших диаметров, проложенные в непроходных каналах, недоступных для осмотра и текущего ремонта, наиболее подвержены аварийным повреждениям по причине наружной коррозии. Эти повреждения приводят к длительному прекращению теплоснабжения целых жилых районов и промышленных предприятий, производству аварийно-восстановительных работ, дезорганизации движения транспорта, нарушению благоустройства, что связано с большими материальными затратами и опасностью для эксплуатационного персонала и населения. Ущерб, наносимый в результате повреждений трубопроводов больших диаметров, не идет ни в какое сравнение с повреждениями трубопроводов средних и малых диаметров. Учитывая, что удорожание строительства одноячейковых полупроходных каналов по сравнению с каналами непроходными при диаметре тепловых сетей 800 — 1200 мм незначительно, следует рекомендовать их применение во всех случаях и на всем протяжении юпломагистралей указанных диаметров. Рекомендуя прокладку трубопроводов больших шамефоп п полупроходных каналах, in-т. »я не oiMciiiii. их преимущес1ва перед ш ii|tii4i> IIH.IMH h.iu.i тми по cienciiH рсмоп- | > НИН ill I IIMi ими но IMO/MIOC I 11 UMC- ii.iii ii iiih и i iii .пи щи \y i |>\1н>|ф1ЧиIЫ НИ значительном протяжении без разрытия и разборки строительной конструкции с применением закрытого способа производства монтажных работ. Сущность закрытого способа замены изношенных трубопроводов состоит в извлечении их из канала путем горизонтального перемещения одновременно с монтажом новых изолированных трубопроводов с помощью домкратной установки. Необходимость в сооружении туннелей (проходных каналов) возникает, как правило, на головных участках магистральных тепловых сетей, отходящих от крупных теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), когда приходится прокладывать большое количество трубопроводов горячей воды и пара. В таких теплофикационных туннелях прокладка кабелей сильных и слабых токов не рекомендуется из-за практической невозможности создания в нем требуемого постоянного температурного режима. Теплофикационные туннели сооружаются главным образом на транзитных участках трубопроводов большого диаметра, прокладываемых от ТЭЦ, размещенных на периферии города, когда надземная прокладка трубопроводов не может быть допущена по архитектурно-планировочным соображениям. Туннели должны размещаться в наиболее благоприятных гидрогеологических условиях, чтобы избежать устройства глубоко расположенного попутного дренажа и дренажных насосных станций. Общие коллекторы, как правило, следует предусматривать в следующих случаях: при необходимости одновременного размещения двухтрубных тепловых сетей диаметром от 500 до 900 мм, водопровода диаметром до 500 мм, кабелей связи 10 шт. и более, электрических кабелей напряжением до 10 кВ в количестве 10 шт. и более; при реконструкции городских магистралей с развитым подземным хозяйством; при недостатке свободных мест в поперечном профиле улиц для размещения сетей в траншеях; на пересечениях с магистральными улицами. В исключительных случаях по согласованию с заказчиком и эксплуатационными организациями допускается прокладка в коллекторе трубопроводов диаметром 1000 мм и водоводов до 900 мм, воздуховодов, холо- допроводов, трубопроводов оборотного водоснабжения и других инженерных сетей. Прокладка газопроводов всех видов в общих юродских коллекторах запрещается (Руко- нодсгво по проектированию городских улиц ii дорог, п. 13.23).
Общие коллекторы следует проклады- Ш1П> идоль юро юких улиц и дорог прямолинейно, парнтеп.по оси проезжей части или красной линии Целесообразно размещать мншектри и.i к'хпических полосах и под поносами tr Н1П.1Х насаждений. Продольный 11|>ш|)и и. mi 11 к.-к юра должен обеспечивать i iiMDti чини diiwa аварийных и грунтовых him S h инка коллектора следует при- imimiii in mi'iht 0,005. Глубину коллектора икни п. ни шачагь с учетом глубины за- i пи in |u-i скасмых коммуникаций и дру- III ||ч 4.1 ни!!, несущей способности коы- « 11• \ • it»щ и м-мпсратурного режима внутри 111 >п ни мам решение о прокладке трубо- н|1м|».1 щи н Iviiiiojic или коллекторе следует i ittniHMib |1<>1можность обеспечения отвода i|uiHt + in.n и аварийных вод из коллектора в i viupi iMvioiiWic ливневые стоки и есте- >1в<1И1Ы1ч нидоемы. Размещение коллектора в и ifini' и профиле по отношению к зданиям, i imps *niiiMM п параллельно прокладываемым коммуникациям должно обеспечивать тпышынкп, производства строительных ра- Рш Гн* i нарушения прочности, устойчивости и риОи'ш и соетяния этих сооружений и *имм\ (Низший, Iviiiicnii и коллекторы, размещаемые в in и. |п|>11леких улиц и дорог, как правило, i ни|»\ ♦тики шкрьпым способом с приме- ншип м пшоных сборных железобетонных кош фумши, надежность которых должна flwiii iipoiurpeiiu с учетом конкретных мест- ш.м yi пиши фассы (характеристики гидро- |рп mi пческих усчовий, транспортных нагру- tok и нр ) Н И1НПСПМОСГИ от количества и вида ин- ♦ PiHipiii.iH (.пей, прокладываемых совместно i фуГтиронолами, общий коллектор может Лыи. шит- и двухсекционным. Выбор кон- M|iskiiini н ниуфенних габаритов коллек- iii|ia /liiiiAcii производиться также в зависи- Mikiii oi н.шичин прокладываемых комму- llpiu'k шронанпе общих коллекторов 'liiii*iin иринпдцп.ся в соответствии со схе- МнН ин ширужения на перспективу, состав- мрннпП i учечом основных положений гене- t*rt•ibinti n н iana раштия города на расчетным i |»пк При строит с ш.стве новых районов i и in iniciHii.iMH улицами и свободной плани- |iHHki)ll *111|ои «аегройки тепловые сети вме- ис i ipyi ими подземными сетями разме- iiiiiini hiic проезжей части —под техническими низшими, полосами зеленых насаждений, н й in k'ночи ЮЛЫ1ЫХ случаях -иод тротуа- I'h-iii Рекомендуется размещать инженерные • i II -чimi.ii.- сет па незастроенных террито- iiif ионии полосы отвода улиц и доро! Прокладка тепловых сетей на территории вновь строящихся районов может быть выполнена в коллекторах, сооружаемых в жилых кварталах и микрорайонах для размещения инженерных коммуникаций, обслуживающих данную застройку [5], а также в технических подпольях и технических коридорах зданий Прокладка распределительных тепловых сетей диаметром до Dv 300 мм в технических коридорах или подвалах шаний высотой в свету не менее 2 м допускается при условии создания возможности их нормальной эксплуатации (удобство обслуживания и ремонта оборудования) Трубопроводы должны укладываться на бетонные опоры или кронштейны, а компенсация температурных удлинений осуществпяться за счет П-образных гнутых компенсаторов и угловых участков труб. Технические подполья должны иметь два входа, не сообщающиеся с входами в жилые помещения Электропроводка должна выполняться в стальных трубах, а конструкция светильников — исключать доступ к лампам без специальных приспособлений. Запрещается в месчах прохождения трубопровода устраивать складские или другие помещения Прокладку тепловых сетей в микрорайонах по трассам, совпадающим с другими инженерными коммуникациями, следует предусматривать совмещенную в общих траншеях с размещением трубопроводов в каналах или бесканально (см. гл. 17 и 18). Способ надземной (воздушной) прокладки тепловых сетей имеет ограниченное применение в условиях сложившейся и перспективной застройки i орода из-за архитектурно-планировочных требований, предъявляемых к сооружениям такого вида. Надземная прокладка трубопроводов широко применяется на территории промышленных зон и отдельных предприятий, где они размещаются на эстакадах и мачтах совместно с производственными паропроводами и технологическими трубопроводами, а также на кронштейнах, укрепляемых на стенах зданий. Значительное преимущество имеет надземный способ прокладки по сравнению с подземным при строительстве тепловых сетей на территориях с высоким уровнем стояния грунтовых вод, а также при просадочных грунтах и в районах вечной мерзлоты. Следует принимап, во внимание, что конструкция тепловой изоляции и собственно трубопроводы при воздушной прокладке не подвергаются разрушающему действию грунтовой влаги, а поэтому существенно повышается их долговечность и снижаются
тепловые потери. Существенным является также экономичность надземной прокладки тепловых сетей. Даже при благоприятных грунтовых условиях по стоимости капитальных затрат и расходу строительных материалов воздушная прокладка трубопроводов средних диаметров экономичнее подземной прокладки в каналах на 20 — 30%, а при больших диаметрах — на 30 — 40%. В связи с возросшим проектированием и строительством загородных ТЭЦ и атомных станций теплоснабжения (ACT) для централизованного теплоснабжения крупных городов большое значение приобретают вопросы повышения эксплуатационной надежности и долговечности транзитных тепло- магистралей большого диаметра A000 — 1400 мм) и протяженности при одновременном снижении их металлоемкости и расходовании материальных ресурсов. Имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации надземных тепломагистралей большого диаметра A200—1400 мм) протяженностью 5—10 км дал положительные результаты, что указывает на необходимость их дальнейшего сооружения. Особенно целесообразна надземная прокладка тепломагистралей при неблаюприятных гидрогеологических условиях, а также на участках трассы, расположенных на иезастраиваемой территории, вдоль автомобильных дорог и на пересечении небольших водных преград и оврагов. При выборе способов и конструкций прокладки тепловых сетей должны учитываться особые усповия строительства в районах: с сейсмичностью 8 баллов и более, распространения вечномер}лых и просадочных от замачивания грунтов, а также при наличии торфяных и илистых грунтов. Дополнительные требования к тепловым сетям в особых условиях строительства изложены в СНиП 2.04.07-86. Глава шестнадцатая КОНСТРУКЦИИ НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ В настоящее время находят применение следующие типы надземных прокладок: на отдельно стоящих мачтах и опорах (рис. 16.1); па эстакадах со сплошным пролетным Li роением в виде ферм или балок (рис. 16.2); на iHiux, прикрепленных к верхушкам Mii'ii (матовая конструкция, рис. 16.3); на кронштейнах. Прокиадки первого типа наиболее ра- щюпап.иы для фубопроводов диаметром МН> мм и Попсе Трубопроводы большего диамора при мом могут быть использованы в кпчееше несущих конструкций для укладки или подноски к мим нескольких трубопроводов милою диимора, требующих более частой установки опор. Прокладки по эсшкале 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 ста in 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 Hit t юдующнс типы для подвижных опор трубопроводов И,ж шпываемые промежуточные); для iiciKi (нижних опор трубопроводов (•MikcpiiMc), -I i.iKAi" устанавливаемые в на- •lii'1с и и мини1 vi.icixa трассы; I'm U> I Прокладка трубопроводов пи oi it- ii.ho стоящих мачтах Рис. 16.2. Эстакада с пролетным строением для прокладки трубопроводов устанавливаемые на поворотах трассы; служащие для опирания компенсаторов фубопроводов В зависимости от количества, диаметра и назначения прокладываемых трубопрово- um мачты выполняются трех различных конструктивных форм: одностоечными, двух- i точными и четырехстоечными простран- < iпенной 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 = 0,25П, где f — прогиб трубопровода в середине пролета, мм; i — уклон оси трубопровода; I — 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, то1да предусматривается устройство верхушки для крепления тяг Мачты сплошного прямоугольного сечения допустимы, если максимальные размеры поперечного сечения не превосходят у Рис 16 3 Проктадка труб с подвеской на тягах (вантовая конструкция) 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 чаше всего проектируются двухстоечной конструкции, одноярусные или двухъярусные Сборные цвухстоечные 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 четырехстоеч- ной 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 В качестве примера приведена прокладка трубопроводов на железобетонных мачтах (рис 16 4) 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 — 6 м 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 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
1600 600 20000 Рис. 16.4. Прокладка трубопроводов на железобетонных мачтах: I • I, 2 - ригель, 3 - связь; 4 - фундамент; 5 - соединительный стык; 6 — бетонная подготовка Рис. 16.5. Неподвижная опора: ш, 2 — ригель поперечный; 3 — ригель продольный; 4 — связь поперечная, 5 — связь продольная; 6 - фундамент Неподвижная опора (рис. 16.5), рассчи- i пиная на гориюнтальное усилие от двух ipyfi 300 кН, выполнена из сборных железо- (кчонных деталей: четырех колонн, двух продольных ригелей, одного поперечного опорного ригеля и четырех фундаментов, соединенных попарно. В продольном и поперечном направлениях колонны связаны металлическими диа- i опальными связями, выполненными из уюлковой стали. На опорах трубопроводы жкрепляются хомутами, охватывающими i рубы, и косынками в нижней части труб, ко- юрые упираются в металлическую раму из шнеллеров. Эта рама прикрепляется к железобетонным ригелям приваркой к закладным деталям. Прокладка трубопроводов на низких опорах нашла широкое применение при строительстве тепловых сетей на несплани- рованной 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,
а) Рис 16 6 Прокладка трубопроводов на кронштеинах и - для одной трубы, б - для двух тру о под городскую застройку Если через 10 — 15 лег потребуется заключение трубопроводов в подземные каналы или реконструкция тепловой сети, то применение воздушной прокладки является нецелесообразным Для обоснования применения способа прокладки трубопровотов 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 A200—1400 мм) значительной про- 1яженносги E— 10 км) построены по индиви- гупльиым проектам с применением высоких и пи»ких опор на свайном основании При el рои гельсгве тепломагистрали с диаметрами ipy6 2Dy = 1000 м от Ново- свердловскои 1 )\[ нашли применение сваи- стойки на забо юченных 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 с главой СНиП II-17 77 «Свайные фун- мменты» и «Руководство по проектированию спайных фундаментов» При проектировании низких и высоких опор для прокладки трубопроводов могут быть использованы конструкции унифицированных сборных железобетонных отдельно поящих опор, разработанных под техноло- i ические трубопроводы Типовой проект этих опор разработан Харьковским Пром- стройпроектом и \ гвержден Госстроем СССР (серии ИС-01-(Л ИС-01-06, ИС-01-11) Проект включает монтажные схемы, таблицы для подбора траверс и колонн, детали узлов сопряжения несущих конструкций опор, таблицы нагрузок на фундаменты и пр Проект низких опор по типу «качающихся» фундаментов, состоящих из железобетонного вертикального щи га, 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 экс-
и нутации (бе» -км о они будут работать как i ко'П, 1мщие). И случае не loci а точной надежности стен кпшмн ДОИЖШ.1 Г)Ы1Ь осуществлены кон- i i рук i иппi>ic мероприятия по рассредоточение yen пин, передаваемых кронштейнами, nvifM уменьшения пролетов, устройства iiuiKiHiiH, пер шкальных стоек и др. Крон- HiieHiiii м пшшщиваемые в местах устройства неподвижных опор трубопроводов, должны выполняться по расчету на действующие на них усилия. Обычно они требуют дополнительно! о крепления путем устройства подкосов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. На рис. 16.6 приведена типовая конструкция кронштейнов для прокладки одного или двух трубопроводов диаметром от 50 до 300 мм. Глава семнадцатая КОНСТРУКЦИИ КАНАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 17.1. Каналы непроходные и полупроходные Широкое применение при подземной прок на чье юмловых сетей получили непро- ч<• /III 1.11- м попупроходные каналы. Основным t>om i рун i нипым материалом, используемым при i ооружепни каналов, служит сборный *г и ыГкчон, показавший достаточную на- и* и долговечность при эксплуатации и yi копиях повышенной температуры и и'in* in к in среды. 11и*с приведены типовые конструкции i Порпых женеюбетонных каналов, получив- ним* наибольшее применение в строительстве 1РПИОИЫХ елмей и в значительной степени "iipiMiмашине себя в эксплуатации (вошедшие и <il димые нормы и расценки на строи- п*||ьпые и монтажные и ремонтно-строи- кми.иые работы», сборник 10). Наиболее простой и легко выполнимой шик фукцией непроходных каналов явля- |п ц-и каналы прямоугольного сечения из вирных бетонных стеновых блоков и желе- шопонных плит перекрытия (рис. 17.1). Работы по сборке канала ведутся од- понременно с монтажом трубопроводов. Прежде всего в открытой траншее выпол- НМС1СЯ дно канала из бетона. После монтажа и ичоляции трубопроводов устанавливают t юпоные блоки, а затем укладывают плиты перекрытия. Данная конструкция каналов является шарнирной, устойчивость ее обеспечивается хорошим качеством засыпки и утрамбовки nuiyx за стенками (одновременно с двух i трон). Скользящие опоры трубопроводов, прикладываемых в каналах, устанавливаются ни железобетонных подушках, укладываемых ни дно по слою цементного раствора. Конструкция сборных каналов приведена в типовой серии ТС-01-01, а также в альбоме Мосэнергопроекта и может быть применена для прокладки трубопроводов диаметром 50 — 400 мм в непросадочных грунтах. Грунты основания должны допускать среднее расчетное давление под дном канала не менее 0,15 МПа. При наличии грунтовых вод конструкция непроходных каналов со сборными бетонными стенками применима при условии устройства попутного дренажа и выполнения наружной гидроизоляции, тип которой должен выбираться в зависимости от конкретных гидрогеологических условий. При выполнении оклеечной (рулонной) гидроизоляции необходимо устройство железобетонного дна каналов. Внутренние размеры каналов составляют: по высоте от 310 до 760 мм и по ширине от 550 до 1600 мм. Институтом «Мосинжпроект» разработана конструкция сводчатых каналов из сборного железобетона для тепловых сетей диаметрами 50—500 мм (рис. 17.2). Пролеты сводов составляют 1; 1,42; 1,8 и 2,2 м. Длина элементов сводов 2,95 м. Элементы свода устанавливаются на опорную раму, которая является затяжкой свода. Это позволяет рассчитывать свод как распорную конструкцию. Сводчатые каналы нашли применение в строительстве тепловых сетей многих городов. По расходу материалов сводчатые железобетонные каналы экономичней каналов прямоугольного сечения. Институтом «Мосэнергопроект» разработана конструкция каналов для прокладки трубопроводов среднего и большого диаметров D00—1200 мм), собираемых из железобетонных стеновых блоков тавровой
Рис 171 Канат из сборных железобетонных плит и бетонных аеновых б iоков /-плита перекрытия ~> - аеновой блок 3- гидроизоляция 4 — цементный раствор, 5 — плита днища Рис 17 2 Канал из железобетонных сводов / — жепезобетонный свод ~> — гидроизоляция 3 — железобетонная п тита днища формы, ребристых плит перекрытия и плоских плит днища (рис 17 "К) Конструкция обладает большей устойчивостью за счет увеличения размеров осно вания стеновых блоков и устройства зубьев или подрезки на концах плит перекрытия что обеспечивает передачу горизонтального давления от верха стеновых блоков на плиту перекрытия Дно каналов выполняется из плоских железобетонных плит, имеющих по концам подрезку для установки основания стеновых блоков которая устраняет смещение блоков внутрь канала при боковом давлении грунта Все сборные жетезобетонные детали изготовляются из бетона класса В25 Типовая конструкция рассчитана в двух вариантах на действие временной колесной нагрузки НК-80 при засыпке над верхом перекрытия 0,5-2 м и 4 м Основным достоинством конструкции является возможность изготовления сборных элементов на заводах и полигонах строительных организаций Монтаж трубопроводов и их теплоизоляция выполняются в открытой траншее после укладки плит днища Стеновые блоки устанавливаются на днище по слою цементного раствора, а поверх стеновых блоков также на цементном растворе укладываются плиты перекрытия При прокладке каналов в условиях мокрых грунтов устраивается по путный трубчатый дренаж (односторонний или двухсторонний) а в ряде случаев — оклеечная гидроизоляция днища и стенок Оклеечная гидроизоляция перекрытия выполняется во всех случаях На рис 17 4 приведена конструкция канала с односторонним дренажем из керам- зитобетонных трубофитьтров Конструкция широко применялась при строительстве каналов полупроходного сечения для прокладки трубопроводов диаметром от 800 до 1200 мм В табл 17 1 приведены основные показатели каналов Широкое применение в строительстве двухтрубных водяных тепловых сетей нашли сборные канаты серии МКЛ разработанные институтом «Мосинжпроект» для теплопроводов диаметром от 50 до 1400 мм Каналы выполняются из двух сборных железобетонных элементов верхней рамы и плиты днища (рис 17 4) Основные показатели каналов даны в табл 17 2 Железобетонные элементы канатов вкчючены в каталог унифицированных изделий и выпускаются заводами Главмоспромстройматериалов Мое- горисполкома Элементы канала изготов!яются из бетона (класса по прочности на сжатие В25 и ВЗО и морозостойкостью марки F 50) Армирование железобетонных изделий предусмотрено сварными сетками, объединенными Рис 17 3 Канал из железобетонных тавро вых стеновых блоков, ребристых плит перекрытия и плит днища с односторонним дренажем из керамзитобетонных трубофичьт- ров / - тавровый стеновой блок 2 — ребристая плита перекрытия, 3 — тита днища, 4 — трубофильтр, 5 - песок крупнозернистый
I id i и на I/ I Основные размеры и расход железобетона каналов с тавровыми стеновыми блоками Vi iiiitin ill p 11 \ \ MM HI КI 'Mill IIIIHI I MHI Размеры мм A 2720  20 1120 1450 Б 3550 3850 3850 4250 Г 1560 1560 1830 1830 Я 2020 2060 2320 2180 о 1400 1620 1670 1860 h 860 950 1000 1170 Объем железобетона В20 на 1 м канала ьлх 1,80 1,91 2,06 2,17 Сршднекрнистыи пкок ск*>5м/сут Лрвнажная асбоцем труда d2DDriM Гравии или щебень Рис 17 4 Канал рамной конструкции (серии МКЛ) / *р нмобетонная рамная секция 2 - железобетонная тита днища, 3 — опорная подушка скользящей опоры 4 — песчаная подготовка 5 — бетонная подготовка 6 — гидроизоляция п объемные каркасы Изготовление сборных шементов предусматривается на специализи- pdiminibix заводах железобетонных из!етий и металлических виброформах Расчет каналов для труб диаме1ром до Ш) мм произведен на временную автомо- Пильную нагрузку Н-30 при засыпке над перхом перекрытий 0,5 — 2 м, а каналы для фу б диаметром от 800 до 1400 мм — на иолссную нагрузку НК-80 [Альбом СК ПО 1-86] Строительство тепловых сетей с применением этой конструкции каналов ведется в обычной последовательности на песчаную подготовку, выполненную по дну траншеи, укладывают плиты днища с заделкой швов цементным раствором, на дно канала устанавливают на цементном растворе опорные подушки скользящих опор, производят монтаж и изолирование трубопроводов, после чего устанавливают рамные элементы перекрытия канала Стыковые соединения эле- 229
Таблица 17 Марка канала МКЛ-1 МКЛ-2 МКЛ-4 МКЛ-6 МКЛ-8 МКЛ-10 МКЛ-12 МКЛ-14 Условный диаметр труб Dy мм 50-100 125-200 250-400 500-600 700-800 900-1000 1000-1200 1400 2 Основные размеры А 970 1320 1920 2410 2770 3190 4600 4160 Б 1090 1470 2100 2620 1060 3510 1980 4580 и расход Размеры Г 555 705 905 1105 1380 1580 1785 2080 материалов для мм Я 715 865 1115 П55 1640 1880 2125 2505 В 80 80 100 120 120 140 160 200 каналов Е 80 80 100 ПО 140 160 180 230 мкл Объем железобетона ВЗО на 1 м канала м3 0,245 0,345 0,610 0,885 1 13 1,46 1 86 2 67 ментов днища и перекрытия (типа «паз —гребень») заполняют цементным раствором или герметизирующими мастиками и эластичными прокладками В зависимости от гидрогеологических условии трассы наружные поверхности канала защищают гидроизоляцией При наличии грунтовых вод или глинистых грунтов устраивают попутные дренажи При пересечении тепловыми сетями автомобильных и городских дорог часто используются железобетонные безнапорные трубы, предназначенные для строительства водосточных и канализационных трубопроводов Применение этих труб в качестве полупроходных каналов для прокладки трубопроводов позволяет выполнять подземные переходы под дорогами открытым способом в кратчайшие сроки Для этих целей используются железобетонные безнапорные трубы диаметром 2 и 2,5 м В настоящее время могут быть применены железобетонные трубы с плоским основанием, разработанные институтом «Мосинжпроект» (альбом ПС-86) Трубы внутренним диаметром 2,0 и 2,44 м длиной 2,5 м выпускаются заводом N° 23 Мосспецжелезобетона Расчетная прочность труб должна соответствовать фактически действующим временным и постоянным нагрузкам На рис 17 5 приведена конструкция полупроходного канала круглого сечения В таких каналах могут быть проложены теплопроводы диаметром до 600 мм Серия 3 006-2 «Типовые конструкции и детали зданий и сооружений» содержит рабочие чертежи сборных железобетонных каналов и туннелей из лотковых элементов, разработанных Харьковским институтом «Промстройниипроект» Конструкции предназначены для прокладки трубопроводов различного назначения, электрокабелей и электрошин К каналам отнесены подземные сооружения при высоте до 1500 мм включительно, а к туннелям — при высоте 1800 мм 230 и более (по СНиП 1-2 к каналам отнесены подземные сооружения высотой менее 2 м, а к туннелям — высотой более 2 м) Каналы по конструктивному решению различны и запроектированы трех марок К Л, КЛп и КЛс (рис 17 6) Каналы марки КЛ собираются из лотковых элементов перекрываемых плоскими съемными плитами, каналы марки КЛп — из лотковых элементов, опирающихся на плиты, каналы марки КЛс — из нижних и верхних лотковых элементов, соединяемых с помощью коротышей из швеллеров, которые закладываются в продольные швы Номенклатура сборных железобетонных изделий каналов состоит из лотковых эле- Рис 17 5 Канал круглого сечения из железобетонных труб (полупроходной) 1 - трубопроводы 2 - жепезобетонная труба 3 - опорная подушка 4 — бетонный пот Рис 17 6 Каналы лотковые серии 3 006-2 (габаритные схемы) а — марка КЛ 6 — марка КЛп в — марка КЛс
Ч0НI <>и и плоских плит. Габаритные схемы мши юн приведены в табл. 17.3. При габа- |1И1г, по ширине не превышающем 2400 мм и мйссс 9,3 i включительно, лотки приняты шиной V>7() мм. Допускается изготовление i'mmioii 2970 мм. tKkiH- шины, используемые для пере- кап.iюн марки КЛ и днища каналов марки Kiln, имеют длину 2990 мм, за ис- niiiii'iuiiirM нищ для каналов шириной в чи- ii и к и к» к .|*i() мм, длина которых принята /»1(| мм II номенклатуру изделий включены до- 0»i|ни.!* шнки всех размеров, имеющие дли- и\ /'с мм, и доборные плиты длиной ' |м мм 'I OI прикладки тепловых сетей следует |||и|мг||нм. каналы марки КЛп (рис. 17.6,б). Кино ii.i мирок КЛ и КЛс затрудняют про- iiiHiiiiiiio основных и наиболее ответственны ч мопшжно-сварочных работ, так как i Мики iioiKOR преграждают свободный до- • пи i мнртика к трубопроводам. При таких у» 1ЮНПНХ нмполнить качественную сварку iioiiopoini.ix стыков труб трудно, а непово- piuiii.ix пеночможно. Стенки канала препят- i ntviui прпниркс кареток (корпусов) скользящи* nimp и не позволяют контролировать принц|ц.П(<( 11. их установки, а также разме- nifiiHii опорных подушек. lioii.iiiiic неудобства создаются при выпи michihii поднееной теплоизоляции на тру- Попроин nix, уложенных в лотковых каналах, «in ми необходимо наносить основной и по- upoHin.iil 11|ой при наличии стенок. Особенно но in поется к выполнению теплоизоляции я пи*ней части изолируемых труб. Некачественное выполнение теплоизоляции и ее нижней части создает предпосылки 'ИИ рн фушения всей конструкции теплоизо- iNitini и коррозионных повреждений трубо- м|1омоюн, поскольку эта часть постоянно уи1|ижняс1ся при подтапливании дна канала i рун юными или случайными водами. Вслед- мйие мою возрастают тепловые потери и ВПИ1ИК1ПО1 местные очаги коррозии стальные I руб. Коисгрукция каналов и туннелей марки h id иг юлько не отвечает требованиям вы- ночипшя монтажно-сварочных и теплоизо- 'шпнопных работ, но и не обеспечивает усло- ннН прочности и плотности сооружения » иском. Стендовое испытание этой кон- i 1рукции выявило повреждаемость шарнир- tii.iч оыковых соединений при одностороннем действии горизонтальной временной mnpyiKn. Это указывает на возможность рщрушения каналов и туннелей при реальном но «действии на них транспортных на- ipviHK (в местах пересечения железных и ■ и и (мобильных дорог). Таблица 17.3. Габаритные схемы каналов серии 3.006-2 Марка канала КЛ(КЛпK0 х 30 КЛ(КЛпL5 х 30 КЛ(КЛпN0 х 30 КЛ(КЛпN0х45 КЛ(КЛиN0 х 60 КЛ(КЛп)90х45 КЛ(КЛп)90 х 60 КЛ(КЛп)90 х 90 КЛ(КЛп)90х120 КЛ(КЛпI20х45 КЛ(КЛпI20х60 КЛ(КЛпI20х90 КЛ(КЛпI20х120 КЛ(КЛпI50х45 КЛ(КЛпI50x60 КЛ(КЛпI50x90 КЛ(КЛпI50х 120 КЛ(КЛпI50х150 КЛ(КЛпI80х60 КЛ(КЛп) 180x90 КЛ(КЛпI80х 120 КЛ(КЛпI80х 150 КЛ(КЛпJ10х60 КЛ(КЛпJ10х90 КЛ(КЛпJ10х120 КЛ(КЛпJ10х 150 КЛ(КЛпJ40 х 90 КЛ(КЛпJ40х120 КЛ(КЛпJ40х150 КЛ(КЛпK00 х 90 КЛ(КЛпK00х120 КЛ(КЛпK00х 150 КЛс90 х 90 КЛс90х 120 КЛс120x90 КЛс120х120 КЛс120х150 КЛс 150x90 КЛс150х120 КЛс180х 120 КЛс210х 120 Габариты канала А, мм 300 450 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 3000 900 1200 1500 1800 2100 Я, мм 300 300 300 450 600 450 600 900 1200 450 600 900 1200 450 600 900 1200 1500 600 900 1200 1500 600 900 1200 1500 900 1200 1500 900 1200 1500 900 1200 900 1200 1500 900 1200 1200 1200 231
Неприемлемым является соединение верхнего и нижнего лотковых элементов при помощи укладки обрезков швеллеров, защита которых от коррозии практически не может быть выполнена в тяжелых темпера- " турно-влажностных условиях среды подземных конструкций тепловых сетей Установлена нецелесообразное гь применения металлических закладных и других деталей в строительных конструкциях тепловых сетей, подверженных 6ml i рому коррозионному разрушению. Рассмотренная выше консфукция рамных каналов (серии МКЛ) oxii.i гыиает все диаметры тепловых се ген при иоа.ми габаритных схемах, выбранных исходя из диаметра прокладываемых фуоонроиодов (вместо 32), что обеспечим.нм н\ жономичность, облегчает заводское серпннос ниоювление железобетонных (неменюн и снижает затрату металла п.» ишнпнпншс форм. Следует oiMenin.. mi о каналы шириной 300 — 3000 мм, иоик шик it серию 3.006-2 и рассчитанные n.i лепгшплпрожную нагрузку класса К-14 мри i.h нуинопни иерха перекрытия от 1 до 2.1) м, иг лонлпм применяться при прокладке мол жгчгтыми дорогами общей сети, hoi kdim.kv минимальное заглубление Olipc Illilln ,\() М 17.2. I мшели и коллекторы НсшГхнм.мп'г применение в строительстве lyiiiuiiiii м mmi'iok трои получили конструкции 1<>орш.1\ *ciic юбеюнных коллекторов, p.i фиЫинППЫС ИМС1ИТуТОМ «МоС- инжиросм», |1,1Aочнс чср1ежи которых приведены и 11-рпн iijii.Gomob (PK 1101-70, РК N02 7S) К.чк iруккии вошли в Каталог унификнрон.шимх индус фиальных изделий и прелма iiiii'iciii.i i\nu сооружения городских и внуipiikimpiii ii.ni.ix коллекторов открытым способом и шкже- иключены в «Единые нормы п p.ii iiriiMi ни l i рои 1ельные, монтажные и pi мни i пи I I рои leni.iibie работы (сборник Id)» Texiionoi inn kin (iMiiiiiH i нродских коллекторов при (ними iiiuii прокиадке трубопроводов, Do юпронн hi KllfifJIcJI СВЯЗИ И СИЛОВЫХ кабелем ш 1м nil шина в альбоме СК 1101-74 В альбомах 111>■ i■** и мы ни- конструкции коллекторов: одм.| m •»*•!.« miii.ix железобетонных цельноформпи.нпи.и м-кпиИ сечением В х Н (ширина и iii.li in,i| \ s ч |,9; 2,1 х х2,1; 2,5x2,5 и W> - i ' м, предназначенных для сооружении шш Ними члеги коллекторов (рис. 17 7,(i). ipv i it ii in отдельных железобетонных нимшиш I образной формы, ребристых шин in i•> ■ |x.t i ин и плит ч в э JEB- В Рис. 17.7. Габаритные схемы коллекюров (Мосинжпроект): а — из объемных секций; б — из отдельных >ле- ментов днища для сборных коллекторов сечением ВхН- 3,6x2,1; 3,6x2,5, 3,6x3,2, 4,2 х х 2,5; 4,2 х 3,2 м (рис. 17 7,6). Из чих сборных элементов сооружаются камеры, углы поворотов, узлы коллскюрои В номенклатуру железобеюннмх сборных элементов дополнительно иключены угловые стеновые блоки, плшы с oieep- стиями и балки перекрытий камер Строительная конструкция кои пек юра из объемных секций состой] m рамных цельноформованных элементов, мошируе- мых на подготовке из монолитною 6сюна (рис. 17.8). Сопряжение объемных секций предусмотрено в «четверть» по сто мм и днищу и в «шпонку» по перекрытию с мпол- нением стыков цементным раствором Максимальная длина объемных секций ^,6 м. Коллектор из отдельных желе «обе юн пых элементов монтируется из стеноных блоков L-образной формы, плит перекрыши и днища (рис. 17.9). Связь между плитами днипы и счено- выми блоками обеспечивается i.i (.чем петлевых выпусков, через которые пропускистся продольная арматура. Стыки ымополичи- ваются бетоном. Плиты перекры шя имеют на опорах подсечки и укладываю к и прнспор на цементный раствор по верху i юповых блоков Монтаж сборных желе in(>c i омиых элементов осуществляется на беюппоП подготовке по слою свежеуложенно! о рис шора. Швы между элементами зличшнтия цементным раствором. Образующиеся цементные шпонки связывают смежные 1лс- менты между собой и обеспечип.нш ш челку швов. Максимальная длим.1 шгмеитов (вдоль коллектора) 2,7 м для си-поныч блоков, 3,0 м для плит перекрытия н .',1 м для плит днища. Наряду с конструкцией нннгшшп чисти коллекторов в типовом проекн- ри (ропотны конструктивные решения yi мои шишрота коллекторов, камер для обслужим.тип циух-
2- J- 4- 777 /7/ 7// В S 7 6- 4- 5- 3- 2- f. ...... . -7 -6 -Si Рис 17 8 Коллектор m обьемных секций / — объемная секция 2 — г и ipon юляция ок теечная 3 - цементный слои 4 — i ищи ими слой из бетона 4 — асбоцементная плита 6 — гидроизоляция окле ечная стен и днища 7 — бетонная подготовка 8 — песчаное основание 9 асфальт 10 — цементный раствор сторонних сальниковых компенсаторов во- допровотных камер камер для разводки кабеаей Габариты камер определены на основании анализа наиболее часто встречаю щихся технологических схем и могут корректироваться при конкретном проектировании У1лы поворота коллекторов, камеры и узлы монтируются как из элементов линейной час!и 1ак и из угловых блоков, до- борных меновых и доборных плит перекрытия ба юк колонн и фундаментного блока (рис 1710) Таблиц i 17 4 Расход материалов для сооружения коллекторов (на 1 м длины) Сечение кот к к м>р ВхН Коллекторы из объем ных секций Коллекторы из L об разных блоков м 1 5 2 1 2,5 3,0 3,6 3,6 3,6 X X 1 2 х2 X X X X 2 2 3 4,2x2 4,2 X У 1 5 2 1 5 2 5 3,2 3 СХ ? и 0 1 1 1 1 2 2 2, етон г- О 71Х 4 (>7Ч ни 9 V 142 147 1S7 0 0 0 0 0 "г Si ОНОЛИ глезоб £ К — — - 102 102 102 102 102 2 ч о с X 5 се О * Й ш w £ 0 19 0,25 0,3 0 35 0,50 0,50 0,50 0 58 0 58 Г* !§■ и са 0,15 0,21 0,25 0,30 0,39 0,40 0,40 0 45 0,46 Рис 17 9 Коллектор из оттетьных железобетонных элементов 1 — плита днища 2 — L-образный стеновой блок 3 — ребристая плита перекрытия 4 — гидроизоля ция оклеечная 5 — цементный выравнивающий слой 6 - защитный слой из бетона 7 - асбо цементная плита 8 — бетонная подготовка 9 — замоноличивание бетоном В25 10 — песок 11 — асфальт В табл 17 4 дан расход основных материалов для сооружения линейной части коллекторов Сборные железобетонные конструкции коллекторов предназначены для применения в следующих условиях строительства сейс- Рис 17 10 Камера сборного железобетонного коллектора / — колонна 2 — уповои блок 3 - балка перекрытия 4 — плита перекрытия 5 — стеновой блок 6 — блок днища 7 — гидроизоляция 8 - защитная стенка 9 — двухслойная подготовка из щебня и бетона
мичность района не более 6 баллов, грунты в основании непучинистые, непросадочные Несущая способность основания должна быть не менее 0,15 МПа. Элементы коллекторов рассчитаны на временную автомобильную нагрузку Н-30 и колесную НК-80 при глубине засыпки над верхом перекрытия от верха дорожного покрытия 0,7 — 2,0 м, при расположении в зеленой зоне 0,5 — 2,0 м. Объемная масса грунта принята 18 кН/м3, угол внутреннего трения Ф = 30ь. Распределение давления о г временной нагрузки принято под углом 45' в пределах дорожного покрытия и под углом 30° в грунте. Расчетная схема коллекторов принята в виде бесшарнириой рамы на упругом основании для объем!u.ix секций и в виде двухшарнирной рамы iия коллекторов из отдельных железо6снI1И1.1х )лементов. При одностороннем расположении временной нагрузки учтен отпор i руита в размере 50% бокового давления ipyina от временной нагрузки. Через каждые 40 — 50 м, а также в местах примыкания коллектора к камерам и в местах peiKoio тменения грунтовых условий устраивакмея температурно-осадочные швы (с компенсаторами). Конструкции туннелей и коллекторов должны бып> защищены от проникания в них поверхностных и грунтовых вод. Перекрытия i уппелей и коллекторов, располагаемых выше уровня грунтовых вод, следует защищать оклеечной гидроизоляцией из двух слоев изола, а стены обмазывать битумной эмульсией. В туннелях и коллекторах необходимо предусматривать продольный уклон не менее 0,002. При расположении туннелей и коллекторов ниже уровня грунтовых вод они должны быть защищены устройством попутного дренажа и оклеечной изоляцией. Тип и конструктивные решения гидроизоляции следует принимать в соответствии с типовыми проектами и «Указаниями по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений» СН 301-65*. При устройстве дренажей следует руководствоваться «Указаниями по проектированию дренажа подземных гидротехнических сооружений» (ВСН-045-72 Минэнерго СССР). В серию 3.006-3 «Сборные железобетонные туннели» вошли туннели с применением уголковых блоков и объемных элементов, разработанные Мосинжпроектом. Для прокладки трубопроводов тепловых сетей в туннелях и коллекторах предусматривается устройство подвижных и неподвижных опор, а также камер для размещения сальниковых и гнутых компенсаторов, задвижек и другого оборудования. Место расположения опорных конструкций и камер принимается по проекту тепловых сетей. Габариты камер должны устанавливаться с учетом обеспечения проходов для нормального обслуживания оборудования в период эксплуатации в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86. В перекрытиях камер должны предусматриваться люки диаметром 0,63 м с двойной крышкой и запорным устройством в количестве не менее двух. В местах размещения оборудования и крупногабаритной арматуры следует дополнительно устраивать монтажные проемы длиной не менее 4 м и шириной не менее наибольшего диаметра прокладываемой трубы плюс 0,1 м, но не менее 0,7 м. Неподвижные опоры следует, как правило, выполнять щитовой конструкции из монолитного или сборного железобетона. Скользящие опоры трубопроводов, располагаемые в верхних ярусах, проемирукпея из металлоконструкций, привариваемых к закладным деталям в элемсишх стен и дна коллектора. Внутренние габариты проектируемых коллекторов следует уаапавчивать с учетом следующих требований' ширина прохода не менее 800 мм, высота — 2000 мм (в свету); расеюяпие и свету от поверхности изоляции трубопроводов диаметром 500 — 700 мм до стенки и пола коллектора 200 мм, для трубопроводов диаметром 800 — 900 220 мм и до перекрытия ко 1лек- гора соответственно 120 и 150 мм; расстояние между поверхностями июля- ции теплопроводов по вертикали 200 мм для трубопроводов диаметром 500 — 900 мм; расстояние от поверхности труб водопровода, напорной канализации и ноигухо- проводов до строительных конструкции коллектора и до кабелей не менее 200 мм; вертикальное расстояние между консолями для укладки силовых кабелей 200 мм, для укладки контрольных кабелей и h.ifiejien связи 150 мм, горизонтальное расч юииие в свету между силовыми кабелями IS мм, no не менее диаметра кабеля. Силовые кабели располагаю к я n.i i кабелями связи, каждый горизонта п.ими ряд силовых кабелей отделяется от друтх рядов и от кабелей связи несгораемой прок палкой из асбесгоцементных листов. Нал ipvfionpo- водами допускается прокладыв.и i. пии.ко кабели связи. Пример технологического u"k-iiiih городского коллектора дан на рис I/ I I Нормальная и безопасная >kun\.i ыция ГОРОДСКИХ КОЛЛеКТОрОВ ВОЗМОЖ1М МИН.КО
Рис 17 11 Технологическое сечение коллектора (В х Я - 3000 х 3200 мм) 1 — трубопроводы Dy 600 мм 2 - кабели связи, 3 - силовые кабети 4 - водопровод Dy 500 мм при условии их специального оборудования, в комплекс которого входят вентиляция, электроосвещение, водоудаление и прочие устройства В газифицированных городах общие коллекторы должны оборудоваться сигнализацией загазованности Коллекторы необходимо оборудовать приточной естеывенной и механической вентиляцией для обеспечения внутренней температуры в пределах 5-30 С и не менее трех- крашою обмена воздуха за 1 ч Способ вет иляции должен приниматься в соответствии с caiiniарными правилами в зависимости о1 назначения коллектора Вентиляционные шахты, как правило, совмещаются с входами в |уинель Расстояние между приточными и вшяжными шахтами должно определяться расчыом Вентиляция теплофикационных туннелей должна обеспечивать как в зимнее, так и в летнее время температуру воздуха в lyiiiicjiux не выше 50°С, а на время произволе |ва ремонтных работ и обходов — не выше 40 С Снижение температуры воздуха с 50 ю 40 °С допускается предусматривать с помощью передвижных вентиляционных установок Выбор вентиляционной) оборудования производится на основании теплотехнического и гидравлического расчетов Расчетные участки принимаются ьниион 200 — 250 м Вентиляционное оборудование следует размещать в вентиляционных камерах, сооружаемых из типовых желе шбеюнных элементов коллекторов Приток воздуха следует осуществлять без подогрева в пониженную точку туннеля через вертикальную шахту, приподнятую над уровнем земли не менее чем на 0,5 м Удаление воздуха должно осуществляться в повышенной точке туннеля через вытяжные шахты Отверстия приточных и вытяжных шахт необходимо закрывать металлическими решетками с сеткой Вентиляторы устанавливают на вибро- поглощающих основаниях, а присоединение вентиляторов к сети воздуховодов осуществляют посредством мягких вставок из прорезиненной ткани Воздуховоды проектируются круглого сечения с плавными поворотами и переходами Проектом вентиляции определяются места установки датчиков системы сигнализации о загазованности Датчики необходимо устанавливать в повышенных точках профиля коллектора, на расстоянии 10—15 м от приточных и вытяжных шахт, а также в местах возможного проникновения газа в коллектор В туннель или коллектор, в который исключено попадание газа, установка газовой защиты не обязательна Коллекторы по степени надежности электроснабжения следует относить к потребителям второй категории Электроснабжение коллекторов, как правило, осуществляется по двум кабелям, подключаемым к различным сборкам низкого напряжения трансформаторной подстанции В туннелях должно предусматриваться устройство рабочего, аварийного и ремонтного освещения Для питания светильников рабочего и аварийного освещения следует применять напряжение на лампах не выше 220 В, при этом необходимо применять светильники рудничного типа, конструкция которых исключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений Напряжение на лампах ремонтного освещения должно быть не выше 12 В Расстояние между шкафами ремонтного освещения должно быть не более 60 м Сеть рабочего, аварийного и ремонтного освещения необходимо выполнять проводами с алюминиевыми жилами в водогазопроводных трубах или силовыми бронированными кабелями с алюминиевыми жилами Все металлические нетоковедущие части электрических установок, которые могут оказаться под напряжением, должны быть заземлены Освещенность на уровне пола в туннелях при рабочем освещении и также в камерах и узлах должна быть не менее 5 лк, а освещенность при аварийном освещении — не менее 0,5 лк
Для удаления грунтовых и случайных вод и воды из коллектора при аварии, а также при опорожнении трубопроводов необходимо предусматривать аварийные насосные станции. Производительность станции определяется из условия: спуск воды из одного трубопровода наибольшего диаметра в течение 2 ч; при наличии трубопроводов диаметром менее 200 мм — насосные станции производительностью не менее максимального часового количества поступающей воды, но не менее 8 м3/ч. Аварийные насосные станции необходимо оборудовать двумя комплектами центробежных насосов и одним комплектом самовсасывающего насоса производительностью не менее 8 м3/ч. Сброс аварийных вол следует производить непосредственно через водосборный колодец, из которого вода по самотечному трубопроводу поступает в ближайший водосток. Пуск и остановку насосов следует осуществлять автоматически от реле уровней. Для эксплуатации коллекторов следует предусматривать диспетчерские пункты. Размещать диспетчерские пункты по трассе коллектора следует из расчета один пункт не более чем на 5 км протяженности туннеля с равной зоной обслуживания в каждую сторону. Диспетчерский пункт, как правило, располагается в зданиях, примыкающих к коллектору, или вблизи от него. Благоустроенный вход в коллектор должен, как правило, осуществляться через диспетчерский пункт. 17.3. Камеры, неподвижные опоры и ниши При подземной прокладке тепловых сетей требуется устройство целого ряда конструкций по трассе, к которым относятся: камеры, неподвижные опоры, ниши компенсаторов. Для размещения задвижек, спускных и воздушных кранов, сальниковых компенсаторов и неподвижных опор на тепловых сетях устраиваются камеры. Размеры камер принимаются из условий нормального обслуживания размещаемого в камере оборудования согласно СНиП 2.04.07-86. Наименьшая высота камер 1,8 м. Минимальное заглубление перекрытия камер от поверхности земли 0,3 м, а от верха дорожного покрытия — 0,5 м. Строительная часть камер выполняется в основном из сборного железобетона. В настоящее время удовлетворительные конструктивные решения сборных камер получены для наиболее простых монтажных схем узлов двухтрубных теплопроводов малых и средних диаметров. В строительстве тепловых сетей находят применение железобетонные сборные камеры размерами в плане: 1,8 х 1,8; 2,6 х 2,6; 3,0x3,0; 2,5x4,0; 4,0x4,0; 4,0x5,5; 4,0 х х 7,0 м, высотой от 2,0 до 4,0 м (по типовому проекту 3.903-КЛ-З). Намечается выпуск унифицированных камер по типовому проекту серии 903-4-11. Эстпромпроектом разработаны сборные железобетонные камеры коробчатого типа тепловых сетей размерами в плане 2,4 х 1,8; 2,4 х 3; 2,4 х 3,6 м, высотой 2,1 м (рис. 17.12). В тепловых сетях наибольшее применение получили сборные камеры, собираемые из железобетонных стеновых блоков и ребристых плит перекрытия коллекторов (рис. 17.13). В номенклатуру каталога железобетонных изделий включены объемные элементы камер тепловых сетей размерами в плане 3,2 х 2,7 м — по альбому Мосинжпроекта. Находят также применение сборные камеры со стенами из бетонных блоков, пере- А=А к с Рис. 17.12. Сборная камера из коробчатых железобетонных блоков (Эстпроект): 1 — верхний блок; 2 - нижний блок; 3 - бетонная подготовка; 4 - приямок; 5 — металлические закладные детали на сварке, 6 — люк; 7 — лестница
AzA ж £\ two \ 11 -г 11 Рис. 17.13. Сборная камера из блоков коллекторов: /-ребристый блок перекрытия, 2 - L-образный стеновой блок; 3 — бетонное днище; 4 - угловой блок крываемые ребристыми плитами коллекторов. При проектировании следует выбирать такие конструкции сборных камер, элементы которых могут быть выполнены заводами строительных материалов местной промышленности. В строительстве тепломагистралей большого диаметра A000—1400 мм) большое место занимает сооружение камер из монолитного железобетона, выполняемых по проектам повторного применения. Камеры тепломагистралей больших диаметров, сооружаемые в узлах с установкой задвижек, компенсаторов, неподвижных опор, имени шачшельные габариты и могут испьмываи. большие нагрузки от давления груша, а шкже от усилий, передаваемых трубопроводами на неподвижные опоры, превышающие 2000 кН. Cieni.i камер раесчщ ываются на горизонтальное давчепие iрунта и временную автомобильную мшрузку на призме обрушения. В зависимое! и от соотношения размеров камеры выбирается расчетная схема (замкнутая рама, плас1ины, заделанные по контуру). Если камеры воепринимают большие усилия от неподвижных опор, их конструкция рассчи1ыьае1ся на прочность на боковое реактивное дамлепие (отпор) грунта по средней его интенсивности. Камеры могут бы и, выполнены из монолитного железобеюна юлько в части стен и днища с устройством сборного перекрытия. Камеры, служащие для размещения узлов трубопроводов с упаковкой крупногабаритных секционирующих чадвижек, сооружаются с надземным павильоном, выполненным по типовым проектам. При проектировании камер необходимо соблюдать следующие условия: в перекрытиях камер должно быть не менее двух люков D = 630 мм, расположенных по диагонали. При наличии сальниковых компенсаторов и при длине камеры до 3,5 м и наличии одного ответвления с проходом под трубами менее I м количество люков должно быть не менее 3, при длине камеры более 3,5 м и наличии двух ответвлений — не менее 4; каждый люк должен иметь вторую запорную крышку и должен быть оборудован металлической лестницей или ходовыми скобками. Горловина люка выполняется из железобетонных колец D = 700 мм при высоте засыпки над перекрытием камеры не более 1 м. При большой высоте засыпки над перекрытием камеры диаметр горловины устанавливается не менее 1000 мм; для замены оборудования (компенсаторов, насосов, задвижек и др.) в перекрытии камер, расположенных на проездах, взамен одного круглого предусматривается монтажный люк размером 900 х 900 мм с запорной решеткой. В случаях размещения камер в зеленых зонах, на тротуарах и других аналогичных местах допускается устройство монтажных проемов с перекрытием их сборными железобетонными плитами; камеры тепловых сетей должны быть защищены надежной гидроизоляцией от грунтовых и поверхностных вод; при уровне грунтовых вод выше отметок заложения конструкции теплосети пол камер рекомендуется располагать выше отметок попутного дренажа. Пол камеры должен иметь уклон в сторону приямка, устраиваемого для сбора воды. В случаях, когда пол камеры располагается ниже отмето* попутного дренажа, водонепроницаемое™ днища и стен должна обеспечиваться за счет устройства оклеечной гидроизоляции;
приямки в полу камер располагать следует под одним из круглых люков в перекрытии для удобства откачки воды; при устройстве переходов через трубопроводы на высоте более 800 мм должны предусматриваться переходные мостики с площадками и лестницами по обе стороны от трубопроводов шириной не менее 600 мм; для обслуживания оборудования, расположенного на высоте более 1,5 м, обязательно устройство площадок с лестницами и ограждениями; сальниковые компенсаторы и задвижки должны устанавливаться вразбежку со смещением на 100—150 мм в зависимости от диаметра; врезка труб ответвлений должна осуществляться сверху или сбоку основных труб. Камеры, служащие для размещения узлов трубопроводов большого диаметра, в которых установлены секционирующие задвижки и устроены ответвления, имеют большие габариты в плане и по высоте. Над такой камерой необходимо ставить надземный павильон для обслуживания задвижек, больших размеров по высоте. Строительная часть камер обычно выполняется из монолитного железобетона, так как осуществление их в сборном варианте потребует изготовления сборных элементов в ограниченном количестве, что нерентабельно при заводском производстве. Павильоны выполняются по типовым проектам в виде одноэтажных зданий, устанавливаемых непосредственно над камерами тепловых сетей. Стены павильона возводят из кирпича на цементном растворе. Наружная поверхность стен облицовывается кирпичом разных тонов. Перекрытие здания собирают из сборных железобетонных панелей типовой конструкции, а утеплитель делают из пеностекла. Кровля выполняется из рубероидного ковра. Неподвижные опоры, размещаемые в камерах, выполняются путем закрепления трубопроводов при помощи упорных приварных металлических деталей (фланцев и косынок) в монолитных железобетонных стенах камеры. В камерах сборных конструкций неподвижные опоры выполняются в виде металлического каркаса из прокатной стали (швеллеров, двутавров), укрепляемого в перекрытии, днище и стенах камеры. В этом случае трубопроводы закрепляются на каркасе при помощи приварных планок и косынок. Конструкция неподвижных опор разрабатывается в соответствии с принятой конструкцией камер (рис. 17.14). Неподвижные опоры, размещаемые по трассе тепловых сетей вне камер, выполняются щитовой конструкции. Щитовые неподвижные опоры представляют собой прямоугольный железобетонный щит с отверстиями для пропуска теплопроводов, которые закрепляются в нем при помощи упорных металлических приварных деталей (рис. 17.15). При прокладке тепловых сетей в каналах щитовую опору закрепляют в конструкции канала, передавая на нее действующие осевые силы от трубопроводов. Опора удерживается в грунте за счет сил трения, возникающих на наружных поверхностях конструкции примыкающего канала. /Верхняя Шка Нижняя лнлпШтонная Валка Рис. 17.14. Металлическая неподвижная опора в камерах
J 2 Рис 17 15 Щитовая неподвижная опора для непроходных каначов 7-щи1 (бетон В25), 2 —беюн В10, 5 - фи слоя изоча, четыре слоя lick югксши по полиэфирной смоле 4 — ок теечиая гидроизоляция, 5 — арматура При расчете щитовых неподвижных опор принято опирание их только на С1енки канала Опирание на перекрытие и шо канала при расчете не учитывается, так как опора должна работать при снятом сборном перекрытии канала (аварийным ремонт), а дно канала не является комы рук 1ивным эле- менюм Опоры выполняю ни с двойным симметричным лрмиронаиием, i<iк как действующие veil щи oi ipyfi Moiyi Г)ЬШ) направлены n нрошионоложные стропы 1Цмiоные женеюбе loiini.ie опоры выпол- iHiKiun mi iшитым 'irpiciiiM, разработанным л in p.i i ii им и i.i x in.шефов грубонрово- ioii ii ink i иукицих ил onopi.1 осевых усилий M«u »iK-pi онроск iom р.пработаны, рас- (.411 i.iuiii.K in oecnoc усинис oi 10 до 500 кН, M»iic i рукции моиони i пых железобетонных неподвижных щтовых опор для тепловых сечен с условным диамефом от 50 до 700 мм, прокладываемых к пепроходных и полупроходных каналах В бееканальных тепловых сетях применяются типовые щитовые железобетонные неподвижные опоры (сборные и монолитные) - по альбому А133-67 Для неразгруженных неподвижных опор, воспринимающих неуравновешенное гидравлическое давление и силы трения в скользящих опорах при трубопроводах диаметром более 800 мм, находят применение конструкции в виде камер или опор таврового профиля, выполняемые из монолитного железобетона (рис 17 16) Если камера неподвижной опоры может быть использована для размещения в ней оборудования (задвижек, сальниковых компенсаторов и др), то ее внутренние габариты принимаются исходя из этого Для повышения устойчивости и сопротивления сдвигающему усилию камера выполняется с устройством зуба или щита (рис 17 17) При расче- Рис 1716 Железобеюниая неподвижная опора таврового профи 1я перазфуженная (дня труб Dy SOU мм) *700 \1 „ 1 в Рис 17 17 Же ie»ooei oiiii.ih iiciio ишашч опора в ви ic камеры и i мопо пиши ■ железобетона д 1я Сю и.шмх уимип ( >> 2(ИИ) kill
Рис. 17.18. Угловой элемент канала рамной конструкции те устойчивости камеры учитываются силы трения, возникающие по днищу и боковым поверхностям, и пассивное сопротивление грунта по торцевым поверхностям камеры и зуба при ненарушенной структуре грунта и вводятся в расчет фактические его характеристики по данным изысканий. Тавровые неподвижные опоры (рис. 17.16) удерживают передаваемые трубопроводами усилия главным образом за счет пассивного сопротивления грунта по заглубленным в грунт поверхностям зубьев. При проектировании неподвижных опор таврового типа или в виде железобетонных камер они рассчитываются как фундаменты, нагруженные вертикальными и горизонтальными силами. Конструкции неподвижных опор должны проверяться на устойчивость против опрокидывания и скольжения. Для компенсации температурных удлинений трубопроводов часто используются гибкие П-образные компенсаторы, устанавливаемые между неподвижными опорами. Компенсаторы размещаются в нишах, выполняемых в виде одностороннего уширения канала или канала, имеющего форму компенсатора. Ниши компенсаторов могут выполняться из бетонных стеновых блоков, железобетонных плит перекрытия и балок типовых сборных непроходных каналов. Ниши компенсаторов для трубопроводов больших диаметров выполняются из сборных деталей коллекторов. При отсутствии этих деталей целесообразно применение угловых секций рамной конструкции, изготавливаемых на заводах железобетонных изделий, поставляющих сборные элементы каналов для прямолинейных участков трассы (сводов, рамных секций, лотков) (рис. 17.18). Угловые секции необходимы также для выполнения канала на участках поворота трассы при использовании самокомпенсации трубопроводов Г- и Z-образной конфигурации. Следует учитывать недопустимость применения при строительстве ниш металлических балок и других деталей, подвергающихся коррозии. Глава в о с е м иадцитан КОНСТРУКЦИИ БЕСКАНАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 18.1. Классификация бесканальных прокладок и требования к ним Конструкция бесканального трубопровода состоит из четырех слоев: антикоррозионного, теплоизоляционного, гидроизоляционного и защитно-механического (рис. 18.1), некоторые слои могут отсутствовать. В этом случае функции отдельных слоев совмещаются или передаются другим. Принято делить бесканальные прокладки на засыпные, сборные, литые и монолитные. Засыпные прокладки. Трубы укладываются на опоры или сплошное бетонное основание и засыпаются сыпучими теплоизоляционными материалами (торф, термоторф, гидрофобный мел, асфальтоизол и др.). Сборные прокладки. Тепловая изоляция накладывается на трубы из штучных элементов (кирпичей, сегментов, скорлуп). Литые прокладки. Литая тепловая изоляция выполняется на трассе (или привозится) заливкой раствора из пенобетона, пеносиликата или расплавленного материала на битумной основе в инвентурную опалубку или форму. В литых конструкциях путем нанесения на трубы смазочных материалов создаются условия для перемещения их внутри тепловой изоляции при температурных удлинениях. Монолитные прокладки являются разновидностью литых конструкций, но изготов-
Рис. 18.1. Принципиальная схема бесканаль- hoi о трубопровода. 1 - jauinnio-мсханический слой: 2 - антикоррозионный слой; 3 — тепловая изоляция, 4 — iидроизоляционньш слой ляются в заводских условиях. В некоторых из них теплоизоляционный слой прочно сцепляется с поверхностью грубы (автоклавный армированный пенобетон, фенольный поро- пласт ФЛ и др.), в других (конструкции на битумной основе) трубы перемещаются внутри тепловой изоляции. Надежная и эффективная (по тепловым качествам) работа бесканального трубопровода может быть обеспечена при соблюдении ряда основных условий: основной теплоизоляционный слой должен при приемлемой толщине обеспечивать тепловые по [ери не более нормативных и не иметь и споем соемве примесей, могущих вызывать наружную коррошю труб; устойчивое п. фн шческих и химических характерноик leiuto-, пиро- и антикоррозионных покрм!ни и [счепие нормативного срока службы, прочноси., обеспечивающая п.пежную работу подземпою фуГхжроиодл. индустриальное п., сборное п., а !акже ВОЗМОЖНОСТЬ И МОШНЛеНИМ фуГпмфОМОДОН на заводах, eipoHicjn.in.ix понтонах и jaio- товительных базах при шинельном м>щроле за качесчвом тюншлсиной продукции; возможность ip.iiirnopi ировки бе t повреждений и удобною мотажа мл ipaccax и контроля за качеспюм выполненных работ. Исходя из указанных уомиий наиболее желательны для применения монолитные конструкции, однако в мрамнческих условиях находят применение и дру'ме конструкции. Хотя немалое значение inn hoc недую- щей надежной эксплуатации hmcci качеспю выполнения строительно-мопыжпых paftoi и соблюдение правил экспл)а i.humi. me же основа надежной работы бескшм и.тип ip\ бопровода — правильный выбор конструкции прокладки. Под конструкцией прокладки в данном случае понимается взаимодействие всех четырех слоев, причем главное условие — сухое состояние теплоизоляционного слоя, что одновременно обеспечивает и предохранение трубы от наружной коррозии и стабильность тепловой характеристики слоя. 18.2. Конструкции бесканальных прокладок Армопенобетонная конструкция. Конструкция имеет наибольший срок применения и наиболее надежна из применяемых; требует заводского изготовления в автоклавах. Объемная масса пенобетона 400 кг/м3, прочность на сжатие 0,8 МПа, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,093 — 0,116 Вт/(м-К). Для повышения прочности при транспортировке автоклавный армопенобетон армируется спирально-стальной проволокой, соединенной в продольном направлении стальными прутками контактной сваркой. Толщины теплоизоляции следует выбирать, исходя из норм тепловых потерь. В настоящее время применяемые толщины составляют для подающих труб 85 — 90 мм и 65 — 75 мм для обратных. Основной недостаток, выявленный при длительной эксплуатации конструкции, состоит в недостаточно эффективной гидроизоляции, что приводит к значительному-увлаж нению теплоизоляционного слоя и, как следствие, к наружной коррозии труб, особенно в местах заделки стыков и около входов труб в камеры. В настоящее время ведутся работы по совершенствованию конструкции. Оболочки на битумной основе. К ним относятся конструкции из битумоперлита. би- гумовермикулита, битумокерамзита и др. Объемная масса 500 — 550 кг/м3, прочность на сжатие 3 — 5 МПа, коэффициент теплопроводности 0,1—0,13 Вт/(м-К). Изолированные трубы выпускают диаметром от 40 до 400 мм при толщине изоляционного слоя 60-80 мм. Недостатки конструкции: малая термостойкость (не выше 130°С), большое водо- поглощение (до 110% по массе, за 30 сут), 'но вызывает необходимость специальных [ идрозащитных покрытий, малая механическая прочность, повышенная теплопроводность, неоднородность массы по длине, тре- тниноватость, высокая скорость коррозии @,55 — 0,75 мм в год). Оболочки выпускаются без антикоррозионного покрытия на [рубах.
иоолочки из полимероетона. Но данным разработчика конструкции (ВНИПИЭнерго- пром Минэнерго СССР) изоляционный слой конструкции получается интегральным. Большая плотность наружного слоя (800 — 1000 кг/м3) обеспечивает водонепроницаемость конструкции, а слоя, прилегающего к трубе и сцепленного с ним,— защиту от наружной коррозии трубы. Средний слой конструкции плотностью 200-300 кг/м3 обеспечивает высокие теплоизоляционные свойства. По данным института средняя плотность оболочки — около 450 кг/м3, во- допоглощение за 30 сут - около 20% по объему, коэффициент теплопроводности — около 0,07 Вт/(м К), скорость коррозии — 0,03 — 0,12 мм/год. Технология нанесения по- лимербетона разработана для труб диаметром до 400 мм. Заделка стыков после сварки производится либо сегментами, либо заливкой в формы. Объем производства и качество изделий в значительной мере определяются сырьевой базой. Оболочки могут применяться и при прокладке в каналах. Оболочки из фенольного поропласта изготовляются из фенольных и фенолфуроль- ных поропластов. Плотность изоляционного слоя около 150 кг/м3, прочность на сжатие не менее 0,7 МПа, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,05 — 0,06 Вт/(м-К). Основным недостатком является значительная сквозная пористость, что приводит к высокому водопоглощению (90% по объему, за 30 сут), что требует применения долговечного и прочного наружного гидроизоляционного покрытия. По методу изготовления, разработанному ЛенЗНИИЭП, работает несколько полигонов, выпускающих, помимо труб, также изолированные отводы и скорлупы. Асфальтоизол. Конструкция выполняется непосредственно на трассе путем засыпки массы из самоспекающихся порошков (природный асфальтит с температурой плавления 180-220°С и мазут 15-20%) и последующего нагрева до 150°С. Трубы укладываются на бетонные столбики, располагаемые на расстоянии 2 —7 м друг от друга в зависимости от диаметра. Асфальтоизол имеет низкий коэффициент теплопроводности: 0,085 — 0,1 Вт/(м-К) в сухом состоянии и до 0,2 Вт/(м-К) во влажном. После прогрева конструкция (разработчик ВТИ) получается трехслойной аналогично описанной выше конструкции в полимербетоне. Вместо природного асфальтита (остро дефицитен) можно применять искусственный, разработанный БашНИИНП (г. Уфа) с объемной массой 1000-1100 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,14 — 0,16 Вт/(м-К). Засыпная изоляция из гидрофобизи- рованного мела (разработчики — ВТИ и ВНИИстройполимер). Для гидрофобизации природного (размолотого в порошок) мела используются различные поверхностно активные вещества. Коэффициент теплопроводности при плотности 1000 кг/м3 составляет 0,86 Вт/(мК). Засыпка производится в инвентарную опалубку, днище и боковины которой выстилают полиэтиленовой пленкой. Пленкой закрывается и верх конструкции после засыпки порошка. 18.3. Защита бесканальных трубопроводов от увлажнения Защита тепловой изоляции от увлажнения и труб от наружной коррозии может быть обеспечена двумя способами: внутренним, относящимся к самой теплоизоляционной конструкции, и внешним, относящимся к прокладке в целом. Снижение влажности и активности коррозионных процессов внутри самой теплоизоляционной конструкции может быть достигнуто за счет применения гидрофобных и теплоизоляционных материалов, имеющих щелочную реакцию и высокое омическое сопротивление, прочного сцепления изоляции с поверхностью трубы, монолитного стыка в конструкциях заводского изготовления. Опыт эксплуатации показывает, что одновременно решить задачу защиты от увлажнения и добиться снижения активности коррозионных процессов только за счет внутренних факторов практически невозможно. Возможность увлажнения тепловой изоляции и коррозионная активность могут быть значительно уменьшены за счет снижения влажности окружающего грунта и главное — прекращения действия капиллярных сил. Попутный дренаж даже при наличии под теплопроводами гравийной постели не обеспечивает защиты от увлажнения, так как влага поступает к трубопроводу из зоны грунтовых вод с боковых сторон прокладки (рис. 18.2). Как видно из рис. 18.2, зона i рунтовых вод ограничена линией депрессии и дренажной постелью. Однако действие капиллярных сил на линии депрессии не прекращается. Возможность увлажнения капиллярной влагой за счет поступления ее с боковых сторон определяется высотой капиллярного поднятия, которая зависит от типа грунта (табл. 18.1). При прокладке в песках мелких фракций и глинистых грунтах при недостаточной ши-
рине дренажной not re ни вода может поступать к изоляционно» конструкции из зоны пониженного уроним i рутовых вод Кроме того, значительное количество воды поступает с поверхпое in jcmjih за счет осадков В зависимости oi шпа грунта, окружающего трубопрово i fiynyi иметь место различные условия для проникновения влаги к изоляционной копсфукции трубопровода Если фубопровод проложен в хорошо фильтрующих фунтах с большими порами, в которых не 1ействуют капиллярные силы, то верхоная вода не задерживается грунтом В этом случае увлажнение возможно за счет смачивания поверхности свободной водой, которая выпадает непосредственно над трубопроводом Если скорость впитывания изоляционного материала (или защитной оболочки) невелика, то количество влаги, проникающей в изоляционный слой, будет небольшим Если грунт хорошо фильтрующий, но с более мелкими порами, в которых сказывается действие капиллярных сил (например, песок), то часть верховой влаги удерживается в порах грунта Количество влаги, удерживаемое грунтом и поступающее к трубопроводу зависит о! ршмера пор И» данных ыбп IK I следует, что при крупное in частиц песка 0 5 - 1,0 мм возможное, п. ушмжнения ограничена, она сильно но »pni i .1С-1 и пес к ix i крупное п.ю частиц OUS <)| мм I i ни ipyni iодержиi много мс-псих фракции (им иные нети супесь), то канн i 1Я|IП.1С ей ii.i it oi ионном определяю 1Ся содержанием м их фрикции и шнможггосль увлажнения в ыких песках шачиюлмю больше В грунтах, способных к набуханию (глины, суглинки) соередотчииаеки большое количество влаги Эта BJiaia не юлько подтягивается со значительного расстояния Таблица 18 1 Высота капиллярно!о поднятия воды Л, мм, в зависимости от диаметра фракций, вида материала и его формы (по В. В. Охотину) авряиоош uuuoi Фракции 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,1-0,05 0,06-0,01 Здесь мм Окатанный кварц г мм 0,169 0,104 0,058 0,018 0,012 h мм 90 146 261 827 1277 Остроугольный кварц г мм 0 277 0,121 0 0S9 0 015 0 007 г — радиус микрокапм i inpi h мм 55 132 257 1001 20S0 Рис 18 2 Схема увлажнения изоляции бесканального трубопровода / - зона грунтовых вод, 2 — зона верховых вод 3 — зона капиллярного поднятия грунтовых вод 4 — уровень грунтовых вод до понижения, 5 — линия депрессии, 6 - дренажная постечь, 7 — защитный фильтр, 8 — дренажная труба к трубопроводам, но за счет осмотического давления выдавливается через неплотности в гидроизоляционном слое в поры тепловой изоляции Небольшие отверстия в гидрозащитной оболочке под действием давления жидкости постепенно увеличиваются, приводя в конечном итоге к растрескиванию и разрушению гидроизоляционного покрытия Если обсыпать трубопровод песчаным грунтом крупных фракций, то поступления влаги из массива грунта происходить не будет Из всего сказанного можно сделать следующие рекомендации по внешним способам защиты Бесканальные трубопроводы, имеющие 1 идрозащитную оболочку, при прокладке их в глинистых или мелкопесчаных грунтах с большим капиллярным поднятием должны обсыпаться средне- или крупнозернистым песком Эти обсыпки должны распространяться и на гидрофобную изоляцию, если в последней в процессе эксплуатации образуются трещины, или отсутствует сцепление изоляции с трубой, или тепловая изоляция имеет кислую реакцию Обсыпка песком производится независимо от того, прокладываются ли трубопроводы с попутным дренажем или без него В глинистых грунтах независимо от уровня грунтовых вод должен быть организован отвод влаги с помощью продольного дренажа В противном случае траншея будет заполняться водой, выдавливаемой из окружающего глинистого грунта Обсыпка трубопровода будет способствовать снижению сил трения, сохранению 1 идрозащитного и защитно-механического слоев, снижению нагрузок на опоры -JA-K
Рис. 18.3. Прокладка бесканальных трубопроводов в cyi линистых и глинистых грунтах для труб диаметром до 300 мм (конструкция М осинжпроекта): / - песок обсыпки с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сут; 2 — песок основания дренажа с коэффициентом фильтрации не менее 20 м/сут; 3 — щебень основания, втрамбованный в грунт; 4 - трубофильтр керамзитостеклянный ТКС-15; 5 — рабочий дренаж из щебня; 6 — трубопроводы в гидрозащитной оболочке При выборе конструкции и разработке защитных мероприятий необходимо принимать во внимание климатические факторы - количество выпадающих осадков, испаряемость их и др. Условия эксплуатации прокладок в южных районах с небольшим количеством осадков, хорошей испаряемостью, наличием песчаных грунтов являются более благоприятными, чем в северных, северо-западных и северо-восточных районах ел раны. На рис 18.3 дан примерный вариант конструкции обсыпки песчаным грунтом в суглинках и глинах, разработанный Мос- инжпроектом. Для долговечности работы бесканального трубопровода наибольшее значение в его конструкции имеет внешнее гидроизоляционное покрытие, поскольку именно от него зависит предохранение теплоизоляционного слоя от увлажнений и трубы от наружной коррозии. Такое покрытие, помимо водонепроницаемости (по А. Н. Крашенинникову воздухонепроницаемости) должно обладать: хорошей адгезией к теплоизоляционному материалу; достаточной темпера- туроустойчивостью (в пределах 60 — 70 °С); высокой стойкостью к ударным нагрузкам; незначительным водопоглощением; стойкостью к агрессивным и биологическим средам. В качестве материалов для выполнения гидроизоляционных покрытий бесканальных трубопроводов применяются рулонные материалы (изол, бризол, стеклоткани), битумные мастики, полимерные ленты, полиэтилен. Изол - материал, состоящий (ГОСТ 10296-71) из резиновой крошки (регенеративные отходы перемолотых покрышек) — 20-25%, битума дорожного БНД-40/60- 28 — 30%, битума строительного БН-1— 25 — 30 %, асбеста 7-го сорта 12 — 25%, масла (креозотного или антраценового) — 1 %, ку- мароновой смолы — 1 — 2 %. Изол обладает повышенной термостойкостью, поэтому рекомендован для использования в качестве антикоррозионного материала для трубопроводов тепловых сетей канальных прокладок с температурой теплоносителя до 150°С. Бризол — материал, подобный изолу. В зависимости от марки состоит из битума БН—IV — 52 —38%, резиновой крошки - 22 — 20%, асбеста 7-го сорта 12 — 20%, озокерита — 1 — 5 %. В бризол марки Бр-М вводится полиизобутилен в количестве 5%, а в бризол марки БР-П — полиэтилен, благодаря чему они обладают пониженной хрупкостью при отрицательных температурах. Бризол обладает меньшей термостойкостью (до 110°С). Таблица 18.2. Наименование Прочность при разрыве, МПа Относительное удлинение не менее, % , Морозостойкость, °С Водопоглощение за 24 ч, % по 1 массе Характеристика изола, бризола Изол 0,5 70 -30 0,4 Бризол БР-С 0,8 70 -15 0,5 БР-М 0,7 75 -20 0,5 БР-Г 1,5 30 -5 0,5 БР-П 1,5 72 -20 0,3 и пленки ПДБ Пленки ПДЬ ПДБ-1 10,0 40 -50 0,2 ПДБ-2 8,0 60 -50 0,2 ПДБ-3 12.0 40 -40 0,2
Марка сетки СС-1 СС-8Р nii.i IK \ Характеристика стеклосеюк (ни IV и I I-99-75) ')()() i .''(I 0,2 Не регламентируется Масса 1 м: не более Не регламентируется 0,2 II НИ Hut I I. 'ilk н> ми i en li.i ИИ1 мм 80 ±20 80 + 20 so i .'() 40-1 10 Разрывная нагрузка, Н, не менее основа 1000 1200 уток 1000 400 Таблиц ,i 1X4. Характеристика битумно- резииовых составов Таблица 18.5. Харак юристка битумов неф i яных Содержание компонентов, % Битум IV-60%, Битум V-40% 100 97 95 92 90 88 Резина 3 5 8 10 12 м I P 71 77 82 90 98 103 а'о * н* с" и U 1 я S G и О, о О Н с ш i! 5 -5 -5 -10 -10 -15 ino-i ндроичолнцнонный мате- pinii (ПДЬ) (liiG'i IX 2) н и щ пилятся ipex мирок лии ikciuiya шипи и юммора 1 урных ни i грим пик ПД1> I hi 40 до ■( 50'C; ПД1»: Hi 4o jo i id с, ИД1.-3 - от М) до | SO ( C'ickjio i капп применяю ilh марки '). cic- киосстки C'C'-I, ('( -Xl\ с ick loxojici i.i ВВ-Г Наиболее пригодными яиняюкя cickhocci- ки, так как в ном олуше оОс^псчтмскя наибольшее проникновение маешкм \\ арми- ровочный материал (табл 18.3) Стеклоткани должны илоювля1ься и) стеклошариков алюмоборосиликатно! о состава с гарантийным содержанием оксидов щелочных материалов не более 0,5 % (ТУ 6-11-76-72). Если в качес/ве каркаса гидроизоляционного покрыт и>1 используются изол, бри- зол, стеклосетки, пленки ПБД, то в качестве склеивающего магериала наибольшее применение находят битумные мастики, так как они имеют достаточную температуроустой- чивость (табл. 18.4). Битумно-резиновые масмики представляют собой сплав нефтяных или строительных битумов с наполни!елями. В качестве наполнителя используется резиновая крошка, получаемая из испо.'п.юваиных автопокрышек. Для устройства гидроизоляции пред- Марка БНИ-IV БНИ-IV-l БНИ-V БН-V БН-V БНК-2 ННК-5 , s 2 0.0,0 S ш s ю g I L_ Я е; 25-40 30-40 30-40 21-40 5-20 140 20 -° 5 о Z §и К Г4 О S rt О. 0- с 4 4 2 3 1 Не мировано То же 2.2 S ; " I Н П. 75 65-75 90 70 90 40 90 С — 5 ? — К о 1> 1— Ю I 230 230 230 230 230 240 240 почти )ельнее битумы марки БНИ (изоляционные), так как обладают большей эластичностью. Однако используются и строительные (БН), и кровельные битумы (БНК). Характеристика битумов приведена о |абл. 18 5 Значительно увеличивается вязкость ма- счики при введении в нее до 5 — 7% пластификаторов и) полиизобутилена П-6, П-8, И-20. Это позволяет применять мастику при низких температурах. В табл. 18.6 приведен состав битумных мастик по ТУ ЛенЗНИИЭП Зимние мастики с содержанием 5% пластификаторов применяются до ~ 15°С, при более низкой температуре содержание пластификатора увеличивается до 7 °/,, соответственно снижается содержание бшума. Полимерные ленгы получают из различных термопластических материалов - полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена и др. Поливинилхлормдпме, полиамидные, полиэтиленовые, полипропиленовые липкие изоляционные ломы предтпиа- чены для изоляции стальных газо- и нефтепроводов в трассовых условиях. Липкие ленты применяются в качестве гидроизоля-
В случае применения в качестве армирующего слоя бризола предусматривается защитно-механическое покрытие из асбесто- цементной штукатурки по металлической сетке, состав штукатурки: 70% портландцемента марки 400 и 30% асбеста 7-го сорта, слой рекомендуется в 15 — 20 мм. Применяются два способа нанесения полиэтиленовых покрытий: для труб диаметром до 300 мм — в виде сплошной непрерывной оболочки, для труб диаметром выше 300 мм — путем склеивания лент из полиэтилена горячим способом. Исходным материалом для получения гидроизоляционного покрытия является полиэтилен. Полимерные покрытия из полиэтилена высокого давления (ГОСТ 16337-77) и низкого давления (ГОСТ 16338-77) обладают высокой водостойкостью, низкой воздухопроницаемостью, достаточной механической прочностью и температуроустойчивостью при температурах на поверхности слоя 70 — 80 °С. Для повышения механической прочности в полиэтилен добавляют 8 — 10% сажи. Полиэтиленовая оболочка в виде непрерывного бесшовного чулка изготовляется из полиэтилена высокого давления марок, пригодных для экструзионной переработки с помощью кольцевой насадки. Такой чулок достаточной толщины может быть наиболее надежным гидроизоляционным покрытием. Таблица 18.7. Характеристика липких лент из полимерных материалов ционного покрытия трубопроводов. Конструкция изоляционного покрытия на основе полимерных лент должна определяться проектом с учетом погрузочных, транспортных и монтажных работ. Для бесканальных трубопроводов количество защитных полимерных слоев должно быть не менее двух. В отдельных случаях для защиты гидроизоляционного покрытия из полимерных лент от механических повреждений может наноситься дополнительный слой из пленки ПДБ, стеклохолста, бризола и других материалов. В табл. 18.7 приведена характеристика липких лент. Таблица 18.6. Состав гидроизоляционных мастик по ТУ ЛенЗНИИЭП Марка мастики МБР-Л-1 МБ-Л-И МБР-3 МБП Состав по массе, % Битум 70/30 (БН-IV) 45 45 90 90/0 (БН-V) 45 83 40 Крошка резиновая 10 12 10 Гранулы полиэтиленовые низкой плот ности 10 ика- Пластиф юры 5 5 Наименование Клей Толщина ленты, мкм Ширина ленты, мм Толщина клея, мкм Прочность на разрыв, МПа Удельное объемное сопротивление, Омм Относительное удлинение при разрыве, % Липкость ленты, с Морозостойкость, °С Температура нанесения, °С Марка ленты ПИЛ 300 400, 450, 500 100 0,1 1,0-10 80 20 -30 + 5 ввх-сл ПВХ-ЛМП П ерхлорвиниловый 350 400, 450, 500 500 100 0,1 1,0-10 80 10 -20 -12 300 450, 500 80 0,12 1,0-10 100 50 -60 1 -40 ЛТП Специальный каучуковый 300 450, 500 100 0,2 1,0-10 100 20 -30 + 5
Прогрессивным способом июляции стыков является их замополмчивапис Для этого применяются фсполми.ш норопласт, газобетон и пеноксрам ш i обе юн естественного твердения и обычные леисис беюпы. Кроме icxnojiot ических лосюипств вариант МОИОНИ1НО1О сгыка имеем жеплуата- ционные мргнмvi'icciва, особенно при применении M.iu'pii.innii, идешичмых мшериалам, применяемым и\\ линейных учаечках. Oeotxu1 пни мание следует уделить тща- icjii.iioi! i пирон юляции выполненного моно- IIII I 111I О I I I.I К11 Ош.м iki плуитации бесканальной про- kn.Mkii и ((рмопепобетоне показывает, что h.iiHhi hi уишимыми участками в отношении iikMiiniiii mi коррозии являются участки по- iiiiiiiiMin фубонровода при входе в стену ► iiMi |)i.i и на расстоянии 0,5 — 1,5 м от нее. Причины коррозии в этих местах сле- 1S КИШИ' понцление сквозных отверстий в гидро- ннцнпшй оболочке в местах прохода ее че- ргi кпмеру вследствие механических разрушений при монтаже, а также осадки и u'Miicpwiypiibix удлинений теплопровода во ирсмя жепиуатации. Вероятность разрушений и них местах намного больше, чем на линейных участках трассы; шншчис открытых концов в камерах, коюрые происходит поступление воз- i it тпу коррозионных процессов. Для снижения интенсивности коррозии предусматривать монолитную изо- ||И11ию 1акже на участках теплопроводов, проходящих через стены камер. Наиболее действенным способом защи- ii.i по предложению ЛенЗНИИЭП является тключепие участка трубопровода в месте прохода его через стену камеры в металличе- 1кий 1ерметичный футляр (рис. 18.4). Сооружение бесканальных трубопроводов требует тщательного выполнения строи- ишию-монтажных работ. Нельзя допускать перекопки траншей, необходимо обеспечить MJtoinyio подбивку песком под смонтиро- йинимй трубопровод. Для уменьшения про- 1ИЛ1Ш фубопроводы рекомендуется на под- »паих к камерам укладывать на гравийное шмонимие. В слабых грунтах трубопроводы уммдывают на бетонное основание (плиты). Для создания свободной осадки трубопроводов по всей длине трассы в конструкциях неподвижных щитовых опор в стенах ммер и зданий должен предусматриваться •нип.цепой зазор шириной до 10 см. При >том трубопровод должен пометшим и верхней части зазора, что позволит ■ м\ при осадках свободно перемещаться Hunt но вертикали Кольцевые зазоры в сте- f-l -к Рис. 18.4. Металлический фуияр (ЛенЗНИИЭП) для прохода чере» С1ену камеры: / — труба, 2 - стальная манжета, 3 - сварка, 4 — тепловая изоляция; 5 - стена камеры, 6 - гидроизоляция, 7 — фланец; 8 — прокладки и» 1етинакса и болты нах образуются посредством закладных металлических гильз. На рис. 18.5 изображена конструкция такой гильзы для труб 0 50 — 450 мм, разработанная Л О ТЭП. В камерах, в которых устанавливаются металлические каркасы неподвижных опор, предусматривают набор металлических стальных пластин общей толщиной 50 — 60 мм между корпусом компенсатора (трубой) и нижним ригелем каркаса. Компенсацию температурных удлинений при бесканальной прокладке наиболее предпочтительно проводить с помощью сальниковых или волнистых компенсаторов, которые следует применять по плавающей Рис. 18.5. Закладная меычшчечкпя i мп.и дл^я прохода стен фуГнмфоиолпмп мшмп ром 50 4М) мм 1 —стальной лис!, 2 кpyi пш i him i hi ► i из просмоленной! k.iii.iiii 4 in i ш ми >." ш нения двух полуколец m|><uii> и i и м . изоляционная коиирумши (< 11■ ч'■■• ■' " ■
Рис 18 6 Схема установки осевых компенсаторов при бесканальной прокладке а — обычная схема о — «плавающая» схема 200 200 Рис 18 7 Сопряжение бесканального участка с канальными конструкциями (Мосинжпроект) / — труба проложенная бесканально 2 — канал 3 — щебень (гравии) обсыпки схеме (рис 18 6) При прокладке внутри микрорайонов компенсаторы необходимо устанавливать в подвалах зданий При вынужденном применении П-образных компенсаторов при подземной прокладке целесообразно отказываться от использования прилегающих свободных плеч Во всех случаях приме- Рис 18 8 Сопряжение бесканального участка с канальным / - бетон 2 — закладная iи 1ьза 3 — теплоизоля ционная конструкция трубопровода 4 - сальник из просмоленои пряди (каната) ^ — гсплоизоляцион ная конструкция канатьного трубопровода 6 — канал нения участков канальной прокладки необходимо предусматривать выпуск воды из них (за исключением сухих песчаных грунтов) Сопряжение бесканальных участков с канальными является слабым местом и должно выполняться тщательно При отсутствии грунтовых вод в песчаных грунтах сопряжение бесканального участка с канатьным может быть выполнено по рис 18 7 (конструкция Мосинжпроекта) В глинистых грунтах и на участках с высоким уровнем стояния грунтовых вод соеди нение бесканального участка с канальным рекомендуется выпочнять по рис 18 8 Глава девятнадцатая СПЕЦИАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ПО ТРАССЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 19.1. Мостовые переходы Трасса городских тепловых сетей встречает на своем пути преграды — реки, каналы, жетезные и автомобильные дороги и другие препятствия, на пересечении с которыми требуется устройство специальных переходов, обеспечивающих нормальную и безопасную эксп гуатацию как самих трубопроводов, так и пересекаемых сооружений Расчетами проверяется прочность пролетного строения в целом и отдельных элементов конструкции на Koiopi.it передаются вертикальные и i орпюпм п.ные нагрузки от трубопроводов При расчете арок и in i i тиыч балок пролетного строения ыарыч мое ion обычно вычисляются дополните II.1M it и шряжения, возникающие о г веса труооироио юн при этом расчетные напряжения но шикающие от собственного веса моем и временных нагрузок, суммируются с юполшме п.пыми напряжениями от трубопроводов t уммарпые напряжения в материалах конструкции моыа
не лоджии прпкк \<i inn, vi i ними пенных нормами к,i прш-м принципе mocioii и выби- p.iii.tu и umiiii'h iniiii i irMiiricvMtM состоянием kimk i|>\Minll M(n 111 и inn iomiiicc время. < in 111tiiinr 111•< ir nuts niipr ic kick я осмотром II IIIIIV|ir II фиш l||iyi'H M UK IOM КОМИССИИ. Ililk Illikll III III IM.IIIO'lllCIIIII.IC piK'ICIIH МОСТОВ, II I It II111 llMin III ill lllllMC1 ipoll Ирок И11ЦЫ1П1СМЫХ t |i\ >• HHIU HIM 1С II,III,If lllllipt|*CIIII>l MOiyi (iii iiiit 11111. Ill "„ и Г>о ice 01 iihiuii.u рас чем 11i.ix. II Illllllin ICC 1МЛСП.1Н yUlOIIUJIX I tilt M11 I.I об|.!Ч- iio ока ii.iKiiioii и hicmcii i i«i koiK i pykiinll (диа- l|ipitlMI.I. II I (>(«(«(.'I CHCNHMC (KIIIKII), IICIIUCpC'ICI- пенно ikii. принимающие uaipyiKy 01 ipyfui- проиомои Моному >iu i'icmciiii.i itnouia nc- обходнмо усниина 11.. Компенсация 1емпературиых перемещений фубопроводов, прокладываемых по моему, осуществляется главным образом нуi см использования самокомпенсирующей способности труб при соответствующей форме фассы, и лишь в редких случаях удается осущес1вить компенсацию 1ибкими П-образ- П1.1МИ компенсаторами. При естественной компенсации обычно используются горизон- la.ni.iibie плечи трубопроводов на входе и выходе с моста. Эти горизонтальные учаечки трубопроводов размещаются в ус- И)ях моста или в каналах. Одновременно с i оричонтальными участками трубопрово- ло» и систему компенсации могут быть икшочены и вертикальные участки, распола- шемые в шахтах устоев или специальных камерах, сооружаемых на подходах к мосту. Компенсация при помощи горизонтальных и перi икальных плеч трубопровода дает хорошую пространственную схему, однако при ном трудно учесть направление и смещение ipy6. В середине пролета моста устанавли- иаются неподвижные опоры, закрепляемые в конструкции пролетного строения. При естественной компенсации усилия в неподвижных опорах не достигают больших величин и поэтому могут быть восприняты конструкцией моста. Сальниковые компенсаторы при прокладке трубопроводов по мостам не применяются из-за трудности обслуживания и ненадежности их конструкции в эксплуа!а- нни. Применение П-оГ)ра»пых компенсаюрои пи (можно лишь при рете1чатой консфук- нии i лавных балок мост, допускающем уюшдку труб в поперечном к оси мост пипринлении. Опорные koiici рукции фубо- пропода выбираются в иписимосш oi коп- i iрукции моста в целом и (ндсщ.пых деычей и о пролетного строения ПаиПопее надежным < urn («Пом является опирапие скоимнщих ка pi юн iрубопроводов на шецнащ.ну-)" доа п.. \- i A1И1«||Иваемую непосрелстеппо n.t кот i puпит моста. Тепловая и птичий i руПопроводов, прокладываемых по Mociy, должна иметь надежную конструкцию, i араигирующую длительный срок ее снужПы при сохранении теплоизоляционных качесш. Конструкция iспинной июляции состоит из минераловагных маю» или войлока, которым обертывае1ся фубонровод, и асбесто- цементной штукатурки, наносимой на металлическую сетку. Покровный слой теплоизоляции выполняют Hi оципкоиапного стального листа. При размещении фубопроводов в металлическом пролетном сiроении необходимо обеспечить доступ к конструкции для покраски через зазоры между i рубопровода- ми и балками, арками и диафра! мами. Для обслуживания трубопроводов требу- С1ся сооружение постоянных площадок и леем ниц, а если позволяет консфукция моста, то и сквозных проходов по балкам или аркам пролетного строения. Обслуживание воздушников на трубопроводах, устанавливаемых, как правило, в середине моста в наиболее высоких точках, производится через люки, устанавливаемые обычно в проезжей части. Для спуска в люк устанавливаются постоянные лестницы, а для обслуживания воздушников — металлические площадки с ограждениями. Основные работы по прокладке трубопроводов в пролетном с i роении моста включают монтаж фуб и нанесение на них теплоизоляции. Эти два вида работ выполняются в большинстве случаев раздельно, гак как редко удается вести монтаж труб с нанесенной па них тепловой изоляцией. На рис 1У I покашна деталь прокладки фубопроводон но мосту железобетонной коне i рукции. Трубопроводы размещены между двумя арками моста; подвеска их выполнена на качающихся подвесных опорах, шкрепленных в железобетонном перекрытии. По верху железобетонных плит в местах усчановки опор уложены сваренные между собой швеллеры, к которым закреплены анкерные подвески. К последним шарнирно прикреплены тяги из круглой стали. Тяги удерживают опорную балку из швеллеров, па которую уложены каретки скользящих опор теплопроводов. При проектировании прокладки трубопроводов по существующему мосту следует и наибольшей степени сократить выполнение puGoi но реконструкции несущих конструкций мост во избежание снижения их надеж- 1ЮС1И. Следует отказываться от использования для прокладки трубопроводов сущест- пукнцих автодорожных и особенно железно- юрожпмх мостов, если это потребует про-
Рис. 19.1. Деталь подвески труб: 1 — скользящая опора; 2 — тяга; 3 — серьга; 4 — конструкция моста бивки в опорах вертикальных ниш или вырезки отверстий в диафрагмах металлического пролетного строения, что может сказаться на ослаблении конструкций моста. Необходимость в сооружении специальных мостовых переходов возникает при отсутствии существующих автодорожных или железнодорожных мостов, которые могут быть использованы для прокладки по ним трубопроводов. Примером такой конструкции является арочный железобетонный мост (рис. 192). Арка моста коробчатого сечения размером 5200 х 1160 мм состоит из трех корытообразных сборных железобетонных элементов (стенок), объединенных плитами верхнего и нижнего поясов. Нижние плиты устанавливаются по кривой арки и замоноли- чиваются со стенками. Верхние плиты также замоноличиваются со стенками, за исключением плит средней части пролета, которые снимаются во время ремонта теплопроводов. Высота сечения арки принята по конструктивным соображениям из условий размещений труб теплосети внутри пролетного строения. Устои выполнены из монолитного железобетона с применением гидротехнического бетона и устанавливаются на ростверке свайного основания, выполненного по верху железобетонных свай прямоугольного сечения. Верхняя часть устоя — пустотелая, соединяющаяся с полупроходным каналом теплосети. Трубы теплосети из устоя переходят в пролетное строение, располагаясь в нем по кривой хордами длиной по 5 м. Помещение в устое дает возможность обслуживания трубопроводов при эксплуатации. Сверху ключа арки имеется люк для обслуживания воздушников теплопроводов. По пролетному строению уложены ступени лестницы, бордюрные камни и асфальтовое покрытие. При пересечении железнодорожных путей и автомобильных дорог наибольшее применение получила конструкция мостов, состоящая из пролетного строения в виде сварных металлических ферм, устанавливаемых на стоечные опоры с железобетонными фундаментами. Наибольший пролет ферм обычно не превышает 50 м. Мосты выполняются многопролетными при пересечении большого числа железнодорожных путей, если в междупутье можно установить промежуточные опоры. Крайние опоры устанавливают на железобетонные фундаменты, объединенные с шахтами, в которых размещаются вертикальные стояки теплопроводов, и выводят в примыкающие подземные каналы. В зависимости от грунтовых условий фундаменты опор устанавливают на материковый грунт или свайное основание из железобетонных свай и ростверка. При проектировании мостовых переходов важное значение имеет выбор рациональной пространственной схемы трубопроводов, которая часто определяет не только действующие нагрузки, но и конструкцию моста. Устройство неподвижных опор трубопроводов в пролетном строении перехода создает передачу на мостовую конструкцию горизонтальных усилий и возникновение значительных моментов в стойках и фундаментах, вызывая опасность появления недопустимого по величине крена (поворота). Лучшим решением является отказ от установки неподвижных опор в пролетном строении и устройство их в подземных каналах. Однако в этом случае необходимо определять и учитывать направление и смещение трубопроводов при температурных деформациях. Не меньшее значение имеет выбор способа опирания трубопроводов на конструкцию моста, особенно при больших диамет- 250
Рис 19 2 Конструкция арочного мостового перехода опора моста 2 — арка 3 — металлический шпунт (оставляемый), 4 — трубопроводы Самой простой и надежной конструк- ■и опирания трубопроводов является их ^дная прокладка на Катковых или скоаь- _^\ опорах устанавливаемых на попереч- а. ки приваренные к нижним поясам три эхстуатации требуется их перио- - х_я ^мазка) 5 »_-evTBe конструкции надземного пе- « лет сл\жить метал тический мост в виде двухшарнирной решетчатой рамы для прокладки тепломагистрали диаметром 1200 мм, позволяющий разместить в перспективе еще два трубопровода того же диаметра по верхним поясам рамы (рис 19 3) При строительстве тепломагистралей через пути железных дорог нашли применение однопролетные мосты (рис 19 4) Такой одно- пролетный мостовой переход состоит из двух
металлических пролетных строений, которые опираются на две сборные железобетонные опоры, общие для обоих пролетных строений. Высота подмостового габарита 7,5 м. Расчетная длина пролетного строения 60 м. Пролетное строение состоит из двух главных продольных сварных балок двутав- рою сечения, объединенных поперечными балками и продольными связями. Расстояние между главными балками 2,6 м, высота—2,1 м. В мостовом переходе предусмотрены эксплуатационные проходы ннуфи пролетных строений на уровне верха нижних продольных связей. Ширина проходов и свету 600 мм. Рис. 19.3. Мостовой переход через железнодорожный пун. мепммичсчкаи лпучншрнир ная рама. 1 — опора; 2 — сварная металлическая рама; 3 - трубопроподм /)v 1200 мм (нерпой и нщрпм ни р. щ) Рис. 19.4. Одиоиролешый мостовой переход юилома- гистрали через пу ih желе «мой доро1 и: /-металлическое пролепюс строение; 2 — сборные желеюбс- тонные опоры; 3 — фундаменты на свайном основании; 4 - пути железнодорожные
19.2. Подводные переходы Подводные переходы строятся в том случае, когда невозможно использовать существующие мосты из-за отсутствия места для размещения трубопроводов в конструкции пролетного строения, а сооружать специальный мостовой переход недопустимо по градостроительным соображениям. Подводные переходы могут быть выполнены в виде проходного туннеля. Подводный туннель представляет собой стальной цилиндр диаметром 2500 мм с толщиной стенки 12 и 16 мм, усиленный ребрами жесткости через каждые 3 м. Туннель сосюит из горизонтального руслового участка длиной 140 м и двух наклонных участков длиной 17 и 23 м. Общая длина его составляет около 180 м. Масса стальной оболочки 160 т, а масса чугунных пригрузов 744 т. В туннеле размещены два водяных трубопровода диаметром 500 мм, два паропровода диаметром 400 мм и конденсаторо- провод — 200 мм. Туннель сооружается путем укладки сварной металлической оболочки с поверхности воды в подводную траншею глубиной 7,5 м от уровня реки. Температурные удлинения металлической оболочки обеспечиваются устройавом сальников на концах оболочки в местах входа их в береговые камеры. В середине туннеля выполнен бетонный блок, фиксирующий направление его температурных удлинений. Компенсация тепловых удлинений iрубопроводов предусматривается естественной за счет наклонных участков и горизонтальных береговых участков труб, расположенных в каналах. Расчет подводною туннеля на прочность включает определение: суммарных напряжений от продольных усилий в оболочке, возникающих от сил трения и отпора наклонной части туннеля при изменении температуры, а также от изгиба горизонтальной части туннеля при его температурном удлинении с учетом местных напряжений у колец жесткости; суммарных кольцевых напряжений в оболочке от эксцентричного крепления при- iрузки, бокового давления грунта и равномерного давления воды; напряжений в кольцах жесткости от бокового давления грунта и веса трубопроводов, расположенных на консолях, а также от продольного давления грунта при температурном удлинении туннеля; кольцевой и продольной устойчивости оболочки, а также устойчивости колец жесткости; напряжений в оболочке при испытании туннеля от собственного веса и внутреннего давления жидкости 0,5 МПа; температурных напряжений при нагреве до 80 °С (аварийный случай); температура монтажа принималась равной 10 °С. Туннель для прокладки в нем двух паропроводов диаметром 500 мм, двух теплопроводов горячей воды диаметром 500 мм и одного конденсаторопровода диаметром 200 мм представлен на рис. 19.5. Туннель сваривается из цилиндрических секций диаметром 2500 мм в русловой части и диаметром 2800 мм на береговых участках. Толщина стенок туннеля на русловом горизонтальном участке 14 мм и на береговых и прибереговых участках — 16 мм. Жесткость стенок туннеля увеличена за счет приварки ребер таврового сечения. Русловой участок туннеля укладывается в траншею на гравийную постель толщиной 0,5 м. Над оболочкой туннеля укладывают слой грунта, равный 2 м, считая до проектной отметки дна реки. Концы металлического туннеля входят в специальные уплотнения в стенах железобетонных камер, позволяющие береговым секциям туннеля вдвигаться в камеры. Наружная поверхность туннеля покрывается битумной грунтовкой, битуморезино- вой мастикой и бризолрм слоем 3 и 2,5 мм, а затем битуморезиновой мастикой и бризолом Поверхность наружной изоляции защищается от повреждений сплошной футеровкой из брусков 30 х 60 мм, закрепленной на оболочке туннеля хомутами из полоервой стали на болтах. Внутренняя поверхность туннеля и детали оборудования окрашиваются печным лаком за 2 раза. Для предотвращения всплытия туннель балластируется железобетонными грузами, имеющими П-образную форму, и двумя рядами железобетонных балок, укладываемых на грузы. В средней части русловой секции туннеля устраивается бетонный анкерный блок для фиксации перемещений металлическо! о туннеля при температурных удлинениях Железобетонные береговые камеры, сооружаемые по концам туннеля, сопрягаюкя с подземными туннелями, в которых размещаются теплопроводы и паропроводы. Следует предусматривать более дол!о- вечную гидроизоляцию наружной поверхности металлической оболочки туннелей, применяя новые полимерные композиции взамен оклеечной из рулонных материалов на битумной основе. Гидроизоляция камер должна быть водонепроницаемой или заменена на сварную рубашку из липового металла. На входах в туннель необходимо
устраивать герметичные двери. Водоотливное оборудование туннеля должно быть рассчитано на удаление как случайной, так и аварийной воды из трубопроводов. Однако, как показала практика проектирования, туннели круглого сечения невыгодны при прокладке трубопроводов больших диаметров. Так, для прокладки двух трубопроводов диаметром 800—1000 мм при проходе между ними с нормативной шириной в свету 900—1100 мм сооружение одного туннеля диаметром 3000 мм недостаточно, сооружение же двух туннелей меньшего сечения экономически нецелесообразно. Гораздо более выгодными являются туннели прямоугольного сечения, выполненные из железобетона. Применение железобетонной конструкции туннеля позволяет oi казаться от пригрузов из чугуна или желечо- бетона, масса которых в 4,5 раза превышай массу оболочки самого металлическою туннеля. J22JJ Рис. 19.5. Цельноснариой менпшнческий ПОДВОДНЫЙ lyilllCJIh' а — продольный профиль; о - ссчсинс/ оГюлочка туннеля; 2 — грузовые полукош.ца, i Петиный массив; 4 — камера; 5 - паропровод. Л - грубо- провод горячей воды; 7 — конденсаюпровод, К — теплоизоляция; 9 - ребро
19.3. Туннельные переходы Туннельные переходы сооружаются в тех случаях, когда невозможно осуществить надземную прокладку по мостовому переходу Наибочее часто они сооружаются способом щитовой проходки под городскими улицами и площадями, а также на пересечении или вблизи существующих надземных или подземных сооружений, когда применить открытый способ работ нельзя из-за возможности повреждения этих сооружений или экономически нецелесообразно Строитечьство туннелей при помощи щитов в настоящее время освоено и может быть выполнено в различных гидрогеологических условиях и на разной глубине (рис 19 6) Проходческий щит представляет собой металлическую подвижную крепь, под прикрытием которой разрабатывается грунт и возводится постоянная обделка туннеля Щиты отличаются друг от друга формой, размерами поперечного сечения, несущей способностью, способом разработки грунта и креплением лба забоя По способу разработки грунта различают немеханизированные и механизированные щиты В первом случае грунт разрабатывают вручную с применением механизированных инструментов Во втором случае все операции по разработке грунта полностью механизированы и выполняются специальным рабочим органом Применяются также полу механизированные щиты, в которых разработка и погрузка грунта частично механизированы Проходческий щит кругового очертания представляет собой цилиндр, состоящий из ножевой, опорной и хвостовой частей (рис 19 7) Ножевая часть подрезает грунт по контуру выработки и служит для защиты работающих в забое людей При проходе в мягких грунтах ножевая часть (кольцо) имеет уширенную верхнюю часть — аванбок, а в Рис 19 6 Сечение туннеля щитовой проходки с проложенными коммуникациями / — трубопроводы, 2 - кабечи 3 - водопровод, 4 — внутренняя обделка 5 — наружная (первичная) обделка
п 1 in 1= 2 У I — Рис I1? 7 Схема шша 1 — не жевая чхсть 2 — опорная часть 5 — xbolto вая часть 4- домкрат D — 1и<шетр щита / — длина щи га слабых грунтах — предохранительный козы- реь который может быть неподвижным и выдвижным Опорная часть вместе с ноже- вои является основной несущей конструкцией щита По периметру опорной части равномерно располагаются щитовые гидравлические юмкраты служащие для передвижения щита Хвостовая часть закрепляет контур выработки в месте возведения очередного кольца обделки Проходка щитами круглого сечения включает подготовительные работы, устройство шахт, опускание и ввод щита в забой перемещение щита, укладку блоков обделки, нагнетание цементного раствора за обдетку, устройство внутренней «рубашки» транспортировку грунта и блоков освещение и вентиляцию туннеля Щитовая проходка требует устройства монтажных, демонтажных, а при большой длине и промежуточных шахт Монтажная шахта служит для опускания проходческого щита демонтажная — для извлечения щита на поверхность Промежуточная шахта предназначена лля удаления грунта и для спуска в туннель материалов и оборудования при производстве работ, а после окончания проходки - для устройства в ней колодца или ьамеры Монтажная и ic-монтажная шахты располагаются в нача шив конце трассы туннеля Их внутренние размеры определяются габаритами проходческог о щита в плане, а также шириной проходов, требующихся по условиям монтажа Крепление шахт производится деревянными ср>бами из круглого леса, деревянными или металлическими рамами с заборкой из досок Перемещение щита в забое производится посредством домкратов, корпус которых и [ото укреплен на щите В начале дви- ЭИ.ИНИ шша вы шижные штоки домкратов \niip ион н м упорную раму, а затем в боковые грани б юков выполненной обделки т)нне 1я По мере выемки гр>пта производится подвижка щита в горизонтальном направлении на полный хол штока домкраюв, после чего под защитой хвостовой его части выкладывается кольцо наружной облежи туннеля Ширина б ночною кольца должна отвечать величине хода домкратов Каждое кольцо образуется из железобетонных о кжов трапецеидальной или другой формы Монтаж сЬорных обчелок нроишо 1игся при помощи ситца 1ьпых бнокоукла пиков, которые могут имен, * юкфическии пиенма- тический гидрав шческии или комбинированный привод, размещенный неносреды пенно на щите или на спины м.ном илежке Межлу грунтом м наружной поверхностью блоков остаегся кольцииш ы юр и пустоты, которые после лери шнжки щиы на длину двух или грех колец об (елки миол- няются цементно-песчаным рас тором Нагнетание раствора производикя чс-pci отверстия, оставтяемые в б юках мри их изготовлении, поршневыми раы нороилсо- сами В практике строительства коммуникационных туннелей последних лет предусматривается двухслойная конструкция оболочки, состоящая из первичной обделки (наружной) и вторичной обделки (внутренней) Наружная обделка выполняется из сборных железобетонных блоков типовой конструкции с заче- канкой швов между ними раствором на расширяющемся цементе (ВРЦ) Для заполнения строительных зазоров за наружную об целку производится двухэгапное (первичное и повторно-контрольное) nai нетание цементного раствора Состав раствора для нагнетания за обделку определяется в зависимости от гидрогеологических условий по трассе туннеля Внутренняя обделка выполняется из монолитною железобетона класса В25 с устройством бетонного пола Устройство внутренней обделки вызвано недостатками конструкции туннелей малого диаметра, сооружаемых щитами, к которым относятся большое количество швов в первичной обделке туннеля что создает водопроницаемость его оболочки, шарнирноегь блочной обделки, что может привести к деформации конструкции при наличии неустойчивых воаоносных грунтов Внутренняя обделка должна являться расчетным элементом конструкции туннеля в тех случаях, когда одна сборная обделка не может обеспечить достаточной прочности и устойчивости сооружения (при малой глубине заложения, о июстороннем давлении грунта и пр)
Рис 19 8 Конструкция туннеля щитовой проктадки (щит D = 4,0 м) / — нар>жная обдсчка из бтоков 2 — внутренняя об деиса (монолитный жетезобетон) 3 — гидроизоля иия 4 — торкрет "> — пот (бетон) Устройство монолитной железобетонной обделки внутри туннеля трудоемко и занимает до 30 % всего времени строительства туннеля Поэтому ведутся работы по дальнейшей механизации возведения вторичных обделок, а также по совершенствованию констр)кции первичных сборных крупноблочных обделок чтобы перейти к сооружению односчойных оболочек туннелей, обладающих герметичностью и высокой надежностью в эксплуатации При сооружении туннелей и коллекторов для инженерных коммуникаций применяются i тавным образом щиты диаметром 3 6 и 4 0 м, позволяющие выполнить туннели проходными Применявшиеся ранее щиты диаметром / и и zpo м сеоя не ииреим* «и Конструкция туннеля, выпочненного проходческим щитом диаметром 4,0 м, приведена на рис 19 8 При сооружении туннелей, помимо способа щитовой проходки, применяется способ продавливания туннельных конструкций Сущность этого способа состоит в том, что отдельные элементы туннеля в виде прямоугольных секций или колец продавливают в грунт домкратнои установкой, расположенной в специальном забойном котловане Головное звено обделки гуннетя оснащено ножевым устройством, под защитой которого разрабатывается грунт, который транспортируется по готовой части туннеля и вы дается на поверхность Для продавливания используются готовые железобетонные секции, покрытые снаружи гидроизоляцией, а стыки между ними герметизируются в процессе производства работ установкой упругих прокладок с последующей зачеканкой швов Этим способом могут быть выполнены туннельные переходы длиной 50 — 60 м на пересечении искусственных или естественных препятствий в условиях уплотненных и осушенных несвязанных грунтов и слабых водо насыщенных грунтов, предварительно осушенных водопонижением и пи закрепленных химическим способом Институтом «Мосинжпроект» разработан проект конструкций туннелей для прокладки подземных коммуникаций, сооружаемых способом продавливания с применением объемных железобетонных элементов (альбом П-174) Проект включает номенклатуру сборных железобетонных изделий данные по опреде лению усилий для продавливания и основные расчетные положения, конструктивные 1В Рис 19 9 Схема продавливания объемных секций гуннеля / — рабочий котлован 2 — ножевое устройство, 3 — объемная железобетонная llkkhm ivhiu i» 4 - забивная свая крепления 5 - же1езобетонная опорная тита б - ме> j i jm'jllx «я унорнш рама 7 — домкратная установка для продавливания 8 — металлическая конырукция креп кипя 2*7
решения стыков и указания по производству работ. В номенклатуру объемных элементов туннелей входят прямоугольные железобетонные секции с внутренними габаритами (ширина х высота) 2,4 х 3,6 м и трубы диаметром от 2,4 до 3,5 м. Схема сооружения туннеля прямоугольного сечения способом продавливания приведена на рис. 19.9. 19.4. Переходы в стальных футлярах Прокладка трубопроводов под железными и автомобильными дорогами, уличными проездами и трамвайными путями осуществляется главным образом в стальных футлярах. Закладка стальных футляров в тело земляного полотна производится закрытым (бестраншейным) способом, что позволяет осуществить строительство перехода без нарушения движения транспорта. Наибольшее распространение получил в строительстве тепловых сетей способ продавливания стальных труб (футляров) при помощи домкратов. Подземный переход представляет собой два футляра (при двухтрубных тепловых сетях), проложенных закрытым способом, в которых размещены подающий и обратный трубопроводы, покрытые тепловой изоляцией. По обоим концам футляров располагаются смотровые камеры, сооружаемые обычно в котлованах, которые служат для производства работ по продавливанию стальных труб. Диаметр футляров принимается исходя из диаметра прокладываемых в них трубопроводов с учетом толщины тепловой изоляции и необходимого воздушного кольцевого зазора между поверхностью тепловой изоляции и внутренней поверхностью стенки футляра. Минимальный размер кольцевого зазора рекомендуется принимать равным 150 мм. При применении способа продавливания могут быть проложены футляры диаметром от 800 до 1400 мм при длине переходов до 40 — 50 м в любых грунтах, за исключением скальных. Следует отметить, что в строительстве магистральных газопроводов и нефтепродук- топроводов способом продавливания с ручной разработкой грунта прокладываются футляры диаметром до 1700 мм, а поэтому в случае необходимости прокладка трубопроводов в футлярах этого диаметра не исключается. Рис. 19.10. Схема продавливания ф\ i input» / —рабочий котлован, 2 — приемным i<"i пиши, 3 — упорная сгенка; 4 - домкрат и;>я и мимики, 5 — торцевая нажимная ч;п пушка; Л и,но. ш.» mm го давления; 7 — нажимной naipyooK, s 'hi "Ч1, 9 — нож, 10 iiaiipait'iHioiiiiir При осуществлении продышит,пит • |• ч * ляров под железными дороымп и > им ты* тугопластичных и плае iпчiii.ix ipvm.ii im глубине менее 4 м и и сыпучих ip\m ii вне зависимости от uiyuniii.i прпь м ни m обходимо предусматривав yi ииомм ■ |•,« ховочных рельсовых пакеюп (III 'ли 'м, Мосгипротранса). Наименьший диамеф про lan'inn.u ммч труб (800 мм) устапанлнкаси я in м и>п»п возможности разработки [руша иргшнп рабочим, находящимся в трубе Мри при давливании футляра ipynr, иосчуи.пощпи и его передний открытый копен, нершипчп ни удаляется. Для уменьшения усилий, hoi pen ных для продавливания, на конце фуширл устанавливают нож. На рис. 19.10 представлена схема закрытой проходки футляров, на ко юрой показаны основное оборудование для продавливания. Проектирование перехода должно производиться на основании данных гидрогеологических изысканий по трассе. Необходимо тщательно изучить характер грунтов и состояние грунтовых вод при устройстве перехода под железными дорогами. Разведочные скважины выполняются строго по трассе перехода по обеим сторонам дорожного полотна и в междупутье. Проект должен содержать: план перехода с указанием пересекаемого сооружения (дороги, проезда и пр.); профиль с указанием геологических условий, горизонта грунтовых вод и отметок всех частей перехода, а также подземных коммуникаций; конструктивные чертежи котлованов и упорной стенки; пояснительную записку, в которой обосновывается выбранный диаметр футляров, определяются расчетные усилия для нродавлина- ния, приводятся расчеты упорных конструкций, выбирается оборудование и пр. При проектировании переходом фу«н>- проводов в футлярах должны учиiмшим■«
указания СНи11 111-4-80 «Техника безопасности в строительстве». При ручной разработке грунта в футляре допускаются следующие длины проходок: при диаметре футляра 800 мм — до 18 м, 900-1000 мм - до 36 м, 1200 мм- до 50 м. Расстояние между двумя футлярами выбирается с учетом возможного отклонения их при продавливании от заданного направления. Минимальное горизонтальное расстояние между футлярами, исходя из опыта строительства, следует принимать при проходке до 20 м — 30 см, при проходке свыше 20 м — 50 см. В проекте должна предусматриваться антикоррозионная защита стальных футляров и трубопроводов. При прокладке футляров под электрифицированными дорогами следует устраивать активную электрическую защиту, проект которой в каждом отдельном случае составляется особо. При проектировании переходов в футлярах в условиях высокого стояния уровня грунтовых вод должны предусматриваться мероприятия, исключающие попадание воды в футляр и подмачивание тепловой изоляции. В этом случае в камерах, устраиваемых по концам перехода, устанавливают насосы для водоотлива с автоматическим включением. При длине перехода, превышающей максимальный допускаемый пролет трубопроводов между скользящими опорами, необходимо предусматривать установку опор в футляре. Конструкция скользящей опоры трубопроводов обычно состоит из двух скоб из круглой арматурной стали, привариваемых к телу трубопровода. Важное значение имеет выбор положения перехода по высоте по отношению к остальной трассе трубопровода. Ось футляров желательно размещать на одинаковой иысоте с осями трубопроводов, так как it противном случае необходимо в камерах тугь трубы и устраивать вертикальные или наклонные участки трубопроводов для компенсации температурных перемещений, а ткже устанавливать арматуру для выпуска поды и ночдуха. Кроме того, необходимо *'ппап.ся с положением подземных коммуникаций, находящихся н теле насыпи, с сохранением минимальною расстояния от них. Сиедус! 1акжс учитывать, что при про- iiiiHiiniaiiiiii происходит выпучивание грунта, м порог молам иычнаи» нарушение сущест- и\|.>щ11х |ру(I)нро1К)доп или кабелей. В зави- ■ ii^nuiii in xiipaKiepa них коммуникаций ирпмимч пне фу i пира к ним должно быть »i• mi in . I I *< м Ithii пи hiiikuci сомнение ■ ■ ■■ i i 11 pi ж it,i к «к, необходимо предусматривать их вскрытие путем устройства шурфов на период производства работ, что обеспечит наблюдение за ними и предохранит их от давления грунта. Высоту земляной насыпи от верха футляра до подошвы рельсов железнодорожных путей или низа дорожных покрытий следует принимать не менее 2 м. Для проведения ремонтно-восстанови- тельных работ по замене магистральных трубопроводов, проложенных в футлярах под железными дорогами, следует с одной из сторон пересечения устраивать монтажные камеры со сборным перекрытием. Длина камеры по оси трассы должна быгь не менее 4,5 м. 19.5. Пересечения с подземными сетями Прокладка тепловых сетей в условиях большой насыщенности подземной зоны городов различными подземными коммуникациями неизбежно связана с их взаимным пересечением. Конструкция узлов пересечения тепловых сетей с водопроводами, газопроводами, водостоками, канализацией и кабелями различного назначения должна решаться в зависимости от высотного положения пересекаемых коммуникаций и трубопровода, принятого в профиле трассы с учетом допускаемых минимальных зазоров по вертикали. Обычно конструктивные решения узлов пересечения принимаются по типовым нормалям, разработанным для отдельных видов пересекаемых подземных сетей и согласованным с соответствующими эксплуатационными организациями городского хозяйства. В тех случаях, когда требуемые зазоры нельзя выдержать, а перекладку пересекаемых сетей невозможно осуществить в обход габаритов коллекторов, имеющих большие размеры по высоте, должны разрабатываться индивидуальные проектные решения конструкции пересечений, согласованные < эксплуатационными организациями. При пересечении коллектором транзи|- ных кабельных прокладок связи высота ею в месте пересечения повышается. Кабели связи пропускаются под перекрытия в ас- бестоцементных трубах диаметром 100 мм, забетонированных в пределах всего коллектора. При пересечении коллектором силоных кабелей последние, как правило, пропуска ются над его перекрытием. При большом их количестве в коллекторе устраиваю!си специальные камеры разводки. Как иск точение, оставляются в сечении коллсктра
Рис. 19.11. Водовыпуск из пониженной точки канала: / - водосточный колодец; 2 - люк; 3 - канал; 4 — труба асбестоцементная трубы фекальной и ливневой канализации, причем керамические трубы в пределах коллектора заменяются на чугунные и заключаются в стальной футляр, выходящий за наружные грани стен коллектора. Если расстояние от ближайшего колодца до проектируемого коллектора превышает 5 м, то в местах стыкования чугунных труб с керамическими устанавливаются дополнительные колодцы. При пересечении коллектором чугунной канализационной трубы последняя заключается в сварной стальной футляр, который покрывается усиленной антикоррозионной изоляцией и в пределах коллектора окрашивается масляной краской. Сборные стеновые блоки коллектора в месте пересечения выполняются из монолитного железобетона, а высота коллектора увеличивается для сохранения нормального прохода по коллектору. При пересечении коллектором водопровода из чугунных труб выполняется перекладка последнего под днище коллектора с заменой труб на стальные. Под днищем коллектора водопровод заключается в стальной футляр, в качестве антикоррозионного покрытия для стальных труб принимается весьма усиленная изоляция. Если пересечение коммуникаций вызывает необходимость местного заглубления канала теплосети с образованием излома профиля трассы, то в этом месте выполняется водовыпуск для отвода воды в ливневую канализацию (рис. 19.11). 19.6. Прокладка тепловых сетей в районах Крайнего Севера Проектирование тепловых сетей в районах распространения вечномерзлых грунтов связано со значительными трудностями как на стадии изыскания и выбора оптимального варианта трассы, так и на стадии выбора способа и конструкций прокладки трубопроводов, поскольку помимо учета экономических требований должна обеспечиваться высокая эксплуатационная надежность сооружения в целом. Оптимальность прокладки тепловых сетей на участках распространения вечной мерзлоты определяется кроме общих для всех трубопроводов еще рядом существенных фактором Мерзлотные проявления, зависящие от условий залеишия и мощности деятельного слоя, темпера lypnoi о режима, гранулометрического сое и ил и льдист ости грунтов для трубопроволпою строительства опасны с точки зрения иучинисюсти и просадочносги грунтов, морснобойного трещинообразова- ния, плледеобразования и т. д. CouiacHo СНиП 11-18-76 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» и материалах по инженерно-геокриологическим изысканиям должны содержаться- а) данные, характеризующие инженерно- геокриологические условия трассы (pacnpoei- рапепие и залегание вечномерзлых i рун юн, их L-ociae, сложение, строение и levinepa- турпый режим, толщина слоя cejonnoi о опаивания и промерзания, сведения о мер»- логных процессах, о климатических уитниях района и др.); б) результаты полевых и лабораторных исследований и испытаний грунтов, включая определения характеристик мерзлых груш он и грунтовых вод; в) исходные данные, необходимые для прогнозирования возможных изменений мерзлотных и гидрогеологических условий строительной площадки; г) сведения об опыте местного строительства; д) исходные данные и требования, необходимые для разработки мероприятий по охране природы, подлежащих включению в проект, в том числе в проект организации строительства. Если между временем проведения изысканий и началом строительства прошел большой перерыв (более трех лет), ю при необходимости, определяемой проектной организацией, материалы изысканий должны быть уточнены. При проектировании сооружений, возводимых на территории распространения вечномерзлых ГруНТОВ, И В ЗаВИСИМОС! И ОТ КОН' структивных и технологических особенностей сооружений и инженерно-геокриологических условий, принимается один из двух принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве их оснований. 260
Согласно первому принципу вечномерз- лые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и всего заданного периода эксплуатации сооружения. Второй принцип состоит в том, что вечномерзлые грунты основания используются в оттаявшем состоянии (с допущением оттаивания их в процессе эксплуатации сооружения или с их оттаиванием на расчетную глубину до начала его возведения). Выбор принципа использования вечно- мерзлых грунтов основания, а также средств, которыми достигается сохранение предусмотренного в проекте состояния основания (мерзлого или оттаявшего), производится применительно к конкретным условиям с учетом стоимости, материалоемкости, трудоемкости и продолжительности строительства. Первый принцип должен применяться, если грунты можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах на мероприятия, обеспечивающие сохранение такого состояния. Второй принцип должен применяться при наличии в основании скальных грунтов или грунтов, деформация которых при оттаивании не превышает предельно допускаемых значений для проектируемых сооружений, а также при несплошном распространении вечномерзлых грунтов, неодинаковой глубине залегания верхней поверхности вечно- мерзлых грунтов. Оттаивание вечномерзлых грунтов в процессе эксплуатации сооружений допускается при условии, если величина деформации оттаивающего основания, определенная при проектировании, не будет превышать предельно допускаемую величину, нормируемую требованиями п. 3.69 главы СНиП 2.02.01-83. Способ и конструкция прокладки трубопроводов определяется в результате сопоставления технико-экономических показателей различных вариантов. В отдельных случаях способ прокладки является очевидным. Так, при проектировании магистральных трубопроводов в районе сильно про- садочных многолетнемерзлых грунтов надземный способ прокладки может оказаться не только наиболее приемлемым по сумме всех факторов, но и единственным по обеспечению надежности их эксплуатации. Когда прокладка надземных трубопроводов выполняется на участках небольшой протяженности в пределах пересечения естественных (реки, овраги, болота) или искусственных преград (железные и автомобильные дороги, каналы), то может применяться прокладка на эстакадах. На участках значительной протяженности наиболее целесообразна прокладка трубопроводов средних и больших диаметров на высоких и низких отдельно стоящих опорах, при которой трубопровод работает как неразрезная балка. Надземная прокладка наиболее ясна с точки зрения выполнения инженерных расчетов на прочность и благоприятна в условиях просадочных многолетнемерзлых грунтов. Сооружение в целом при надземной прокладке и его отдельные элементы должны рассчитываться на самые неблагоприятные сочетания возможных нагрузок. Особые требования должны предъявляться к сооружению с целью исключения вибрации трубопроводов под действием ветра. Основным типом фундаментов железобетонных опор надземной прокладки трубопроводов являются свайные фундаменты, состоящие из ростверка и отдельных свай. Сваи подразделяются на сваи-стойки и висячие. Сваи-стойки нижними концами опираются на практически несжимаемые грунты (силы трения по боковым поверхностям при расчете не учитываются). Висячие сваи погружаются в сжимаемые грунты, нагрузку на грунт они передают боковыми поверхностями и нижними концами. По способу погружения в вечиомерзлый грунт сваи подразделяются на буроопускные, опускные и бурозабивные (допускается забивка свай в пластичномерзлый грунт без предварительного бурения скважин), а также винтовые. При проектировании фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, должны выполняться статические и теплотехнические расчеты с учетом принятого в проекте принципа их использования. В соответствии с СНиП П-18-76 основания и фундаменты следует рассчитывать на силовые воздействия по двум группам предельных состояний: по первой — по несущей способности и второй — по деформациям (осадкам, прогибам и пр.), а элеменш железобетонных конструкций — и по греши- ностойкости. Расчет трубопроводов на прочное 11. m i жен выполняться в соотнесшим > СНиП 2.04.07-86. В проекте ioi*h,i ы ваться схема температурных iiqn-\uiiu ним надземных трубопроводов, и юипи м шип с которой определены nnn.i но ишжшл металлических опор фуб и ноне i румши верхней части несущих жотчотчоиш.и опор (мачт). При проектировании малк-мнон при кладки трубопроводов необходимо ihi.i тельно выполнять тепло[ехммчесми- р.и л для уточнения тепловою режим.i «|•■*'•' "• М' тируемого теплоноси1еля и имшрн i• ■ ■
стенок труб. С одной стороны, изменение температуры теплоносителя может значительно изменить пропускную способность трубопровода, с другой — потребовать применения труб особых марок сталей, обеспечивающих необходимую ударную вязкость при низкой температуре эксплуатации во избежание хрупких разрушений. Одним из важнейших требований при надземной прокладке тепловых сетей явля- естя применение наиболее эффективных материалов и конструкций теплоизоляции трубопроводов, обеспечивающих наименьшие тепловые потери в период эксплуатации и индустриальность строительства. В проекте должны приниматься сборные конструкции тепловой изоляции из новых легких гидрофобных материалов, накладываемых на трубопроводы без выполнения работ с применением мокрых процессов. Для покровного слоя следует использовать листовые оболочки из стали и алюминия. Стальные трубы для монтажа трубопроводов должны поступать на трассу с выполненным антикоррозионным покрытием, что должно указываться в проекте. Подземная прокладка тепловых сетей в районах вечномерзлых грунтов принимается в каналах, в туннелях или коллекторах с устройством естественной или искусственной вентиляции, обеспечивающей требуемый температурный режим грунта, в соотнесшим с теплотехническим расчетом. Невешиипруе- мые каналы допускается принимать при не- просадочных при оттаивании грушах. Заглубления каналов и туннелей не нормируются. Подземная прокладка должна проектироваться с применением типовых сборных индустриальных конструкций каналов, туннелей, камер, неподвижных опор с учетом максимального исключения производства работ на трассе, связанных с изготовлением и укладкой цементного раствора и бетона, нанесением гидроизоляционных покрытий и пр. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций и шнисимости от их назначения и условий pa6ou.i и внешней среды следует устанавливать показатели качества бетона: класс прочноеiи на сжатие В, марку по морозостойкое!и 1\ марку по водопроницаемости W, марку по средней плотности D (согласно (НиП 2.(П(I-К4) В проекте должна припима п.ся [силовая изоляция из эффективных мак-ри.чюн сборной конструкции, исключающей со просадку, провисание и рл фушепие и период эксплуатации При lipocKi иронапии тепловых сетей лочжпы п\кжс учи1ывагься дополнительные ус иония о нормах приближения сетей к зданиям, наименьшем диаметре применяемых ipyf>, предусмотренные СНиП 2.04.07-86. Глава двадцатая ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Проектирование и paciei сфоительных конструкций 1 епионых имей должны производиться с уче 1 ом 1 реЬонапий СНиП 2.04.07-86 «Тепловые септ. При расчеме орол юльных конструкций надземных и пощемимх тепловых сетей должны учитывался nai ручки, возникающие при возведении, экснлуа1ации и испытании трубопроводов. Строительные конструкции подземных туннелей, каналов и камер тепловых сетей, сооружаемые открытым способом, воспринимающие временные нагрузки от автомобиль- ног о и желечнодорожно! о транспорта, должны проектироваться и рассчитываться в соответствии с фебованиями СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы». Нормы доижиы соблюдаться при проектировании мое юн и грубопроводов в любых климатических условиях страны, а глкже и районах с расчетной сейсмичностью ю Ч баллов включительно. В соо1ве1ствии с СНиП 2.05 СН-Х I ниже дакмея формулы для определения мпрм.пии- ных и расчетных постоянных и ир< мгнимх на! ручок, действующих на подземш.и mhici- рукции лиловых сетей. Нормативное давление гр\т ■ *i-n. .'(U), кПа, следует определять по фирм\ мм пер гикальное давление P'v = Cvynh, B0.1) i ориюнтальное (боковое i >i> .ми Р* = уЛт„ B0.2)
где h, hx — высота засыпки, м, учитываемая при определении соответственно вертикального и горизонтального (бокового) давления на конструкцию; у„ - нормативный удельный вес грунта, кН/м3; Cv — коэффициент вертикального давления; т„ — коэффициент нормативного бокового давления грунта засыпки, определяемый по формуле т.-*•(«•-*■); здесь ф„ — нормативный угол внутреннего трения грунта в градусах. Значения у„ и ф„ следует принимать на основании лабораторных исследований образцов грунтов, предназначенных для засыпки сооружения. При типовом проектировании допускается принимать: у„ — 17,7 кН/м3 и Ф„ = 30°. Расчетная нагрузка определяется умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке yf — 1,3 @,8). Значение у/ = 0>8 следует принимать в случаях, когда при невыгодном сочетании нагрузок увеличивается их суммарное воздействие на элементы конструкции. Нормативное давление грунта от подвижного состава железных дорог на конструкцию туннелей и каналов, кПа, на соответствующую проекцию внешнего контура конструкции следует определять с учетом распределения временной нагрузки в грунте по формулам: вертикальное давление 19,62/С горизонтальное давление Рн = Рвти, B0.3) B0.4) где К — класс нагрузки СК, принимаемый для капитальных сооружений равным 14; h — расстояние, м, от подошвы рельса до верха конструкции при определении вертикального давления или до рассматриваемого горизонта при определении горизонтального (бокового) давления; т„ — коэффициент нормативного бокового давления грунта. Расчетная временная нагрузка от подвижного состава, передаваемая грунтом, определяется умножением нормативного давления на коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным: для вертикального воздействия у/ = 1,3; для горизонтального Y/ = 1,2. Нормативное давление грунта от транспортных средств автомобильных и городских дорог (кроме нагрузки АК, на которую расчет не производится), кПа, следуо опрс V///////////// U Рис. 20.1. Эпюра давления от собственного веса грунта и временной подвижной нагрузки на конструкцию туннеля делять по формулам: вертикальное давление Pv — , , , a0 + h горизонтальное давление B0.5) B0.6) где h — расстояние, м, от верха дорожного покрытия до верха конструкции при определении вертикального давления или рассматриваемого горизонта при определении горизонтального (бокового) давления; ¥ — линейная нагрузка, принимаемая равной для нагрузки НК-80 при высоте засыпки 1 м и более 186 кН/м, для нагрузки НГ-60 при высоте засыпки 1,5 м и более — 108 кН/м; а0 — длина участка распределения, равная 3 м. В случаях, когда засыпка h меньше 1 м при нагрузке НК-80 или 1,5 м при нагрузке НГ-60, давление на рассматриваемую конструкцию следует определять с учетом распределения давления в грунте под углом к вертикали arctg —. Для расчета конструкций тепловых сетей следует принимать: колесную нагрузку НК-80 в виде одной четырехосной машины равной 785 кН при прокладке на дорогах I—III категорий (рис. 20.2, я); гусеничную нагрузку НГ-60 в виде одной машины равной 588 кН при прокладке на чорошх IV и V к;пс1орий (рис 20.?,С)). Ко )фф1|1|1К'1| I IU 1Г/МПЧ III ■• ^ 11A ll.ll pVUu"
'-I А-А 5 9 кН/м гусеницы X бтс/м гусенш^ы нагрузка на ось ТЗ,5кН[7.5тс1 Рис. 20.2. Схемы временных нагрузок для автодорожных и городских мостов: а - автомобильная нагрузка АК в виде полосы равномерно распределенной нагрузки интенсивностью V и одиночной тележки с давлением на ось Р; б — одиночная ось для проверки проезжей части мостов; в - тяжелые одиночные нагрузки НК-80, НГ-60; г - поезда метрополитена; д - поезда трамвая колесной (НК-80) и гусеничной (НГ-60) временным нагрузкам принимается 1,00. Нормативную вертикальную нагрузку от подвижного состава на автомобильных дорогах промышленных предприятий, где предусмотрено обращение автомобилей особо большой грузоподъемности АБ следует определять согласно СНиП 2.05.03-84. Динамический коэффициент 1 + ц к нагрузкам or подвижного состава железных, автомобильных и городских дорог при выполнении расчетов следует принимать равным: для железобетонных подземных конструкций на железных дорогах при <>щцей толщине балласта с засыпкой (счиын or подошвы рельса), равной 1,0 м и Гишсс, 1 + ц = 1,00; на автомобильных дорогах t + \х = 1,(К). В соответствии с главой СНиП «Тепловые сети» наименьшее расстояние от перекрытия конструкций принимается: до подошвы рельсов железных дорог общей сети 2 м; до верха проезжей части автомобильных дорог общей сети 1 м. При расчете конструкций распределительных тепловых сетей, располагаемых вне автомобильных дорог, нормативная временная нагрузка должна приниматься в зависимости от характера территории в виде воздействия на них строительных машин и механизмов или одно! о i рузовика весом 100 кН с распределением nai ручки ог колес в грунте под углом 30° к вер гикали. Коэффициент надежности yf no нафузке равномерно-распределенной (АК) принимался — 1,2 (для вертикальных и юризон- тальных воздействий). Конструкции туннелей и каналов, являющиеся протяженными сооружениями, длина которых намною превышает размеры поперечных сечений, прокладываемых в однородных грунтах, рассчитываются как плоские системы. Их расчетная схема принимается в зависимости от выбранной железобетонной конструкции — монолитной или сборной, бесшарнирной или шарнирной. Наибольшее применение в строительстве в последнее время получили сборные конструкции заводского изготовления; туннели из замкнутых железобетонных прямоугольных секций и звеньев круглых труб; туннели из сборных железобетонных уголковых блоков и плит перекрытий; каналы из сборных П-образных рам, устанавливаемых на плиты днища. Прокладка тепловых сетей под автомобильными и городскими дорогами выполняется в туннелях и каналах всех трех конструкций. На пересечении железных дорог рекомендуется применение только туннелей из замкнутых железобетонных прямоугольных секций или звеньев круглых труб. Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы конструкции при их эксплуатации и строительстве и должны учитывать условия изготовления, транспортирования, строительства, особенности их загружения постоянными и временными нагрузками. Расчет железобетонных конструкций тепловых сетей, воспринимающих временные
нагрузки от подвижного состава (транспортных средств) железных и автомобильных дорог, должен выполняться в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84 по двум группам предельных состояний: по прочности и в необходимых случаях на устойчивость (формы и положения) конструкции (первая группа); по деформациям, раскрытию трещин или на трещиностойкость (вторая группа). Наряду с назначением соответствующих материалов (класс и марки бетона и арматуры) и выполнением предусмотренных конструктивных требований необходимо проведение указанных в нормах расчетов. Указаниями СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» рекомендуется руководствоваться при расчетах: железобетонных элементов на косое внецентрен- ное сжатие и косой изгиб; элементов с арматурой, равномерно распределенной по сечению; внецентренно сжатых элементов с малыми эксцентриситетами и коротких консолей; конструкций на продавливание и отрыв; закладных изделий. При этом в расчетах следует использовать расчетные сопротивления бетона и арматуры, регламентируемые нормами СНиП 2.05.03-84. Проектирование и расчет конструкций туннелей и каналов, работающих в условиях температуры внутренней среды выше 50 °С, должны выполняться по СНиП 2.03.04-84 «Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур». Такими конструкциями тепловых сетей (паровых и водяных) являются туннели и каналы, вентиляция или незатапливаемость которых грунтовыми и аварийными водами не может быть обеспечена. В соответствии с конструктивными требованиями норм следует принимать: наименьшую толщину элементов конструкций каналов и туннелей 10 см; наименьшую толщину защитного слоя бетона 2 см. При проектировании железобетонных конструкций тепловых сетей следует предусматривать по СНиП 2.05.03-84 применение 1яжелого бетона: класса по прочности на сжатие не ниже В20; марки по морозостойкости F в зависимое! и от климатических условий зоны i фотельства, расположения и вида конструкций; мщнеи по водонепроницаемости не ни- *i- W4. I и коллекторы для прокладки тепловых сетей, сооружаемые щитовым способом, как правило, размещаются в слабых породах с коэффициентом крепости менее 3, при глубине заложения шелыги свода не менее 3 м. Проектирование их ведется в соответствии с СНиП II-40-80 «Метрополитены» и СНиП 11-44-78 «Туннели железнодорожные и автодорожные». Конструкции туннелей рассчитываются по предельным состояниям первой и второй групп в соответствии с требованиями СНиП по основным положениям проектирования строительных конструкций и оснований и СНиП ло нагрузкам и воздействиям. Расчеты по предельным состояниям первой группы обязательны для всех конструкций, и их следует производить на основные и особые сочетания нагрузок с применением коэффициентов перегрузки и коэффициентов условий работы конструкций. Расчет обделок по предельным состояниям второй группы следует производить на основные сочетания нагрузок, принимая коэффициенты перегрузки и условий работы конструкций равными 1. К постоянным нагрузкам, воздействующим на конструкции подземных сооружений, относятся: вертикальное и горизонтальное давление грунта, гидростатическое давление, вес надземных сооружений, собственный вес конструкций. Нормативную временную вертикальную и горизонтальную нагрузки на обделки туннелей от наземного транспорта, коэффициенты надежности по нагрузке и динамичности следует принимать в соответствии с требованиями СНиП по проектированию мостов и труб. Расчет конструкции надземной прокладки трубопроводов должен выполняться в соответствии с требованиями СНиП по нагрузкам и воздействиям и СНиП по проектированию тепловых сетей, определяющих нормативные нагрузки, их сочетания и коэффициенты перегрузки. Отдельно стоящие мачты для подвижных опор трубопроводов рассчитываются как внецентренно сжатые колонны с одним жестко заделанным, а с другим консольным концами. Нагрузка от сил трения в опорах (±РТр) действует на мачты вдоль оси труСи» проводов; ветровая нагрузка — в плоское iи, перпендикулярной оси труб. На рис. 20.3 приведена схема нагру нж, действующих на отдельно стоящую ма'му для подвижных опор трубопроводов. Pacici ными усилиями являются: вес трубопроводе»», сложенный с собственным весом мачп.1 (условно приложенный в верхнем сечении), сила трения в опорах (±Р1р), всфоини
Рис. 20 3 Схема Hai ру юк, действующих на отдельно сюящую мачту нагрузка на фубы ( + РВ\) и ветровая на- гружа на мачгу {±qBi). Расчс1ная ветровая горизонтальная нагрузка ц, кН/м, трубопроводов определяется по формуле q = l,2cqj), где 1,2 — коэффициент перегрузки; с — аэродинамический коэффициент, принимаемый при прокладке отдельно стоящих одиночных фубопроводов равным 0,7; при двух и более трубопроводах — 1; q0 — нормативный скоростной напор ветра, кН/м2, принимаемый в СОО1И01СТВИИ с СНиП на на[рузки и воздействия, D — наружный диаметр теплоизоляционной конструкции фубопровода в каждом ярусе (ряду), м. Максимальный изгибающий момент возникает в мачте у заделки ее в фундаменте. Мачта должна быть рассчитана на одновременное действие изгибающих моментов в двух перпендикулярных плоскостях. Двухстоечные мачты для подвижных опор трубопроводов расчленяются на отдельные статически определимые расчетные эле- мен1ы. колонны, которые рассчитываются на на! рузки, приведенные на рис. 20.4, ригель, рассчитываемый на одновременное действие вержкальных сил N\, N2, N3 и юризон- тальной нагрузки от сил трения в опорах ^ь ^2, ^з- Ригель рассчитывается как свободно лежащая балка на двух опорах в том Рис. 20.4. Схема нагрузок, действующих на двухстоечную мачту для подвижных опор трубопроводов случае, если уиюные соединения выполняются нежесткими Рамная конструкция с жесткими углами 1 ребус 1 обя^цельного стыкования арматуры колокн с арматурой балки. Этот тип соединения С1аиовится целесообразным только при действии больших горизонтальных нагрузок, действующих в плоскости П-образной рамы, и больших вертикальныл на( рузок, кот орые приводят к чрезмерному утяжелению балки. Схемы нагрузок, действующих на мачты с подвесным пролетным ел роением при прокладке трубопроводов, о i л и чаются от приведенных выше только i ориюнгально направленными усилиями, передаваемыми тягами, которые прикреплены к верхушкам мачт. Фундамеи 1 ы м«ин (опор) рассчитываю 1ся в каждом папр.ш пении как внецешренно Hai ружениые При проск 1 ировании и расчете отде ii.no стоящих опор и эстакад под трубопроиолы следует рукоиодетвоваться указаниями <. Hull 2 09 03-85 «Сооружения промышленных мред- пртп ий» При ны пол нении статических р.ичпов строше п.ных конструкций подчемпмх и надземных 1 силовых сетей (в част in.ihnpa расчешых формул и схем) можно ж ноль- зова и, [115, 140].
Глава двадцать первая ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ОТ НАРУЖНОЙ КОРРОЗИИ 21.1. Общие положения Надежная и долговечная работа подземных теплопроводов в значительной степени определяется их коррозионной стойкостью. Тепловые сети эксплуатируются в условиях, благоприятствующих развитию коррозионных процессов, что требует принятия специальных мер по их защите о г коррозии. В настоящее время имеется большой арсенал средств антикоррозионной защиты, предназначенных для применения на подземных металлических сооружениях. Полное и правильное применение разработанных методов и средств защиты на тепловых сетях позволит значительно повысить их коррозионную стойкость. Коррозия металлов представляет собой их самопроизвольное разрушение из-за химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Коррозия наружной поверхности трубопроводов тепловых сетей всегда связана с процессами, протекающими на границе двух фаз — металла и водной среды, и имеет электрохимическую природу. Электрохимический механизм растворения металла является результатом одновременного протекания взаимно независимых реакций: анодной, представляющей собой переход металла в раствор в виде гидратированных ионов с последующим образованием малорастворимых продуктов коррозии, и катодной, представляющей собой ассимиляцию освободившихся при анодной реакции электронов какими-либо содержащимися в растворе деполяризаторами. При коррозии железа в нейтральных или близких к ним средах анодная реакция может быть представлена в виде Fe-+Fe2+ + 2e. B1.1) Основной катодной реакцией при коррозии железа и низкоуглеродистых сталей в нейтральных и слабощелочных средах является реакция восстановления молекулярного кислорода: 1/2О2 + 2е + Н2О = 2OH". B1.2) В условиях подземной коррозии для этой реакции характерна замедленность переноса растворенного в электролите кислорода к поверхности корродирующего металла, что обусловливает не только скорость катодной реакции, но и общую скорость коррозии. Перенос кислорода через почвенный электролит к поверхности ме1алла подземного металлического сооружения состоит из нескольких стадий. Наиболее затрудненной стадией является стадия переноса кислорода в слое электролита через неподвижный (диффузионный) слой, непосредственно примыкающий к поверхности металла. Перенос кислорода к поверхности трубопроводов тепловых сетей дополнительно осложнен теплоизоляционной конструкцией, в частности наличием дополнительного барьера в виде тепло- и гидроизоляционного покрытия. На скорость электрохимической коррозии оказывает влияние ряд внешних факторов, связанных с составом коррозионной среды и условиями протекания коррозионного процесса: водородный показатель (рН), стимуляторы и ингибиторы (замедлители) коррозии, температура, поляризация внешним током и др. С ростом температуры скорость электрохимической коррозии обычно возрастает, так как по экспоненциальному закону увеличивается скорость электрохимических реакций. Однако такая закономерность в случае коррозии с кислородной деполяризацией полностью не соблюдается в связи с тем, что действуют факторы, имеющие обратную температурную зависимость. В частности, растворимость кислорода в незамкнутых системах с ростом температуры уменьшается, что определяет снижение скорости коррозии. Вместе с гем с увеличением температуры возрастает скорость диффузии кислорода, что способствует росту скорое i и коррозии. Зависимость скорости коррозии наружной поверхности трубопроводов <н температуры еще более усложняется при переменном температурно-влажностном режиме, присущем условиям эксплуатации iсиловых сетей. Наличие температурного градиента и периодических колебаний температуры теп ю- носителя приводит к увеличению интенсин- ности коррозии, максимум которой прихо дится на температурные колебания 70 80 °С. Эта температурная зона в npncyiu вии влаги в слое теплоизоляции, примы кающем к поверхности трубопровода, ни ни ется наиболее коррозионно-опасной. Под воздействием источников юкл ми
жет осуществляться как катодная, так и анодная поляризация металла, при этом его потенциал от стационарного смещается соответственно в сторону отрицательных или положительных значений. При катодной поляризации корродирующего металла от источника постоянного тока скорость коррозии, как правило, уменьшается. При анодной поляризации скорость коррозии обычно возрастает. Подземные металлические сооружения, в частности трубопроводы, поверхность которых имеет электролитический контакт с [рунтом, часто подвергаются поляризации блуждающими токами. Коррозия блуждающими токами (электрокоррозия) опасна локальным поражением трубопроводов. Блуждающие токи — это постоянные или медленно меняющиеся по величине и направлению электрические гоки, протекающие в земле от источников, находящихся за пределами подземных металлических сооружений. К источникам блуждающих токов относятся: рельсы электрифицированных на постоянном токе железных дорог, трамвая, метрополитена, шахтного электротранспорта; заземления линий электропередачи постоянного тока по системе «провод— земля»; анодные заземления установок электрохимической защиты и трубопроводы с электрохимической защитой; сварочные установки и гальванические ванны с утечкой тока в землю и др. На участках входа блуждающих токов подземные металлические сооружения поляризуются ка годно, а на участках выхода — анодно. Критерием опасности коррозии, вызываемой блуждающими токами, является наличие анодных и знакопеременных зон на стальных подземных трубопроводах. Наличие этих зон характеризуется появлением положительной или знакопеременной разности потенциалов между трубопроводом и землей. Наружная поверхность трубопроводов тепловых сетей, как правило, находится в контакте с теплоизоляционными материалами, физико-механические и физико-химические свойства которых в зависимости от способа прокладки теплопроводов в меньшей или большей степени определяют кинетику коррозионных процессов на поверхности трубопроводов. В большей С1епени это относится к канальным прокладкам трубопроводов, где между теплоизоляционной конструкцией и стенками канала предусмотрен воздушный зазор. При бесканальной прокладке трубопроводов теплоизоляционная конструкция непосредственно контактирует с грунтом. В этом случае свойства грунтов, характеризуемые их структурой и гранулометрическим составом, влагосодержанием и минерализацией грунтовых вод, воздухопроницаемостью и биотенностью, могут оказывать превалирующее воздействие на кинетику коррозионных процессов. Неоднородность грунтов вдоль трасс трубопроводов может вызвать появление анодных и катодных участков на трубах. Так, например, различия в воздухопроницаемости грунтов могут стать причиной образования на трубопроводах протяженных коррозионных макропар дифференциальной аэрации. Интенсивность действия макропар в значительной степени вызвана электросопротивлением грунтов В связи с этим удельное объемное электрическое сопротивление является характеристикой коррозионной активности грунтов по отношению к трубопроводам тепловых сетей бесканальной прокладки. 21.2. Исходные данные для определения опасности электрохимической коррозии трубопроводов тепловых сетей Для определения опасности коррозии трубопроводов тепловых сетей производятся электрические измерения с целью: выявления участков тепловых сетей бесканальной прокладки, находяшихся в зоне с высокой коррозионной активностью грунтов; выявления участков тепловых сетей канальной прокладки с заносом грунтом или затоплением каналов и участков тепловых сетей бесканальной прокладки с увлажненным теплоизоляционным покрытием; выявления участков тепловых сетей канальной и бесканальной прокладки, находящихся в зоне опасного воздействия блуждающих токов; оценки характера влияния установок электрохимической защиты смежных подземных сооружений; определения основных источников опасности коррозии в случае одновременно!о действия нескольких источников бтужд.по- щих токов; проверки эффективности меропршпий по снижению утечек токов с рельсош.»\ путей электротранспорта в землю. Состав и объем измерительных работ определяются отдельно для нроек! ирусмых и действующих теплопроволон Коррозионная активное! и i рун ion оценивается по удельному объемному жекгри- ческому сопротивлению трупы (\'()'ЯЧ).
При УОЭС свыше 100 Ом-м коррозионная активность грунтов оценивается как низкая, при УОЭС от 20 до 100 Омм- как средняя, при УОЭС до 20 Ом-м —как высокая. На трассах проектируемых тепловых сетей бесканальной прокладки измерение удельного электрического сопротивления грунта производится вдоль оси предполагаемой трассы на расстоянии не более 100 — 200 м между смежными точками измерения. На эксплуатируемых тепловых сетях измерения проводятся через каждые 100 — 200 м вдоль трассы на расстоянии 2 — 4 м от нее. Измерения удельного электрического сопротивления грунтов выполняются четы- рехэлектродной установкой с использованием измерителей сопротивления заземления М-416, Ф-416 или полевого электроразве- дочною потенциометра ЭП-1М. Измерение VO3C производится в соответствии с методикой, изложенной в нормативно-технической документации [97, 98]. Наличие блуждающих токов в земле на трассе проектируемых тепловых сетей рекомендуется определять по результатам измерений разности потенциалов между проложенными в данном районе подземными металлическими сооружениями и землей. При отсутствии подземных металлических сооружений наличие блуждающих токов в земле на трассе проецируемых трубопроводов следует определять, измеряя разность потенциалов между двумя точками земли через каждые 1000 м по двум взаимно перпендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м. Для измерения разности потенциалов между трубопроводом и землей используют специально оборудованные на газовых, водопроводных или тепловых сетях контрольно- ишери[ельные пункты (КИП). На пунктах кош рольные проводники, соединенные соответственно с трубопроводом и электродом сравнения, выведены под крышку люка или в ковер, что позволяет производить измерительные работы с поверхности земли (рис. 21.1 и 21.2). При отсутствии КИП подключение положительного зажима вольтметра к трубопроводу осуществляется на вводе в здание, в камере или других доступных местах. Переносный электрод сравнения при этом устанавливают на возможно меньшем расстояний от подземной части трубопровода. Выявление участков тепловых сетей, находящихся в зоне опасного воздействия блуждающих токов, производится измерением разности потенциалов между грубопро- А-А Рис. 21.1. Контрольно-измерительный пункт в камере: I - медносульфатный электрод сравнения длитель- но1 о действия; 2 —люк; 3 — поперечная перемычка, 4 — продольная перемычка; 5,6 — контрольные проводники от электрода и трубопровода водом теплосети и землей. При проведении измерений учитывается способ прокладки и условия эксплуатации теплопроводов. При канальной прокладке трубопроводов в случае предположения затопления или заноса каналов наиболее эффективным является метод выноса электрода сравнения, 777777 Рис. 21.2. Контрольно-измерительный пуню на трубопроводах бесканальной прокладки- 1 - медносульфатный электрод сравнения длтеш.- ного действия; 2 — подающий и обрашый ipyfio- проводы; 3 — контрольные проводники, 4 ко перечная перемычка, 5 - песок
Рис. 21.3. Измерение разности потенциалов «труба — земля» на теплопроводах канальной прокладки: 1 — вольтметр; 2 - хнешрод сравнения; 3 — трубопровод; 4— канал; 5 — подвижная опора; 6 — занос канала грунтом который устанавливают над осью трассы трубопровода с интервалом 5 —10 м (рис. 21.3). Из общего числа результатов измерений выбирают тот, который характеризует опасность электрокоррозии. При отсутствии затоплений или заносов электроды располагают над трубопроводами вблизи камер. При бесканальной прокладке трубопроводов переносные электроды сравнения рекомендуется устанавливать над участками, где зафиксировано увлажнение теплоизоляции, у мест перехода бесканальной прокладки в канальную, у камер. Определение характера влияния установок электрохимической зашиты смежных подземных сооружений на трубопроводы осуществляется путем сопоставления результатов измерений на трубопроводах разности потенциалов «труба — земля» при выключенных и работающих защитных установках в заданном режиме. Измерения производятся в зоне действия защиты на смежных сооружениях. Вредным влиянием установок электрохимической защиты считается появление опасности электрохимической коррозии на трубопроводах, ранее не требовавших защиты от нее (появление положительной или знакопеременной разности потенциалов), уменьшение по абсолютной величине минимального или увеличение по абсолютной величине максимального защитного потенциала на трубопроводах, имеющих электрохимическую защиту. Определение основных источников опасности коррозии в случае одновременного действия нескольких источников блуждающих токов осуществляется сопоставлением результатов синхронных измерений разности [потенциалов «труба — земля» на трубопроводах и «рельс — земля» на рельсах э.чекфи- фицированного на постоянном токе трап- спорта. Основным источником считается тот, распределение потенциалов на котором во времени определяет на трубопроводе аналогичный характер распределения потенциалов, но противоположной полярности. Обработка результатов измерений разности потенциалов между трубопроводом и землей, рельсами и землей производится в соответствии с рекомендациями, приведенными в [97, #8]. 21.3. Способы защиты трубопроводов тепловых сетей от коррозии Способы защиты трубопроводов тепловых сетей подразделяются на две основные группы. Первая группа объединяет мероприятия по созданию условий, при которых прекращается или значительно снижается интенсивность воздействия на металл внешних факторов. Вторая группа мероприятий направлена на создание условий для протекания таких электрохимических процессов, при реализации которых подавляются или существенно снижаются скорости коррозионных процессов на защищаемой поверхности метал па. Первой группой мероприятий могут предусматриваться: изоляция внешней поверхности трубопроводов от окружающей среды (теплоизоляционные покрытия); применение гидрофобных теплоизоляционных материалов; применение гидроизоляционных покрытий (покровных слоев) на поверхности теп-' лоизоляции;
рациональный выбор трассы теплосети (удаление от источников блуждающих токов, участков с1 агрессивной средой и т. д.); искусственное снижение уровня и отвод ливневых и грунтовых вод, планировка поверхности над трассой теплосети; защита теплоизоляции от увлажнения на локальных участках (проходы под дорогами, прокладка вблизи бортовых камней и т. д.) увеличение переходного электросопротивления трубопроводов по отношению к земле при прокладках в поле блуждающих токов (электроизоляция трубопроводов от опорных конструкций); ограничение угечки токов в землю (осуществляются в соответствии с требованиями ГОСТ 9.015-74* организациями и предприятиями, в ведении которых находятся действующие и строящиеся сооружения, являющиеся источниками блуждающих токов). Вторая группа мероприятий предусмат- Таблица 21.1. Защитные покрытия для трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения Наименование покрытия Стеклоэмалевые покрытия: из 2 — 3 покровных слоев эмали марки 13—111 по грунтовому слою эмали марки 117 из покровного слоя эмали марки 596 по грунтовому слою эмали марки 25М Металлизационное алюминиевое покрытие газотермического напыления* Ор1аносиликатное трехслойное покрытие из материала ОС51-03 с послойной термообработкой при 200°С Ор1аносиликатное четырех - слойное покрытие из материала ОС51-03 с отвердите- лем без термообработки Эпоксидное однослойное по крытие из эмали ЭП-56 по трем слоям шпатлевки Э-0010 с термообработкой при 60 °С Изолыгое двухслойное покры- 1ие из изола по холодной шольной мает ике Комбинированное двухслойное покрытие из краски БТ-177 но слою 1рунтовки ГФ-020 Общая толщина покрытия, мм 0,5-0,6 Не менее 0,25 0,25 0,2-0,25 0,35-0,4 5-6 0,15-0,2 Область применения В канальных и бесканальных прокладках То же То же То же То же То же Надземная прокладка, в туннелях, коллекторах, технических подпольях Максимально допушимля температура теплоносшеля, X 300 300 180 180 150 150 150 Алюминиевое покрытие применяется для ipy6 с теплоизоляцией ит ма1ериалов, имеющих рН, мьпяжки от 4,5 до 9,5.
ривает применение ингибирующих или пассивирующих теплоизоляционных материалов, а также средств электрохимической защиты трубопроводов тепловых сетей. В соответствии с требованиями нормативно-технической документации [22, 97] электрохимическая защита трубопроводов тепловых сетей должна предусматриваться в зависимости ог способа прокладки и условий эксплуатации в следующих случаях: при бесканальной прокладке — в грунтах повышенной, высокой и весьма высокой коррозионной активности и в поле опасного воздействия блуждающих токов (при положительной и знакопеременной разности потенциалов между трубопроводом и землей); при прокладке в иепроходных каналах — в поле опасного воздействия блуждающих токов при заносе каналов iрунтом. В целях повышения коррозионной стойкости труболроводов тепловых сетей применение электрохимической защиты дополнительно рекомендуется в следующих случаях: при канальной прокладке в случае заноса грунтом или затоплении каналов независимо от наличия блуждающих токов (при невозможности удаления грунта или воды из каналов); на участке прокладки трубопроводов тепловых сетей в футлярах. 21.4. Защита трубопроводов тепловых сетей изолирующими покрытиями Для трубопроводов и металлических конструкций тепловых сетей должны быть предусмотрены изолирующие покрытия. Покрытия могут не предусматриваться в тех случаях, когда применяемые теплоизоляционные конструкции исключают возможность коррозии наружной поверхности трубопроводов и металлических конструкций. Изолирующие покрытия должны быть :тойкими в условиях одновременного воздействия на них теплоты, влаги, механических нагрузок, химически агрессивных ком- тоненгов окружающей среды, электрического толя. Покрытия должны быть долговечными, иметь сравнительно простую технологию танесения, допускающую возможность механизации. Материалы, входящие в состав токрытия, должны быть недефицигны и этносительно недороги. Нанесение изолирующих покрытий, как правило, должно производиться в специально оборудованных помещениях. В трассовых условиях должно до- стыковых соединений трубопроводов и при малых объемах ремонтных работ. Типы защитных покрытий, рекомендованных для применения на трубопрово tax тепловых сетей, приведены в пюл 21.1. 21.5. Электрохимическая защита трубопроводов тепловых сетей Защита металла от коррозии, осупимн- ляемая поляризацией ог внешнего исч очинки постоянного тока или соединением с ml- i m i- лом (протектором), имеющим более oipniui- тельный или более положительный imirii- циал, чем у защищаемо! о металла ii.mi.i- вается электрохимической защитой. H.i подземных металлических сооружениях ikihoo- лее широкое pacnpociранение поручи м электрохимическая защита методом кл i oimoi'i поляризации, основанным на шкоиомерном снижении скорости растворения мол тон по мере смещения их потенциялок и строну отрицательных значений относи icui.no стационарного потенциала. Смещение потенциала ocyiuecm 1яе!ся до значений, соответствующих зашитым потенциалам, при которых скорость растворения не превышает некоторой заданной величины. Нормативно-технической документацией [97] для трубопроводов тепловых сетей рекомендованы минимально и максимально допустимые (по абсолютной величине) значения защитного (поляризационного) потенциала, которые соответственно равны —0,85 В и —1,1 В относительно медносульфатного электрода сравнения. При контроле эффективности защиты по разности потенциалов между трубой и медносуль- фатным электродом сравнения минимально допустимые значения потенциалов для канальных и бесканальных трубопроводов равны — 0,9 В и —1,05 В, а макисмально допустимое значение 2.5 В. Электрохимическая защита подземных трубопроводов может осуществляться с помощью установок электродренажной и катодной защиты и протекторов. Установки электродренажной защиты применяются для защиты подземных сооружений от блуждающих токов. При защите с помощью электродренажа блуждающих токов происходит изменение токораспределения в системе «рельсы — земля — подземное сооружение», за счет чего осуществляется катодная поляризация сооружений блуждающими токами. При защите подземных сооружений от блуждающих токов применяются поляризованные и усиленные электродренажи. Поляризованный электродренаж представляет собой схему односторонней проводимости за
счет включения в цепь дренажа вентильных ■элементов, необходимых для предотвращения перетекания тока из рельсов в сооружение в те моменты, кот да потенциал рельсов становится более положительным, чем потенциал сооружения. Большое распространение получили усиленные электродренажи, в которых сочетается поляризованный дренаж с последовательно включенным источником постоянною гока, что позволяв! в широких пределах регулировать потенциалы на защищаемых сооружениях. Усиленный дренаж применяется в следующих случаях: когда разность потенциалов между сооружением и рельсами недостаточна для работы поляризованного дренажа; когда действуют несколько источников блуждающих токов и дренирование на рельсовую цепь одного из них не является достаточно эффективной мерой; когда применение поляризованного дренажа менее экономично из-за необходимости использования кабеля большего сечения. Применение электродренажей имеет определенные ограничения, особенно в случаях дренирования блуждающих токов железных доро!. Ограничения введены в целях предотвращения нарушения нормальной работы устройств сигнализации и блокировки. Условия присоединения электродренажей приведены в ГОСТ 9.015-74*. Основные характеристики электродренажных установок приведены в табл. 21.2. Установки катодной защиты применяются для защиты подземных металлических сооружений от почвенной коррозии, а также ог блуждающих токов, когда применение электродренажей технико-экономически является нецелесообразным (например, при расстояниях между трубопроводами и рельсами, превышающими 250 — 300 м). Установка ка- 1 одной защиты состоит из катодной станции или преобразователя (выпрямителя переменного тока) с устройствами для регулировки тка защиты, анодного заземления для распределения тока защиты в земле и дренажных кабелей для присоединения положительного и отрицательного полюсов соответст- iiciiuo к анодному заземлению и подземному сооружению. Катодные станции (преобразователи) выпускаются с неавтоматическим и автоматическим регулированием тока защиты (|;|<">н. 21.3). Последние применяются преимущественно для защиты сооружений, проложенных в поле блуждающих токов. Для устройства анодных заземлений применяются аноды из стали, графита и *с ммокремниевых сплавов. Долговечность i.i 11-м ||ский зависит от плотности сгекающе! о Таблица 21.2. Установки для элекjpo- дренажной защиты Поляризованные электродренажные установки Марка установки ПГД-200 ПД-ЗА 11оми- на iьнып юк \ 200 500 Допустимое обратное напряжение, В 100 100 Максимальное дренажное сопротивле ние. Ом 0,15 0,36 Усиленные элекгродренажи с автомагическим регулированием потенциалов Марка установки ТПЕ-200-12-1У Выходная МОЩНОС1Ь. кВг 2,4 Напряжение вын- рям тенно- го юка, В 12 Ныприм- ieinibiii юк, Л 200 Таблица 21.3. Преобразователи для катодной зашиты Марка установки Выходная МОЩНОС7», кВт Напряжение рямленного тока, R Выпрям- 1&НПЫИ ПЖ \ Неав I оматические ПСК-М-0,6 ПСК-М-1,2 ПСК-М-2,0 ПСК-М-3,0 ПСК-М-5,0 СКЗМ-2,0 СКЗМ-3,0 СКЗМ-5,0 0,6 1,2 2,0 3,0 5,0 2,0 3,0 5,0 48/24 48/24 96/48 96/48 96/48 96/48 96/48 96/48 25,50 21/42 31/6? 52/104 21/42 31/62 52/104 Автоматические ПАСК-М-0,6 ПАСК-М-1,2 ПАСК-М-2,0 ПАСК-М-3,0 ПАСК-М-5,0 ОПС-50-24У1 ОПС-63-48У1 ОПС-100-48 VI 0,6 1,2 2,0 3,0 5.0 1,2 3,0 4,8 48/24 48/24 96/48 96/48 96/48 48/24 96/48 96/48 12.5/25 25/50 21/42 31/62 52,104 25 50 31,62 50/100 с них тока и материала, из которого они изготовлены. Для продления срока службы заземлений аноды помещают в специальные активаторы, обладающие электронной прово-J димостью (обычно спрессованная коксова
Таблица 21.4. Габаритные размеры н масса Марка анода ЗЖК-12 ЗЖК-41г АК-1 АК-3 АК-1г АК-2г АКО-1 АКО-2 АКО-3 АКО-4 АКО-5 АКО-6 АКО-7 Размеры диаметр 40 75 50 40 75 40 30 80 80 60 80 56 180 шода, мм длина 1365 1365 1400 1365 1365 1365 1400 1500 550 1500-2000 1600 1940 2000 анодов типов Размеры анода с активатором и металлическим кожухом, мм диаметр — 185 185 225 150 _ — — — — _ — длина _ _ 1420 1420 1700 1700 _ — — _ — _ — ЗЖК, АК н АКО Масса, кг. анода 12 41 21 12 41 12 54 52 28 30-40 54 32 140 анода с активатором и металлическим KO5KVXC>M _ _ 60 53 90 60 - — — — — — — мелочь с ингибитором). В табл. 21.4 приведены габаритные размеры анодов, выпускаемых промышленностью. Выбор конструкции анодного заземления производится на основе технико-экономического расчета его показателей с учетом тока в цепи катодной станции, максимально допустимого сопротивления растеканию заземления, заданного срока службы заземления, конструкции и марки анода. Расчет параметров анодных заземлений производится в соответствии с рекомендациями нормативно-технической документации [98]. При осуществлении совместной электрохимической защиты смежных подземных сооружений от одной установки или защиты нескольких участков трубопроводов от одной установки с применением соответствующего количества анодных заземлений возникает необходимость раздельной регулировки силы тока в отдельных ветвях защиты. Регулирование может осуществляться с помощью стандартного диодно-резисторного блока типа БДР, имеющего характеристику: Количество независимых каналов ... 4 Параметры одного независимого ка- *ала: 1 максимальный ток, А 25 максимальное сопротивление, Ом 0,24 количество элементов сопротивления, шт 6 допустимое обратное напряжение, В 300 Электрохимическая защита с помощью зротекторов осуществляется за счет разности потенциалов между находящимися в одной реде протектором и металлическим сооружением, вследствие чего в цепи образовавшегося гальванического элемента проходит ток. Эффективность протекторной защиты определяется физико-химическими свойствами протекторов и внешними условиями их работы. Электродный потенциал протектора должен быть существенно более отрицательным, чем потенциал защищаемого металла. На тепловых сетях протекторы могут быть эффективно использованы на локальных участках, в частности для защиты труб на участке прокладки их в футлярах. Для этих целей могут быть применены прутковые протекторы из магниевого (по ГОСТ 2856-79) и алюминиевых (по ОСТ 5.3072-75) сплавов (табл. 21.5). Прутковые протекторы представляют собой биметаллический стержень (пруток) с оболочкой из магниевого или алюминиевого сплава и стальной арматуры диаметром 4-5 мм, проходящей по центру прутка круглой или овальной формы. Таблица 21.5. Прутковые протекторы нз алюминиевых н магниевых сплавов Марка протектора П-12п П-КПА-4 П-КПА-2 Длина, м 2 До 30 м ривается при заказе) То же Диаметр, мм 60 40 30 Марка сплава Мл-4 АП-1-АП-4 АП-1-АП-4 Масса 1 м длины, кг 8 4 2
21.6. Проектирование защиты от коррозии тепловых сетей Проектирование защиты от коррозии трубопроводов тепловых сетей должно выполняться специализированными организациями (отделами проектных институтов), оснащенными специальной изыскательской аппаратурой и имеющими опыт работ по защите подземных металлических сооружений от коррозии. Проектирование защиты должно осуществляться на стадии разработки проекта тепловых сетей, а также при необходимости и в процессе их эксплуатации. Проектирование защиты от коррозии вновь прокладываемых тепловых сетей Выбор трассы проектируемого трубопровода во многом определяет степень коррозионной опасности. Независимо от типа прокладки трубопровода трассы проектируемых теплосетей рекомендуется выносить за пределы территорий бывших свалок, участков, подвергающихся затоплению фекальными водами, заболоченных мест и т. д. Должны быть предусмотрены конструктивные мероприятия по искусственному понижению уровня грунтовых вод и отводу ливневых вод. При сближении трасс тепловых сетей с рельсами электрифицированного транспорта в целях уменьшения вредного влияния источников блуждающих токов рекомендованы наименьшие расстояния в свету по горизонтали от конструкции тепловых сетей до параллельно проложенных рельсовых путей трамвая и электрифицированной железной дороги: до оси ближайшего трамвайного пути — 2,75 м и до оси ближайшего пути электрифицированной железной дороги — 10,75 м. Не допускается пересечений тепловыми сетями стрелок и крестовин трамвай- пых и железнодорожных путей, а также мест присоединения отрицательных питающих линий (отсасывающих пунктов) к рельсам электрифицированных железных дорог и трамвая. Наименьшие расстояния в свету но вертикали от конструкций теплопроводов до подошвы рельсов железных дорог и трамвая должны быть соответственно не менее 2 и 1 м. Для повышения коррозионной стойкости 1рубопроводов тепловых сетей и эффективности электрохимической защиты должны fu.irb предусмотрены меры по увеличению мореходного сопротивления теплопроводов путем электроизоляции трубопроводов от опорных конструкций при прокладке в поле блуждающих токов и в заданной зоне электрохимической защиты теплопроводов. В целях обеспечения эффективного действия средств электрохимической защиты на фланцевых соединениях трубопроводов должны быть предусмотрены продольные электроперемычки кабелем или шинами с поперечным сечением не менее 50 мм2 по меди. Для уравнивания потенциалов между параллельными нитками трубопроводов в случаях применения электрохимической защиты следует предусматривать поперечные электроперемычки с интервалами между ними не более 200 — 300 м. Для обеспечения возможности систематических измерений потенциалов трубопроводов тепловых сетей с поверхности земли предусматривают установку контрольно-измерительных пунктов (КИП). Обычно КИП размещают в камерах, учитывая при этом необходимость установки их на следующих участках: в местах пересечения тепловых сетей с рельсовыми путями электрифицированного транспорта. При пересечении более двух путей КИП устанавливают по обе стороны пересечения с устройством при необходимости специальных камер; в местах пересечения с металлическими трубопроводами; в местах сближения трассы тепловых сетей с пунктами присоединения к рельсам электрифицированных железных дорог отрицательных- питающих линий; в местах максимального сближения с анодными заземлениями установок катодной защиты. Схемы КИП, устанавливаемых на теплопроводах канальной и бесканальной прокладок, приведены на рис. 21.1 и 21.2. Мероприятия по защите трубопроводов от коррозии На стадии разработки проекта принимается общее решение о необходимости электроизоляции трубопроводов от опор, установки контрольно-измерительных пунктов, электроперемычек. Для теплопроводов бесканальной прокладки принимается решЫ ние о необходимости применения электрохимической защиты, даются проектные решения по способу электрохимической защиты, ориентировочно намечаются места монтажа установок защиты. Исходными данными для проектирова-j ния защиты на этой стадии являются: совмещенный план трассы проектиру) емой теплосети масштаба 1: 2000 — 1: 5000 сопутствующих ей соседних подземных м<
таллических сооружений с указанием расположения установок электрохимической защиты и КИП на них, рельсовой сети электрифицированного транспорта, данные о расположении тяговых подстанций электрифицированнот о рельсового транспорта, пунктов присоединения отрицательных питающих линий к рельсам, путевых дросселей; сведения о других возможных ист очниках блуждающих токов, находящихся в зоне трассы проектируемой тепловой сети; результаты коррозионных изысканий данные измерений потенциалов на существующих подземных металлических сооруже- -шях и источниках блуждающих токов, при Зесканальной прокладке тепловых сетей — 1анные по коррозионной активности грунтов по трассе проектируемой тепловой се- и). Раздел «Защита от коррозии» проекта тепловых сетей должен содержать. пояснительную записку, содержащую ре- ультаты коррозионных изысканий, проект- ые решения' по изоляции трубопроводов т опор, установке КИП, по электрохими- еской защите тепловых сетей бесканальной рокладки; план проектируемой тепловой сети VI 1: 2000-1: 5000), сопутствующих ей смеж- ых подземных металлических сооружений существующими установками электрохими- гской защиты, рельсовой сети электрифици- ованно! о транспорта; заказную спецификацию на основное юрудование; заявочные ведомости по укрупненным жазателям на полуфабрикаты, детали, изде- 1Я и материалы; сметы стоимости запроектированной за- иты тепловых сетей от коррозии При разработке рабочей документации гя защиты от коррозии тепловых сетей юизводятся уточнения и детализация пре- смотренных проектом решений в той сте- ни, в которой это необходимо для произ- дства строительно-монтажных рабог. Исходными данными для проектирова- я защиты от коррозии на стадии рабочей кументации являются1 раздел «Защита от коррозии» проекта пловых сетей; уточненный план трассы проектируемой яловой сети (М 1:2000-1 5000), сопут- зующих ей смежных подземных металли- :ких сооружений с существующими уставками электрохимической защиты, рельсо- й сети электрифицированного транспорта; результаты инженерных изысканий к бочей документации (при бесканальной окладке тепловых сетей в случае изменения трассы — данные по коррозионной активности грунтов). На стадии рабочей документации раздел «Защита от коррозии» проекта теп новых сетей должен содержать: пояснительную записку, содержащую результаты коррозионных изысканий, уклмпим по электроизоляции трубопроводов теп н>мы\ сетей от опор; установке КИП. обоснование необходимости эпектрохимической мнимы, выбора типа и параметров установок мем рохимической защиты, пунктов их no ik ii<>- чения; план трассы проектируемой ien nmoii сеги (М 1.2000-1 5000) с ук.паписм меч установки КИП, продольных и поперечит перемычек. В случаях применения )hcki рохиммче ской защиты тепловых шеи па n i.nn (М 1 ■ 500) должны быть даны принижи \ич i размещения установок jjicki рохимичеемш защиты, пунктов присоединения дренажных кабелей, анодных и защитных ин-мчеиип, согласованные с соответствующими о]м ,иш- зациями на производство vioin,i*iii.i\ и земляных работ К paijieuy «i.iimn.i <>i коррозии» должны быть приложены «ими подключения установок wicKipoxiiMimet. коп защиты к подземным меыдническим ч>«>ру жениям, анодным и защипшм t.i n-м и-пням сети переменного тока, ыкииыя liu nwijui кация на основное оборудование и мам- риалы: уточненные заявочные ведомое m коп струкций, полуфабрикатов, ucia ieii, iicieniii и материалов. Исходными данными д ш npoeh шроип- ния защиты от коррозии n.i ci.i шп p.it>o- чего проекта тепловых ceieii яи imiokh ic же данные, что и при двуси типом просюи- ровании. Сооав раздела «Затиы oi коррозии» рабочего проекта теплоных ceien аналогичен составу соответствующею р.пдела на стадии проектирования рабочей документации с включением в состав проект смеп.1 стоимости запроектированной ттигы iciiiio- вых сетей от коррозии. Раздел «Защита от коррозии» ю 1жен быть согласован с местной организацией, координирующей работы по защите подземных металлических сооружений от коррозии. Расчет параметров электрохимической защиты На стадии проектирования гептовых сетей электрохимическую защиту предусматривают лишь для трубопроводов бесканальной прокладки. Необходимость осуществления электрохимической защиты определяется на основе данных о коррозионной активности
грунтов и характере воздействия блуждаю- щих токов (см § 21 3) Указанные данные могут быть получены в результате изысканий, выполненных организацией, разрабатывающей проект подземных коммуникаций, либо специализированной организацией, привлекаемой на субподрядных началах Расчет параметров электрохимической защиты может быть произведен на основе методики [98], предусматривающей проектирование совместной защиты подземных трубопроводов, расположенных в заданной зоне защиты Рис 21 5 Крепление пруткового протектора к трубопроводу 1 - контактный сердечник, 2 - тетоизоляционное покрытие, 3 — протектор 4 - защитное покрытие, 5 - трубопровод Электрохимическая защита трубопроводов на участке прокладки в футлярах Электрохимическая защита трубопроводов тепловых сетей (с защитным покры- Условный проход трубопровода, мм 100-150 200-250 300-350 400-500 600 -800 1000 1200 Схема размещения и количество прутковых протекторов, шт алюминиевых сплавов 10 12 из магниевых сплавов Рис 214 Схема размещения протекторов на поверхности трубопровода в футляре тием) на участке прокладки в футлярах может осуществляться с помощью прутковых протекторов, размещаемых в пределах теплоизоляционной конструкции В табл 21 5 приведены типы и размеры прутковых протекторов из алюминиевых (по ОСТ 5 3072-75) и магниевых сплавов (по ГОСТ 2856-79) Наиболее целесообразна установка протекторов у поверхности трубы (защитного покрытия) вдоль ее оси На трубах диаметром более 500 мм возможно размещение алюминиевых протекторов в виде спиральной намотки с шагом между смежными витками не более 300 мм На рис 214 приведены схемы размещения и количество прутковых протекторов, укладываемых вдоль оси трубопровода в зависимости от его диаметра Монтаж прутковых протекторов осуществляется до нанесения тептоизоляцион- ного покрытия в следующем порядке разметка мест установки протекторов, установка протекторов и их закрепление приваркой арматуры к трубопроводу (рис 21 5) Концы протекторов по обе стороны футляра должны выступать за его пределы на 1 м Магниевые протекторы устанавливают таким образом, чтобы расстояние между концами соседних протекторов вдоль оси трубопровода составляло не более 0,3 м Проектирование электрохимической защиты действующих тепловых сетей В связи с недостаточной достоверностью исходных данных, необходимых для расчета совместной защиты трубопроводов, находящихся в длительной эксплуатации, целесообразно применять метод опытного включения средств защиты, являющийся в данном случае более надежным В результате опытного включения определяют оптимальный способ электрохимической защиты, тип, количество защитных
установок и их основные параметры, зоны действия защитных установок, характер воздействия защиты на смежные коммуникации и необходимость их включения в систему совместной защиты. Намечаются пункты подключения дренажных кабелей к трубопроводам и источникам блуждающих токов, места размещения анодных заземлений и контрольно-измерительных пунктов на трубопроводах. Проектирование электрохимической защиты находящихся в эксплуатации тепловых сетей выполняют, как правило, в одну стадию. Исходные данные для составления проекта защиты тепловых сетей в основном аналогичны по составу данным для проектирования защиты вновь прокладываемых трубопроводов, но дополняются сведениями о местах заносов каналов и результатами опытного включения средств электрохимической защиты. Для защиты тепловых сетей от коррозии, вызываемой блуждающими токами, следует применять усиленные электродренажи, когда применение поляризованных дренажей неэффективно или не оправдано по экономическим показателям. В тех случаях, когда включением электродренажей не удается обеспечить защиту тепловых сетей в пределах опасной зоны и на отдельных ее участках (обычно периферийных) остаются анодные зоны, то в комплексе с электро- цренажами применяются катодные станции. Опытное включение может осуществляться с помощью серийно выпускаемых пере- цвижных лабораторий по защите подземных сооружений от коррозии. Для опытного включения при отсутствии передвижных лабораторий могут быть использованы стандартные электродренажные установки и катодные станции. При защите от блуждающих токов гочка подключения кабеля к трубопроводу выбирается на таком его участке, где средние значения положительных потенциалов трубопровода по отношению к земле максимальны. Кроме того, пункт подключения дренажных кабелей к трубопроводу выбирается с учетом: наименьшего расстояния от пункта присоединения к источнику блуждающих токов 'рельсам, дроссель-трансформаторам, отсасывающим пунктам, тяговым подстанциям); возможности доступа к трубопроводу 5ез вскрытия (в камерах, смотровых колодцах и т. п.). При возможности выбора нескольких мест присоединения предпочтение отдают участкам сетей с возможно большими !иаметрами при прочих равных условиях. 78 Присоединение дренажного кабеля, к отсасывающей сети трамвая производят к рельсам или отсасывающим пунктам. Непосредственное присоединение установок дренажной защиты к отрицательным шинам тяговых подстанций трамвая, а также к сборке отрицательных питающих линий этих мол- станций не допускается. Подключение усиленного дренажа к рси>- совым путям электрифицированных жеиеч- ных дорог не должно приводить и часы интенсивного движения поездов к появлению устойчивых положительных потенциале)» и oi- сасывающем пункте. Не допускается присоединение усиленного дренажа в анодных ioii.ix рельсовой сети, а также к рельсам чемом- ских путей. Подключение установок лргмаж ной защиты на электрифицированных же-чем ных дорогах не должно нарушим, нормам, ную работу устройств СЦБ, для ча о с к- lyci соблюдать все условия присоединении к рельсовым цепям электрифпцмропантн <i транспорта, регламентируемые порм.мпммо- технической документацией. Il;i опымюс включение дренажной установки дочжпо tn.n i. получено разрешение транспор! hoi о медома - ва. Представителем этой opiaiiHiaimn осуществляется присоединение дрепажтм о каОе- ля к сооружениям источнике» С> чуждающих токов. Объем измерительных рабок иыпо шие- мых при опытном включении нищим, определяется организацией, пр<>ек шрумщей защиту. Порядок измерений И1л;п;кмся и программе, которая должна бы п. cockim 1ена перед началом работ. В iipoi рамме указываются режимы работы омытом кнциш, пункты измерений на юмломых ачях и смежных сооружениях, продолжи шп.ность измерений в каждом nyiiKie г укашмисм размещения самопишущих и пока п.ш.-пощих приборов. Продолжительное!ь раГ)<)м.1 1ащи- ты зависит от местных условий и может составлять от нескольких десятом мину г до нескольких часов. При этом, как праиило, охватывается период максимальных nai py юк электротранспорта. Измерение тока дренажа, потенциалов на защищаемой тепловой сети, смежных подземных сооружениях и рельсах электротранспорта производится в соответемзии с намеченными программой режимами работы защиты. Если в результате измерений потенциалов установлено, что зона эффективного действия поляризованного дренажа не распространяется на весь район выявленной опасности, пункт дренирования перемещают или одновременно включают несколько дренажных установок в различных пунктах. При недостаточной эффективности при-
нятых мер производится опытное включение усиленных дренажных установок или комплекса дренажных установок с катодной станцией В последнем случае опытное включение катодной станции производят после окончательного выбора параметров дренажных установок Измерения потенциалов на смежных сооружениях в период опытного включения дренажной защиты, как правило, выполняются организациями, эксплуатирующими эти сооружения В процессе проведения испытаний защиты трубопроводов на смежные сооружения не должно быть оказано вредного влияния Эффективность действия катодной защиты во многом обусловлена точностью расположения анодных заземлителей Обычно при опытном включении катодной защиты для установок временных заземлителей, как правило, выбирают те участки, на которых впоследствии предполагается разместить и стационарные заземлители При проектировании совместной защиты подземных сооружений преобладает тенденция к применению мощных защитных установок с целью охвата максимально возможной зоны защиты Однако в этой зоне, как правило, протяженность защищенных тепловых сетей, особенно при их канальной прокладке минимальна Объясняется это меньшим по величине в сравнении с другими сооружениями переходным сопротивлением трубопроводов, не имеющих электроизоляции опорных конструкций Вследствие этого в зоне защищенных сооружений остаются участки тепловых сетей с недозащитой или полностью без защиты Поэтому при проектировании катодной защиты действующих сетей канальной прокладки следует четко определять границы коррозионной опасности, т е участки тепловых сетей с заносом каналов грунтом или затоплением водой Для обеспечения защиты трубопроводов на этих участках необходимы локальные источники тока, что может быть достигнуто применением отдельных катодных станций небольшой мощности либо при совместной защите применением дополнительных выносных заземлителей, расположенных на относительно небольших расстояниях от участков трубопроводов, требующих электрохимической защиты На рис 21 6 приведены два из возможных вариантов осуществления электрохимической защиты трубопроводов тепловых сетей канальной прокладки на участках заноса грунтом 1 2 / As XIZJK —rc-r— f-Vti—с—г- -f-r-f 1 2 Рис 21 6 Электрохимическая защита трубопроводов тепловых сетей на участках заноса каналов грунтом а - совместная защита со смежными сооружениями, б — индивидуальная защита, 1 — теплопровод, 2 — участки заноса канала грунтом 3 - выносное анодное заземление, 4 — кабель 5 — КИП, 6 — газопровод, 7 - БДР, 8 - основное анодное заземление, 9 — катодные станции, 10 — контактные устройства В первом варианте (рис 21 6, а) осуществляется совместная защита газопровода и трубопровода от одной катодной станции с комбинированной системой анодного заземления Защита трубопроводов на участках заноса обеспечивается выносными заземлениями, установленными в зоне заносов Регулирование (корректировки) величины тока для защиты труб на этих участках производится с помощью многоканального блока совместной защиты типа БДР, включенного в анодный участок цепи катодной станции Вариант схемы защиты, приведенный на рис 216,6, может применяться в случае необходимости более независимого регулирования режимов защиты теплопроводов и при недостаточной мощности катодных станций для совместной защиты подземных сооружений в данной зоне Вариант схемы, параметры защиты, количество заземлений и их расположение определяются на основе опытного включения защиты и технико-экономических расчетов
Раздел пятый ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ И НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ Г 1 а в а двадцать вторая СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ ТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ I. Зависимые схемы присоединения систем отопления ( хемы присоединения отопительных сис- дслягся на зависимые и независимые, ifujiibinee применение в настоящее время пи швисимые схемы как более простые. i м их схемах система отопления гидравли- и снншна с тепловой сетью и работает шипением, близким к давлению в обрат- |руГ>омроводе внешней тепловой сети. жупиции поды в системе обеспечивается 'in раиюсти давлений в подающем и in ним i рубопроводах тепловой сети, in и и. (.имений должна быть достаточна ирги/ишемия потерь давления в системе магнии и к узле присоединения (тепло- nviiKic) 1;сли давление в подающем iniii|)(iii(iiir ннешней сети превышает не- н uiMtir, in оно должно быть сдроссели- iiiKi |Ц1К1|)С1 у'1ягором давления либо дрос- .iihII iiiiilHxilt МыГшрлч схему присоединения, следует и. и ин iv чт i идравлический режим ниц»!! icin можс! изменяться по годам iiiiiiii ими! i и (и отмени загрузки сети). сии ншн чн иринодшея количественное |11|«|||,||ц|с AШ1||>пмс|1, и 1 еплые периоды nun ii.ikи <• kmuii.i) Приияю 1акже про- • II. > чему принн' tiiIii'iiA я на дос1аточность ii'uiMini inn ii'iniH при оо1ановке тепло- ii in i in in inn.i iиск-ми оюпления, и i*.i к iipiiniiKi, ii|Kii яжемпые тепловые > iii.i.Miin piiixiiaiiu Kpvi nicyючно. I Ipm icituicit in uimichmi.ix ивляздея схе- iii и.м |m- ii i мешки о присоединения, при i.|"'M nip» « подл и< iсиловой сети i>ipi и i in шт. i г По I смешения, поступает )i |\и> ( UL юму 1 икос мрисоеди- II mi. i шиш) him i i.l я. ко1 ца расчетные ii i| ii n п топи icni м спермы отопления совпадают, например при теплоснабжении от групповых котельных с чугунными котлами, работающими с максимальной температурой 95 —105 °С, или при i рушювых системах, работающих от ГТП при насосном смешении. Наиболее часто шкие схемы применяются для присоединения промышленных и других зданий производственного назначения, которые исходя из технологического назначения могут работать на параметрах тепловой сети, т. е. при температуре 150°С. Подавляющее большинство коммунальных зданий в настоящее время присоединено и продолжает присоединяться к тепловым сетям по зависимой схеме с элеватором (рис. 22.1). Преимуществом этой схемы является ее низкая стоимость и, что особенно важно, высокая степень надежности элеватора, несравнимая по величине с другим санитарно-техническим оборудованием. Ценным преимуществом элеватора как смесительного устройства является создаваемое им практические постоянство коэффициента смешения при колебаниях перепада давлений перед ним. Под коэффициентом смешения понимается отношение расхода подмешиваемой воды (из обратной линии отопительной системы) к расходу воды из внешней тепловой сети. При обычно применяемом для тепловых сетей графике с *С1(ОД = 150оС и с ^с обр = 70 °С необходимый коэффициент смешения и для систем отопления с параметрами гПО1 = 95 и 105 °С соответственно составит 2,2 и 1,3. В целях упрощения на всех последующих рисунках этой главы запорная арматура, контрольно-измерительные приборы и системы отопления не показаны. Рабочие схемы приведены далее.
Рис. 22.1. Схема присоединения системы отопления с элеватором Как правило, большинство систем отопления имеет завышенную поверхность нагревательных приборов. Для устранения перегрева отапливаемых помещений в этих случаях необходимо соответствующее снижение температур подаваемой в системы воды и, следовательно, увеличение необходимого коэффициента смешения. Расчетный коэффициент смешения элеватора всегда меньше необходимого. В подавляющем большинстве случаев необходимая разность напоров перед элеватором должна составлять не менее 12 м и перед тепловым пунктом с элеватором не менее 15 м. Недоучет необходимой разносiи напоров перед элеватором неизбежно приводи! к пониженному коэффициент у смешения, перерасходу сетевой воды и, следовательно, теплоты. Элеватор должен располагаться, как правило, в непосредственной близости от начала системы отопления (первого стояка). Каждая система отопления обычно обеспечивается своим элеватором. Диаметр трубопроводов, соединяющих элеватор с системой, должен подбираться исходя из удельной потери давления 20 — 40 Па/м. Если к тепловой сети присоединяется через элеватор чдание с местной котельной, то насосы котельной должны обязательно использоваться в схеме присоединения в качестве резервных. Значительно большие возможности по ре- i улированию систем отопления создает применение для смешения центробежных насосов. Три принципиальные схемы включения центробежных насосов показаны на рис. 22.2. ')ти схемы, несмотря на их большую уни- нсрсальность по сравнению ко схемой с »леватором, пока еще не нашли широкого применения. Основная причина этою в от- су1сгвии насосов необходимой производи- шльности и напора, в их плохом исполнении, в выпуске насосных агрегатов без комплектующей пусковой аппаратуры и за- ШИ1НЫХ устройств. Обычной схемой включения насоса считается установка ei о на перемычке между обратной и подающей трубами теплового пункта (рис 22.2,о). Основанием для этого является меньший расход электроэнер! ии на перекачку по сравнению со схемами (рис 22.2,6 и в). Однако в концевых участках тепловой сети, где обычно применяются схемы присоединения со смесительными насосами, разность напоров не только мала по величине. но и подвержена и суточным, и сезонным изменениям. Эти изменения hhoi да настолько значительны, что могут привести к недополучению необходимого количес1ва сетевой воды и теплоты потребителями. Именно в них случаях установка насоса по схемам рис. 22.2,6 и в позволяет при работе насоса получить необходимую дополнительную разность напоров для циркуляции волы в местной системе. Таким образом за счс! небольшого перерасхода электроэнергии (и увеличения мощности насосного arperaia) можно получить более надежную схему присоединения. Большее применение имеет схема с насосом на обратной линии, так как в концах участка, где наиболее употребительны насосные схемы присоединения, весьма часто имеют место повышенные давления в o6pai- ных линиях. Однако в этих случаях следуе! учитывать возможную остановку циркуляционного насоса (с питанием от домовой электросети) и не допускать при этом превышения давления в системе отопления выше рабочего. Если давление в системе при остановке насоса превысит рабочее, надежнее применить независимую схему присоединения (через подогреватель). При теплоснабжении особо высоких зданий (или расположенных на высоких отметках местности) иногда находит применение схема с насосом на подающей линии, но, как правило, в этих случаях следует отдать 5) В) Рис. 22.2 Схемы присоединения системы, отопления с насосом: а — насос на перемычке. 6 — насос на подаюмк линии, в — насос на оГ>ра1ной линии
:. 22.3. Схемы присоединения системы отопления с элеватором и насосом щпочтение также независимой схеме при- динения. Исключается установка любых насосов, >ме малошумных, в тепловых пунктах лых зданий. В жилых микрорайонах )бходимые по режиму работы насосы 1жны устанавливаться в ГТП. Наличие насоса в схеме присоединения (воляет проводить более совершенное ре- 1ирование системы отопления. Так, например, часто промышленные [.екты получают теплоту от городских 1ловых сетей, режим регулирования кото- х обычно ориентируется на коммуналь- с чдания. Необходимый тепловой режим линиях промышленного назначения в зна- 1сльной степени отличается от режима имунальных зданий. Так, например, необ- цимыс температуры воздуха в произведенных помещениях составляют для легких юннй работы (например, холодная обра- iнм металла) 17 — 22°С и для тяжелых 17 "С В ряде случаев производственные мощения имеют значительные тепло- МП1СПИЯ от технологического оборудо- пия, иногда эти тепловыделения имеют рнодический характер. Во всех тех случаях, |дп 1 силовой режим производственного Инин не совпадает с принятым режимом и поной сети, оно должно иметь в схеме неосдинения смесительное устройство. Та- с устройство должно работать в отличие коммунальных зданий с переменным коэф- щиепюм смешения. В этом случае схема исосдинения может быть выполнена по с. 22.2. При работе цеха система отоп- пия работает без смешения, в нерабочее см я работает со смешением, осуществляе- .iM с помощью насоса. Расход воды из иювой сети и коэффициент смешения — ременные, расход воды в системе отопим н — постоянный. Применение схемы с ременным коэффициентом смешения позво- ci ежономить значительное количество и но i ы, так как в нерабочее время темпе- typii и производственных помещениях мо- i снижаться с 16— 18°С до 5°С. I liit-осная схема присоединения может т. полезно использована и при теплоснабжении жилых и особенно общественных зданий. Необходимым условием для этого является применение компактных, надежных и бесшумных (малошумных) насосов. Для этой цели разработаны бесфундаментные насосы типа ЦВЦ. Перед насосами рекомендуется ставить грязевики с мелкой сеткой. Для упрощения и уточнения регулирования систем отопления применяемые в указанных схемах насосы независимо от схемы включения должны иметь пологую i идравли- ческую характеристику. В этом случае независимо от количества подаваемой воды hj тепловой сети система отопления будет работать с постоянным расходом циркулирующей воды, что обеспечит правильное распределение ее по стоякам и нагревательным приборам. При всех схемах Hacocnoi о смешения отключение насосного агрегата приводит к поступлению горячей воды из тепловой сети непосредственно в отопительную систему, что может привести к ее повреждению. Правда, количество горячей воды, поступающей в систему, будет небольшим, так как потери напора в системе в несколько раз превышают потери в перемычке у насоса. Необходимо предусматривать защитное устройство, которое бы отключало отопительную систему при полной остановке всех насосных агрегатов. Необходимость устанавливать вместе с рабочим обязательно и резервный насосный агрегат, а также требование повышенной надежности в электроснабжении приводят к сочетанию схем с элеватором и центробежным насосом (рис. 22.3). В эгом случае выход из работы центробежного насоса приведет к понижению коэффициента смешения, но не снизит его до нуля, как при схемах с насосным смешением. Эта схема может быть применима в тех случаях, когда разность напоров перед элеватором не может обеспечить необходимого коэффициента смешения, т. е. меньше 12 — 15 м, но больше 5 м. В действующих тепловых сетях такие зоны обширны. С помощью такой схемы можно осуществить ступенчатое регулирование температуры подаваемой воды в зоне высоких температур наружного воздуха. Длительность периода tB от +3 до + 10сС продолжительна и может достигать тысячи и более часов за отопительный период. Перерасход теплоты на отопление в этот период из-за подачи воды в сеть с температурой 70—75 °С нежелателен, в том числе и по санитарным соображениям (перегрев помещений ведет к сухости воздуха).
Установка центробежного насоса на вводе с нормально работающим элеватором позволяет при включении насоса получить значительное повышение коэффициента смешения и тем самым снизить температуру подаваемой в систему воды На рис 22 3 приведены две модификации указанной схемы Схема на рис 22 3, а, может применяться только лишь в том случае, если потери напора в остановленном насосе весьма невелики и не могут дополнительно снизить коэффициента смешения элеватора При всех схемах включения насосы должны приниматься только с пологой характеристикой и только бесшумные При проектировании зависимых схем присоединения встречаются случаи, когда напор в обратной линии (в динамическом или статическом режиме) оказывается ниже необходимого гидростатического давления для системы отопления В этом случае на обратной линии должен быть установлен регулятор давления (поз 1 на рис 22 1), который и должен поддерживать необходимый напор в системе отопления с запасом в 3 —4 м против высоты системы отопления Расчетный перепад давлений перед элеватором должен определяться с учетом потерь в регуляторе Регулятор давления может также предотвратить спуск воды из отопительной системы через обратную линию при останове тепловой сети Чтобы полностью сохранить воду в системе, схема присоединения в этом случае дополняется обратным клапаном на подающей трубе Сохранение воды в системе особенно важно при повреждениях тепловых сетей, связанных с большой утечкой воды Однако более или менее длительное сохранение воды в системе при перерыве в подаче теплоносителя возможно только при насосной циркуляции 22.2. Независимые схемы присоединения систем отопления При независимых схемах система отопления присоединяется к тепловой сети через поверхностный подогреватель (рис 22 4) Система отопления в этом случае работает под давлением собственного расширительного бака Если система отопления рассчитана на работу с температурным перепадом 105 — 70 СС, то во избежание вскипания воды в верхних точк/1у системы бак должен быть поднят над ними на 2,5 — 3 м При системе с опрокинутой циркуляцией (тес нижней подачей воды) этого можно не предусматривать Чтобы избежать накипеобразования в подогревателе, рекомендуется наполнять бак и восполнять неизбежные утечки воды в системе из подающей или обратной линии Рис 22 4 Схема независимого присоединения системы отопления 1 - подогреватель, 2 - насос, 3 - расширительный бак, 4 — варианты подпитки системы отопления, 5 — регулирующий клапан, 6 и 7 - датчики температуры наружного воздуха и воды, 8 — регулятор тепловой сети, в которой обычно циркулирует умягченная и деаэрированная вода При нормальной эксплуатации системы отопления утечки воды в ней весьма незначительны, что дает возможность заполнить расширительный бак не чаще одного раза в неделю Более частое заполнение бака указывает на необходимость устранения течей в системе Сигнализация о започнении и опорожнении бака может быть осуществлена с помощью двух реле уровня, устанавливаемых в крайних положениях, либо с помощью сигнальных трубок, свидетельствующих о заполнении бака Заполнение бака может выполняться из обратной линии по перемычке, выполняемой для надежности с двумя кранами На рис 22 5 показана независимая схема Рис 22 5 Схемы присоединения пофасацных систем отопления
присоединения пофасадных систем отопления, разработанная МНИИТЭП. Практика показывает, что отопительные подо1реватели могут устанавливаться без резерва. Для повышения надежности (например, в больницах и у других потребителей с повышенной ответственностью) могут устанавливаться две группы подогревателей. Расчет каждой группы может быть произведен на любую нагрузку в пределах от 50 до 100% расхода теплоты на отопление в зависимости от степени желаемой надежности. Наличие подогревателя в схеме присоединения принципиально позволяет осуществить более рациональный режим регулирования. Это особенно целесообразно при наличии в графике цен грально! о регулирования зоны постоянной юмпературы воды (обычно при плюсовых температурах наружного воздуха). Циркуляция воды в системе отопления можс! осуществляться центробежным насосом (рис. 22.5, а) либо за счет гравшаниопиою напора. Исследования показываю 1, чт естественная циркуляция в сисмемах оюпления многоэтажных зданий способствует выравниванию температур воздуха по этажам. Работа насоса обеспечивает постоянство расхода воды в системе оюпления, при естественной циркуляции расход воды в системе изменяется и определяемся перепадом температур воды в подающих и обратных трубах. Наличие в независимой схеме присоединения подогревателя, насосов, расшири- гельною бака (рис. 22.5,6) увел мчи нас i стоимость оборудования и монтажа схемы, а 1акже требует увеличения размеров помещения теплового пункта и вышнао дополнительные расходы по обслужинаншо и ремонту оборудования, по on.iaie пеюро- энергии. Неоднократно выполненные нросю- ными организациями сравнительные расче1ы сюимости сооружения зависимых и пе»ави- симых схем присоединения пока u.niaioi, что удорожание вторых по отношению к первым составляет 10 — 15%, возрастаем и сюимоегь эксплуатации. Применение промежуточною поверхностного теплообменника недс! к повышению удельною расхода циркулирующем коды в тепловой сети и вызывав повышение температуры возвращаемой па ml i очник 1еплоты воды. Грубо это завышение можно оценить в 3 —4°С (в среднем м о i они тельный сезон). В обычных условиях неишисимые схемы присоединения находяi применение при теплоснабжении: зданий с количесшом нажей более 12; зданий, где даже речкме и небольшие повреждения в системе отопления могут привести к невозвратимой утрате исторических ценностей (архивы, музеи и пр.); объектов, имеющих собственные резервные источники теплоты (котельные) или резервные вводы. Это обычно лечебные учреждения; помещения, куда нежелателен дчхмуп постороннего эксплуатационного персонала. 22.3. Автоматическое регулирование систем отопления Регулирование отпуска теплоты mo/kci быть центральным (на источнике теплом,! независимо oi ею мощности), групповым (например, дня жилого микрорайона, квар- тала), местым (для здания в целом и ш, что эффективнее, для отдельных фаса кж здания) и, наконец, индивидуальным (Hai рема тельные приборы помещения, квар i npi.i) Чем pa «пообразнее тепловая нагрузка lmipi- бшелей и чем больше радиус дсигшии сетей (а отсюда и большая величина ipan cnopmoio запаздывания теплоностс ihi, и-м больше необходимость дополнения ucmp.i п. но! о pei унирования автоматическим pci \ ш ронаимем у потребителей. Это oihochuh ко всем видам теплового потребления и ишигп мо к сис(емам отопления, которые анин лякI основную часть нагрузки юронмп 1 еиновых сетей. I'ei улирование температурно! о рокпчм 1даиий представляет достаточно ip\ ниш »адачу, поскольку, во-первых, oik» шлю i пяе1ся системой отопления с большим m ш чеемвом взаимно связанных режимов рлн iiai ревательных приборов и, во-вторы \. и-м не рагурный режим зависит от фактором, ими как бытовые тепловыделения, со шпшщ радиация и инфильтрация наружной) ши iv ха, которые учитываются вероятности По данным МНИИТЭП уче! мню п.к. вания в жилых зданиях быгоныч мню выделений может сэкономить до 20",, р.и \о да теплоты на отопление. Исходя in moid, иногда считают, что оптимальным ми пи к и автоматическое индивидуальное реп шровл ние на нагревательном приборе Опытные данные показываю!, чт ж о номия теплоты при данном варили и i"i\ лирования применяемых систем отнимай сравнительно невелика. Такой принцип автоматическом! рм v лирования наиболее удачно може1 ш-и-ми. ся с поквартирными системами онш кипи при обязательной организации учета и-пюин Указанные соображения не oipun.iioi необходимости регулирования теп ют i.nn нагревательных приборов, в том Ч1к о мощью кранов с ручным и авгом.шгш шм
управлением, рассматривая их как средство дополнительного снижения теплоотдачи нагревательных приборов для поддержания нужной температуры воздуха в квартире. Имеющийся опыт показывает, что наиболее эффективным вариантом является автоматическое ре!улирование пофасадных систем отопления, поскольку при нем в определенной степени может использоваться солнечная энергия. Далее по степени снижения возможного получения экономии теплоты за этим вариантом идут системы pei улирования подачи теплоты на здание в целом и, наконец, на группу однородных здании (на жилой микрорайон). Групповое регулирование, не обладая потенциальными возможностями, равными с регулированием пофасадных систем, вместе с тем обеспечивает применение более совершенной аппаратуры и средств регулирования, размещение ее в благоустроенных помещениях (ГТП), обслуживание ее квалифицированным персоналом. Групповое автоматическое ретулирова- ние с помощью современных средств позволяет учитывать также другие факторы, например внутренние тепловыделения в квартирах и возможность суточного регулирования температуры воздуха в отапливаемых помещениях. Условия теплоснабжения в городах многообразны, поэтому ориентация на регулирование группы зданий ни в коем случае не должна исключать возможность автоматического регулирования непосредственно местных пофасадных систем отопления, а также зданий с режимом использования, отличным от большинства. Существуют три метода автоматического регулирования отпуска теплоты на отопление: по отклонению температуры воздуха в отапливаемых помещениях от заданной; по возмущению, которое создается изменением метеоусловий (температура наружного воздуха, ветер, влажность — осадки, солнечная радиация), обычно учитывается первый фактор; комбинированный, сочетающий оба ме- хода, например регулирование по возму- щенино с коррекцией по отклонению. Поскольку задачей автоматизации систем отопления является поддержание в заданных пределах температуры воздуха в отапливаемых помещениях, то отсюда, казалось бы, следует, что наиболее предпочтительным является метод регулирования по отклонению, при котором регулируется непосредственно необходимый параметр. Олкако использование этого метода в практических условиях встречает серьезные трудности из-за значительной разницы температур воздуха в отапливаемых помещениях (квартирах), что имеет своей причиной нерасчетную подачу теплоты системой отопления, различную инфильтрацию наружною воздуха, различные внутренние тепловыделения, пос!упление iеплоiы от солнечной радиации, а также те нарушения, которые могут быть внесены и температурный режим самим жителем. Таким образом, в конкретном здании трудно найти 1—4 представительных помещений, по температуре воздуха которым было бы возможно регулировать подачу теплоты в здание. Метод регулирования по отклонению инерционен, поскольку отапливаемые здания обладают, как правило, большой тепловой инерцией. В противоположность этому методу метод регулирования по возмущению никакой инерцией не обладает — подача теплоты в систему отопления меняется синхронно с изменением температуры наружного воздуха. Суточный ход температур наружно! о воздуха весьма часто составляет десять и даже более градусов. Это резко меняет нагрузку сетей и источника теплоснабжения Недоучет тепловой инерции зданий буде1 вызывать колебания температур воздуха. Исходя из этого необходимым условием для применения этого метода, который, как правило, применяется при групповом регулировании, является введение специального звена замедления. Недостатки обоих указанных методов привели к разработке регулирования систем по возмущению с коррекцией по откто- нению. Для многоэтажных зданий (выше 12—14 этажей) неравномерность инфильтрации наружного воздуха по этажам требует проведения дополнительного регулирования, при котором ликвидация перегрева нижних эга- жей достигается снижением темпера |уры подаваемой воды (при нижней ее подаче), а недогрев верхних — за счет увеличения ее расхода. Режим работы систем отопления с постоянным расходом воды, на который обычно ориентируется регулирование, не является оптимальным и его повсеместное применение объясняется только простотой его выполнения. Оптимальным является режим количественно-качественного регулирования, при котором расход циркулирующей в системе отопления воды должен находиться в зависимости от температуры наружного воздуха и снижаться по мере ее повышения Такое
Рис. 22.6. Схема автоматизации системы отопления с элеватором с регулируемым соплом: 1 — элеватор с регулируемым соплом; 2 — датчик температуры наружного воздуха; 3 — датчик температуры воды; 4 — регулятор температуры воды; 5 — программное устройство регулирование из-за его повышенной сложности наиболее осуществимо лишь в групповых тепловых пунктах. В местных тепловых пунктах жилых зданий автоматическое регулирование, как правило, ориентируется на работу системы отопления с постоянным расходом циркулирующей воды. Поэтому в местном тепловом пункте с присоединением системы отопления через элеватор возможно применение лишь следующих методов регулирования: пропусками (с полным отключением циркуляции, что возможно для небольших систем при положительных температурах наружного воздуха) или с применением элеватора с регулируемым соплом, при котором возможно обеспечить определенный расход циркулирующей в системе воды (рис. 22.6). Более эффективной и целесообразной (при наличии малошумного насоса нужной производительности) является схема, приведенная на рис. 22.7. Рис. 22.7. Схема автоматизации теплового пункта с элеватором и насосом: / — элеватор; 2 - насос, 3 - регулятор перепада I давления; 4 — регулятор расхода с датчиком темпе- уратуры наружного всндуха; 5 - обратный клапан к Присоединение систем отопления с насосом создают возможность применения более экономичных (но и более сложных) технологических схем их автоматизации, учитывающих как погодные факторы (температура, ветер, влажность, солнце), так и тепловые характеристики самого здания (тепловая инерция и пр.). Автоматизация независимых схем присоединения наиболее оправдана с количественным регулированием греющего теплоносителя (см. рис. 22.4), поскольку гидравлический режим в системе отопления поддерживается постоянно работающим местным насосом. Заполнение расширительного бака в обычных условиях надежнее проводить вручную. При. автоматизации местных систем отопления необходимо постоянно иметь в виду, что применяемая при этом аппаратура должна быть размещена в удобном для обслуживания помещении. 22.4. Схемы присоединения систем воздушного отопления и приточной вентиляции Присоединение калориферов проводится обычно непосредственно, без смешения. Когда калориферная установка состоит из нескольких калориферов, необходимо, чтобы теплоноситель проходил через них последовательно. По этой причине следует отдавать предпочтение многоходовым калориферам. Регулирование производительности калорифера, т. е. поддержание необходимой температуры воздуха, следует производить расходом теплоносителя. В некоторых случаях по местным соображениям (например, забор чистого воздуха) калориферы могут располагаться на чердаке. В этом случае из-за возможности вскипания при недостаточном давлении может потребоваться снижение температуры сетевой воды. Поскольку снижение температуры воды неизбежно приводит к повышению поверхности нагрева калорифера, следует тщательно проверить возможность соответствующего подъема давления, например, с помощью регулятора давления. Температурный режим в городских тепловых сетях обычно поддерживается исходя из потребностей отопления коммунальных зданий. Это дает возможность проводить суточное регулирование отпуска теплоты, и при низких tH иногда и не выдерживать заданный температурный график. Снижение температуры сетевой воды, конечно, приводит к недогреву приточного воздуха и 86
нарушению воздушно-теплового режима обслуживаемых помещений По этой причине можно согласиться с теми проектировщиками, которые выбирают поверхность нагрева калориферов с учетом обычного снижения температуры воды в расчетных усчовиях на 15 — 20 °С (например 130°С вместо 150°С) Часто проектировщики выбирают калориферы горько на расчетный режим, что недостаточно Например, установки, имеющие бо 1ьшой запас в поверхности нагрева но обладающие малыми пре телами регулирования, становятся неработоспособными, так как при значительном снижении расхода теплоносителя резко понижается температура обратной воды и срабатывает автомагическая защита калориферов от ее замерзания Необходимость в резком снижении производительности калорифера возникает при возд>шном отоплении зданий с периодически изменяющимся режимом эксптуатации (школы, магазины, учреждения, промышленные здания), в которых в нерабочие часы можно значительно снижать температуру воздуха Схема МНИИТЭП - Московского научно-исследовательского института типового и экспериментального проектирования, предусматривающая расширенные пределы регулирования калориферных установок при воздушном отоплении, представ чена на рис 22 8 Наиболее точно регулирование производительности калориферов, без опасения замораживания в нем воды, можно провести с помощью насоса, как это принципиально показано на рис 22 9 Такая схема особенно необходима при регулировании калориферов второю подогрева воздуха в установках кондиционирования, в которых необходима строго постоянная температура подаваемого теплоносителя Другим вариантом здесь может быть установка промежуточного поверхностного подогревателя с терморегулятором График температур в тепловой сети обычно не совпадает с графиком, необходимым для вентиляционных установок (калориферов) Кроме того, установки приточной вентиляции, как правило, не работают круглосуточно Установки воздушного отопления должны работать в разных режимах (рабочее время 16— 18 °С, нерабочее — 5 °С) Поэтому автоматизация работы калориферных установок является необходимой в целях как обеспечения нужного режима ототения и вентиляции, так и экономии теплоты Автоматизируя регулирование калориферов, нельзя допускать перепуска сэкономленного расхо- Рис 22 8 Схема ре!улирования производительности каториферной установки (МНИИТЭП) / - калориферы 2 - регулятор температуры вочду ха 3 - регулятор, контролирующий температуру обратной воды после калориферов (предохранение от замерзания) Рис 22 9 Схема регучирования производительности калориферной установки с насосом / - калорифер 2 — насос 3 - регулятор перепача давлений 4 - дроссельная шайба 5 - регулятор температуры воздуха да циркулирующей воды в системы отопления или к другим потребителям, что неизбежно вызовет перерасход теплоты 22.5. Схемы присоединения систем горячего водоснабжения Выбор схемы присоединения прежде всего определяется принятой при проектировании источника теплоснабжения системой теплоснабжения При закрытой системе теп то- снабжения установки горячего водоснабжения присоединяются через поверхностные подогреватели, приоткрытой — через смесители На рис 2210 приведены три принципиальные схемы присоединения систем горячего водоснабжения через подогреватели без аккумулятора, с верхним и нижним распото- жением аккумуляторов горячей воды Назначение аккумуляторов может быть двояким выравнивание графика нагрузки горячего водоснабжения и речсрн на случай не- продолжиюльиот нсрерынд п подаче теплоносителя 287_
-QZ2D 4 -к] <3 Phi.. 22.10. Схемы присоединения системы горячего водоснабжения с исмогревак* icm: а — без аккумулятора; б —с верхним расположением аккумулятора; в —с нижним райю ,ожением аккумулятора; 1 — подо1 реватель; 2 — регулятор температуры воды; 3 — аккумулятор i орлчси волы, 4 - циркуляционный насос, 5 - регулятор расхода водопроводной волы Резервные баки обязательно устанавливаются у тех потребителей, где недопустим перерыв в подаче горячей воды. К таким потребителям относятся бани, больницы, шю1 да гостиницы с ресторанами, промышленные установки с круглосуточным потреблением горячей воды. Баки могут иметь резерн юрячей воды из расчета 1 —2 ч при максима 1ьном водоразборе. Схема без аккумулятора имеет простую коммутацию и один регулятор. Подогрева i ель и тепловая сеть должны быть рассчитаны при такой схеме на максимум i оряче! о водоснабжения. Чем больше отно- Рис. 22.11. Схема присоединения групповой системы горячего водоснабжения с открытым «нижним» аккумулятором: / - по югреватель; 2 - аккумулятор; 3 - насос; 4 - pei уляюр температуры воды, 5 - регулятор давления 288 шение максимума нагрузки к ерцднесут очной, тем выше стоимость подогревателя и тепловой сети. В схеме с верхним аккумулятором устанавливаются два авторегулятора и бак горячей воды. Объем бака, например, для жилого дома должен быть равен среднему 4 — 6 часовому расходу местной воды. В этом случае снижается поверхность нагрева подогревателя и уменьшается нагрузка на тепловую сеть. Схема с нижним аккумулятором имеет более сложную коммутацию, и должна иметь более дорогой бак - аккумулятор (из- за расчета его на повышенное давление). Верхнее расположение баков предпочтительнее из-за частичной деаэрации воды, что ослабляет процессы внутренней коррозии в системах горячего водоснабжения. Частичная деаэрация воды может быть получена и при нижнем расположении баков, если их соединить с наружным воздухом, а воду из них подавать в систему горячего водоснабжения с центробежным насосом (рис. 22.11). Такая схема, например, может быть применена для групповых установок. Нормальная работа установок горячего водоснабжения невозможна без их автоматизации, так как во времени изменяются расход горячей воды и температура подаваемой сетевой воды. Все три приведенные схемы требуют авторегулирования. В схеме 22.10, а авторегулятор должен поддерживать заданную температуру горячей воды. График расхода сетевой воды будет следовать графику потребления. Для жилого дома,
Водопровод Рис. 22.12. Схема вакуумной деаэрации воды для горячего водоснабжения: 1 — подогреватели горячего водоснабжения; 2 — вакуумный деаэратор; 3 — эжектор; 4 — охладитель; 5 — насосы; 6 — регулятор уровня; 7 - регуляторы давления; 8 — регулятор температуры, 9 — бак-аккумулятор; 10 - контактный манометр например, расход сетевой воды будет максимальным в вечерние часы и минимальным (практически нулевым) в ночные. В схеме рис. 22.10,6 авторегулирование должно обеспечить не только заданную температуру воды, но и заданный расход местной воды, идущий в бак, так как только в этом случае бак будет служить средством выравнивания расхода местной воды. Наиболее просто это можно выполнить с помощью двух авторегуляторов: один, установленный на местной воле, поддерживает заданный ее расход, зторой на сетевой воде — заданную температуру. При переполнении бака авторегулятор должен прекра- 1ить подачу местной воды; закрытие авто- pei улятора на сетевой воде в этом случае произойдет ю-за быстрого перегрева местной воды. В схеме рис. 22.10, в кроме поддержания заданной температуры местной воды необходимо автоматическое управление процессом зарядки и разрядки бака-аккумулятора. Насос (при поло!ой характеристике) в этой схеме служит как бы авторегулятором, обеспечивающим постоянный расход воды через подогреватель. Если сумма расходов воды из водопровода и циркуляционной линии меньше установленной производительности насоса, то недостающая часть воды забирается из аккумулятора (разрядка), если превышает — то излишняя часть, наоборот, вытесняет воду из аккумулятора (зарядка). Такую схему целесообразнее применять при нижнем расположении баков. Большое значение для надежного обеспечения потребителей горячей водой необходимой температуры имеет циркуляция воды Отсутствие надежной циркуляции через все стояки системы ведет к остыванию воды в них и, следовательно, к бесполезным потерям охлажденной воды. Циркуляция в системах при индивидуальном присоединении зданий к распределительным сетям может осуществляться насосом. Преимущественное применение пока получили системы с насосной циркуляцией, из водопровода Рис. 22.13. Схема установки по силикатной обработке воды для горячего водоснабжения: 1 - баки рабочего раствора с водоуказательными стеклами; 2 — тара с жидким стеклом; 3 — шайба дроссельная; 4 - подогреватель горячего водоснабжения; 5 — насос шестеренчатый; 6 — грязевики- фильтры; 7 — ротаметр; 8 — отбор пробы воды
хотя это и вынуждает применять выносные насосные. Именно по этой причине сравнительно широкое применение получили групповые системы горячего водоснабжения с центральными подогревателями. Чем больше количество стояков в системе горяче! о водоснабжения, тем труднее осуществить надежную циркуляцию, что объясняется в основном незначительными гидравлическими потерями в них в режиме циркуляции. Предпочтение следует отдавать секционным узлам, как имеющим значительные гидравлические потери. В групповых системах водоснабжения, работающих от ГТП, большое значение имеет защита сетей от внутренней коррозии от кислорода и углекислоты. Принципиально возможны два направления: первое, наиболее заманчивое с точки зрения эксплуатации — монтаж систем горячего водоснабжения из коррозионно-устойчивых труб — и второе — сооружение в тепловых пунктах специальных установок по обработке воды. Коррозионно-устойчивыми материалами могут быть температуростойкие пластмассы, медь, латунь, нержавеющие стали. Из-за высокой стоимости указанные материалы применения не находят. В соответствии со строительными нормами для систем горячего водоснабжения должны применяться стальные оцинкованные трубы. К сожалению, толщина цинкового покрытия труб пока недостаточна и к тому же неравномерна. Электросварка труб приводит к выгоранию цинка в местах сварки. Надежным средством против внутренней (и внешней) коррозии труб было бы двухстороннее эмалирование стальных труб. Из методов обработки подаваемой воды наиболее надежными и приемлемыми считаются вакуумная деаэрация и силикатная обработка воды. Преимущество первого — в отсутствии каких-либо дополнительных реагентов, вводимых в воду, второго — в простоте (и дешевизне) установки. Недостаток первого — большие капитальные вложения, второго — необходимость централизованного приготовления жидкого силиката. На рис. 22.12 приведена схема вакуумной деаэрации воды для горячего водоснабжения в тепловом пункте. Удовлетворительная работа деаэраторной установки может быть достигнута при наличии бака- аккумулятора для выравнивания часовой производительности деаэратора и постоянной температуре воды, подаваемой в деаэратор (на уровне не ниже 60 — 70 °С). Схема установки по силикатной обработке воды приведена на рис. 22.13. Ее достоинствами являются малые i абари i ы, сохранение органолептических пока кислей воды после обработки, дешевизна и недефицитность реагента. Защитный эффекч силикатной обработки определяется снижением агрессивности нагретой воды в результате ее подщелачивания и образованием на стенках труб защитной пленки, предохраняющей металл от влияния растворенных кислорода и углекислоты. Силикатная обработка воды рассчитана на применение в новых системах горячего водоснабжения и предназначается для водопроводных вод, отвечающих требованиям ГОСТ 2877-85 «Вода питьевая». При подогреве воды непосредственно в водогрейных котлах силикатную обработку применять не рекомендуется. В тепловых пунктах рекомендуется применение жидкого силиката по ГОСТ 13078-67 «Жидкое стекло натриевое». При получении твердого силиката (ГОСТ 13079-67) рекомендуется централизованное приготовление его жидкой фазы и развозка по местным установкам. На рис. 22.13 приведена схема с шайбовым дозатором, как наиболее простая по оборудованию. Могут применяться также схемы с плунжерным насосом-дозатором. В более мелких по производительности установках показанный на рис. 22.13 шестеренчатый насос может быть заменен на ручной. Г iа в а двадцать третья ГРУППОВЫЕ И МЕСТНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ 23.1. Схемы тепловых пунктов В общей системе теплоснабжения тепловой пункт имеет важное значение как для тепловой сети (распределение теплоносителя), так и для внутренних систем потребителя (ре1).1ирование температуры и расхода). Правильность функционирования оборудования теплового пункта определяет экономичность использования и подаваемой потребителю теплоты, и самого теплоносителя. Тепловой пункт является юридической границей, что предполагает необходимость его оборудования набором контрольно-измери-
тельных приборов позволяющих определить взаимную ответственность сторон Схемы и оборудование тепловых пунктов необходимо определять в соответствии не только с техническими характеристиками местных систем теплопотреб 1ения, но и обязательно с характеристиками внешней тешюнои сети, режимом работы ее и теплоисточника В г i 22 рассмотрены схемы присоединения всех трех основных видов местных систем Рассматривались они раздельно, т е считалось что они присоединены как бы к общему коллектору, лдвление теплоносителя в котором постоянно и не зависит от расхода Суммарный расхол теплоноситетя в коллекторе в этом случае равен сумме расходов в ветвях Однако тепловые пункты присоединяются не к коллектору теплоисточника, а к тепловой сети и в этом случае изменение расхода теплоносителя в одной из систем неизбежно отразится на расходе теплоносителя в другой На рис 23 1 графически показано изменение расходов теплоносителя в обоих слу- чаях на схеме рис 23 \,а системы отопления и горячего водоснабжения присоединены к коллекторам теплоисточника раздельно, на схеме рис 23 1,6 те же системы (и с тем же расчетным расходом теплоносителя) присоединены к наружной тепловой сети, имеющей значительные потери давления Если в первом случае суммарный расход теплоносителя растет синхронно с расходом на горячее водоснабжение (режимы /, //, III) то во втором, хотя и имеет место рост расхода теплоносителя, одновременно автоматически снижается расход на отопление, в результате чего суммарный расход тепло- носителя (в данном примере) составтяет при применении схемы рис 23 1,» 80 % расхода при применении схемы рис 23 1, а Степень сокращения расхода воды определяет соотношение располагаемых напоров чем больше соотношение, тем больше снижение суммарного расхода Магистральные тепловые сети рассчитываются на среднесуточную тепловую нагрузку, что существенно снижает их диаметры, а следовательно, затраты средств и металла При применении в сетях повышенных графиков температур воды возможно и дальнейшее снижение расчетного расхода воды в тепловой сети и расчет ее диаметров только на нагрузку отопления и приточной вентиляции Максимум горячего водоснабжения может быть покрыт с помощью аккумуляторов горячей воды либо путем использо- вания аккумулирующей способности отапли- ! 100% с: т. Ю J wo% 80% 1 Л Ш расход теплоносителя на горя чее Водоснабжение расход теплоносителя на отопление расход теплоносителя суммар ныи Рис 23 1 Графики расхода теплоносителя а - при полключении потребителей непосредственно к копектору теплоисточника б — при подключении потребителей к тепловой сети, — расход на горячее водоснабжение, — — — — расход на отопление суммарный расход ваемых зданий Поскольку применение аккумуляторов неизбежно вызывает дополните ib- ные капитальные и эксплуатационные затраты, то их применение пока ограничено Тем не менее в ряде случаев применение крупных аккумуляторов в сетях и при ГТП может быть эффективно При использовании аккумулирующей способности отапливаемых зданий имеют место колебания температуры воздуха в помещениях (квартирах) Необходимо, чтобы эти колебания не превышали допустимою предела, в качестве которого можно например, принять ±0,5°С Температурный режим помещений определяется рядом факторов и поэтому трудно поддается расчету Наиболее надежным в данном случае является метод эксперимента В условиях средней полосы СССР длительная эксплуатация показывает возможность применения этого способа покрытия максимума для подавляющего большинства эксплуатируемых жилых зданий Фактическое использование аккумулирующей способности отапливаемых (в основном жилых) зданий началось с появления в тепловых сетях первых подогрева к icn i орячего водоснабжения Так, регу тровк i
Рис. 23.2. Схема теплового пункта жилого дома с параллельным включением подогревателя горячего водоснабжения: / — подогреватель горячего водоснабжения; 2 — элеватор; 3 — регулятор температуры воды; 4 — циркуляционный насос; 5 — регулятор температуры от датчика наружной температуры воздуха Рис. 23.3. Схема теплового пункта жило(о дома с предвключенным подогревателем г о- рячего водоснабжения: / — подогреватель; 2 — элеватор; 3 — регуляюр температуры воды; 4 — регулятор расхода; 5 — циркгуляционяый насос теплового пункта при параллельной схеме включения подогревателей горячего водоснабжения (рис. 23.2) производилась таким образом, что в часы максимума водоразбо- ра некоторая часть сетевой воды недодавалась в систему отопления. По этому же принципу работают тепловые пункты при открытом водоразборе. Как при открытой, так и закрытой системе теплоснабжения наибольшее снижение расхода в отопительной системе имеет место при температуре сетевой воды 70 °С F0 °С) и наименьшая (нулевая) - при 150 °С. Возможность организованного и заранее рассчитанного использования аккумулирующей способности жилых зданий реализована в схеме теплового пункта с так называемым предвключенным подогревателем горячего водоснабжения (рис. 23.3). Преимуществом предвключенной схемы является возможность работы теплового пункта жилого дома (при отопительном графике в тепловой сети) на постоянном расходе теплоносителя в течение всего отопительного сезона, что делает гидравлический режим тепловой сети стабильным. При отсутствии автоматического регулирования в тепловых пунктах стабильность гидравлического режима явилась убедительным аргументом в пользу применения двухступенчатой последовательной схемы включения подогревателей горячего водоснабжения. Возможности применения этой схемы (рис. 23.4) по сравнению с предвключенной возрастают из-за покрытия определенной доли нагрузки горячего водоснабжения за счет использования теплоты обратной воды. Однако применение данной схемы в основном связано с внедрением в тепловых |сетях так назьшаемого повышенного графика температур, с помощью которого и может достигаться примерное постоянство расходов теплоносителя на тепловом (например, для жилого дома) пункте. Как в схеме с предвключенным подогревателем, так и в двухступенчатой схеме с последовательным включением подогревателей имеет место тесная связь между отпуском теплоты на отопление и горячее водоснабжение, причем приоритет обычно отдается второму. Более универсальной в этом отношении является двухступенчатая смешанная схема (рис. 23.5), которая может применяться как при нормальном, так и при повышенном отопительном графике и для всех потребителей независимо от соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления. Обязательным элементом обеих схем являются смесительные насосы. Минимальная температура подаваемой воды в тепловой сети со смешанной тепловой нагрузкой составляет около 70°С, что требует ограничения подачи теплоносителя на отопление в периоды высоких температур наружного воздуха. В условиях средней полосы СССР эти периоды достаточно продолжительны (до 1000 и более) и перерасход теплоты на отопление (по отношению к годовому) из-за этого может достигать до 3 % и более. Так как современные системы отопления достаточно чувствительны к изменению температурно-гидравли- ческого режима, то для исключения перерасхода теплоты и соблюдения нормальных санитарных условий в отапливаемых помещениях необходимо дополнение всех упомянутых схем тепловых пунктов устройствами для регулирования температуры воды, поступающей в системы отопления, путем установ-
ки смесительного насоса, что обычно и применяется в групповых тепловых пунктах. В местных тепловых пунктах при отсутствии бесшумных насосов как промежуточное решение может применяться также элеватор с регулируемым соплом. При этом надо учитывать, что такое решение неприемлемо при двухступенчатой последовательной схеме. Необходимость в установке смесительных насосов отпадает при присоединении систем отопления через подогреватели, так как их роль в этом случае выполняют циркуляционные насосы, обеспечивающие постоянство расхода воды в отопительной сети. При проектировании схем тепловых пунктов в жилых микрорайонах при закрытой системе теплоснабжения основным вопросом является выбор схемы присоединения подогревателей горячего водоснабжения. Выбранная схема определяет расчетные расходы теплоносителя, режим регулирования и пр. Выбор схемы присоединения прежде всего определяется принятым температурным режимом тепловой сети. При работе тепловой сети по отопительному графику выбор схемы присоединения следует производить на основе технико-экономического расчета — путем сравнения параллельной и смешанной схем. Смешанная схема может обеспечить более низкую температуру обратной воды в целом от теплового пункта по сравнению с параллельной, что помимо снижения расчетного расхода воды для тепловой сети обеспечивает более экономичную выработку электроэнергии на ТЭЦ. Исходя из этого в практике проектирования при теплоснабжении от ТЭЦ (в также при совместной работе котельных с ТЭЦ), предпочтение при отопительном графике температур отдается смешанной схеме. При коротких тепловых сетях от котельных (и поэтому относительно дешевых) результаты технико- экономического сравнения могут быть и другими, т. е. в пользу применения более простой схемы. При повышенном графике температур в закрытых системах теплоснабжения схема присоединения может быть смешанной или последовательной двухступенчатой. Сравнение, выполненное различными организациями на примерах автоматизации центральных тепловых пунктов, показывает, что обе схемы в условиях нормальной работы источника теплоснабжения примерно равноэкономичны. Небольшим преимуществом последовательной схемы является возможность работы без смесительного насоса в течение 75 % продолжительности отопительного сезона, что давало прежде некоторые обоснования отказаться от насосов; при смешанной схеме насос должен работать весь сезон. Преимуществом смешанной схемы является возможность полного автоматического выключения систем отопления, что невозможно получить в последовательной схеме, так как вода из подогревателя второй ступени попадает в систему отопления. Оба указанных обстоятельства не являются решающими. Важным показателем схем является их работа в критических ситуациях. Рис. 23.4. Схема теплового пункта жилого дома с двухступенчатым последовательным включением подогревателей горячего водоснабжения- 1,2 — подогреватели первой и второй ступеней, 3 — элеватор, 4 — регулятор темпера гуры воды, 5 - регулятор расхода, 6 — перемычка для переключения на смешанную схему, 7 — циркуляционный насос, 8 — смеси 1О1Ы1ЫЙ насос Рис. 23.5. Схема теплового пункта жилого дома с двухступенчатым смешанным включением подогревателей горячего водоснабжения: 1 2 — подогреватели первой и второй ступеней, 1 - элеватор, 4 — регулятор температуры волы, :< циркуляционный насос, 6 - смесительный насос, 7 - регулятор температуры
Рис. 23.6. Схема теплового пункта жилого дома при открытой системе теплоснабжения: / — регулятор (смеситель) температуры воды; 2 — элеватор; 3 — обратный клапан: 4 — дроссельная шайба Такими ситуациями могут быть снижение температуры воды в ТЭЦ против графика (например, из-за временного недостатка топлива) либо повреждение одного из участков магистральной тепловой сети при наличии резервирующих перемычек. В первом случае схемы могут реагировать примерно одинаково, во втором — по-разному. Как указывалось выше, имеется возможность 100 %-ного резервирования потребителей до tH= —15 °С без увеличения диаметров тепловых магистралей и перемычек между ними. Для этого при сокращении подачи теплоносителя на ТЭЦ одновременно соответственно повышается температура подаваемой воды. Автоматизированные смешанные схемы (при обязательном наличии смесительных насосов) на это прореагируют сокращением расхода сетевой воды, что и обеспечит восстановление нормального гидравлического режима во всей сети. Такая компенсация одного параметра другим полезна и в других случаях, так как позволяет в определенных пределах проводить, например, ремонтные работы на тепловых магистралях в отопительный сезон, а также локализовать известные несоответствия температуры подаваемой воды потребителям, расположенным в разном удалении от ТЭЦ. Если автоматизация регулирования схем с последовательным включением подогревателей горячего водоснабжения предусматривает постоянство расхода теплоносителя из тепловой сети, возможность компенсации расхода теплоносителя его температурой в этом случае исключается. Не приходится доказывать всю целесообразность (в проектировании, монтаже и особенно в эксплуатации) применения единообразной схемы присоединения. С этой точки зрения несомненное преимущество имеет двухступенчатая смешанная схема, которая может применяться независимо от графика температур в тепловой сети и соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления. Схемы присоединения жилых зданий при открытой системе теплоснабжения значительно проще описанных (рис. 23.6). Экономичная и надежная работа таких пунктов может быть обеспечена лишь при наличии и надежной работе авторегулятора температуры воды, речное переключение потребителей к подающей или обратной линии не обеспечивает необходимой температуры воды. К тому же система горячего водоснабжения, подключенная к подающей линии и отключенная от обратной, работает под давлением подающего теплопровода. Приведенные соображения о выборе схем тепловых пунктов в одинаковой степени от носятся как к местным тепловым пунктам в зданиях, так и к групповым, которые могут обеспечивать теплоснабжение целых микрорайонов. Чем больше мощность теплоисточника и радиус действия тепловых сетей, тем принципиально более сложными должны становиться схемы МТП, поскольку вырастают абсолютные давления, усложняется гидравлический режим, начинает сказываться транспортное запаздывание. Так, в схемах МТП появляется необходимость применения насосов, средств защиты и сложной аппаратуры авторегулирования. Все это не только удорожает сооружение МТП, но и усложняет их обслуживание. Наиболее рациональным способом упрощения схем МТП является сооружение групповых тепловых пунктов (в виде ГТП), в которых и должно размещаться дополнительное сложное оборудование и приборы. Этот способ наиболее применим в жилых микрорайонах, в которых характеристики систем отопления и горячего водоснабжения и. следовательно, схемы МТП однотипны. 23.2. Тепловые пункты микрорайонов Рациональной формой теплового пункта для жилых комплексных микрорайонов, крупных производственных обьектов при теплоснабжении от ТЭЦ и крупных котельных является групповой (ГТП), для крупных общественных — местный (МТП). Групповой тепловой пункт позволяет сосредоточить все наиболее дорогостоящее и требующее систематического и квалифицированного наблюдения оборудование в удобных для обслуживания отдельно стоящих зданиях и благодаря этому значительно упростить последующие местные тепловые пункты в зданиях.
Здания общественного назначения, размещаемые в жилых микрорайонах,—школы, детские учреждения должны иметь самостоятельные тепловые пункты, оборудованные регуляторами. Групповые тепловые пункты должны размещаться на границах между магистральными и распределительными сетями. С их помощью должны решаться как управление магистральными сетями и системами теплоснабжения в целом, так и правильное использование теплоносителя, поступающее о из магистралей в распределительные сети. Задачи, решаемые групповыми пунктами, могут быть сформулированы следующим образом : автоматическое распределение теплоносителя, поступающего от теплоисточника по магистральным сетям, в количествах, соответствующих потребности присоединенных зданий; телемеханический контроль за параметрами поступающего теплоносителя и приборный учет расхода теплоты, полученной потребителями; автоматическое регулирование параметров теплоносителя, поступающего в распределительные сети в соответствии с характеристиками потребителей; защита от нарушения гидравлического режима сетей при временных нарушениях теплового режима теплоисточником, а также от утечек в распределительных сетях; защита местных систем отопления от аварийного повышения давления в магистральных сетях (гидравлические улары и ошибки при переключениях). Кроме того, в некоторых случаях групповые тепловые пункты могут использоваться для приготовления горячей воды на бытовые нужды, для аккумуляции горячей воды в баках. Для решения указанных задач ГТП должен иметь: смесительные насосы, с помощью которых устанавливается необходимая температура воды в распределительных сетях, производится увеличение пропускной способности магистральных сетей как (временно при авариях и ремонтах или постоянно за счет повышения расчетной температуры воды), предохранение систем отопления от замораживания; регуляторы температуры воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения, и регуляторы отопительно-вентиляционной нагрузки, которые работают от датчиков температуры наружного или внутреннего воздуха, но их указания могут корректироваться диспетчером тепловой сети; расходомер с электрическим выходом, с помощью которого для каждого ГТП устанавливается предельная норма расхода теплоносителя, что должно предохранить тепловую сеть от «развала» гидравлического режима при резком снижении температуры подаваемой воды против графика; функции непосредственного ограничителя расхода в этом случае выполняет регулятор отопительной нагрузки; регулятор давления на обратной трубе, обеспечивающий необходимое давление в местных системах теплоснабжения зданий и предохраняющий системы отопления от опорожнения при авариях в магистралях; спуск воды по подающей трубе локализуется обратным клапаном; сбросное устройство, состоящее из регулятора давления и разрывной мембраны, позволяющее предохранить системы потребителей от повышения давления в обратной линии сети и гидравлических ударов; реле утечки, работающее на принципе сравнения расходов воды в подающей и обратной трубе, что при закрытой системе теплоснабжения позволяет определить наличие утечки горячей воды в распределительных сетях и системах отопления; задвижки с электроприводом, позволяющие диспетчеру тепловой сети перевести Г'ГП на автономную работу или прекратим, подачу горячей воды на бытовые нужды; средства телемеханического контроля, сигнализации и управления, позволяющие персоналу тепловой сети (диспетчеру) проводить контроль и управление гидравлическим и тепловым режимом сети. При ГТП с насосами в жилых микрорайонах распределительные тепловые сети могут сооружаться при закрытой системе теплоснабжения двух-, трех- и четырехтруб- ными, при открытой — двух- и трехтрубными. Выбор схемы сетей (и тепловых пунктов) в каждом жилом микрорайоне должен решаться путем технико-экономического сравнения с обязательным учетом надежности и простоты эксплуатации. В практических условиях, конечно, этого можно избежать, ограничившись таким расчетом для одного- двух типичных жилых микрорайонов для данного города. Схемы распределительных сетей в общественных центрах и на промышленных обьектах предусматриваются обычно двухтрубными. Разница в подходе к выбору схе\ объясняется тем, что в жилых микрорайона) имеет место преимущественно однородна) застройка, что дает возможность за сче! прокладки дополнительных труб в распреде лителыюй сети значительно упростить cxcmi.
5) Городской проезд городской проезд Рис. 23.7. Схемы размещения ГТП в жилом районе: а — дислокация ГТП относительно тепловой магистрали; б - ГТП совмещен с камерой; в - ГТП внутри микрорайона; ] — источник тепла; 2 — тепловая магистраль; 3 — камера; 4 — жилой микро- i; 5 — ГТП; 6 — жилые здания присоединений подавляющего большинства зданий, оборудование, их аппаратуру регулирования и контроля. Исключение в данном случае могут составлять схемы присоединения отдельных общественных зданий, размещаемых среди жилой застройки (школы, детские сады и ясли, и магазины и др.). Моспроектом разработан проект ГТП в отдельно стоящем типовом здании. Главными элементами такого пункта являлись: общий подогреватель для групповой системы горячего водоснабжения с циркуляционными насосами, подкачивающие насосы водопровода, общий узел контроля и учета теплоты. Тепловые сети от ГТП сооружались четырехтрубными: две трубы для отопления и две горячего водоснабжения. В необходимых случаях в ГТП устанавливались также общие подогреватели для распределительных сетей отопления. Сети отопления работали по графику температур тепловой сети; системы отопления присоединялись через элеваторы. Для всемерного облегчения в сооружении ГТП организован их монтаж из блоков заводского изготовления. j Длительная эксплуатация подобных пунк- \тов позволила выявить их основные недостатки. Первым из них, в основном экономического характера, является их небольшая тепловая мощность. Это объясняется тем, что значительную долю в общих затратах по теплоснабжению жилого микрорайона составляет стоимость сооружения здания ГТП, не зависящая от тепловой мощности ГТП. Сооружение более крупных ГТП снижает удельные капиталовложения в здания и, кроме того, дает возможность применения более совершенных схем контроля и регулирования и, что особенно важно, снижает затраты на телемеханизацию систем теплоснабжения в целом. Как указывалось выше, тепловая мощность ГТП должна, как правило, соответствовать тепловой нагрузке жилого микрорайона. Некоторым препятствием, которое необходимо преодолеть, является разрозненная и зачастую весьма долговременная застройка микрорайонов различными ведомствами. Вторым существенным дефектом рассматриваемого проекта ГТП являлось отсутствие смесительных насосов для распределительной сети отопления, которая в этом случае работала по графику магистральной тепловой сети, т. е. с постоянной температурой воды при положительных температурах наружного воздуха. Это требовало сплошной автоматизации регулирования отпуска теплоты на всех МТП. Установка смесительных насосов в ГТП позволяет применить групповое автоматическое регулирование систем отопления с применением любой формы качественного, количественно- качественного и программного (по часам суток) регулирования отпуска теплоты без автоматизации МТП. Сооружение ГТП с малыми тепловыми нагрузками нерационально как с точки зрения управления крупными тепловыми сетями, так и градостроительных позиций, поскольку мелкие ГТП занимают много городской территории. Тепловая мощность ГТП может находиться в пределах 30 — 50 МВт, а радиус действия распределительных сетей от него в пределах 600 — 800 м. Принципиально возможные варианты размещения ГТП показаны на рис. 23.7. Как частный случай таким пунктом может быть и ГТП с четырехтрубными сетями. Рабочие схемы ГТП и местных тепловых пунктов приведены на рис. 23.8. Присоединение зданий 14 и более этажей должно производиться по независимой схеме через подогреватели. Система отопления во избежание установки циркуляционного насоса должна проектироваться на естественной циркуляции, а восполнение утечек в ней - через расширительный бак. Положение может измениться, если большая (или
Х-& 12 / -GW—> 77 -ОМ—<3 Рис 23 8 Схемы ГТП и месгнил теп ювых iivhuob в жи юм микрорайоне с четырех трубными сыями /—задвижки с з 1емроирнводом |р>певики ■> тмери1спная диафрагма ъ. расходомеру 4 — то же к ограпичип 1Ю рас\о icvicpv максим) ьною (асчон вод^ "> pciviH op levinepaTvpi i воды — работает or шчика темисрапри иар>жиою вом\ха б — регутятор дав 1ения 7 — смеситетьные насосы Ь— oopaiHbie кл шаны 9 — счетчиги аоты 10 — noioipeBare ih горячею водосмаЬжсния И— ю дог рева ie n ~>тои юния Z1 jicBarip Л разрывная мембрана На горячее водоснабжение водопровода Рис 23 9 Схема центра 1ьного тепювою п}нкга дтя житого микрорайона /—задвижки с 3j[CKTponpHBo юм "" фязевшн ? 4 — noioi рев пс ш юрячего водоснабжения ncpnoii и второй ступеней 5 — ре1\мяторы icvinepaT\pi i йоды 6 цирк\ 1яционно по 1ка 1иваю[цие h.ilolii 7 — подогреватель отоп 1сния S рег>1й[ор 1смпсриуры во 1Ы игя отопления (работ ili i датчика температуры наружною воздуха) V цирку lMUMonmie и шчы сети оюгисния 10 п i пигочные насосы ття сети oion ilhksi // p».r > ih i op i in шшя /"" — (сплос чС1чик
11 t> о <i—S*- HH5 2 4 Рис 23 10 Схема ГТП с независимым присоединением отопления при открытой системе тепчоснабжения / - Эспвижки с э гектроприво юм 2 - грязевик, 3 — диафрагма к расходомеру, 4 — то же к расхотомеру- 01 раничителю максима imioiо расхода воды, 5 — регутяторы температуры воды — работают or да!чика температуры наружного воздуха, 6 — подогреватель отопления, 7 — циркуляционный насос 8 — подпиточный насос 9 — регуляторы давления, 10 — регулятор (и смеситель) темпера)уры воды, // — циркуляционно-повысительный насос, 12 — элеватор весьма значительная) часть зданий микрорайона имеет повышенную этажность или весь микрорайон расположен на отметках местности, шачительно отличающихся от большинства других В этих условиях применение независимой схемы присоединения сети отопления будет вполне оправданным (рис 23 9) Такой вариант, разработанный Моспроекюм, более надежен, чем установка насосов для повышения И7и понижения дав [ения При открытой системе тепчоснабжения нарушение органолептических свойств воды, подаваемой на бытовые нужды, в значительной мере объясняется биологическими процессами внутри систем отопления По этой причине считается целесообразным (иногда даже необходимым) присоединение всех систем отопления по независимой схеме (рис 23 10) Другим, возможно более дешевым способом может быть специальная обработка подпиточной воды на источнике теплоснабжения для локализации органических примесей Специального рассмотрения всех особенностей гидравлического режима заслуживает выбор схемы присоединения отопительных установок (зависимая или независимая) в системах теплоснабжения крупных городов Немаловажным преимуществом независимой схемы присоединения сети отопления в ГТП является возможность контроля за утечками во внутренних сетях отопления, что значительно увеличивает надежность и экономичность теплоснабжения. Аналогичным решением для зависимых схем присоединения сети отопления к ГТП могло бы явиться применение так называемых реле утечки, работающих на принципе сравнения расходов воды в подающих и обратных трубах ГТП (при закрытой системе теплоснабжения) Для периодической проверки распределительной сети за ГТП на наличие утечек воды возможно установить контрольный водомер на обводной линии вокруг головной задвижки на обратной трубе (см поз 9 на рис 23 8) При установке в ГТП смесительных насосов иногда возникают предложения об отмене элеваторов на системах отопления, это затрудняет наладку сети, а следовательно, ведет к перерасходу энергии Другое положение может иметь место в том случае, если потери напора в системах отопления (например, путем применения труб малого диаметра) могут быть доведены до Юм и более Ежегодная длительная трудоемкая очистка подогревателей горячего водоснабжения естественно приводит к целесообразности применения двух групп трубчатых подогревателей и дает возможность их попеременного профилактического ремонта, но увеличивает капитальные вложения Однако ежегодный ремонт подогревателей, как правило, является следствием отсутствия обработки воды Применение разборных пластинчатых подогревателей может значительно снизить сроки очистки подогревателей г98
10 Рис. 23.11. Схема ГТП при двухтрубной распределительной сети: 1 — задвижки с электроприводом; 2 - фягсвик, 3- диафрагма к расходомеру; 4 - то же к расходомеру-ограничителю максимальною расхода воды; 5 — регулятор температуры воды на отопление; 6 — насосы; 7 — обратные клапаны, 8 — peiyjifliop давления; 9 — разрывная мембрана; 10 — подофе- ватель горячею водоснабжения; П —элеватор Рис. 23.12. Схема ГТП при трехтрубной распределительной сети (обозначения - см. рис. 24.11) Типовые чертежи ГТП для городских микрорайонов разработаны ЦНИИЭП инженерного оборудования и утверждены Гос- гражданстроем. Несмотря на то что ГТП с четырех- трубными распределительными сетями создают ряд преимуществ (упрощение схем тепловых пунктов и системы регулирования), такую схему нельзя считать для микрорайонов наиболее эффективной и во всяком случае единственно целесообразной. По количеству используемых труб, чего нельзя не учитывать при массовом жилищном строительстве, наиболее экономичными являются двухтрубные распределительные сети. Такие схемы сетей применяются как в открытых, так и закрытых системах теплоснабжения. Для экономичного использования теплоты в этом случае необходима автоматизация не только установок iоряче! о водоснабжения, но и всех систем отопления Сооружение ГТП (рис. 23.11) в двухфуб- ных сетях без автоматизации систем отопления не может полностью обеспечить необходимый режим отапливаемых помещений, хотя корректировкой гидравлическО1 о п теплового режимов распределительной ее in можно избежать перегрева зданий в 1сплые периоды отопительного сезона. Функции II И по управлению режимом тепловых сетей при этом полностью сохраняются. Промежуточной между описанными является трехтрубная сеть. В применении к закрытой системе теплоснабжения схема ее представлена на рис. 23.12. Здесь пракж- чески исключается (при соответствующем расчете диаметра общей обратной фубы) взаимное влияние на! рузок отопления и горячего водоснабжения, каждая и» кошрыч може! pei улировап>ся по нанОонсс жомпммч пому срафику ('утесi пенным чш mum i ним [ |>СЧ [ pyilllDII ИМИ HII'lHC'll)! l.lli'M Mi'i i i
ность взаимного резервирования подающих труб (в зимнее время резервируется подача теплоносителя в системы отопления, в летнее — подача теплоносителя на горячее водоснабжение). В ряде случаев применение трехтрубных сетей целесообразно и в системах с открытой системой теплоснабжения, поскольку она создает реальную возможность быстрого прекращения подачи воды на бытовые нужды в случаях аварийного перерыва в подаче холодной воды на источниках теплоснабжения и значительно облегчает контроль за качеством подаваемой потребителям воды из тепловой сети. Выбор схемы распределительной сети за ГТП должен быть сделан на основе технико-экономических соображений при полном учете местных условий. К таким условиям относятся: качество исходной воды, наличие (возможность получения) необходимого оборудования, количество, тепловая нагрузка, дислокация и помещения тепловых пунктов, возможность прокладки трубопроводов по подвалам и пр. Немаловажным вопросом при проектировании групповых тепловых пунктов является применение баков-аккумуляторов. Установка аккумулятора обычно предусматривается в тех случаях, когда она предписана нормами проектирования данного потребителя. Аккумуляторы снижают расход сетевой воды и диаметры трубопроводов сети, а также расчетную тепловую наг рузку подогревателей горячего водоснабжения. Снижение расчетной тепловой нагрузки подогревателей уменьшает поверхность нагрева и, следовательно, стоимость их. Баки, сообщенные с атмосферой, кроме toi о, обеспечивают частичную деаэрацию подогретой воды. Применение баков-аккумуляторов горячей воды является правильным решением также при напряженном балансе холодной воды в городе. Необходимый запас теплоты в. аккумуляторах принимают на основании графиков потребления горячей воды, принимая за основу выравнивание часового потребления теплоты из тепловой сети за сутки (в промышленном объекте за смену). Баки- аккумуляторы могут проектироваться (в количестве не менее двух по 50 % рабочего объема каждый) как открытые (безнапорные), так и напорные, работающие по принципу вытеснения i орячей воды холодной, и наоборот. Баки должны быть защищены от внутренней коррозии. Как правило, здания групповых гепло- вых пунктов должны сооружаться в жилых микрорайонах отдельно стоящими, их объемно-планировочные решения должны удовлетворять 1 рсииванмит viirm ,щ 11р^ ,,_ вание производственных зданий. Тепловые пункты промышленных объектов могут быть сблокированы со вспомогательными и производственными зданиями. При конкретной привязке таких зданий в микрорайонах необходимо кроме условий планировки учитывать также то, что работающие в них насосы являются источниками шума, в связи с чем минимальное расстояние от них до жилых зданий должно быть не менее 25 м. Эти здания должны быть типовыми, могут сооружаться из легких сборных конструкций либо из кирпича (за исключением силикатного). Оконные проемы должны быть минимальными и защищаться металлическими сетками. Как правило, здания должны сооружаться наземными. Сооружение подземных ГТП может допускаться только при выполнении следующих условий: высокое качество гидроизоляционных работ, благоприятные гидрогеологические условия (низкий уровень грунтовых вод, песчаные грунты), тщательная герметизация всех вводов инженерных коммуникаций (включая трубопроводы), исключающая возможность затопления теплового пункта, автоматизация работ ы оборудования и наличие телемеханического контроля. В целях ускорения монтажных работ на ГТП и повышения их качества необходимое оборудование должно поставляться блоками. При разбивке оборудования на блоки необходимо учитывать, помимо удобства монтажа, также и удобство выполнения ремонтных работ. В здании предусматриваются ворота, их размеры принимаются по габаритам блоков монтируемого оборудования. Двери и ворота должны открываться наружу, перед воротами предусматривается монтажная площадка. Габариты типовых (для повторного применения) ГТП определяются в зависимости от предусматриваемого в них оборудования. Минимальная высота (в свету) помещений от отметки чистого пола до низа выступающих конструкций перекрытия принимается не менее 4.5 м. Минимальная ширина проходов (в свету между выступающими частями оборудования), м: между насосами с электродвигателями напряжением до 1000 В 1 го же 1000 В и более 1,2 между насосами и стеной .... 1 между насосами и распределительными щитом или щитом КИПиА 2 между неподвижными выступающими частями оборудования, между собой или стеной 1 300
Трубопроводы с арматурой, а также механическое оборудование без движущихся частей (водонагреватели, элеваторы, грязевики и пр.) могут крепиться непосредственно на стенах, при этом минимальное расстояние от выступающих частей (или тепловой изоляции) до стены должно быть не менее 200 мм. Для стока воды при ремонте оборудования полы должны проектироваться с уклоном 0,5 % в ci орону трапа или водосборного приямка. Для дренирования основной массы воды из трубопроводов и оборудования должны быть проложены дренажные линии. Полы должны иметь прочное покры- 1 ие (допускается бетонное), толщина бе i онной подготовки не менее 200 мм по песчаной засыпке также не менее 200 мм. Для ремонта оборудования массой более 100 кг в помещениях предусматривается подъемно- транспортное оборудование: при массе груза до 1 т — монорельсы с кошками или ручные кран-балки; при массе до 2 т ручные кран-балки; при массе свыше 2т — кран- балки с механическим приводом. Для обслуживания оборудования и арматуры на высоте от 1,4 до 2,5 м о г пола должны предусматриваться передвижные площадки с лестницами, при высоте более 2,5 м — стационарные площадки с ограждением и постоянными лестницами. Помещения не должны быть рассчитаны на постоянное присутствие персонала при обслуживании, но должны учитывать присутствие персонала во время ремонтных работ и профилактических осмотров. Исходя из этого в помещениях предусматриваются туалет, шкафы для хранения одежды, место для приема пищи. Диаметр водопроводного ввода в здании кроме хозяйственных нужд должен быть рассчитан на наполнение трубопроводов водой при гидравлических испытаниях сетей и на охлаждение подшипников насосов (при необходимости). Соединение водопровода с трубопроводами должно быть разьемным либо выполняться через две последовательно установленные задвижки со спускным краном между ними (открыт при эксплуатации). При выборе помещения для местно1 о теплового пункта необходимо исходить из того, что оно должно быть рабочим местом для персонала, осуществляюще1 о обслуживание и ремонт оборудования. Помещение должно быть отдельно выделенным, име1ь удобный выход, достаточные размеры, надежно вентилироваться. Полы должны быть бетонные или плиточные, стены и потолки покрашены, помещения должны иметь водо- 2 7 Рис. 23 13 Рабочая схема элеваторного узла провод, канатизацию (желательно трап) и электрическое освещение (освещенность 50 лк, проводка в стальных трубах) В связи с изложенными требованиями недопустимо размещать МТП в технических подпольях с земляным полом При четырехтрубной схеме распределительных тепловых сетей непосредственно в зданиях монтируются элеваторные узлы для систем отопления, а групповая система горячего водоснабжения выполняется секционированной. Рабочая схема такого элеваторного узла приведена на рис. 23 13. Задвижки 1 и 2 служат для отключения теплового пункта, задвижки 3 и 4 — для отключения системы отопления; закрытые вместе четыре задвижки позволяют проводить ремонтные работы на узле (например, смену водомера 7, прочистку грязевиков-фипьтров 5 и 6, замену сопла в элеваторе 8) Однако, устанавливая такое количество оборудования, необходимо всегда иметь в виду, что все оно для выполнения своих функций требует проведения практически ежегодного профилактического ремонта. В практике жилищного строительства широкое распространение получили секционированные здания, в которых каждая секция имеет самостоятельную систему отопления. Схема распределительной сети и систем отопления и горячего водоснабжения приведена на рис. 23.14. Тепловая мощность каждой секционной системы, а следовательно, и объем воды в ней небольшие, что дает экономические обоснования для спуска воды из нее при необходимости ремонтных работ на узле. Таким образом отпадает необходимость в установке задвижек 3 и 4. Грязевик 5 служит для защиты сопла элеватора и системы отопления от грязи и мусора, который обычно попадает в трубы распределительных се гей при их монтаже. Этого можно избежав, если после монтажа трубы интенсивно промыть водой. Грязевик- фильтр 6 служит для защиты водомера. Водомер 7 является прибором, позволяющим 301
Секция 1 rrr Секция 2 ■5s ■8s -> -о Рис 23 14 Схема сетей отопления и горячего водоснабжения в секционированном жилом здании проводить точное распределение теплоносителя по тепловым пунктам, ежесуточные (или еженедельные) записи водомера пожо- ляют проверять точность провеаенной млллд- ки Однако водомер, как правило, ipefiyei ежегодного ремонта и поверки, для чп и необходимо иметь помимо заилим i\ члыеи также и поверочные стенды пл i орячеп воде Другим прибором \ 1Я и iMipciinii mi ми венных расходов воаы можем i ivaimi. измерительная шайба с ноимт мутным дифманометром котрмм мн + м пнп шПи стационарным, iiidd ш| инч | |>и »н ih>v учетполученнои uoi pi •• м .щ ниц и pi3 iy СМОТреН В ipVIIIIOIMiM MiimtniM H>Mtl«9 III никаких прибором пи гш i м i.tmt» ihiiii вых пунктах не npi iv< м щшк.н и щ Для норма ii.i п.и уч и >миИ рн пи i и i id ОТОПЛеНИЯ IICOilVD HIM)) 'lluHil | обеспечивал ко h|k|>iiiimi hi i mi ни мин I l>u »н ц, Ку ЭТО TpcOyci olXI'llin lli>i If IHH^fplMfurt Замены НССКОИКЦЧ ПНИ in •>■!•• ИрЙНН Ml, ЭКСПЛуаГИрусМШ I It Ililliipi I Mr ntif , цр HMI4IHI ЭТОГО И CHLtOMI.I 14 ИИ М ПН» | lint H H# расчемплх режим п Iliintui и i н|м»)н жам. >toio мижш) i iii'мини и. i н ни т С pCI yiMpycMI IM llpyiliyi' I nil HIM MoMt.l/hiii.ih '|1|1ПФ ir и шиш и сие к mi.i oi ни и мин i i it-им (помирим н HO UMt( > I I \IM III IM ll|l|iMiHM>4t IpitM UpHM» НИ МЙ рис M |S Ими iii litЧ ч M.iiiMMrlpitH i ipi I* npe (vimhi pi и imiiii i и. |м t. iii.'ii ни» м mi\ МОЖС1 I.I I I. t > (I II 111 N I • • Hl'IMllill IMMHpfl p. К III) I. II «II Mill H III pillll III I'll) H>HltH IM pi- I «IP M,i i иром ( lliiMUHIMM f |it ч yi ПИШИ IPMIM.H h<|IMI> Ml I poll MH*| I 11I.I I I MpMlIt pl'll |i'||i|nlliill pr*MM iivimi i и и i mi и mi.i iii ми it'mm Ini)t*M*i)и in iи1 i I it ii.i l прим niMPHPiiil и HIMlMIHM iliiliii щи |i< П, Ml.1С 111I1 pll Illllinpll M HDinpilM (Illlrp Illi HMD III lllll'lllll II.III.I III» I piirtllfltlllO I > If IhllnpHM К liMIIIM IIMD 1С С ll'M III) I pilM IK ihiiii i in iiiii*hii(! мижс| tif)cciic4in i. do n. тую и iniiioi 11. и удобспю pci улиронки 45*3,0 Рис 23 15 Монтажный мер к л нн i ором
Применение пофасадных систем отопления позволяет получить дополнительную экономию теплоты за счет использования солнечной радиации, но требует для этого установки авторегуляторов. В этом случае система отопления каждой секции (в доме типа «пластина») должна быть разделена на две части, что из-за их малой тепловой мощности делает автоматизацию их регулирования экономически нецелесообразной. В этом случае целесообразнее объединение нескольких (например, 3 — 4) пофасадных систем на один авторегулятор. Местные тепловые пункты в зданиях усложняются в тех случаях, когда распределительные тепловые сети предусматриваются двух- или трехтрубными. Местные тепловые пункты жилых зданий, присоединяемых к тепловым сетям без групповых пунктов, т. е. первичные, принципиально должны повторять схемы групповых пунктов и в отличие от описанных схем МТП должны иметь: приборный учет теплоносителя и теплоты; автоматическое регулирование отпуска теплоты на цели отопления (что связано с применением насосов), защиту от передав л ив ания, ограничение максимального расхода теплоносителя. Все это, как отмечалось, усложняет местные тепловые пункты. 23.3. Тепловые пункты общественных зданий В расчетных тепловых нагрузках общественных зданий большую долю составляет нагрев воздуха для приточной вентиляции, а во вновь строящихся зданиях и кондиционирование воздуха. Часто эта нагрузка остается чисто расчетной, так как многие установки приточной вентиляции фактически не работают. Причинами этого положения являются как некачественный монтаж и наладка, так и неквалифицированная эксплуатация (отсутствие наблюдения и планово- предупредительного ремонта). Нередко плохая работа установок приточной вентиляции и кондиционирования объясняется недостатками примененной схемы присоединения общественных зданий, недостатками их схем автоматизации. Такими недостатками являются: общие (внутри здания) сети для отопления и калориферов приточной вентиляции, неправильное включение калориферов. Схема присоединения общественного здания, как правило, должна предусматривать установку смесительного насоса, что дает возможность регулирования отпуска теплоты на отопление по дням недели и часам суток. Крупные общественные здания с большой Рис. 23.16. Схема резервирования потребителя от распределительных сетей тепловой нагрузкой могут присоединяться к магистральным сетям так же как ГТП — от распределительных сетей. При наличии в общественных здан"иях установок горячего водоснабжения (например, для столовых) они должны включаться по параллельной или предвключенной схеме (установки с малым суточным расходом горячей воды) либо по смешанной. Пропуск возвращаемой воды через подогреватель первой ступени в этом случае может быть частичным (что позволит избежать увеличения диаметра корпуса подогревателя). Среди общественных зданий есть сравнительно небольшая группа таких, которые практически не допускают перерыва в подаче теплоты. Анализ многообразия городских общественных зданий показывает, что к потребителям, требующим обязательного резервирования, должны быть отнесены: а) лечебные учреждения со стационарами (родильные дома, больницы, госпитали, клиники и пр.); б) детские ясли, сады, интернаты; в) фабрики-кухни, крупные столовые; г) музеи государственного значения. Обычно такие потребители имеют сравнительно небольшие тепловые нагрузки и поэтому присоединяются к распределительным сетям. Для их резервирования необходимо в простейшем случае обеспечить теплоснабжение этой распределительной сети от двух магистралей с независимым питанием от одного или от двух источников теплоты. На рис. 23.16 представлен такой случай (схема сети дана в однолинейном изображении). В открытых системах теплоснабжения резервирование ответственных потребителей
Рис 23.17 Схема включения релервной котельной / — водогрейный коге \ 2 — паровойKoie \ * - цир- кутяциоииый насос. 4 - паровохяаой подо!рева тель 11Я i опяче! о водоснабжения возможно при прокладке одной дополни гель- ной (подающей) трубы. Другим способом резервирования тепло- :набжения являются местные источники геплогы. они могут быть стационарными либо передвижными Наиболее желательным видом топлива для них является lajoeoe или жидкое. MoiyT использования шкже электрические котлы Способ резервирования с местным m юч- ■шком теплоты наиболее просю осу- цествляется. если к темповой ccih присоединяется потребитель с котельной В бо н>- линстве теплосетей сушествуе! порядок, но которому все вновь присоединяемые потребители с котельными обязаны их сохраняв J исправном состоянии и ликвидировать их голько с разрешения. Однако за резервной котельной должен проводиться такой же тостоянный контроль, как и ia работаю- дей. Наиболее просто сохранять в качестве резервных чутунные котлы Периодически, по i рафику, все оборудование м>цчи>- иой должно испьпываться под unipviKon Схема присоединения резервной нон п.ниц показана на рис. 23 17. В общественных зданиях <. щщ.ишн гепловой нагрузкой приточном iiei яцпи :читае1ся необходимым исполыои.ише mi ю гы выбрасываемою в атмосферу ihm/ivn.i 23.4. Тепловые пункты промышленных предприятий Промышленное предприятие юиип ь.м правило, иметь один групповой и-м m пункт (ГТП) для регистрации, vч» i i и i ■ пределеиия ien кипи и и mi m> in чнгчо! ti m тегповои eem !->.. )•■ tt. >•«•• к |>,i iMtiiiniHC ВТОРИЧНЫХ (lieXHIit 141 Hll\ UUIMOII Oll- редечяекя p.i imi p.iMii n n iim.im (мммеше- мием oi icibiii.ix hi um ирс ih|>hh i n>i I III предприкimi ,|n i+cii nun 11.1 imi mi n и иi if ii, ном помещении, it.* ирумиыч 11|•« iii|>iihi них, ОСОбеННО llpli MO IVH МНИ I>|>i>Mi I Ojili'li II ИИ II.I так/ье и ii;i|).i it ымшшщгишим i мини Такое ыание м i*iu> imii. i>ini|>\ И'И.ни» всеми видами l.iiiiii i|'hh нлшпимп yi i ройств: вен i иляцпен, ih|hi'iiim im нн n,iu#c нием (дуп!евая htiotiti.i), no юиропп тм i ,чщ лизаиией, освещением, .i i.iiwhe hnuh m u фон. Схемы Г ГП нре,111|ипи пи и исшил ПуНКЮВ ДОЛЖНЫ бы II. ytl>l l.llll.l Ml1* i\ « • И 11 ill При закрытой системе ien юси.т^емпи ши.1ч но сфемя1ся к украшению ш> ioi \icha и п. ных установок горячего по юимиженич 1ц кое объединение, конечно, не можп ni.ni. самоцелью и дотжно опре чел я 11.<-я и-мшкп экономическими соображениями Ко и,шли плотность застройки и небольшое мши чество отдельных зданий cnotobi«нуии централизации горячего водоснабжения и пределах всег о предприятия. При большом отдалении зданий ;ipyi от др>1а, чначигепьной нагрузке юрячею водосмабженик (например, большое количес!- во 1)шсвых кабин) более целесообра1ны меховые местные подо!реватели. При ма !ых iiaipytKax и наличии пара подогреватели Muivr быть пароводяными. Предприятие може! иметь цехи как с однородным характером внутренних тепловыделений (удельный вес в общей нагрузке), так и с разным. В первом случае температурный режим для всех зданий может быть принят единым и поэтому определяйся в центральном тепловом пункте, во втором — различным и устанавливаться на цеховых (вторичных) тепловых пунктах. В этом случае каждый цех (корпус) должен иметь собственный тегнтовой пункт, смонтирован- III in примерно по той же схеме, как и пей i |м ii.iii.in I гмнец.11 Урмии ip.i(|)HK ;ыи промьпнчен- iii.ix ирс mpini i ни и» i*eii oi 1ИЧ.11 ься oi бы- IMIU) 'I им 1мИ11|м1м\ DMM'iiio p.iGoiaioi lii|iii| IDI < • 11 11 Ч» I II icill Л'Я 1ЮЧ1ОПКИ и Mm I'.i i \ |чии и г. •• и- mi и ten ioiii.ix iiyiiKiax ii|n«Mi tin ■. urn и ii|n 1111 • и и 111 н ih'imiii.i ycia- ii.ii) iiiHii 111 и iii ii i |ii'in 1»ni.ir iiiiiHii.i ')innaco- • ii и ■ 11*• i riinii(iMii|)ii mil характера luiHihiiii iiiiiiil но in \,im ih.iii. усшновлены и .iiiiiiM iiriiipiini.iioM тики*, мри отсутствии • HHinohpii щи и iii miiii.i\ lnhiiM оПраюм ii|)i*iie чем решить 1ч.|||ц»( о Meeie v(. 1.1 и он и и смесительных
Рис. 23.18. Схема тепловою пункта промышленнсм о предприятия: I - измерительные диафрагмы для расходомеров; 2 — регутяторы давления; 3 - рсгутяюры температуры, 4 - насосы д-гя подмешивания; 5- циркуляционные насосы, й 7 - коллекторы, К - резервный пароводяной подогревагеть для отопления. 9 - подвод пара (от резервной котельной или ТЭЦ), 10 - подо1реватель горячею водоснабжения; //--водомер, 12 - коллектор горячею водоснабжения, 13 — циркуляционно-повысите 1ьный насос. 14 — элеватор насосов, должен быть проанализирован и определен температурный режим (график) для отдельных цехов и предприятия в целом. При этом должны быть учтены потребности как чисто отопительных установок (с радиаторами и калориферами), гак и вентиляционных. Центральное смещение наиболее трудно сочетается с местными установками горячего водоснабжения, поэтому и следует стремиться к централизации подачи горячей воды на бытовые и другие нужды. На рис. 23.18 приведена принципиальная схема центрапьного теплового пункта промышленного предприятия. В схеме предусмот - рены: учет получаемог о теп поносителя, для чего установлены дроссельные шайбы 1 к расходомерам и регистрирующие термометры 14; стабилизация давления сетевой воды с помощью регуляторов давления 2; регулирование 1емпературы воды (по дням недели и часам суток) для систем отопления и калориферов приточной вентиляции (регуляторы температуры 3). Для трех отходящих (от гребенки 6) линий предусмотрено групповое смешение, для одной — самостоятельное. Смесительные насосы 4 взаимно резервируются. Калориферы приточной вентиляции должны иметь также местное автоматическое регулирование; резервный подогреватель 8 отопительно- вентиляционной нагрузки, обеспечиваемый паром от резервной котельной или парового ввода, и циркуляционные насосы 5; центральный подогреватель 10 для горячего водоснабжения (условно показан одноступенчатым) и распределительная гребенка 12. Нагрузка горяче! о водоснабжения на предприятиях имеет нередко пиковый характер (в часы после окончания рабочих смен). Для покрытия этик пиков целесообразно иметь аккумуляторы. Проектирование тепловых схем промышленных предприя1ий должно проводиться с обязательным использованием вторичных энергоресурсов, под коюрыми понимаются" отходящие от печей горячие газы: продукты технологических процессов (нагретые слитки, шлаки, раскаленный кокс и пр.), низкот емпературные энергоресурсы в виде отработавшею пара, горячей воды от различных охлаждающих устройств и производственные тепловыделения. Для теплоснабжения обычно используются энергоресурсы третьей группы, которые имеют температуры в пределах от 40 до 130°С Предпочтительным является их использование для нужд горячего водоснабжения, поскольку эта нагрузка имеет круглогодичный характер. При большой рассредоточенное™ цехов по территории предприятия желательно иметь систему диспетчерского контроля за 305
параметрами сетевой и местной воды в узловых точках тепловой сети и цеховых тепловых пунктах, что особенно необходимо при переменном характере тепловых нагрузок в течение суток, что обычно связано со сменностью работы предприятий. Теплоснабжение жилых и общественных здании, расно южсппм - |>м м<» щрмм предприятием, иршшшип >-И|, н „<i ТелЬНОЙ. В ЛОМ ( 1\Ч.н* 1Ич1.>.,ц (|/|г лять теплоснабжение ii|iumi i мши h|ipji ПРИЯГИЙ 01 ЖИ П.IX II (ililiii I I iii mil ( > < IHIIIlfl, Сооружая ДЛЯ IUI\ i.iMm шип и in I) nil in ВЫС liyilKII.I Г i (i в а () a (i t) if a m h ч f i» и с /> m u 'i ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ IIVIIK'IOII К основному оборудовании) icii'ioiti.ix пунктов относятся центробежные и ноли струйные (элеваторы) насосы, водо-ттипис подогреватели, грязевики, баки-аккумуишо ры, деаэраторы. Широкое применение и тепловых пунктах имеют приборы кошрош и регулирования, различная арматура, .i также трубы и тепловая изоляция. Подогреватели в тепловых пункшч до последнего времени применяются почт исключительно трубчатого типа с лагунными трубками (рис. 24.1). Основные размеры и расчетные характеристики их согласно ОСТ 34-588-68 приведены в табл. 24.1 и 24.2. Подогреватели, применяемые для отопления, должны иметь на корпусах линзовые компенсаторы. Для горячего водоснабжения применяются подогреватели бе» компенсаторов. К ШК И' Щи ■ ■ i i.i 111himi in пни | tot |и п.i и и и ( и и III llji • г. | »| пи |\ 'И ш | , н ,s ||,- i 11 'i >111111 ^ и i ii i иn'i 11 i,ix , it*mi пин* имI крики iihp- MI.HII Ii II III И | II (|'ll. | ,'). inniM I'miiii icH Ml.l \ II \ II Mil M Oi. пиши.ic |i,iimi|iii I lipillU' H'lll.l II i ,|1> I ''I \ ) ll'H.I I I l|l|.l I i III I II I.I I III 111 II It I И I I I 111 К I II yri pom i tiii и <ui< i\ *iiiiiiiiiih iio iу<111 in iini|io кое применение и in>niin.i\ irnn ini ii|>u соединении ciku'm инишппш JlyilllllMII I 'III I .НО К II i I ,| 11.111.1С I (I I'll, I I O| II. I kohl i pVKiiiiw Kill luiiiKiii, Mm mi-pi u ■)icii;i юр (рис 14 Ч юс loin hi корпус;! и сметки о uum.i ()liion11we p;i iMepi.i >'iei)aio- рои yka t.iiinoii конструкции приведены в i.if»ii MA ){u» предо! 11[>;ш(сния перетока сетевой поды помимо сопла предусматривается смени.» м.пыи фасонный фланец, который надежно juHctiMaei сопло элеватора. Основными размерами, определяющими характеристику элеватора, являются диаметр камеры смещения и диаметр сопла. Для уменьшения расхода цветного металла сменные сопла выполняются составными, что дает возможность при изменении диаметра выходного сечения сопла заменять только его выходную, наиболее ле1 кую часть. Необходимость замены сопл устраняется при применении элеваторов с pciynnpye- мым выходным сечением сопла. Ишенспие выходного сечения conria yiocrniacioi ниодом в сопло конической ипы (рис 24 4) I акая конструкция дае! вошожносп. ючиоп yciil- новки необходимою кщффищкщ i «мешопия и попн).1ЯС1 и icii ii.iii перпп I mi Diiii ieiii>- hoi о cetoiKi спи*.u i. no i.i <■ \ n<> n.i hi muio- Bc>ii coin и oi они ic it.in и yi i.шинки Пен Рис. 24.1. Подогреватели водо-водякые сек ционные трубчатые по ОСТ 34-588-6Х а — для юрячего водоснабжения, о нипинпиш» сущее h V lll| уме ill II при- и М, I |,i 1 пешни 11 • ylDMICII 1 ■II НИИ кн 1 , II 1. ,1, II i|J> ' 1 I 1 ., , 1 ,l|, НИ I Ill ,|..| .1.1 IIII К W. Hill II 111 Ml ,, , II 1 1 1 I I •, Ml, 111 '"III 1 Ml 1 1 ' 41 II НИИ. > Mi НИ ||,|||| . 1 н '' Illllll пни и I ICI I.M Imlll, II.1 III , цир- СЧСТ 4IICIO Пара-
Рис 24 2 Пологреваге ib воло-водянои пластинчатый а - общий вид г — тастина Таблица 24 1 Основные размеры водо-водяных секционных подог рева i елей (по ОСТ 34-588-68) Чо Г О Ю грев ie 1Я 01 02 oi 04 05 06 07 08 09 10 11 12 11 14 15 16 Основные р пмеры D, > L 17 х 2000 S7 х 4000 76 х 2000  х 4000 89 х 2000 8)л 4000 114x2000 114x4000 168 х 2000 168x4000 219x2000 219x4000 271x2000 274x4000 125x2000 1">5х4000 Б 114 114 148 '48 20^ 20 <; 210 210 159 359 415 415 Мб 46 610 610 в 200 200 200 200 240 240 100 100 400 400 ЮО 500 600 600 600 600 мм Диамсгр ф 1 \НЦ 1 мм d\ 40 40 50 50 65 6Э 80 80 125 125 150 150 200 200 2Э0 250 / 40 40 50 50 65 65 80 80 100 100 150 200 200 200 250 250 Поверх НОЧЬ нагрева секции м 0 17 0 75 0 65 1 11 1 11 2 24 1 76 1 54 14 69 59 12 10 20 1 138 28 Чис то rpVOCR в секции Ш1 4 4 7 7 12 12 19 19 17 17 64 64 109 109 1М 151 MlCC секшш С к 1 11 ЮМ м 12 2 4^2 412 61 6 55 2 S0 4 76 5 114 116 207 213 322 104 487 413 663 В том iai\n ные 1 р\1 К I 124 6 48 ^6-7 11 ! 9 72 194 154 V) 8 10 60 51 S 104 88 1 177 122 244 lie Ic К 1 Ii 1 61 61 85 s s 12 1 12 5 152 152 29 5 29 5 60 60 90 90 108 108 Примечания 1 />р = 1 МПа /=150°С (ГОСТ 444 69) /;пр = 1 1 МПа 2 Трубки ыт\нные 16x1 мм т = 63
Рис. 24.3 Оальной ыамюр кшнфмомш Mill Icimimcii. Mix терм» / —фасонный ф i.Hicn, 2 ирнн i i >*■> < inn in I i mi hiidii -пин шип» Рис. 24.4. Элеватор с регулируемым соплом: — всасывающий патрубок, 2 — камера смешения, 3 — диффузор; 4 — сопло; 5 — регулирующий орган- Таблица 24.2. Расчетные характеристики водо7водяных секционных подогревателей (по ОСТ 34-588-68) № поте л я 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 Наружный и внутренний корпуса, мм 57/50 76/69 89/82 114/106 168/156 219/207 273/259 325/309 377/359 426/408 Количество трубок в секции, L1IT 4 7 12 19 37 64 109 151 216 283 Поверхности нагрева одном се к и и и длиной 4 vi, м- 0,75 1,31 2.24 3,54 6,90 12 20,3 28 40,1 52,5 Площадь проходного сечения, м- трубок /гР 0,00062 0,00108 0,00185 0,00293 0,0057 0,009KS 0,0167') O,O2*2S o.(m;s межтрубно! о пространства А, г 0,00116 0,002 И 0,0О2К7 o,oos 0,01 V о.о;и ■') A (НО ' ' и и i iii i III I w'hl II и 'ч | Chno- Аи'Лр 1 ,S7 \l < 1.^ 1./ \M ' 1 1 I,KS 1 H4 1. /•> 'ЗкВИП.| 1L41I- ИЫИ Jlll.l \icip Mi1*- 1 pSDIIDI И lipni. 1 p,IIK 1 - H.I i/,, M 0.01 ^ 0.0164 0.0134 0,0155 0,0207 0,0258 0,0196 0,0208 0,0193 0,0186
lab лица 24.J. характеристика и основные размеры разборных пластинчатых теплообменников* HUM LV14< IJV/UU I1IIV Поверхность теплообмена одной пластины, м2 1 Размеры: длина, м ширина, м Шаг гофр, м: вдоль потока по нормали к гофре Высота гофр, м Количество гофр, шт. Угол наклона гофр, град Ширина канала, м Зазор для прохода рабочей среды, м Эквивалентный диаметр канала, м Площадь поперечного сечения канала, м2 Смоченный параметр сечения канала, м Приведенная длина канала, м Толщина стенки пластины, м Масса пластины, кг Диаметр присоединитель- ного штуцера, м Типоразмеры, м2 0,3 0,3 1,370 0,3 0,0208 0,018 0,0040 50 60 0,025 0,0040 0,00800 0,00110 0,5500 1,120 0,0010 3,20 0,065 0,6 0,6 1,375 0,6 0,0208 0,018 0,0045 63 60 0,545 0,0045 0,00830 0,00245 1,1880 1,010 0,0010 5,80 0,200 * Согласно РТМ 26-01-107-78 Управления по ремонту предприятий химической промышленности A978 г.). Таблица 24.4. Основные размеры элеватора конструкции ^ВТИ-Теплосеть Мосэнерго Номер элеватора 1 2 3 4 5 6 7 Диаметр камеры смещения d, мм 15 20 25 30 35 47 59 Размеры, мм '■ 425 425 625 625 625 720 720 А 90 90 135 135 135 180 180 Б ПО по 155 155 155 175 175 37 37 49 49 49 80 80 51 51 70 70 70 100 100 51 51 70 70 70 100 100 тельного испытания на ар-^-ятнос давление. В ГТП могут также найти применение насосы типа Д. Характеристику насоса можно изменить установкой колес другого диаметра или их обточкой (теоретически также изменением частоты вращения). Гидравлическая характеристика насосов приведена в [105]. Потребляемая электродвигателем насоса мощность Л', кВт, при номинальной подаче определяется по формуле ,.п и —, B4.1) типа KM — моноблочный) и приведены в табл. 24.5. Согласно указаниям ВНИИгидро- маша эти насосы допускают давление на всасе до 0,5 МПа при условии предваригде #=9,81 м/с2; GH — номинальная подача воды насосом, кг/с; Нн — напор насоса при номинальной подаче, м; т\и — КПД насоса при номиначьной подаче; г|э д — КПД электродвигателя. Грубы для монтажа коммуникаций в тепловых пунктах применяются бесшовные из стали 10 и 20. Толщины стенок труб должны учитывать приварку фланцев. Для сетей горячего водоснабжения должны применяться оцинкованные стальные трубы, трубы должны соединяться электросваркой под слоем флюса. Для установки арматуры на трубах до 250 мм применяются плоские стальные фланцы (по ГОСТ 1255-54), привариваемые к трубам электросваркой. Трубы и арматура должны быть покрыты тепловой изоляцией. На местных тепловых пунктах в зданиях в настоящее время обычно применяются чугунные задвижки. Согласно правилам Госгортехнадзора СССР чугунная арматура при условном давлении воды 1,0 МПа может применяться диаметром до 300 мм, при давлении 1,6 МПа — до 800 мм. Задвижки обычно устанавливаются маховиком вверх и не должны использоваться для регулирования. Если на вводе отсутствует регулятор расхода, то вместо него должен устанавливаться регулировочный клапан. Если параметры теплоносителя превышают указанные для них пределы, то должны устанавливаться стальные задвижки. Стальные задвижки имеют большую массу и поэтому должны устанавливаться на дополнительные опоры. Клапаны в тепловых пунктах могут использоваться для регулирования. Предохранительные клапаны в тепловых пунктах применяются для защиты отопительных систем от повышения давления, а также на аккумуляторах горячей воды, работающих под избыточным давлением. В теп- 309
—" иилица /t.3, ларактеристика насосов типа к и км Марка насоса К-8/18-У2 КМ-8-18-У2 КМ-20/18а-У2 К-20/18-У2 К-20/30-У2 К-45/30-У2 К-45/55-У4 КМ-45/55-У4 К-90/20-У2 К-90/85-У4 К-90/35-У4 КМ-90/35-У4 К-90/55-У4 КМ-90/55а-У4 К-160-30-У4 К-160/20-У4 КМ-160/20-У4 К-290/30-У4 К-290/18-У4 Подача, м'/ч 8 16,8 20 20 45 45 90 90 90 90 90 160 160 290 290 Напор, м 18 15 18 30 30 55 20 85 35 35 43 30 20 30 18 Частота вращения, об/мин 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 1450 1450 1450 1450 Мощность кВт 1,5 1,5 2,2 4 7.5 15 7,5 55 15 22 18.5 30 15 40 22 Масса, кг 64 50,5 55 68 92 134 НО I9K ПК 1У7 195 350 217 455 360 237 600 430 ловых пунктах наибольшее применение получили грузовые клапаны. В тепловых пунктах широкое применение имеют обратные поворотные клапаны. Клапаны устанавливаются на горизонтальном трубопроводе крышкой вверх и на вертикальном — уплотнительной поверхностью затвора вверх. Вода подается под диск. Грязевики применяются в тепловых пунктах на подающих трубах для защиты местных установок и систем от посторонних предметов, попадающих в наружные трубопроводы при их монтаже, на обрагных трубах — перед водомерами. Предохраняя от заноса посторонними предметами, грязевик вместе с тем не должен создавать больших дополнительных потерь давления. Глава двадцать пятая РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ 25.1. Расчет и выбор элеваторов и насосов Уравнение характеристики водоструйного элеватора с цилиндрической камерой смешения [136] Bф!)£A + Уз i де Д/7р = рр — ри — располагаемый ncpcu.i ч давлений перед соплом элеватора. I l.i, />,„ р„ — давление рабочей воды перед соичом и инжектируемой воды в приемной камере, 11л; АРс = Рс — Ри — перепад давлений, cot лакаемый элеватором. Па; рс — давление смешанной воды на выходе из диффузора, ll.i. 310
Фь Фг> Фз> Ф4 — коэффициенты скорости сопла, цилиндрической камеры смешения, диффузора, входного участка камеры смешения; /ь /3 - площади выходного сечения сопла и сечения цилиндрической камеры смешения, м2; /„2 =/з —/i — площадь сечения инжектируемого потока во входном сечении цилиндрической камеры смешения, м2; и = = GjGp — коэффициент инжекции (смешения); GH — массовый расход инжектируемой воды, кг/с; Gp — массовый расход рабочей воды, кг/с. При проектировании элеваторных вводов, как правило, приходится встречаться со следующими задачами: определение основных размеров (диаметра камеры смешения и сопла) элеватора и перепада давлений в сопле по заданному коэффициенту смешения и сопротивлению (проводимости) отопительной системы или определение тех же основных размеров элеватора и его коэффициента смешения по заданному перепаду давления в сопле и сопротивлению (проводимости) отопительной системы. При решении первой задачи заданными величинами являются: тепловая нагрузка отопительной системы Ql, Вт, при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t£0; температуры, °С, сетевой воды в подающем трубопроводе £?под, смешанной воды г§т под и воды после системы отопления г§ТОбр при tg; потери давления в системе отопления в рассматриваемом режиме Арс, Па. Расчет элеватора выполняют в порядке, приведенном ниже. Расходы сетевой Gj и смешанной G3 воды, кг/с: B5.2) ^ Uc под 'с обр) Ql B5.3) с Uot под ^от обр) где с — теплоемкость воды, ДжДкг К) (с = = 4190 Дж/(кг-К). Расход инжектируемой воды G2, кг/с, G2 = GH = G3 - Gx. B5.4) Коэффициент смешения элеватора G-, tp — fP U = = с под "-от под B5.5)  'от под 'от обр Проводимость а, кгДс-Па0'5), или сопротивление Sc, Пас2/кг2, системы отопления So- _ л ,2 B5.6) B5.7) Оптимальный диаметр KJ^<fEpbf ния, м, d3 = 0,16 )/о = O,16/J/S^. B5.8) По найденному значению d3 подбирают ближайший размер диаметра камеры смешения из серийных элеваторов. Выражение для определения диаметра выходного сечения сопла dlf м, находится путем совместного решения уравнений B5.1) и B5.6). Это выражение при фх = 0,95, ф2 = 0,975, Фз = 0,85, ф4 = 0,9 *, плотности рабочего потока рр = 1000 кг/м3 имеет вид: B5.9) где п = ^-3- =  - поправочный коэф- /н2 «3 - «1 фициент. Определение dt производится методом последовательного приближения Для этого предварительно задаются величиной п (обычно и = 1,05-5-1,15) и определяют d{. После этого производится проверка предварительно принятого значения п. Если полученное при проверке значение п будет сильно отличаться от предварительно принятого, то производится, повторный расчет d\. В формуле B5.9) проводимость а можно заменить сопротивлением, подставив а = = l/]/sc, см. формулу B5.6). На основании формулы B5.9) составлена номограмма (рис. 25.1). По оси абсцисс этой номограммы отложены как проводимость а, так и сопротивление Sc системы отопления Перепад давлений в сопле элеватора Арр, Па, при ф! =0,95 и рр= 1000 кг/м3 B5 10) 2ф? Рр На основании этой формулы составлена номограмма, приведенная на рис. 25.2. Из-за возможной неточности размеров элеватора необходимую разность давлений перед ним следует предусматривать с некоторым запасом 10—15%. Для выбора номера элеватора и определения диаметра- выходного сечения сопла * Значения коэффициентов скорости ф приняты с частичным учетом испытаний Теплосети Мосэнерго. 311
400 300 200 150 ЮО 80 70 60 50 40 кг/fc Па0'5) 0,06 0,08 A?0,W 0,12 0,14 0,16 i пк i.j i uuMuipdMMd для выисра водоструйного элеватора конструкции ВТИ-Теплосеть Мосэнерго 0,03 кг/(с Па0'5) 55Ш 20000 8000 4000 2500 2000 1500 W00 800 600 500 400 40000 10000 6000 Па с*/кгг 300 АР, МПй Рис 25 2 Pacxoi воды в зависимости от диаметра сопла и перепа id дав 1ения в нем 312 di при известных коэффициенге смешения и и сопротив 1ении системы отопления Sc или ее прово!имос1и а можно пользоваться номограммой рис 15 1 Например при а — = 0 0477 кг/(с Па( ") или 5 = 440 Па с:/кг2 и и — 2 2 (Ю1ки i) и BY на рис 25 1) стетует выбирав элеватор № 5 с сотом диаметром d{ — 11 7 мм (точка С^ Ког ;а 1ре6>ется опреде1И1ь размеры эшвагора (ds и c/J и ею коэффициент смешения, заданными не жчинами яв 1яются расчетная тепловая нагрузка огоп 1ения Q$, Вт, температуры во 1Ы г[ 11ОД, fg, „Ol и rg, обр °С, падение дав тения в отопительной системе Дрс, Па при известном расходе воды в ней С3, кг/с потностыо используемый в сопле распо iai аемый перепад даваний перед элеватором Дрр Па Определение О, G^, Sc или а и (Ц осуществляется по форму 1ам B5 2),
B5.3), B5.7) и B5.8). Дальнейший порядок расчета приведен ниже. Диаметр выходного сечения сопла du м, определяется по формуле B,и, Вспомогательные величины для определения м вычисляются следующим образом: B = 2[B-q>i) + 2Scp/i]; B5.12) -~)p-, B5.13) Ф4 / /„2 /з В B5.14) Фактический коэффициент смешения и = — 2 -4АС 2/4 B5.15) Фактический расход смешанной воды С3ф = С, A + и). B5.16) Фактическая температура смешанной воды 1 + и B5.17) Значение коэффициента смешения также можно получить по номограмме (рис. 25.1). Например, при а = 0,09547 кг/(с-Па05) (точка А2) и d{ = 12,8 мм (точка В2) находим коэффициент смешения и = 3,2 (точка С2). В отдельных случаях на отопительных вводах может найти применение схема присоединения с включением низконапорного насоса на всасывающей линии водоструйного элеватора. Принципиальная схема и график давления при совместной работе элеватора и центробежного насоса изображены на рис. 25.3. На приведенном графике давлений при совместной работе элеватора и насоса приняты следующие обозначения: рп, ро — давление в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети перед элеватором, Па; Арр — рабочий перепад давлений в сопле элеватора, Па; Лрн — перепад давлений, развиваемый насосом при текущем расходе воды через него, Па; Лрв = рп — Ро = ДРр + ■+■ Арн — располагаемый перепад давлений в тепловой сети перед элеватором, Па; Дрэ — перепад давлений, создаваемый элеватором, Па; Дрс = Дрэ + Лрн — падение давления в системе отопления, Па. При последующих расчетах принято, что перепад давлений, развиваемый насосом АрИ, 12 Водяные тепловые сети Рис. 25.3. Совместная работа элеватора и центробежного насоса: а — принципиальная схема: 1 — элеватор; 2 — насос; 3 — система отопления; о — график давлений при совместной работе элеватора и насоса Па, подчиняется следующей зависимости; ЛРн = АРо ~ SHG2H = Лр0 - SHu2G2p, B5.18) где Лр0 — перепад давлений, развиваемый насосом при нулевой подаче, Па; SH — внутреннее сопротивление центробежного насоса в уравнении характеристики этого насоса, Пас2/кг2; GH и Gp — расходы воды через насос и сопло элеватора, кг/с. Для совместной работы элеватора и центробежного насоса возможно использование насосов типа ЦВЦ, техническая характеристика и общие данные по которым приведены в табл. 25.1. Коэффициент смешения при совместной работе элеватора и центробежного насоса (режим 1) определяется по формуле B5.15), где вспомогательные величины А, В, С определяются следующим образом: B5.19) B5.19а) B5.20) B5.20а) B5.21) -. B5.21а) 2Sc 2 V Ф4//з/н2 1 - Дро/ЛРв Sp 313
Таблица 25.1. Основные технические данные насосов типа ЦВЦ при п = 50с -1 Подача, м'/ч То же, кг/с Напор, м Перепад давлений, кПа Значение Ар., кПа SH, Па с2/кг2 Мощность электродвигателя агрегата, кВт Общий КПД электронасоса, % Масса, кг Присоединительный условный диаметр патрубков насоса, мм Марка электронасоса ЦВЦ 2,5-2 0.5-4 0,139-1,111 2,2-1,1 21,6-10,8 25 11700 0,04-0,11 14 8 25 ЦВЦ 4-2,8 0,5-6,3 0,139-1,75 3,2-1,7 31,4-16,7 34,7 5900 0,09-0,18 20 10,3 32 ЦВЦ 6,3-3,5 0,5-10 0,139-2,78 4-2 39,2-19,6 43 3000 0.15-0,28 25 п.з 40 ЦВЦ 10,0-4,7 0,63-16 0,175-4,44 5,4-2,9 53-28,4 57 1430 0,25-0,425 36 34 40 ЦВЦ 16.0-6,7 0,8-25 0,222-6,94 7,7-4 75,5-39,2 89,2 915 0,55-0,845 41 38 50 ЦВЦ 25,0-9,2 1-40 0,278-11,11 10,5-5 103 -49,1 ! Г 1.1 И.1 1 1 (Л Здесь Sc = Apc/G2. - сопротивление систе- (режим 3) определяется по форм\ и- мы отопления, Па-с2/кг2; 1 Арр сопротивление сопла элеватора, Па с2/кг2; S3— сопротивление элеватора (принимается по экспериментальным данным [162]), Па-с2/кг2. Расход сетевой воды через сопло элеватора (при режиме 1 — совместная работа элеватора и насоса) находится по формуле Арв - Аро Sp - SH«2 B5.22) Коэффициент смешения элеватора при выключенном насосе (режим 2) определяется по той же формуле B5.15), но вспомо1 а- тельные величины А, В, и С принимаются следующими: V Sp ■>! В = В9 + ——; С = С B5.23) B5.24) B5.25) Расход сетевой воды (при режиме 2) определяется по формуле B5.22), в которой следует принять Лр0 = 0. Расход воды в системе отопления при отключенном элеваторе и работе насоса В последнее время в мам им \ mi шнмх пунктах находят применение икмттры о автоматически регулируемым шли шмм vc- чением сопла. В данном случпе р»ч \ шрую- щий орган (игла внутри сои ш) при ■ ипем закрытии сокращает расход u-hmkiII ни ii.i, но одновременно вызывав! унешчппп* циента смешения эчевагор.1 II privn. этого расход смешанной шмм uim*i»0K'H в меньшей степени, чем pdcxu i inmuH ни ii.i Расчет элеваторов с |u-i \ шругммм учением сопла может проник» пиu n im приведенным выше формулам i im пимчпмч »иг- ваторов. Однако при пом ниш учи что коэффициент скорое) и ними мм шается при уменьшении исипш сн сопла. Коэффициент скор<н i и кипи и ринмт риваемом случае при копима и>М фирме hi »ii.i можно определить с юдупнпнм м«чпцом [153]. Предварительно оирсиг imch и пичцн/ц, открытого сечения меж i\ ш mil и шипом fi, м2, а затем эквивапешпми umMcip </„ м, зазора между конической чтило ш им и соплом на длине / м (ptu .'M) по формулам: fi = nz(d — z ми /1 os i\ sin /, B5.27) d3 = 4ful' ' ми'/. B5.28)
«a Рис. 25.4. Сопло с регулируемым выходным сечением где di — диаметр выходног о отверстия сопла, м; а — угол конусности иглы и внутренней расточки сопла; z — ход (величина открытия) иглы, м; Р — омываемый периметр, м; d0 — диаметр основания иглы, м. Длина конической части иглы в сопле при полном его закрытии, м, h = (do-dl)/2tg<x. B5.29) Длина конической части иглы внутри сопла, м, / = /i + z. B5.30) При введенной в сопло игле коэффициент скорости его находится по формуле 1 Ф1 = 1 Ф1ИСХ 2Elfj B5.31) где ф]цСХ — исходный коэффициент скорости сопла (при выведенной из сопла игле), который принимается равным (piHCX = 0,95; E — экспериментальный коэффициент, зависящий от шероховатостей внутренней поверхности сопла и поверхности иглы. Этот коэффициент можно принимать Е = 0,1 • 10 — -0,2- 10" -\ 25.2. Расчет схем с подогревателями Расчет секционных трубчатых и пластинчатых водо-водяных подогревателей для тепловых пунктов включает тепловой расчет с выбором основных конструктивных размеров (для трубчатых подогревателей — это диаметр корпуса и число секций, для пластинчатых — типоразмер пластин, их число и схема включения) и гидравлический расчет подогревателя. Для двухступенчатых схем присоединения дополнительно возникает необходимость расчета распределения тепловой производительности подогревателя горячего водоснабжения по ступеням, причем для двухступенчатой последовательной схемы присоединения расчет приходится выполнять при балансовой и максимальной производительностях • с определением конечных температур воды. В общем случае расчетная производительность водо-водяного подогревателя любого типа определяется на основании уравнения теплового баланса без учета потерь теплоты Q = = GBc(t™* - B5.32) где Q — производительность подогревателя, Вт; Gn, GB — расход первичной (сетевой) и вторичной (местной) воды, кг/с; с — теплоемкость сетевой и местной воды (для воды с = 4190 Дж/(кг-°С); С и г£ых - температуры первичной воды на входе и выходе подогревателя °С; гвых, гЦх — температуры вторичной (местной) воды на выходе и входе подогревателя, °С. Из уравнения B5.32) могут быть найдены расходы воды. Для поверхностных подогревателей определение поверхности нагрева F, м2, производится по формуле F = Q/kAt, B5.33) где At — средний температурный напор, "С; к — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К). Средний температурный напор подогревателя при противотоке (применяется практически в абсолютном большинстве случаев) или прямотоке вычисляется по формуле А* А* B5.34) In At6/AtM ' где Д^б и AtM — большая и меньшая разности температур сетевой и местной воды на концал подогревателя. Коэффициент теплопередачи трубчатого или пластинчатого подогревателя при идеальном совершенстве конструкции, обеспечивающей равномерный поток по проходному сечению, и чистой поверхности нагрева может быть определен по формуле 1 1 1 1 1 «1 «2 B5.35) где эсь а2 — коэффициенты теплоотдачи от сетевой воды к стенке и от стенки к местной воде, Вт/(м2К); 5^ — толщина стенки трубки (или пластины), м; Х,^- — коэффициент теплопроводности материала стенки, ВтДм • К). Для расчета поверхности нагрева подогревателей рекомендуется к коэффициенту теплопередачи к0 вводить две поправки. Первая поправка вводится в виде коэффициента (Зь учитывающего неравномерность
0,96 0,94 0,92 0,90 0,88 0,86 0,84 0,82 0,80 0,78 0,76 0,74 0,72 0,70 0,68 0,66 u у \ _Pac \ \\ \ \ \ \\ \\ л счита A НО ПО формуле • '^ 1+R.K. \ \ \ . ^ \ \' 1 N £>-N \ 0 500 WOO 1500 2000 2500 /Co, бг/Гмг-к) Рис. 25.5. Поправочный коэффициент р2 поля скоростей в проходном сечении (рекомендуется принимать р! = 0,92-5-0,95). Вторая поправка вводится для учета загрязнения поверхности нагрева в виде термического сопротивления загрязнения Л3 = = 53/Х3, где 53 — толщина загрязнения (с двух сторон), м; Х.3 — теплопроводность слоя загрязнения, ВтДм ■ К), или в виде второго поправочного коэффициента р2 = 1/A + Я3&0) к коэффициенту /с0. В результате окончательная формула для определения коэффициента теплоотдачи принимает следующий вид: к = Pi Pi /с0 B5.36) Зависимость Рг = 1/A + Кз^о) пРи различных значениях К3 приведена на рис. 25.5. Для получения высокого коэффициента теплопередачи необходимо стремиться к тому, чтобы скорости обоих потоков были примерно одинаковыми. Для этой цели в трубчатых отопительных подогревателях сетевая вода направляется в трубки, а местная - в межтрубное пространство. В трубчатых подогревателях горячего водоснабжения в трубки направляется местная вода, а в межтрубное пространство — сетевая вода. В пластинчатых подогревателях скорости потоков могут выравниваться схемой включения пластин. Коэффициент теплоотдачи а, ВтДм2 • К), от^ сетевой воды к стенке или от стенки к местной воде при ~ёё турбулентном движении вдоль трубок вычисляется на основании зависимости где w — скорость воды в трубках или межтрубном пространстве, м/с; d — внутренний диаметр трубки или эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м; А — температурный множитель. Значение температурного множителя Л в формуле B5.37) можно вычислить на основании выражения А = 1630 + 21f - 0,041г\ B5.38) где t — средняя температура воды, °С Для различных средних температур но n.i tcp значения этою множителя принедгнм в табл. 25.2. При протекании поды в трубках и i|»n|> мулу B5.37) подаавлясгся внутреннин шп метр dB, а при проюкаиии в межфумюч пространстве — его эквивалентный ;ui;imci|i. который для секционных нодо-водяныч но ю гревателей вычисляют по формуле Р D\ + «о^,, где/мт — площадь межтрубною upot i |<шп i ва, м2; Р — омываемый перимсф. м 1>„ внутренний диаметр корпуса, м; </„ mi|iy* ный диаметр трубки, м; по—чтим »|»vHim в корпусе (одноходовом). Коэффициент теплоотдачи, Hi/|m Iv I, oi сетевой воды к стенке или mi i пики к местной воде для пластипчшыч имппре вателей при турбулентном hoi им- ш.гип чи- ется по формуле ^ — эквивалентный диаме1р, м 11<-шчнну А можно определять по табл. .^ .' Скорость сетевой или мсшшН юны »v, м/с, для трубчатых и пластин .и пшмицр вателей находится из выражении w = G//p, I-'MI) где G — расход воды, ki/c, p in щ. воды, кг/м3;/— площадь прохинюю t пчемин для потока воды (для труГюк, мс* i руГмим и пространства или проходною i мпш ппи- тинчатого подогревателя), м* При заданных расходе, скирщ ш и шин ности воды из выражения |.">'1|) мо«нп определить площадь проходит о «гчгшт мин потока воды. Для трубчатых подо! pcmi и-к И помгрх- ность нагрева одной секции /,,,. м'. нихи- дится по формуле FceK = ndlnu. 1-^42) <х = А J0.2 B5.37) где п0 — число трубок а одной ммшм, ни.; / — длина одной секции, м.
Таблица 25.2. Значения величины А в формулах B5.37) и B5.40) / 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 Трубчатые подогревате- гтм ппи гтпы^*р ли при движс НИИ ВОДЫ вдоль трубок 1630 1836 2034 2223 2403 2578 2743 2899 3048 3188 3320 3443 3559 3666 3765 3855 Пластинчатые подогреватели /^0=0,3 М2 2678 2991 3308 3600 3854 4092 4326 4517 4712 4912 5086 Fo=0,6 м2 3615 4038 4466 4850 5203 5524 5840 6120 6361 6631 6866 Для пластинчатого подогревателя поверхность нагрева одной пластины принимается по табл. 24.3. Расчетный диаметр трубки в формуле B5.42) для секционных подогревателей d = 0,5 (dH + dB), B5.43) где dH, dB — наружный и внутренний диаметры трубок, м. Число секций трубчатого подогревателя г = F/FctK. B5.44) Число теплопередающих пластин пластинчатого подогревателя z = F/Fnjl, B5.45) где Fnn - поверхность нагрева одной тепло- передающей пластины. Падение давления в трубчатом подогревателе Ар, Па, для воды, проходящей как по трубкам, так и в межтрубном пространстве определяется по формуле ДР = (^1С)^Р, B5-46) где d — расчетный диаметр (внутренний диаметр трубок dB для потока внутри трубок и эквивалентный диаметр d3 для потока в межтрубном пространстве), м; L— длина хода воды для потока внутри трубок или в межтрубном пространстве, м; X — коэффициент гидравлического трения для dB или d3; ££ — сумма коэффициентов местных сопротивлений для потока внутри трубок или в межтрубном пространстве; w — скорость воды в трубках или в межтрубном пространстве, м/с: р — плотность воды в трубках или межтрубном пространстве, кг/м3, Для упрощения расчетов коэффициент гидравлического трения в последней формуле как для потока в трубках, так и для потока в межтрубном пространстве можно вычислять по формуле для шероховатых труб B5.47) -VHf Формулу для определения падения давления, Па, в одной секции подогревателя длиной /, м, для трубок и межтрубного пространства можно представить в следующем виде: Лрсе1( = Bw2 B5.48а) B5.486) Здесь w - скорость воды в трубках или межтрубном пространстве, м/с; YJQz — сумма коэффициентов местных сопротивлений, отнесенная к одной секции; z — число секций. Значения коэффициента местного сопротивления для потока в трубках можно принимать по табл. 25.3. Для межтрубного пространства суммарный коэффициент местного сопротивления для одной секции длиной 4 м можно принимать по выражению IC/z=13,5/MT//n, гле/мт — площадь сечения межтрубного пространства и /п — площадь сечения патрубка межтрубного пространства. Значения В для водо-водяных подогревателей по ОСТ 34-588-68 приведены в табл. 25.4. Падение давления Дрсек, Па, в одной секции водо-водяных подогревателей удобно выразить через сопротивление секции S и массовый расход воды G, кг/с: АРсек = SG2, B5.49) где S = 5/(/рJ — сопротивление одной секции подогревателя, Пас2/кг; /—площадь поперечного сечения потока воды в трубном или межтрубном пространстве. Значения S для трубчатых подогревателей приведены в табл. 25.4. Для пластинчатых подогревателей коэффициент гидравлического трения X и падение давления Ар, Па, рекомендуется РТМ Министерства химической и нефтяной промышленности определять по формулам: X = C/Re0-25 ; B5.50а) ^zp^ 2
Таблица 25.3. Коэффициент местных сопротивлений С, для потока в трубках секционного подогревателя Вид местного сопротивления Вход в трубки без изменения направления потока Выход из трубок без изменения направления потока Поворот на 180е в сварном калаче Значение 0,35 0,55 1,1* Расчет подог рева 1 слей как для отопления, так и для юрячею водоснабжения производится при наиболее низкой температуре воды в подающем грубопровод_е_тепло- / вой сети, а именно н ючке излома температурного i рафика. В соо текший с этим при расчете отопительных ihvioi ревателей в формулы B5.32) и B*> Л) необходимо подставлять тепловую iiiiipyiKy оюпления (?отЛ, Вт, л 1я темпера lypi.i пиружного воздуха t1 в точке излома 1смнеритурного графика Отнесено к скорости во ты в калаче. Таблица 25.4. Значения В и S для трубчатых водо-водяных подогревателей (по ОСТ 34-588-68) № подо- ipeea- 1еля 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 II 12 13 14 15 16 ружный дил- мсгр корпуса />н, мм 57 76 89 114 168 219 273 325 Длина iрубок секции /, м 2 4 2 4 ■) 4 ■) 4 -> 4 -> 4 2 4 2 4 Значения В для потока воды. Па'С-/м2 Э ю ?■ ш 2870 5300 2870 5300 287A SW0 2870 ЖЮ 2870 S300 2870 5300 2870 5300 2870 5300 ^5 a. g_ ?е« о « а х о. 14 SO 12 ISO 84 SO 12 ЛИ) 8300 12 S(H) 7800 11 600 7900 11200 8650 12 300 8200 11600 8000 11300 Значение S ДЛЯ ПО I Ok.1 МО ды, IK О р. 7480 1 \ 800 2460 4540 840 1550 355 618 89 163 29,6 54,5 10,2 18,7 5,3 9,8 ex у о га т ш О. 5870 9360 1560 2240 1010 1520 312 465 53 75 20 28,6 8,7 12,3 4,0 5,7 Примечание. Принято р = 1000 кг/м3. где Re = wd9/v — число Рейнольдса; v — кинематическая вязкость воды, м2/с; Lnp — приведенная длина одного канала, м; z — число пакетов (ходов); С — постоянный коэффициент (для разборных пластин 0,3 м2 С = 19,3; для пластин 0,6 м2 С = 15,0). 1ле 1„ внутренняя температура оишшмн cmiiix помещений, °С; Q§T — тепловая пш р\ < ка оюнления при t%, Вт. Формулы для определения расхо иш и» юной и местной (вторичной) воды <>, ,., и (i0l, ki/c, на отопление принимаю! t и i\m щий вид: г\ из л сот г/гизл _ мы > ■ с Uc под 'с обр' иэл _ tH3JI I lОТ.ПОД lOl Ofili' где Гс.под и ^с3обр - температуры до и после отопительного ,.ИЗЛ О/-1. »ИЗЛ *ИЗЛ '01 ПОД' 4ОТ Обр ii'iinll НИНЫ при t™\ "С; ?S?W Собр м-м..г|.,мурм местной воды до и после cm ими щщме ния при t™1, °С. Температуру сетевой волы mi тельного подогревателя при р.и -и виях обычно принимают f,"',i,, =»!!!(,,п(, ( + B-i-4) °С. Для подогревателей mpi u hhih снабжения формула для опре к- к мин |>im sum местной воды Gj^B, кг/с, при и<г» ирмш присоединения и максимальном ..шнииН ни грузке имеет вид: чини yi in где Qi^B — максимальная и- iорячего водоснабжения, Вi тура местной воды (холодно При последовательно и схеме присоединения вои мость определения расход при балансовой тепловом п водоснабжения Gf.B. Для и формула B5.54), но и m балансовую нагрузку Q\\, Расчетный расход ееiс для подогревателей горни ,. В ЗаВИСИМОСТИ ОТ СХСМ п| к при
ft Ьл.*, ±_ -ои- tr.c ■*»- cor tcnoB At; Рис. 25.6. Смешанная двухступенчатая схема присоединения Рис. 25.7. Последовательная двухступенчатая схема присоединения бгв и гнЗЛ определяется следующим образом: а) при параллельной схеме присоединения ис.г — С (ГИЗЛ L 1'с.под B5.55) б) при смешанной двухступенчатой схеме присоединения (рис. 25.6) г" QU L \'с.под 'г.обр/ = ~Г"/!изл ' изл ч Х • B5-56) L (,'с.под 'г.обр/ Здесь Qii — максимальная производительность И ступени подогревателя при г"зл, Вт; ^слюд ~ температура сетевой воды в подающем трубопроводе при г„зл; fj^fcp - температура сетевой воды после подогревателя горячего водоснабжения (параллельная схема присоединения) или после II ступени подогревателя (смешанная схема присоединения) при г"эл, °С; tjM - расчетная температура местной воды после I ступени подогревателя при Пм ч ^изл Vir.B и 1н • Для расчетных условий при смешанной двухступенчатой схеме присоединения при- нимают гг обр = гот.обр и tj = гот.обр — о, где foT!o6p - температура воды после системы отопления при г„3' и 5 — недогрев местной воды в I ступени подогревателя (принимают 6 = 6-=-10°С). В тех случаях, когда на тепловом пункте установлен отопительный подогреватель, расчетную температуру местной воды после I ступени подогревателя принимают Ч** = fc.3o6p ~ S. Максимальная тепловая производительность QY I ступени подогревателя для смешанной двухступенчатой схемы присоединения составляет где Qf — производительность I ступени подогревателя при максимальной нагрузке горячего водоснабжения. Суммарный расход сетевой воды в этой ступени Gc = GrB + G0T. B5.58) Основная особенность расчета подогревателя горячего водоснабжения при последовательной двухступенчатой схеме присоединения (рис. 25.1) состоит, в том, что определение расхода сетевой воды (одинакового как в I и II ступенях подогревателя, так и для отопительного ввода) и параметра <I>i I ступени подогревателя ведется по балансовой нагрузке горячего водоснабжения, а затем весь последующий расчет I и II ступеней подогревателя выполняется по максимальной нагрузке горячего водоснабжения <3^в при расходе сетевой воды, равном расчетному на отопление. В соответствии с этим балансовые производительности I и II ступеней подогревателя Qf и 0бь Вт, при г"зл и расчетный расход сетевой воды G, кг/с, определяются по формулам: оГ + <2п B5.59) B5.60) B5.61) ег = б?. - ей, B5.57) где <2г.„ = <3г?вхб — балансовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт; QfpB — средненедельная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт (задается или вычисляется из выражения <3^в = <2грвичК хб ~ балансовый коэффициент (для закрытых тепловых сетей «б = 1,2); у.ц — коэффициент часовой неравномерности (для жилых зданий ич = 2-н2,2); t\ — температура местной воды после I ступени подогревателя при балансовой нагрузке
Рис. 25.8. Величина е = /1 —— Vi » И Гн ^1=^отобр-О, 1ЛС 6 = 3-г8 С); 'иол ~ температура сетевой волы в подающем фубопроводе тепловой сети, работающей по специальному повышенному i рафику, °С (обычно г{}од = 75-г80 °С), t% обр - темпера- iypa после системы отопления при балансовой нагрузке, принимаемая равной той же температуре по традиционному отопительному графику при гЦ11, °С Температура сетевой волы за I ступенью подогревателя при Q^ H находится. B5.62) Безразмерная удельная тепловая нагрузка системы отопления вычисляется по формуле 1 [ ^под ^от обр B5 66) где ^тлпод и СЛобР - температуры воды до и после нагревательных приборов отопления при г„зл по традиционному отопительному графику, °С, и — коэффициент смешения, «р доля расхода воды на отопление oi пор мального при t{J0, tB — температура во «лучи в помещении Для определения величины 8j можно но* пользоваться рис. 25.8. Суммарный in.-pin.ui температур сетевой воды в обеих civiichmx подогревателя 6гсг при QfB находи it я По известным величинам f,,,M, iy 1Я, btCT, Б], е0 определяется темпергиур,! по ii.i после системы отопления при максима п.unit тепловой нагрузке горячего волоымьдемии на основании зависимости ^от обр — Производительности подогревателя при Q?a формулам: 0С = е,Сс (^т обр- I и II ыуишей опрелсияюп н по По известным температурам сетевой и местной воды при балансовой нагрузке находится температурный напор Atf для I ступени, формула B5.34), а затем параметр Ф[ I ступени подогревателя по формуле Ф,= B5.63) где G% в - расход местной воды при Qf B. После этого переходят к расчету ступеней подогревателя при максимальной тепловой нагрузке горячего водоснабжения Q™B при г"зл. Расчет начинают с определения вспомогательной величины щ и безразмерной удельной тепловой нагрузки е.\ I ступени подогревателя по формулам: Hi = Ф1 Gм - 1 Gм ' "Г В = A- 1 - B5.64) B5.65) Неизвестные температуры волм при im- грузке QfB определяются по чюлуиииим формулам: ^под = 'под - QWGc , (.И 71) «г РР и РО ье под ■*<>■ ^от о5р in поЗ Рис. 25.9. Смешанная схема присоединения с ограничением расхода воды
Далее по приведенным выше формулам определяются для каждой ступени подогревателя при нагрузке Q?b температурный напор At, коэффициент теплопередачи к, поверхность нагрева F и число секций (пакетов) подогревателя z. Приведенная выше методика расчета ориентирована на расчет подогревателя при последовательной двухступенчатой схеме и зависимой схеме присоединения отопления. В случае присоединения отопления по независимой схеме необходимо в формулах вместо г£лобР подставлять t™6p. При расчете подогревателей в случае смешанной схемы с ограничением расхода сетевой воды (рис. 25.9) удобно задаваться долей расхода сетевой воды на отопление ф в период максимума нагрузки на горячее водоснабжение. Нагрузка системы отопления в этом случае определяется по формуле бот = £OGC ore (tc под - 'в) ■ B5.74) В остальном расчет этой схемы мало чем отличается от расчета смешанной схемы без ограничения расхода сетевой воды. Глава двадцать шестая НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ 26.1. Общие положения. Технологические схемы насосных станций Насосные станции в тепловых сетях предназначены для увеличения располагаемого напора, повышения расхода теплоносителя и изменения давления в трубопроводах тепловой сети. Насосные станции повышают давление в подающем трубопроводе и снижают в обратном. Автоматизация и телемеханизация насосных станций должны обеспечивать бесперебойную работу станции в отсутствие постоянного обслуживающего персонала. В начальный период эксплуатации A—2 года) насосные станции обычно находятся под постоянным наблюдением эксплуатационного персонала, что необходимо учитывать при компоновке помещений. В здании насосной станции предусматриваются: машинный зал, в котором размещаются насосные агрегаты; помещение распределительных устройств; щитовое помещение; трансформаторные камеры; мастерская для производства мелкого ремонта; помещения для эксплуатационного персонала; санитарный узел. При компоновке здания следует учитывать возможность расширения машинного зала. Помещение распред- устройств, щитовое помещение, трансформаторные камеры располагают с одного торца машинного зала. Расстояния от насосной станции до жилых и общественных зданий принимаются с учетом норм допустимого уровня шума в жилой застройке. К зданию насосной станции необходимо предусмотреть подъезд с твердым дорожным покрытием для автомобильного транспорта. Принципиальные схемы насосных станций приведены на рис. 26.1, а и 26.2, а. Коллекторы трубопроводов и запорная арматура в насосных станциях тепловых сетей в отличие, например, от насосных станций системы водоснабжения, не резервируются. Отдельные насосы с арматурой и измерительными приборами, установленными на их напорных и всасывающих патрубках, должны отключаться от коллекторов задвижками (на рисунках не показаны). В подкачивающих насосных станциях в зависимости от режима работы сети на трубопроводах подающей и обратной сетевой воды могут быть установлены регулятор давления, регулятор рассечки, обратный и сбросной клапаны. Обратные клапаны, а также регулирующие клапаны и другие устройства, в которых происходят потери давления, устанавливают на напорных трубопроводах насосов. Их не рекомендуется располагать на всасывающих линиях насосов во избежание кавитации. При регулировании напора насосов дросселированием регулятор устанавливается на напорном коллекторе подающего либо обратного трубопровода. Если насосы располагаются на обратной линии, то регулятор давления, установленный на напорном коллекторе, поддерживает заданное давление во всасывающем коллекторе обратной линии. При регулировании напора насосов перепуском регулятор давления устанавливается на обводе насосов. 321
Обводную линию вокруг насосов рекомендуется предусматривать также для сохранения циркуляции в тепловых сетях в период остановки насосов. В этом случае на обводной линии устанавливается обратный клапан. В период работы насосной станции обратный клапан под действием избыточного давления в напорной линии остается закрытым. При остановке насосов обратный клапан открывается и позволяет осуществить циркуляцию в тепловых сетях за насосной станцией. В рассматриваемом случае необходимо выполнить проверку давления у потребителей в режимах работы тепловой сети с отключенными подкачивающими насосами. Грязевик располагается перед защищаемым от загрязнения оборудованием и приборами (считая по ходу теплоносителя). На трубопроводах подающей и обратной сетевой воды на входе и выходе из насосной станции должна устанавливаться отключающая арматура (задвижки). На случай рассечки тепловой сети на гидравлически независимые зоны для восполнения потерь сетевой воды с утечками в схеме насосной станции предусматривается линия подпитки. На линии подпитки устанавливаются подпиточные насосы с обратными клапанами на их напорных патрубках, регулятор давления (подпитки), водомер для замера расхода сетевой воды с утечками и запорная арматура (задвижки, клапаны). Запорная арматура позволяет осуществить ремонт или произвести замену оборудования и арматуры, установленных на под- питочной линии, без выключения всей насосной. При давлении в обратной линии тепловой сети, обеспечивающем поддержание заданного статического давления в отсеченной зоне, подпиточные насосы и обратные клапаны на линии подпитки не устанавливаются. 26.2. Подбор насосов Суммарная подача рабочих насосов GH определяется по формуле С„ = Go + GB + aGft, B6.1) где Go — расчетный расход сетевой воды на отопление; GB - расчетный расход сетевой воды на вентиляцию; GfrpB — среднечасовой расход сетевой воды на горячее водоснабжение; а — коэффициент, принимаемый в зависимости от системы (закрытая, открытая) и вида трубопровода (подающий, обратный), на котором установлены подкачивающие насосы. Значения коэффициента а принимаются: для закрытых систем теплоснабжения независимо от вида трубопровода, на котором располагаются подкачивающие насосы, а = 1; для открытых систем теплоснабжения при установке насосов на подающем трубопроводе а— 1,2; для открытых систем теплоснабжения при установке насосов на обратном трубопроводе а = 0,6. Суммарная подача перекачивающих насосов в летний период Gf, G;i = pG^B, B6.2) где Р - коэффициент, характеризующий снижение расхода сетевой воды на горячее водоснабжение в летний период (Р = 0,8); Gfb — максимально-часовой расход воды на горячее водоснабжение. Напор подкачивающей насосной станции Янс определяется как разность напоров в подающей (или обратной) линии до и после насосной станции. В случае переменного гидравлического режима работы тепловой сети (например, при параллельной работе источников теплоты) производительность и напор насосной станции следует определять при заданном расчетном режиме и проверять с учетом конкретных условий при других нерасчетных режимах работы тепловой сети. При известном напоре насосной станции Янс напор насосов определяется по формуле B6.3) где АЯК - потери напора в коммуникациях насосной станции; £ Яр — сумма потерь напора в полностью открытых регуляторах (при их последовательной установке). Если точные данные отсутствуют, потеря напора в коммуникациях может быть принята равной 10—15 м, потеря напора в полностью открытом регуляторе типа РК — равной 5 — 10 м. Минимальное число рабочих подкачивающих насосов в насосных станциях принимается равным двум. Независимо от числа рабочих насосов в насосных станциях должна быть предусмотрена установка одного резервного насоса. При выборе числа насосов следует учитывать, что увеличение единичной мощности насосных агрегатов с одновременным уменьшением их числа позволяет снизить капитальные вложения в насосные установки и строительные конструкции насосных станций, а также ведет к повышению их КПД. Одновременно это приводит (в случае дроссельного регулирования)
к увеличению потерь энергии при переменном режиме работы. Подача подпиточных насосов QnH принимается равной: Gn.n = C(V'TX+VM) + C"V';x+ B6.4) где С — коэффициент, определяющий потери сетевой воды с утечками в долях суммарного объема воды в магистральных и распределительных тепловых сетях и местных системах потребителей теплоты; С" — то же в транзитных сетях; V'rc — суммарный объем воды в трубопроводах магистральных и распределительных тепловых сетей; Кт-С — то же в транзитных сетях; VM — объем воды в местных системах отопления и горячего водоснабжения; GpPB(i) — суммарный среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение отдельных потребителей либо районов теплопотребления, снабженных баками-аккумуляторами, расположенными на тепловых пунктах либо в тепловых сетях за насосной станцией (при открытой системе теплоснабжения); G"BB) — максимально-часовой расход воды у остальных потребителей открытой системы. Значение коэффициента С принимается равным 0,005, а С" = 0,0075. Объем воды в тепловых сетях и местных системах приведен в табл. 26.1. Для закрытых систем 6?Рвт = 0 и G,MBB) = 0. Для открытых систем с баками- аккумуляторами, установленными только на источнике теплоты, GfpBA) = 0, a G"BB) равняется сумме максимально-часовых расходов воды на горячее водоснабжение всех потребителей открытой системы. Напор подпиточных насосов: в статическом режиме = Н'ст — ДЯП B6.5) в рабочем режиме при рассечке тепловой сети на зоны Яраб = Нет - #обр + АЯП, B6.6) где Н'ст — статический напор в отключенной зоне; Я'ст - статический напор в смежной зоне (т. е. в зоне, из которой осуществляется подпитка отключенной зоны); И'^р - напор в обратной линии смежной зоны при рассечке в случае сохранения циркуляции в этой зоне; ДЯП — потери напора в под- ииточной линии, включая потери напора в полностью открытом регуляторе подпитки. За расчетную величину напора принимается наибольшее его значение в рабочем ииГю статическом режиме. Таблица 26.1. Ориентировочные лашш об объемах воды в тепловых сетях н местных системах (на единицу тепловой нагрузки) Потребители Жилые районы Промышленные предприятия Объем воды, м3/МВт в тепловых сетях 10-20* 8-15 в местных системах отопления 25 15 горячего водоснабжения 5 * Объемы волы в тепловых сетях даны без учета транзитных тепломагистралей. Минимальное число рабочих подпиточных насосов, устанавливаемых в насосных станциях принимается: в закрытых системах - один, в открытых - два насоса. Как при открытой, так и при закрытой системе теплоснабжения в насосной станции предусматривается один резервный подпиточ- ный насос. Допускается в насосных станциях с суммарным расходом сетевой воды 600 — 700 м3/ч и менее установка одного рабочего подпиточного насоса без резерва в закрытых системах и двух насосов (одного рабочего и одного резервного) в открытых системах. Мощность электродвигателя насосной установки N, кВт, рассчитывается по формуле N = нЛэ B6.7) где G — расход воды, т/ч; Я — напор насосов, м; г|н и г|э — КПД насоса и электродвигателя. Максимальный КПД насоса составляет 0,6 — 0,75 для насосов малой и средней подачи и 0,8 — 0,9 для крупных насосов. Теоретически наиболее экономичным способом регулирования подачи и напора насосов является изменение частоты вращения рабочего колеса. Для этого могут быть использованы электродвигатели с изменяемой частотой вращения, гидромуфты, электромагнитные муфты и пр. Пересчет основных характеристик насоса при изменении частоты вращения производится по формулам: GJG2=nl/n2; B6.8) H,/H2-n?/ni; B6.9) B6.10) где G|, Я|, Nj — соответственно расход, напор и мощность насоса при частоте вра- 323
Обводную линию вокруг нягг«-лВ -ч— IV, и2, ti2, N2 — то же при частоте вращения п2. В отечественной практике способ регулирования производительности насосов путем изменения частоты вращения не нашел широкого применения из-за его сложности и высокой стоимости. Регулирование напора и подачи насосов обычно осуществляется дросселированием либо перепуском сетевой воды по перемычке между напорным и всасывающим трубопроводами. При дросселировании регулирующий клапан устанавливается на напорном трубопроводе, а в случае регулирования перепуском — на перемычке между напорным и всасывающим трубопроводами. В обоих вариантах регулирования имеют место непроизводительные затраты энергии. При дросселировании эти затраты вызваны потерями напора в полностью открытом регуляторе и дополнительными потерями напора в процессе регулирования, а при регулировании перепуском — увеличением подачи насосов на величину расхода воды в обводной линии. При постоянном режиме работы насосной установки для уменьшения подачи и напора насосов (в том случае, когда они не соответствуют требуемым значениям) производится обточка рабочих колес. Параметры насосов при обточке определяются путем пересчета по формулам: B6.11) B6.12) где Gj и Я] - соответственно подача и напор при диаметре рабочего колеса D\\ G2 и Н2 — то же при диаметре колеса D2. 26.3. Автоматизация насосных станций Автоматизация подкачивающей насосной станции, установленной на обратном или подающем трубопроводе, обеспечивает: ввод в действие резервного насосного агрегата при аварийном отключении рабочего; автоматическое закрытие напорной задвижки рабочего насоса при его отключении и открытие соответствующей задвижки резервного насоса при его включении (в случае пуска насосов при закрытой напорной задвижке); включение резервного источника питания при падении напряжения в основном источнике; регулирование давления во всасывающем коллекторе насосов., установленных на обратном трубопроводе; рассечку тепловой сети на гидравлически независимые зоны, если в статическом режиме либо в рабочем режиме (при отключенной подкачивающей насосной) давление в тепловой сети превышает допустимое; поддержание заданного давления в статическом режиме в отключенной от источника тепла зоне; включение лренажного насоса (если предусмотрена ei о установка в здании подкачивающей насосной) при достижении заданного максимально! о уровня и отключение при минимальном уровне воды в дренажном приямке. В ряде случаев с учетом конкретных условий (мощности насосной станции, повышенных требований к ее надежности, режима работы и т. д.) могут дополнительно предусматриваться: отключение рабочих агрегатов при повышении температуры подшипников насоса и при перегреве обмоток электродвигателя, а также установка регулятора давления на подающей линии с целью стабилизации гидравлического режима сети. Для определения характера внешнего воздействия и его причины работа автоматических устройств должна производиться в определенной последовательности с необходимой выдержкой времени. Включение резервного насосного агрегата при останове рабочего выполняется схемой автоматического включения резерва (АВР). В схеме АВР ввод в действие резервного агрегата предусматривается как при падении давления в напорном патрубке рабочего насоса, фиксируемом контактным манометром, так и при исчезновении напряжения в обмотке электродвигателя. Для закрытия (открытия) задвижки на напорном патрубке насоса при его отключении (включении) производится блокировка электродвигателей насоса и задвижки. Переход на резервный источник питания осуществляется схемой автоматического резервирования электроснабжения (ЭАВР). В схеме ЭАВР предусматривается автоматическое включение секционного выключателя при исчезновении напряжения на одной из секций 6—10 кВ. Необходимость в установке регулятора давления в насосной на обратном трубопроводе определяется тем, что давление в системах отопления, присоединенных по зависимой схеме, непосредственно зависит от давления в обратной линии тепловой сети, а диапазон допустимых колебаний давления в этой линии относительно невелик.
В тепловых сетях для регулирования давления и осуществления рассечки тепловой сети на независимые зоны обычно используются гидравлические регуляторы. Важным преимуществом гидравлических регуляторов перед регуляторами, использующими электрическую энергию, является их независимость от источников энергоснабжения. Однако в ряде случаев приборы электрической автоматики оказываются проще и надежнее в работе, чем соответствующие приборы гидравлической. Работоспособность гидравлической автоматики может сохраняться в течение длительного времени в том случае, когда регуляторы постоянно находятся в работе. В связи с этим регуляторам рассечки, устанавливаемым в тепловых сетях и в насосных станциях, целесообразно придавать дополнительные функции (в частности, поддержание заданного давления). Вместе с тем при выполнении регуляторами нескольких различных функций усложняется схема автоматизации, что также может привести к снижению надежности их работы. В насосных станциях для регулирования давления и выполнения рассечки широко применяются приборы, разработанные Союз- техэнерго. На рис. 26.1 приведена схема автоматизированной насосной станции с подкачивающими насосами на подающей линии (применяется при подключении к сети высокорасположенных потребителей). В схеме предусматривается установка регулятора давления РД и обратного клапана ОК на подающей линии, регулятора давления и рассечки РДиР на обратной линии и подпиточных насосов с регулятором подпитки РП на обводе регулятора рассечки. Обратный клапан и регулятор давления и рассечки РДиР обеспечивают автоматическую рассечку сети на две гидравлически независимые зоны при останове насосов. Установка обратного клапана последовательно (по ходу воды) с обратными клапанами на напорных патрубках сетевых насосов объясняется снижением в процессе эксплуатации плотности посадки обратных , сх- б) Рис. 26.1. Схема гидравлической автоматики насосной станции с подкачивающими насосами на подающей линии: а - принципиальная схема, б - функциональная схема -Х1Ч
'КШпанов, установленных на напорных патрубках насосов. Установка обратного клапана вместо регулятора рассечки позволяет упростить схему регулирования. Вместе с тем при установке обратного клапана не всегда может быть обеспечена достаточная скорость рассечки сети на гидравлически независимые зоны. Регулятор давления «после себя», установленный на подающей линии, состоит из регулирующего клапана PKi и реле РД-За (обозначено Дх), осуществляющего управление работой регулирующего клапана по импульсу давления в подающем трубопроводе. При повышении давления в подающей линии клапан реле прикрывает сопло, через которое осуществляется сброс воды, поступающей к гидроприводу клапана. В результате повышается давление над мембраной клапана и клапан прикрывается. В состав регулятора давления и рассечки РДиР входят: регулирующий клапан РК2, два реле РД-За (обозначены Д2 и Р2) и импульсный клапан ИК. Реле Д2 управляет перемещением клапана, обеспечивая поддержание заданного давления в обратной линии в рабочем режиме, реле Р2 подает сигнал на рассечку или переход к нормальному рабочему режиму, а импульсный клапан ИК2 производит переключение клапана с одного режима работы на другой. В нормальном рабочем режиме импульсный клапан перекрывает линию, по которой рабочая вода может поступать к гидроприводу регулирующего клапана. При этом давление от реле Д2 без искажения проходит через импульсный клапан и воздействует на мембрану регулирующего клапана. При падении давления в подающей линии, вызванном остановом насосов, откроется сопло реле Р2, что приведет к снижению давления над мембраной импульсного клапана. Вследствие этого прекратится поступление к регулирующему клапану импульса от реле Д2, давление рабочей воды будет непосредственно воздействовать на мембрану регулирующего клапана и клапан полностью перекроет обратный трубопровод. При вводе в действие насосов повысится давление в подающей линии, в результате чего прекратится поступление рабочей воды к гидроприводу регулирующего клапана РК-2 и регулятор перейдет на нормальный режим работы. При этом регулирующий клапан по команде реле Д2 будет поддерживать требуемое давление в обратном трубопроводе. Если пьезометрический график позволяет осуществить циркуляцию в зоне высоко- расположенных нофебителей при неполной рассечке, регул я iop давления и рассечки РДиР на обратном фубопроводе может быть настроен на такую рассечку соответствующим подбором сечений дросселей, установленных на линия\ подачи рабочей воды. Одновременно дчн осуществления циркуляции по подающему трубопроводу при неполной рассечке предусматривается обводная линия вокруг насосом (показана штриховой линией) с уста нон пенным на ней обрашым клапаном. Регулятор полшпки РП обеспечивает поддержание заданною дннления в отсеченной зоне. При падении т\\\ юния в подающей линии реле Д3 ною раунятора увеличивает слив рабочем ноны, поступающей к регулирующему клапану /'К\, что ведет к уменьшению давления h.ui мембраной этого клапана и увеличению расхода нодпиточной воды. При возрастании димпепия в подающем трубопроводе нес ленешия выполняются в обратном порядке. На рис. 26.2 приведен:! схема i идрав- лической автоматики насосной сшнции с подкачивающими насосам» па обратной линии. Насосная станция спнжас! давление в тепловых сетях у нткорнсположенных потребителей. В схему автоматизации вхоля!: рс!улятор давления «до себя» РД и обрапипй клапан ОК, установленные на обратом фуГюпрово- де, регулятор давления и рассечки РДиР на подающем трубопроводе и раулятр подпитки РП. Управление перемещением клапана РК^ регулятора давления «до себя» осуществляет реле Дх по импульсу давления в обратной линии в точке О. Указанное реле при повышении давления и фубопроводе сетевой воды снижае! давление над мембраной регулирующего клапана, чт приводит к его открытию и соотвс1сшующему снижению давления в точке О. Принцип рабо1ы pei ул я юра давления и рассечки РДиР в основном аналсмичен описанному выше. В нормальном рабочем режиме управление перемещением клапана РК, осуществляет реле Д2. Реле корректирус1 давление в гидроприводе pei улягора РК2 и твисимосги от давления в точке А полающею трубопровода. При останове подкачивающих насосов давление в точке О обратно!о трубопровода становится выше предела настройки реле Р2 и реле срабатывает. При лом уменьшается давление над мембраной импульсного клапа-
On источники теплоты #£> Рис. 26.2. Схема гидравлической автоматики насосной станции с подкачивающими насосами на обратной линии: а — принципиальная схема; 6 — функциональная схема на, после срабатывания которого резко повышается давление в гидроприводе регулирующего клапана РК2. В результате клапан перекрывает трубопровод подающей воды. Одновременно рассечку тепловой сеги по подающему трубопроводу осуществляет обратный клапан. Схема и принцип действия регулятора подпитки РП в рассматриваемой схеме аналогичны описанным выше. Рассечка тепловой сет и при отключении насосов требует повышенной скорости закрытия клапанов. Вместе с тем высокие скорости срабатывания клапанов рассечки связаны с опасностью возникновения гидравлического удара. Отказ в работе клапана регулятора рассечки, установленног о на подающей линии (вследствие заклинивания штока или по другим причинам), может привести к повышению давления в обратном трубопроводе до давления в подающем. При проектировании необходимо обратить особое внимание на выбор скорости закрытия клапана при рассечке. Следует разработать схему блокировки клапанов регуляторов рассечки, устанавливаемых на подающем и обратном трубопроводах, что позволит исключить случаи опережающего закрытия клапана на обратном трубопроводе. Для предотвращения случаев недопустимого повышения давления в тепловой сети рекомендуется предусматривать установку на насосной станции и в других точках тепловой сети сбросных клапанов, гидрозатворов и защитных устройств. 327
■•—"ть" подкачивающей насосной станции с местного щита управления производится дистанционное управление электродвигателями подкачивающих насосов, электродвигателями задвижек, установленных на подающем и обратном трубопроводах на входе и выходе из насосной станции, и электродвигателями задвижек на напорных и всасывающих патрубках насосов. Управление электродвигателями дренажных насосов осуществляется со щита управления, устанавливаемого по месту. В схемах АВР насосов следует предусматривать устройства, позволяющие отличить аварийное отключение насоса от дистанционного, а также от отключения, производимого с помощью устройств телемеханики. Для этой цели в схеме автоматического управления используется двухпозиционное реле фиксации включенного положения выключателя. В схеме управления задвижками, установленными на напорных патрубках насосов, предусматривается возможность отключения блокировочной цепи между насосом и этой задвижкой с помощью соответствующего переключателя. Для контроля параметров воды в подкачивающей насосной станции устанавливаются по месту показывающие приборы для измерения давления в напорном кол<- лекторе, в напорном и всасывающем патрубках каждого насоса, перед клапаном регулятора рассечки и за ним, перед грязевиком и за ним, температуры в обратном и подающем трубопроводах на входе и выходе из насосной станции, а также температуры в подшипниках насосов. Местный щит управления оборудуется самопишущими приборами для регистрации давления в напорном и всасывающем коллекторах, перед клапаном регулятора рассечки и за ним. 26.4. Компоновка насосной станции Компоновка оборудования должна обеспечивать удобное и безопасное обслуживание этого оборудования при минимальных габаритах помещения. Применяются следующие схемы размещения насосных агрегатов в машинном зале (рис. 263,а — г): однорядное с расположением оси агрегатов параллельно продольной оси здания; однорядное с направлением оси агрегатов, перпендикулярным продольной оси здания; двухрядное шахматное; двухрядное симметричное. ,насос ЕЗ-а—Электродвигатель Рис. 26.3. Схемы \т iMeiuriiini шкосных агрегатов и мшмииинм пик* Первая схема попюпяп уменьши! ь поперечные размеры !дапнн, одпонременно она увеличивает его длину. >ui i-хсми целесообразна при малом числе крупных агрегатов (с насосами типа Д, С") и др). Вторая схема дает возможное! i» еокрн i и 11. длину здания. Эта схема наиболее puciipociранена; рекомендуется при увеличенном числе крупных агрегатов и при успшоикс насосов консольного типа (типа К). В случае большт о числи крупных агрегатов применяются схемы с двухрядным шахматным или chmmci ричным расположением этих агрегатов. Подпиточные и дренажные насосы рекомендуется располагать на свободных участках машинного зала с тем, чюОы они не увеличивали габаритов помещения. Минимальные размеры проходов для обслуживания основного и вспомо1агельно- го оборудования указаны в 1абл. 26.2. Размеры прохода определяются между наибо- Таблица 26.2. Минимальные размеры проходов Измеряемое расстояние Между агрегатами с электродвигателями напряжением до 1000 В (включительно) То же при напряжении свыше 1000 В Между агрегатами и стеной Между агрегатами и распределительным щитом Между вспомогательным оборудованием (дренажные насосы и пр.) Между поверхностями изолированных трубопроводов Размер прохода, м 1,0 1,2 1,0 2,0 0,7 0,7
лее выступающими частями оборудования и трубопроводов. В случае насосных агрегатов с электродвигателями напряжением до 1000 В при диаметре напорного патрубка до 100 мм допускается установка двух агрегатов на общем фундаменте без прохода между ними, а также размещение агрегата у стены без прохода между стеной и агрегатом. Для осуществления монтажа и выполнения ремонта насосных агрегатов, вспомогательного оборудования, трубопроводов и арматуры в помещении машинного зала предусматривается монтажная площадка. При определении ее размеров учитываются размеры наибольшего из насосных агрегатов, размеры транспорта для перевозки груза, ширина прохода вокруг агрегата либо транспорта, расположенных на монтажной площадке (не менее 0,7 м), возможность приближения крюка грузоподъемного устройства к разгружаемому оборудованию. Высота надземной части машинного зала (рис. 26.4) определяется с учетом высоты платформы транспортных средств для перевозки оборудования и наибольших размеров транспортируемого узла в собранном виде (насосного агрегата, насоса или электродвигателя). При этом следует учитывать длину строп (не менее 0,5 — 1 м), условия транспорта перемещаемого узла (над полом либо над установленным оборудованием). Минимальное расстояние от перемещаемого узла до пола либо установленного оборудования рекомендуется принимать не менее 0,3 — 0,5 м. Следует также учитывать расстояние от крюка грузоподъемного устройства до низа подкрановой балки. Надземная часть машинного зала выполняется высотой не менее 3 м. Размеры бытовых помещений насосной станции принимаются согласно СНиП И-92-76 «Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий». В целях унификации строительных конструкций основные размеры здания насосной станции выполняются кратными установленным исходным модулям, значения которых приводятся в табл. 26.3. Размеры ворот (или дверей) для въезда транспорта определяются по наибольшим габаритным размерам оборудования либо транспорта. Минимальная ширина ворот (дверей) для выезда транспорта -2 м. Для проведения монтажа крупных блоков в стенах либо в перекрытиях насосной станции предусматриваются монтажные проемы. Монтажные проемы выполняются в торцевой стене, со стороны возможного расширения насосной станции. Размеры монтажных Рис. 26.4. Определение минимальной высоты насосной станции: Ни — высота насосной станции; //уСТ — высота ycia- новленного оборудования; Ну — расстояние от низа транспортируемого узла до точки закрепления строп (либо до верха узла); Нс — вертикальная проекция длины строп; Нк — высота от крюка до низа строительной конструкции перекрытия; Нкр — высота крана; hp - высота подкрановых рельсов; hCTp — расстояние от верха подкрановых рельсов до низа строительных конструкций перекрытия; й3 — зазор между установленным оборудованием и транспортируемым узлом проемов определяются габаритами наибольшего из блоков (узлов) оборудования и трубопроводов. Пример компоновки подкачивающей насосной станции приведен на рис. 26.5. Соединения трубопроводов выполняются сварными. В местах присоединения трубопроводов к насосам и фланцевой арматуре применяются фланцевые соединения. Расположение трубопроводов в насосной станции должно обеспечивать возможность свободного доступа к оборудованию и арматуре, удобство обслуживания их и ремонта. При прокладке трубопроводов над поверхностью пола для возможности прохода Таблица 26.3. Таблица исходных модуле! для выбора основных размеров строительных конструкций Наименование Пролет здания (как правило) То же при специальном обосновании Шаг колонн (как правило) То же при специальном обосновании Высота площадок под оборудование Высота здания (до низа несущих конструкций) Исходный модуль, м 6 3 6 12 0,3 0,6 32
Рис. 26.5. Пример компоновки подкачивающей насосной станции: а — машинный зал; б — помещение распределительных устройств; в — трансформа горцам; ,■ санузел; /-подкачивающий насос; 2 — электродвигатель подкачивающего насоса; 3 - подии i очный насос; 4 — электродвигатель подпиточного насоса; 5 — грязевик; 6 — подвесной однобалочный кран; 7 — щит управления; 8 — сборка насосной; 9 - шкаф питания цепей управления; 10 - шкаф управления подпиточным насосом; 11 -шкаф КРУ; 12 - силовой трансформатор; 13 - конденсаторная установка над трубопроводами предусматриваются перекидные мостики. Прокладка в подпольных каналах применяется в случаях, когда размещение трубопроводов над полом вызывает большие осложнения. При прокладке над полом и в каналах подвижные опоры трубопроводов должны устанавливаться на железобетонных опорных подушках. Размещение подвижных и неподвижных опор следует выполнять с учетом необходимости разгрузки насосов от усилий, возникающих при температурных деформациях трубопроводов, а также от весовых нагрузок. В местах присоединения трубопроводов к насосам (при диаметрах трубопроводов, превышающих диаметры патрубков насосов) должны предусматриваться переходные патрубки, обеспечивающие плавное изменение скорости воды. Длину переходных патрубков рекомендуется принимать равной: l -D2), B6.13) где Dx - диаметр трубопровода; D2 - диаметр патрубка насоса; а — постоянный коэффициент, а = 5 -г- 6. Патрубки следует устанавливать таким образом, чтобы исключить образование воздушных мешков. Все трубопроводы сетевой воды в здании насосной станции изолируются. При этом температура на поверхности изоляции не должна быть выше 45°. В нижних точках трубопроводов устанавливается дренажная арматура, в верхних — арматура для выпуска воздуха.
Армат ура должна располагаться в местах, удобных для обслуживания. При размещении арматуры на высоте 1,4 м и более от пола следует предусматривать площадки и мостики. При проектировании площадок и мостиков должна учитываться высота над полом ручных и электрических приводов задвижек и другой арматуры. Все задвижки диаметром 500 мм и выше должны иметь электрический привод. В случае дистанционного управления запорной арматурой электрический привод следует устанавливать на этой арматуре независимо от ее диаметра. Для применения индустриальных методов изготовления трубопроводов на заводе либо в заготовительных мастерских следует предусматривать разбивку трубопроводов на отдельные узлы (блоки). Разбивка трубопроводов на блоки выполняется с учетом габаритов платформы железнодорожного либо автомобильно1 о транспорта; максимальной массы груза, перемещаемого подъемно-транспортным оборудованием насосных станций; габаритов монтажных и дверных проемов; необходимости обеспечения достаточной жесткости конструкции блоков; условий выполнения сварочных работ в местах стыковки блоков. Для выполнения монтажа оборудования, арматуры и трубопроводов после возведения строительных конструкций и проведения ремонтных работ на перекачивающих насосных станциях устанавливается подъемно- транспортное оборудование. При выборе подъемно-транспортного оборудования учитывается в зависимости от условий поставки максимапьная масса устанавливаемого оборудования (насоса, электродвигателя) либо масса агрегата в собранном состоянии. Следует также учитывать возможность увеличения массы груза в случае замены установленного оборудования на более мощное. При длине машинного зала до 18 м и подъеме груза на высоту до 6 м рекомендуются следующие виды подъемно-транспортного оборудования с ручным управлением: при массе груза до 1 т — неподвижная балка с кошками либо подвесной однобалочный кран; при массе груза до 5 т — подвесной однобалочный кран; при массе груза более 5т — мостовой кран В тех случаях, когда длина машинного зала превышает 18 м, а высота более 6 м. следует использовать подъемно-транспорт- ное оборудование с электрическим приводом. Для монтажа оборудования массой до 500 кг могут также применяться треноги с талями. 26.5. Строительные конструкции и санитарно-технические устройства Для зданий насосных станций широко используются каркасные конструкции с колоннами и стенами из панелей. Основные конструкции ■ колонны, панели, стеновые блоки, балки покрытия, плиты покрытия — изготавливаются из типовых сборных железобетонных изделий Для северных и малодоступных районов применяю юн конструкции из легких металпических yicn- ленных панелей. Фундаменты зданий - сборные или монолитные. Подоконные плиты, перемычки и другие детали железобетонных конструкций, а также двери, переплеты окон должны выполняться по действующим ГОСТ и нормативным материалам. Полы выполняются цементными по бетонной подготовке. Каналы с трубопроводами для удобства обслуживания рекомендуется перекрывать съемными плитами массой не более 50 кг В местах возможного перемещения оборудо вания перекрытия каналов следует выпол нять из сборных железобетонных плит. Пр* этом конструкция канала должна был рассчитана на нагрузку от транспорта < перемещаемым оборудованием. Площадки для обслуживания арматурь и оборудования и перекидные мостию должны иметь ширину не менее 0,6 м Лестницы, площадки и переходные моеипс ограждаются перилами высотой не мене 0,9 м. На лестницах высотой свыше 3 г при угле наклона более 75°, а также н лестницах высотой свыше 5 м при любом угл наклона следует предусматривать ограждени в виде дуь Здания насосных станций выполняютс с пролетами одного направления. Пролет разных направлений могут допускаться отдельных случаях: при реконструкции насо' ных станций, при стесненных условиях ю размещения площадки под сгроительстЕ насосных станций и др. Категории производств по пожарнс опасности и степень огнестойкости помещ< ний насосной станции приводятся в табл. 26. Насос с электродвигателем устанавл] вается на фундаментной плите, изгото ляемой на заводе, либо на общей рам Рама под насосный агрегат выполняет* путем сварки из прокатных материалов швеллера либо двутавра. 3
'-РЗГСя и ц а 26.4. Категории производств по пожарной опасности и степень огнестойкости помещений насосной станции Наименование помещений Машинный зал Закрытые распределительные устройства с выключателями и аппаратурой, содержащей более 60 кг масла в единице оборудования То же с выключателями и аппаратурой, содержащей 60 кг масла и менее в единице оборудования Помещение щита управления Трансформаторные камеры Категория производства ПО пожарной опасности д, г в г д в Степень огнестойкости II II II II II Примечание. Машинные залы следует относить к категории Г в случае применения масла для охлаждения насосных агрегатов При этом общий объем масла в установках для охлаждения насосных агрегатов и в масляных баках не должен превышать 5 м3. На рис. 26.6 приводится пример установки агрегата. Насос и электродвигатель крепятся болтами к поперечным швеллерам. Крепление рамы к фундаменту осуществляется с помощью анкерных болтов, устанавливаемых в гнездах фундамента. Отверстия в раме для фундаментных болтов выполнены в продольных швеллерах. Размеры фундамента и плане (длина и ширина) принимаются ил 5—10 см больше соответствующих размером фундаментной плты либо рамы. Отмету верха фундамента следует принимать не менее чем на 100 мм выше отмети чистого пола. Глубина фундамента нриип мается в зависимости от мощности ними ного агрегата, но не менее 500-700 мм В машинном зале, где обычно шЮшо дается избыточное тепловыделение oi ■ | > v * *«» проводов се i спой воды и электрощит телей насосов, иосюянно действующей i n> u- мы отопления не предусматривался На случай проведения ремонтных риын при отрица1ельных температурах n<ipy*noin воздуха в помещениях насосной и.шшш выполняется дежурное электрическое опт и- ние с использованием переносных метро печей. В камерах трансформаторов оюикчин1 не проектируется. Расчетную температуру воздуха и о ниш тельный период в помещении м.иншпкчо зала (при отсутствии циркуляции момы и трубопроводах тепловой сети) и и фумм помещениях насосной станции рекомендую к н принимать не менее +5°С. При нормальных условиях ршхчы воздухообмен в помещениях насосной i пш ции осуществляется путем естссмкчпюМ нем- тиляции. В машинном зале преду1мтри- вается естественная вытяжка Mepci окопные проемы и шахты с дефлекторами. It помете йид А Bud Б План по 1-1 и ~1 С It! 1Т! i< i i >i It • i 1 1 1 i i j t | i i i -~ 1 i jj !] Рис. 26.6. Установка насосного агрегата: I - насос, 2 — электродвигатель; 3 — фуиппменг, 4 — сварная рама; 5 — .шкерный болт
Номер типового проекта 903-4-6 903-4-5 903-4-4 903-4-3 903-4-2 Суммарная подача насосной, мЗ/ч 5000 3750 2500 1600 1000 Напор насосов, м 60 70 70 100 70 Таблица 26 Число насосов, шт. рабочих 2 3 2 2 2 резервных 1 1 1 1 1 .5. Основные Марка насоса, принятого в типовом проекте СЭ-2500-60 СЭ-1250-70 СЭ-1250-70 СЭ-800-100 СЭ-500-70 данные о проектах типовых насосных станций Тип электродвигателя, принятого в типовом проекте АЗ-12-41-4* А-112-4М или А-114-4М А-112-4М или А-114-4М А-112-4М или А-114-4М А-2-101-2** Установленная мощность электродвигателя, кВт 500 320 320 320 160 Марка насоса, рекомендуемого к установке на обратном трубопроводе - Д1250-65 Д1250-65 Д800-57 Д500-65 Марка электродвигателя к насосу на обратном трубопроводе - АО-113-4М АО-ПЗ-4М AO3-355S-4 AO3-315S-4 Установленная мощность электродвигателя, кВт - 320 320 250 160 Размеры здания, м 30x18x8,4 30x12x4,8 24x12x4,8 24x12x4,8 24x12x4,8 * Насос СЭ-2500-60 комплектуется с электродвигателем АЧ400Х-4 мощностью 500 кВт. ** Насос СЭ-500-70 комплектуется с электродвигателем АЗ-3155-2 мощностью 160 кВт или 4AH280S2 той же мощности. *** Давление на всасывающей линии насосов типа Д с подачей 1600 м3/г и менее не должно превышать 0,3 МПа.
ia 7ybi вентиляции используется шахта с дефлектором. В помещении распределительных устройств, в щитовом помещении, а также в камерах трансформаторов выполняется естественная приточно-вытяж- ная вентиляция. На случай проведения ремонтных и аварийно-восстановительных работ в машинном зале, в помещении распределительных устройств и в щитовом помещении предусматривается установка крышных вентиляторов. Расчетная температура воздуха в помещениях насосной станции в летний период принимается в соответствии с п. 1 СНиП П-33-75* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Количество воздуха, обеспечивающего требуемые параметры внутри помещений насосной станции, определяется по избыткам явного тепла. При определении избытков явного тепла учитываются тепловыделения трубопроводов, электродвигателей, трансформаторов, распределительных устройств, приборов на щите управления и распределительном щите низкого напряжения, электрокабелей. Согласно СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» (п. 2.11) в насосных станциях следует предусматривать объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод. Водопровод подводится к санитарному узлу, раковине, питьевому фонтанчику, к гидравлической автоматике, к насосам на охлаждение подшипников, к крану для мытья полов, к крану для полива прилегающей территории, к противопожарным кранам Производственные воды от охлаждения подшипников, от регулирующих устройс i в, дренажа трубопроводов, мытья полов спускаются в дренажный колодец отдельным выпуском. Из дренажного колодца производственные воды отводятся в сеть водостоков, а в ее отсутствие в систему хоз яйственно-фекальной канализ адии. Сброс воды от устройств защиты от повышенного давления (сбросные клапаны, гидрозатворы и пр) следует выполнять непосредственно в дренажный колодец, располагаемый вблизи насосной станции. Температура воды, отводимой в сеть канализации, не должна превышать 40 °С. Сточные волы от санузла и раковины отводятся в систему хозяйственно-фекальной канализации. Типовые проекты подкачивающих насосных станций с подачей от 1000 до 5000 м3/ч ра»работаны Киевским отделением ТЭП для районов с расчетными наружными 1емпсратурамиот —20 до —40°С (табл. 26.5). В 1ииовых проектах независимо от параметров 1сплоносителя приняты насосы типа СЭ (ГОСТ 22465-77) с расчетной темпера lypofl до 180 °С. В подкачивающих насосных станциях с насосами на обратной линии (р < 0,3 МПа) при ириннже типовых проектов рекомендуйся предусматривать замену насосов типа СЭ пи другие типы насосов (например, насосы 1 ипа Д с t = 85 °С). Украинским отделением ВНИПИ энер! о- прома разработаны типовые проекты пол качивающих насосных станций для районок i расчешой наружной температурой -304' полача 10-г20 тыс. м3/ч, насосы типа ("), подача 640 м3/ч, насосы типа Д (ГОСТ 10272-77).
Раздел шестой СМЕТЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Г 1 а в а двадцать седьмая СМЕТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ НА СООРУЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Сметная документация является основой для стоимостной оценки проекта в целом и отдельных его частей. На основе смет определяются технико-экономические показатели строительства. Исходя из сметной стоимости строительства, определяют балансовую стоимость вводимых в действие основных фондов построенных предприятий, зданий и сооружений. В соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 4 января 1981 г. № 5 «О переходе на новые сметные нормы и цены в строительстве» новые сметные нормативы, вводимые в действие с 1 января 1984 г., разработаны на основе: новых сметных норм на строительные и монтажные работы, отражающих современный уровень техники, технологии и организации строительного производства, обеспечивающих возмещение общественно необходимых затрат в строительстве и направленных на снижение сметной стоимости строительства; оптовых цен на промышленную продукцию и тарифов на электрическую энергию и теплоту (введено с 1 января 1982 года); тарифов на грузовые перевозки (автомобильные, железнодорожные и речные) (по состоянию на 1 января 1982 г.); норм и тарифных ставок оплаты труда рабочих в строительстве (по состоянию на 1 января 1980 г.); наценок снабженческо-сбытовых организаций (введенных в действие с 1 января 1982 г.); норм амортизационных отчислений (утвержденных постановлением Совета Министров СССР от 14 марта 1974 г. № 183) норм накладных расходов и плановы накоплений (введенных в действие с 1 январ 1984). В соответствии с главой IV-16 СНи1 «Правила определения сметной стоимост строительства», а также с «Инструкцией составе, порядке разработки, согласования утверждения проектно-сметной документаци на строительство предприятий, зданий сооружений» (СН 202-81*), утвержденной Гос строем СССР (постановлением от 25 август 1981 г. № 159), для определения сметно стоимости проектируемых предприятие комплексов зданий и сооружений, а такж отдельных зданий и сооружений или их от редей в составе проекта разрабатывают^ сводный сметный расчет; сводка затрат (пр необходимости); объектные и локальные смет ные расчеты; сметы на проектные и изыск* тельские работы. Кроме того, разрабатываются сметны расчеты на отдельные виды затрат, вклк чаемые в сводные сметные расчеты (на ocboi ние строительной площадки, затраты на вр| менные здания и сооружения, на зимне удорожание строительно-монтажных рабо на дополнительный транспорт привозны материалов, на различные виды компена ций, возмещаемых заказчиком подрядчика» на содержание дирекции строящегося npej приятия и технический надзор, на авторски надзор проектных организаций, на подгото! ку кадров эксплуатационного персонала и др Полная сметная стоимость всех работ затрат, предусмотренная проектом (рабочи проектом), включая сметную стоимост 3:
строительных и монтажных работ, затрат на приобретение оборудования (монтируемого и немонтируемого), инструмента, инвентаря, а также всех сопутствующих затрат определяется сводным сметным расчетом стоимости строительства предприятия, здания или сооружения. Сводный сметный расчет является основным и неизменным документом для планирования и финансирования строительства. В сводном сметном расчете должны учитываться не только все затраты на возведение объектов, предусмотренных проектом для данного застройщика, но и долевое участие в строительстве объемов, общих для групп предприятий (промышленных узлов), а также сметная стоимость долевого участия в строительстве объектов, вошодимых в порядке кооперирования. В зависимости от характера работ и затрат средства распределяются по главам и графам сводного смени» о расчета стоимости строительства. В главах сводного сметного расчета стоимости строи 1сльства, предусмотренного в проекте (рабочем проекте), средства распределяю 1ся следующим образом: 1 — подшювка территории строительства; 2 — основные объекты строительства; 3 - обьекты подсобного и обслуживающего назначения; 4 —оПьекгы энергетического хозяйства; 5 — обьекты транспортного хозяйства и связи; 6 — наружные сети и сооружения водоснабжения, канализации, теплоснабжения и газоснабжения; 7 - благоустройство и озеленение гер- ритории; 8 — временные здания и сооружения; 9 — прочие работы и затраты; 10 — содержание дирекции (технического надзора) строящегося предприятия (учреждения) и авторский надзор; 11 — подготовка эксплуатационных кадров; 12 — проектные и изыскательские работы. Приведенный состав глав сводного сметного расчета должен применяться без изменений как в промышленном, так и в жилищном, гражданском и других видах строительства. В главу 1 сводного сметного расчета включаются отвод земельного участка, выдача архитектурно-планировочного задания и красных линий застройки; разбивка основных осей зданий и сооружений, перенос их в натуру и закрепление; вынос трассы в натуру для линейных сооружений; освоение 336 территории строительства; компенсации ui сносимые строения и садово-огородные насаждения; возмещение потерь сельскохозяйственного производства при отводе земель. Размер затра1, включаемых в смем.1, производится по актам оценочной комиссии, утвержденным горисполкомом или райисполкомом. Сюда иходят расходы по рекультивации земельных участков; пересалка зеленых насаждении, рубка деревьев, корченки пней и кустарника; снос или перенос «ланий и сооружений (и in строительство iioih.ix зданий и сооружений взамен сносим их), перекладка полюмпых коммуникации, у<л - ройство временной объездной доро1и ми пропуска i орочекою транспорта. В глине ? учи1ывается сметная мои мость оГн.емон основного назначения, и данном случае i силовой сети. Порядок оiнесения затрат к i лапам * 7 не Tpefiyei оыельных пояснении ( ic ivci только имен, и виду, что все нну| ренине ycTpojiei па (подопровод, канализация, оинис ние, UICKфоснабжение и др.) включаюим и coo me ic i нующую объектную CMei у и нма ie е другими пиратами по объекту включаюнн и соотостующую главу сводною сметою расчет. В шаву 8 «Временные здания и сооружения» включаются средства на cipoii ieii.- сто временных зданий и сооружении и i соориика сметных норм главы IV-M H-I и про- цеишх сметной стоимости строительно мои шжпых работ по главам 1 — 7 uio/inoio cMciHoio расчета и применяются и ишти- мости от вида строительства нре шрнншй, «даний или сооружений, устанашннмемою наименованием проекта (рабочею проема). Например, на прокладку подземных kommviiii каций сметную норму следует принпмип. пи п. 38 СНиП IV-9-84 «Наружные спи ио.ю- провода, канализации, тепло- и iuiouiai>*o- ния в черте города» в размере I,*1",, oi CMP по главам 1 — 7 сводною имении о расчета и включить в графы 4 и 5 В соответствии с «Правилами по pnipu» ботке и применению сметных норм ш i ри i на строительство временных зданий и сооружений», утвержденными постановлением I ос- строя СССР № 162 от 12.09.1984 i., смешые нормы главы IV-9-84 учитывают ciponieii.- ство полного комплекса временных «линии и сооружений, необходимых для проичполс шп строительно-монтажных работ, а также ппн обслуживания работников строительепщ и пределах строительной площадки с учсым возможности приспособления и испольюна ния для нужд строительства существующих и вновь возводимых зданий и сооружении постоянного типа.
В сметных нормах не учтены и в случае, когда при соответствующем обосновании это предусматривается проектом (рабочим проектом), должны включаться в сводные сметные расчеты дополнительно следующие средства: на постройку перевалочных баз подрядчика в пунктах перегрузки строительных материалов и конструкций с одного вида транспорта на другой, когда эта перегрузка не обеспечивается грузовыми службами транспортных организаций; на строительство временных зданий и сооружений, необходимых для размещения и обслуживания специальных категорий строителей; на строительство и содержание временных подъездных дорог (в том числе землевозных дорог) от пункта примыкания до внутрипостроечнои сети дорог или временной кольцевой (вокруг стройки) дороги; на строительство временных коммуникаций для обеспечения стройки электроэнергией, водой, теплом и т. п. от источника получения до распределительных устройств на строительной площадке (территории строительства). На объекты строительства временных зданий и сооружений, принятых сверх сметных норм главы СНиП IV-9-84, составление смет на эти объекты производится в установленном порядке по сметным нормам и ценам (введенным в действие с 1 января 1984 г.), а расчеты между заказчиком и подрядчиком производятся за фактически построенные временные объекты. В главу 9 сводного сметного расчета «Прочие работы и затраты» на основании «Методических указаний по определению стоимости строительства предприятий зданий и сооружений и составлению сводных сметных расчетов и смет», утвержденных Госстроем СССР 12 апреля 1984 г., включаются следующие средства и затраты, выраженные в процентах сметной стоимости строительно-монтажных работ по итогу глав 1 — 8 сводного сметного расчета, без нарастающего итога: нормы дополнительных затрат при производстве строительно-монтажных работ в зимнее время принимаются по сборнику сметных норм НДЗ-84 главы IV-7-84, по табл. 4 разд. 2 (включаются в графы 4, 5 и 8 сводного сметного расчета); средства, связанные с применением аккордной оплаты труда, предусматриваются в сводном сметном расчете по отчетным данным подрядной строительно-монтажной организации за предыдущий год, при отсутствии отчетных данных — в размере 1,7 % сметной стоимости строительно-монтажных работ (включаются в графы 7 и 8 сводного сметного расчета); средства на перевозку работников (автомобильным транспортом к месту работ и обратно на расстояние более 3 км в одном направлении, когда отсутствует коммунальный и пригородный транспорт и не могут быть организованы специальные маршруты городского транспорта) — по отчетным данным строительно-монтажной организации за предыдущий год, но не более 2,5 % сметной стоимости строительно-монтажных работ по главам 1 — 8 (включаются в графы 7 и 8 сводного сметного расчета); средства, связанные с подвижным и разъездным характером работ — в тех случаях, когда на строительстве предусматривается использование передвижных формирований (МПК, стройпоезда) и работникам этих формирований разрешена выплата надбавки к заработной плате — по отчетным данным, при отсутствии отчетных данных — в размере 3,7% сметной стоимости строительно-монтажных работ по главам 1 — 8 (включаются в графы 7 и 8 сводного сметного расчета); затраты, связанные с выплатой надбавок за выслугу лет, и включаемые по отчетным данным подрядной организации и при их отсутствии — не более 1 % в соответствии с письмом Госстроя СССР oi 15.01.85 г. № 1-Д (предусматриваются и графах 7 и 8 сводного сметного расчета), затраты, связанные с предоставлением дополнительных ежегодных отпусков за непрерывный стаж работы на одном предприятии работникам подрядных организаций i включаемые в сводный сметный расчет нг основании письма Госсфоя СССР от 15.01.85 г. № 1-Д в графы 7 и 8 пс отчетным данным подрядной организацш или расчета, составленной проектной органи зацией, но не более 0,4%; расходы на содержание дирекций строя щихся предприятий и других объектов включая расходы на технический надзор включаемые в сводный сметный расчет i соответствии с постановлением Госстрое СССР от 25 апреля 1983 г. № 79 в размере приведенном в приложении 1 (включаютс в графы 7 и 8); средства на подготовку эксплуатацией ных кадров по нормам, установленнык министерствами и ведомствами по согласова нию с Госпланом СССР, Госстроем ССС] и Госкомтруда СССР в процентах и коэффициентом 0,9 (включаются в графы и 8). 32
В сводном сметном расчете отдельной строкой предусматривается резерв средств на непредвиденные работы и затраты, исчисляемые от общей сметной стоимости по итогу глав 1 — 12 в размере, установленном в п. 4.19 «а» и «б» Инструкции СН 202-81* (включаются в графы 4-8). За итогом сводного сметного расчета следуют возвратные суммы, включающие: возвратные суммы от разборки временных зданий и сооружений, указываемые в размере 15 % сметной стоимости временных зданий и сооружений, предусмотренной в главе 8 сводного сметного расчета и подлежащие удержанию заказчиком с подрядчика путем уменьшения платежей в счетах за выполненные работы; возвратные суммы от с гоимости материалов, изделий, конструкций и оборудования, полученные от разборки и демонтажа конструкций и оборудования при реконструкции и строительстве. Сметная стоимость строительства отдельных зданий и сооружений определяется объектными сметами. Обьектные сметы, согласованные в установленном порядке с подрядной строительной организацией и утвержденные заказчиком проекта, служат основанием для определения сметной стоимости товарной строительной продукции для расчетов между заказчиком и подрядчиком за выполненные строительно-монтажные работы. Объектные сметы составляются на основе локальных смет по форме № 3 приложения № 9 к Инструкции СН 202-81* с выделением сметной стоимости строительных и монтажных работ, оборудования, приспособлений. При этом следует иметь в виду, что все внутренние устройства (водопровод, канализация, отопление, электроснабжение, специальные работы, монтаж технологического оборудования, КИП и автоматика и др.) включаются в соответствующую объектную смету. В объектные сметы включаются по отдельным локальным сметам и расчетам в соответствии с письмом Госстроя СССР (№ 6-33/1762 от 2.09.83 г.) средства на временные здания и сооружения (когда расчеты между заказчиком и подрядчиком осуществляются по процентной норме) по нормам главы СНиП IV-9-84 (например, для наружных сетей водопровода, канализации, тейло- и газоснабжения в черте города в п. 38 норм предусмотрено 1,5 % сметной стоимости строительно-монтажных работ); кроме того, включаются затраты, не предусмотренные СНиП IV-9-84. В случае, если проектом (рабочим проектом) не предусматривается сооружение железных и автомобильных дорог, инженерных коммуникаций, которые могут быть использованы в период строительства, стоимость возведения соответствующих временных подъездных дорог и других коммуникаций для обеспечения стройки электроэнерг ией, водой, теплотой и т. п. (от пункта примыкания источника получения до строительной площадки) и их конструкций включается по локальным сметам, составленным по обьек- там работ, предусмотренных проектом opi a- низации строительства. Также по локальным сметам включаются затраты, если они предусмотрены проектом организации строительства, на устройсм- во временных дорог с искусственными сооружениями и на инженерные сети и сооружения, необходимые для ввода в действие объекта по временной схеме. В объектную смету включается смешан стоимость прочих работ и затрат, предусмо1- ренных в главе 9 сводного сметного pacieia, подлежащая включению в обьем строиicub- но-монтажных работ и относящаяся к сооружению или виду работ. Эти среде та пропорционально сметной стоимости сфои- тельно-монтажных работ по объектам включают в затраты на удорожание сфои- гельно-монтажных работ, произвол им ых и зимнее время, по нормам СНиП IV-7-K4 (НДЗ-84), установленным по видам строительства в процентах стоимости строиюиь- но-монтажных работ по итогу i ши I К сводного сметного расчета стоимости строительства. Сюда не входят дополниicin.ni.ic затраты, вызванные изменениями сметой стоимости электроэнергии, топлива, воды и сжатого воздуха, транспорта привозных ма ie- риалов, надбавка на малый объем рлГхн на отдельной строительной площадке. Э i и ми ра- ты следует применять по нормам и правилам, приведенным в общей части к сборнику общегородских единичных расценок для г. Москвы, указаниям по применению ЕРЕР на строительные конструкции и работы, главы СНиП IV-5-84, а также но указаниям по применению расценок на мошаж оборудования (глава СНиП IV-6-84) В тех случаях, когда по обьекту имеемся только один вид работ (сети водопровода, канализации, теплоснабжения и т. п), cociaB- ляется только локальная смета и в сводный сметный расчет включаются данные мой локальной сметы. Для составления ведомости сметой стоимости товарной строительной продукции в локальной смете учитываются coomei- ствующие лимитированные затраты. 338
В общую сметную стоимость строительно-монтажных работ (включая и лимитированные затраты), в объектные сметы включается резерв средств на непредвиденные работы и затраты. Для инженерных сетей и благоустройства (включая озеленение и вертикальную планировку) это составляет 1,5%. За итогами сметной стоимости строительно-монтажных работ по объектной смете предусматриваются возвратные суммы от разборки временных зданий и сооружений в размере 15,%, подлежащих удержанию заказчиком с подрядчика путем уменьшения платежей в счетах за выполненные работы, а также возвратные суммы, не учитывающие реализацию материалов и деталей, полученных от разборки сносимых и переносимых зданий и сооружений, от разборки конструкций и при демонтаже трубопроводов и кабеля, определяемые по расчету. Локальные сметы на строительные работы, на монтаж оборудования составляются по формам, установленным в приложении 10-13 Инструкции СН 202-81*: на прокладку подземных коммуникаций по отдельным объектам: на освоение и подготовку трассы трубопроводов; на прокладку трубопровода с сооружениями, установку отключающих устройств и арматуры; на временные сооружения, не учтенные СНиП IV-9-84. Локальные сметы по зданиям и сооружениям составляются по разделам. Для отдельных объектов на прокладку подземных коммуникаций объемы земляных работ принимаются по данным проекта организации строительства, составленного в соответствии с гидрогеологическими и топографическими условиями прокладки трубопроводов и принятыми методами производства работ для разработки и обратной засыпки траншей. Монтажные работы по прокладке трубопроводов, установке отключающих устройств и арматуры, а также объемы работ по сооружениям на сетях принимаются по спецификациям проекта. Оборудование (номенклатура и количество) принимается на основе заказных спецификаций, имеющихся в составе проекта. Сметная стоимость серийного, освоенного промышленностью оборудования определяется по утвержденным оптовым ценам, введенным в действие с 1 января 1982 г. Сметная стоимость серийного, вновь осваиваемого промышленностью оборудования определяется по лимитным ценам, рассчитанным на основании утвержденных Госкомцен СССР справочников групповых лимитных цен на вновь осваиваемое оборудование. Сметная стоимость нестандартизирован- ного, уникального оборудования и специальных технологических линий определяется по лимитным ценам, приводимым в составе исходных требований заказчика на разработку указанного оборудования, рассчитанным на основании ведомственных справочников групповых лимитных цен на нестандарти- зированное оборудование или в порядке, установленном Госкомцен СССР. Сметная стоимость строительства должна определяться с применением, как правило, укрупненных нормативов, обеспечивающих необходимую точность подсчета и сокращение объема сметной документации: 1. При двустадийном проектировании на стадии «Проект» — по укрупненным сметным нормам (прейскурантам, укрупненным сметным нормам, укрупненным расценкам), укрупненным показателям стоимости строительства (УПСС) и стоимостным показателям объектов-аналогов. В этом случае объектные и локальные сметные расчеты составляются по формам объектных и локальных смет (форма № 3 приложения 7 для объектной сметы и форма № 4-7 приложений 10—13 для локальных сметных расчетов Инструкции СН 202-81*), при этом графы «основной заработной платы», «эксплуатации машин» и «нормативной условно-чистой продукции» заполняться не должны. 2. На стадии «Рабочий проект», а также при одностадийном проектировании — по сметам к типовым и повторно применяемым экономичным индивидуальным проектам, привязанным к местным условиям строительства, и сметам, составляемым по рабочим чертежам с использованием прейскурантов, предназначенных для этой цели укрупненных сметных норм, укрупненных расценок. В случае, когда при составлении смет по рабочим чертежам в составе рабочей документации или рабочего проекта отсутствуют указанные укрупненные сметные нормы, применяются единые районные единич ные расценки (ЕРЕР-84); каталоги единичны? расценок общеотраслевого назначения, при вязанные к местным условиям строитель ства, и ведомственные — для специализированного строительства (в гом числе линейного). В сметной документапии под объектом, стоимость которого определяется объектной сметой, понимае1ся сооружение с относя^ щимися к нему оборудованием, инвентарем внутренними сетями и др. 33!
В локальных и объектных сметах, составляемых по рабочим чертежам, выделяется нормативная условно-чистая продукция. При составлении их следует руководствоваться «Указаниями по применению единых районных единичных расценок на строительные конструкции и работы (ЕРЕР-84)» (СНиП IV-5-84), «Указаниями по применению расценок на монтаж оборудования» (СНиП IV-6-84), общей частью каталогов единичных расценок общеотраслевого и ведомственного назначения, а также техническими частями соответствующих сборников ЕРЕР о порядке применения единичных расценок сборника. Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 14 августа 1986 г. № 971 «О мерах по совершенствованию хозяйственного механизма в строительстве» обязывает: «Осуществлять практические меры по повышению роли пятилетних и годовых планов, всей системы экономических рычагов и стимулов в обеспечении своевременного ввода в действие производственных мощностей, объектов и сооружений, жилых домов и других объектов социального назначения. Считать важнейшим направлением совершенствования хозяйственного механизма в строительстве укрепление договорных отношений между организациями-заказчиками и подрядчиками. Предусматриваемые в договорах обязательства должны быть направлены на безусловное выполнение заданий по вводу в действие производственных мощностей и объектов социального назначения в нормативные сроки. Экономические взаимоотношения между подрядными организациями и заказчиком осуществляются на основе договорных цен на строительство объектов производственного и социального назначения. Министерствами и ведомствами СССР и Советами Министров союзных республик должен быть осуществлен переход на ежемесячные расчеты между заказчиками и подрядчиками на основании подписанных заказчиком справок об объеме и стоимости выполненных работ с учетом экономии по договорной цене». В соответствии с этим постановлением Госстрой СССР утвердил постановлением № 2 от 15 сентября 1986 г. «Meiодические указания по определению и применению договорных цен в строительств», которые устанавливают порядок определения, согласования и применения договорных цен в капитальном строительстве, являющихся основой для заключения договоров подряда между заказчиками и подрядчиками и используемых для определения объемов счрои- тельно-монтажных работ в титульных списках строек, планирования подрядных рабш и материально-технических ресурсов, а шкже расчетов между заказчиками и подрядчиками, использования средств, образуемых <а cmci экономии от совершенствования проскшых решений. Целью применения договорных цен является укрепление хозяйственного pacieia в строительстве, ускорение внедрения достижений научно-технического прогресса шсчсг использования проектных решений, обеспечивающих снижение расхода материальных и трудовых ресурсов и стоимости строи iCJii.- ства. Глава двадцать восьмая ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ И ПУНКТОВ 28.1. Организационные структуры предприятий Типовые организационные структуры управления тепловыми сетями Минэнерго СССР и нормативы их численности утверждаются приказом Министерства энергетики и электрификации СССР. В энергосистеме организуется одно предприятие тепловых сетей (ПТС). С paipeiue- ния Минэнерго СССР допускается организация в нескольких городах самостоя 1ель- ных ПТС, входящих в одну энергосистему. Цехи (участки) тепловых сетей электростанций могут быть организованы в городах, в которых отсутствуют ПТС. 340
Типовые организационные структуры ПТС устанавливаются в зависимости от нормативной численности промышленно-про- изводственного персонала (ППП) ПТС. Отделы и производственные службы (за исключением бухгалтерии) могут быть организованы с численностью ИТР и служащих не менее четырех человек. При численности ИТР и служащих менее 4 чел. создается группа исполнителей, возглавляемая старшим по должности. Должность заместителя начальника отдела (службы) может быть введена при численности ИТР и служащих не менее 7 чел. Отдел капитального строительства (ОКС) организуется при среднегодовом объеме капитальных вложений (по плану на пятилетку) свыше 2,0 млн. руб. Энергоинспекция теплонадзора входит в состав Энергосбыта и осуществляет контроль за использованием потребителями теплоты в соответствии с установленными нормами и положением, разработанным и утвержденным руководством энергосистем, и совместно с Энергосбытом осуществляет расчеты с потребителями за теплоту. В состав ПТС на правах структурного подразделения могут быть включены: тепловые электростанции (небольшой мощности); группы районных котельных; отдельные районные котельные. Группы районных котельных и отдельные районные котельные могут быть включены также в состав района, а в состав участка — только отдельные котельные. В ПТС, имеющих в своем составе три и более котельных, может быть организована служба котельных в пределах нормативной численности персонала ПТС. Площадь продольного сечения тепло- магистрали F, м2 определяется по формуле где /; — протяженность i-ro участка двухтрубной тепломагистрали с диаметром условного прохода dh м; и — число участков. Значение коэффициента а для однотрубных участков равно 0,75, для двухтрубных - 1, для трехтрубных — 1,25 и для четыре хтрубных — 1,5. Эксплуатация теплового хозяйства в городах, принадлежащего местным Советам, производится как предприятиями «Тепловые сети», так и предприятиями «Объединенные котельные и тепловые сети» (ПОК и ТС). В состав тех и других входят тепловые сети и отопительные котельные [77]. 28.2. Производственные оазы предприятий Типовой проект D16-7-176) ремонтно- производственной базы для обслуживания небольших теплоэнергетических объединений (предприятий) разработан Гипрокоммун- энерго МЖКХ РСФСР и утвержден Госстроем РСФСР. База предназначается для качественного ремонтно-эксплуатационного обслуживания котельных, тепловых сетей и сооружений на них. Ремонтно-производственная база обеспечивает проведение среднего и капитального ремонта оборудования котельных, тепловых сетей и спецустановок, а также восстановительного ремонта строительных конструкций тепловых сетей; производство аварийно- восстановительных работ с помощью выездных бригад; проведение наладки и испытаний оборудования котельных, тепловых сетей, спецустановок групповых тепловых пунктов, насосных и подкачивающих станций, а также изготовление запасных деталей и изделий, приготовление обмуровочных растворов, хранение материалов, изделий, приборов, аппаратуры. Выбор производственных мощностей и площадей помещений для размещения оборудования производится на основании расчета объемов работ в ремонтных единицах, численности обслуживающего персонала, потребности механизмов и машин. Принято, что ремонтно-производственная база входит в состав теплоэнергетических объединений (предприятий), поэтому в административно- бытовой части главного корпуса предусмотрены помещения для размещения в них административно-технического персонала и служб объединения (предприятия). Участок базы принят прямоугольной формы размерами 81,0 х 60,0 м, площадь 0,486 га, условно на горизонтальной площадке. Красные линии зданий и сооружений выбираются конкретно при привязка проекта в зависимости от конфигурации \ места расположения участка (рис. 28.1). Ограждение ремонтно-производственно? базы предусмотрено стальное сетчатое. Оо новной въезд запроектирован со сторонь городского проезда. Полы основных зданий и сооружений подняты на 0,15 м от поверхности земли. Покрытие дорог, площа док и проездов на территории ремонтно производственной базы принято асфальто бетонное, площадь покрытия — 1529 м2. Плот ность застройки участка базы составляв: 48 % и подсчитана без учета внутренни: подъездных дорог. 34
60.00 Рис. 28.1. Генплан производственной базы Проект базы ориентирован на применение в коммунальных предприятиях местных Советов, которые имеют на своем балансе и тепловые сети, и котельные. Поэтому при использовании данного проекта для предприятий, эксплуатирующих только тепловые сети, в него следует вносить необходимые коррективы. В частности, возможно исключить в главном корпусе участок приготовления обмуровочных растворов, а также ртутную комнату. В главном корпусе должно быть вместе с тем предусмотрено помещение для диспетчерского пункта управления тепловыми сетями, а на территории место для стоянки экскаваторов, автокранов и другого оборудования, что потребует ее расширения. 28.3. Диспетчерское управление Под диспетчерским управлением понимается централизованное управление режимом теплоэнергетической системы, т. е. оптимальное согласование режимов всех ее элементов, осуществляемое диспетчерской службой предприятия. Диспетчерская служба подчинена в административно-техническом отношении руководству предприятия теплосети, а по вопросам теплоснабжения в энергосистемах, связанным с выработкой электроэнергии — диспетчерской части энергосистем. Диспетчерская служба состоит из группы режимов и дежурных смен диспетчерского пункта. В предприятиях тепловых сетей энергосистем в зависимости от объема обслуживания может предусматриваться одноступенчатое диспетчерское управление — с одним диспетчерским пунктом или двухступенчатое — с центральным диспетчерским пунктом (ЦДП) предприятия и несколькими, подчиненными ему диспетчерскими пунктами районов тепловых сетей (РДП). Двухступенчатое диспетчерское управление предусматривав юя при наличии в системе нескольких (три и более) крупных источников централизованного теплоснабжения тепловой мощностью не менее 350-550 МВт. В оперативном управлении диспетчера ЦДП теплосети находятся: водяные магистральные и распределительные сети, районные и групповые тепловые пункты, насосные станции на водяных сетях, котельные. Операции на этом оборудовании проводятся по распоряжению диспетчера leiuio- сети и под его непосредственным руководством дежурным персоналом станций (ко i ель- ных), эксплуатационным персоналом районов, специализированными бригадами ЦДП. В оперативном ведении диспетчера теплосети в энергосистемах находится теплофикационное оборудование станций,операции на котором связаны с выработкой электроэнергии. Операции на указанном оборудовании электростанций проводятся персоналом станций только по взаимному согласованию диспетчеров теплосети и энергосистемы. В оперативном управлении дежурною РДП находятся тепловые пункты потребителей. Операции на этом оборудовании проводятся персоналом потребителя и района теплосети по распоряжению дежурно! о района теплосети. Основными задачами диспетчерского управления являются: обеспечение бесперебойного теплоснабжения потребителей теплотой, контроль за гидравлическим, температурным и водным режимами; контроль за состоянием теплофикационного оборудования ТЭЦ и котельных, сетевого оборудования; организация контроля за состоянием оборудования теплопотребителей; обеспечение рационального использования теплоносителя и экономичного режима работы сетевых насосных станций и тепловых сетей; руководство оперативным персоналом районов и служб теплосети, дежурными 342
инженерами ТЭЦ по отпуск} и распределению теплоты с ТЭЦ; руководство операциями по обнаружению, локализации и ликвидации аварий в тепловых сетях, контроль за ликвидацией аварий теплофикационного оборудования ТЭЦ и котельных. Для выполнения перечисленных функций диспетчер должен располагать соответствующей информацией, что обеспечивается комплексом технических средств. К основным средствам диспетчерского управления относится аппаратура, участвующая в сборе, передаче, обработке, воспроизведении оперативно-диспетчерской информации и составляющая телеинформационную систему. В состав телеинформационной системы входят датчики информации и исполнительные элементы на контролируемом пункте, аппаратура телемеханики, каналы телемеханики, средства обработки и воспроизведения информации на диспетчерском пункте. Оперативная информация формируется устройствами телемеханики в виде телеизмерения (ТИ), телесигнализации (ТС), телеуправления (ТУ) и телерегулирования (ТР). Для оперативного контроля за текущим состоянием схемы и работающим оборудованием в качестве исходной информации используются автоматическая телесигнализация положения коммутационной аппаратуры и аварийно-предупредительная телесигнализация. В качестве исходной информации для оперативного контроля за параметрами текущего режима используются автоматически поступающие телеизмерения режимных параметров. Телеизмерения должны поступать непрерывно (циклически). Оперативное управление коммутационной аппаратурой и задатчиками уставок регулирующих устройств выполняется с помощью телеуправления и телесигнализации. Необходимые составы телеинформации (объемы) для тепловых сетей энергосистем и для теплоэнергетических предприятий местных Советов приведены далее. Объем передаваемой телеинформации с каждого объекта формируется составом телеинформации и технологической схемой объекта, т. е. количеством задвижек, насосов, регулирующих клапанов, точек измерений и т. п. Приведенные составы телеинформации могут учитывать объем информации, необходимый не только для оперативно- диспетчерского контроля и управления, но и для выполнения оперативных расчетов при управлении основными режимами тепловых сетей. Телеинформационная система. Первичный сбор телеизмерительной информации на объектах выполняется датчиками измерения и нормирующими преобразователями, которые осуществляют преобразование сигналов на выходе датчика в унифицированный выходной электрический сигнал для последующего ввода в аппаратуру телемеханики и передачи на диспетчерский пункт Преобразованию подлежат следующие параметры: расход, давление и температура воды, жесткость сетевой и подпиточной воды, содержание кислорода в воде, сила тока электродвигателей насосов. Погрешность преобразований должна быть не выше 1 % с тем, чтобы суммарная погрешность преобразования и телепередачи была в пределах 1,5 — 2%. Составом телесигнализации предусматриваются: автоматическая сигнализация положения задвижек; автоматическая сигнализация положения выключателей электродвигателей насосов; автоматическая сигнализация аварийного отключения турбогенератора (блока); автоматическая сигнализация оперативного состояния теплофикационного оборудования ТЭЦ; аварийно-предупредительная сигнализация. Телесигнализация положения задвижек выполняется в виде трех сш налов, два из которых сигнализируют конечное положение задвижек (закрыто, открыто), а один - промежуточное положение. Датчиками телесигнализации конечных положений задвижки служат контакты конечных выключателей ее электропривода, фиксирующих открытое или закрытое положение задвижки. Для телесигнализации промежуточного состояния задвижки в качестве датчиков используются параллельно соединенные блок- контакты магнитных пускателей, управляющих закрытием и открытием задвижки. Датчиками телесигнализации положения выключателей электродвигателей насосов, выключателей линий и секционного 6—10 кВ, а также выключателей турбогенератора блока являются блок-контакты или промежуточные реле положения этих выключателей. Датчики телесигнализации оперативного состояния теплофикационного оборудования ТЭЦ определяются в каждом отдельном случае при проектировании. Формирование аварийно-предупредительной телесигнализации осуществляется отбором сигналов от контактов выходных элементов устройств автоматики и защиты, от контактов или блок-контактов, фиксирующих положение оборудования. Телеуправление осуществляется подключением исполнительных цепей телеуправления устройства телемеханики к 343
выполняется подключением выходных цепей телерегулирования устройства телемеханики ,к задатчикам регулирующих устройств. Аппаратура телемеханики. Централизованный контроль и управление осуществляются путем обмена информацией между I аппаратурой телемеханики пункта управления (ПУ) и контролируемых пунктов (КП), где под ПУ понимается место размещения диспетчерского или ретранслируемого оборудования, а под КП — место размещения объектов контроля и управления. Соответственно месту установки аппаратура телемеханики называется устройством телемеханики ПУ или устройством телемеханики КП. Выбор аппаратуры телемеханики определяется техническими требованиями: соответствием между информационной емкостью устройства телемеханики и необходимыми объемами телеинформации с учетом перспективы; возможностью устойчивой работы общего устройства телемеханики ПУ с большим числом устройств телемеханики КП различной модификации; ретрансляции телеинформации с РДП на ЦДП (для случая двухступенчатой структуры диспетчерского управления); возможностью работы по радиальной, цепочечной и древовидной структуре каналов связи; по физическим неуплотненным каналам связи; обеспечением сопряжения устройства телемеханики с ЭВМ; передачи с КП одного аварийного сигнала независимо от наличия на КП питающего напряжения, дискретности поступления, быстродействия и точности телеизмерения, необходимых для обнаружения повреждений в сетях; однотипностью устройств телемеханики, устанавливаемых на различных объектах тепловой сети; возможностью работы в климатических условиях магистральных камер; перспективностью аппаратуры с точки зрения длительности заводского выпуска. Каналы телемеханики. При телемеханизации тепловых сетей возникает необходимость создания каналов телемеханики между диспетчерским пунктом и телемеха- низируемыми объектами тепловой сети, расположенных на относительно большой территории в условиях крупного города. Каналы телемеханики могут быть организованы либо путем прокладки самостоятельных кабельных линий связи, либо выделением в телефонных кабелях связи городской телефонной сети (или других ведомств) определенного количества пар жил. $44 jjyvuvjj адьа vaMUl, ЮЯ1СЛЬНЫХ КаОСЛвИ СВЯЗИ может осуществляться по самостоятельным трассам в каналах или в траншеях, в существующих телефонных канализациях других организаций, по трассе, совмещенной с тепловыми магистралями как в своей канализации, так и непосредственно в земле или внутри канала тепломагистрали. Прокладка самостоятельных трасс кабелей связи, использование существующей канализации и прокладка дополнительных каналов к существующим подлежат выполнению по «Правилам строительства городской телефонной связи» Министерства связи СССР. Проектирование, согласование и монтаж этих трасс осуществляется независимо от тепловых магистралей. Особые условия проектирования и монтажа возникают при совместной прокладке кабелей связи с магистралями в каналах или непосредственно в земле. Такое решение применимо в условиях города только для строящихся трубопроводов путем прокладки каналов или бронированного кабеля связи вдоль магистрали рядом с каналом трубопровода. Наиболее простым и реальным в условиях города вариантом прокладки кабелей связи является прокладка бронированного кабеля связи непосредственно в канале по его дну со стороны обратного трубопровода. Такое решение применимо не только для строящихся магистралей, но и для проходных и полупроходных каналов существующих магистралей, что имеет большое значение при телемеханизации существующих городских тепловых сетей. В тех случаях, когда прокладка самостоятельных кабельных линий связи не представляется возможной, прямые каналы телемеханики выполняются по техническим условиям городской телефонной сети (ГТС) Министерства связи СССР. В этих случаях прокладываются отдельные каналы с кабелем связи от объекта тепловой сети до ближайшего шкафа ГТС, далее в существующих телефонных кабелях между данным шкафом и АТС (ближайшей к диспетчерскому пункту теплосети) выделяются свободные пары жил, затем от АТС до диспетчерского пункта прокладываются такие же каналы с кабелем связи. При этом на АТС абонентские линии (выделенные для телемеханики) отсоединяются от станционной части кросса АТС и переключаются в кабель, идущий на диспетчерский пункт теплосети для создания прямой соединительной линии, т. е. канала телемеханики. Средства связи. Для предприятия тепловых сетей и его диспетчерского пункта
щем составе: 1) лиспе!черская, технологическая, внут- риобъекгная и местная телефонная связь; 2) каналы телемеханики; 3) каналы передачи данных; 4) тететайпы. Диспетчерская телефонная связь необходима для ведения опера 1ирно-диспетчерских переговоров оперативным персоналом диспетчерского пункта. Технологическая телефонная связь используется для ремочтно- эксплыгационного обслуживания и производственно-хозяйственного управ 1ения. Диспетчерская телефонная связь диспетчерскою пункта с объектами тепловой сети преду сматрияается по некоммутируемым телефонным каналам. В качестве каналов диспетчерской и технологической связи используются свободные телефонные пары в кабелях связи, а также абонированные телефонные пары городской телефонной сети, организованные для кана юв телемеханики. Коммутационным устройством диспетчерской телефонной связи является диспетчерский коммутатор, который устанавливается у диспетчерского пульта. Каналы диспетчерской связи включаются на диспетчерском пункте в диспетчерский коммутатор, на ТЭЦ - в диспетчерский комму- тат ор дежурного инженера станции, на сетевой насосной станции и групповом тепловом пункте — в телефонный аппарат, в магистральных камерах — в специальные телефонные розетки для переносных телефонных аппаратов. Для связи с оперативно-выездными бригадами предусмат ривается УКВ-радио- гвязь. Вн>1риобъектная связь представляет собой систему связи в пределах здания диспетчерского пункта, а местная связь — с другими энергообъектами и организациями. Для внутриобъектной и местной связи предусматривается АТС малой емкости и соединительные линии с городской АТС. АТС должна иметь выход в город в соответствии с техническими условиями Министерства связи СССР. Диспетчерский пункт обычно совмещен в одном здании с административным персоналом предприятия и ремонтно-производ- ственной базой. В этом случае средства внутриобъектной и местной связи для них являются общими. Кроме того, для организации внутренней административной прямой телефонной связи руководителей предприятия со службами и подразделениями, находящимися в пределах одного здания, устанавливаются коммутат орные устройст- 13 Водяные i ей новые сети Для передачи производственно-статистической информации может предусматриваться аппаратура передачи данных или абонентский телеграф (телетайп). Диспетчерские пункты. Расположение диспетчерских пунктов определяется местными условиями. Так, в большинстве слу- чаев при диспетчеризации существующей тепловой сети диспетчерские пункты располагаются в здании управления, месторасположение которого уже определено. Если же диспетчерские пункты организуются одновременно со строительством новых тепловых сетей, сооружать их следует в непосредственной близости от питающей ТЭЦ и какой-либо крупной лепломагистрапи. Это необходимо для более рациональной организации каналов связи и телемеханики, так как основные каналы связи с телемеханизи- руемыми объектами выполняются путем прокладки телефонных кабелей связи вдоль трасс тепломагистралей. Следует при этом учитывать и расстояния между диспетчерским пунктом и ближайшим распределительным шкафом городской телефонной сети, которая может быть частично использована для организации прямых каналов до объектов, расположенных в стороне от магистральных трубопроводов (например, тепловых пунктов). Оборудование диспетчерского и техноло- гического управления, размещаемое на диспетчерском пункте, состоит из диспетчерского щита, диспетчерского пульта, устройств телемеханики ПУ, аппаратуры диспетчерской и технологической связи, аппаратуры питания, телетайпа и т. п. Диспетчерский пункт, как правило, имеет следующие технологические помещения: диспетчерский зал — рабочее помещение диспетчерского персонала, в котором размещаются диспетчерские щит и пульт; аппаратную телемеханики — место размещения устройства телемеханики, шкафов реле-повторителей, стоек системы цифровых измерений, панели питания с выпрямительными устройствами; аппаратурную связи — место размещения аппаратуры диспетчерской и технологической связи; лабораторию — помещения для ремонта, испытания и наладки аппаратуры телемеханики и связи. При компоновке технологических помещений необходимо учитывать следующие основные требования. Помещения диспетчерского пункта должны располагаться на одном или на смежных этажах, чтобы обеспечивались рациональные информационные связи и минимальная протяженность кабеля. Аппаратная телемеханики должна 345
располагаться рядом с диспетчерским залом. Допускается расположение диспет черског о зала и аппаратной телемеханики на смежных этажах: одно помещение под другим. Технологические помещения диспетчерского пункта по строительной части, освещению, вентиляции и отоплению должны удовлетворять требованиям «Норм технологического проектирования диспетчерских пунктов и узлов СДТУ энергосистем», На диспетчерском шите изображается мнемоническая схема (мнемосхема}, включающая теплофикационные установки ТЭЦ, сетевые и дренажные насосные станции, магистральные камеры, пограничные камеры, тепловые, пункты и трубопроводы. Мнемоническая схема рассматривается как информационная модель контролируемого обьекта и строится по принципу соблюдения анало! ии между контролируемым объектом и ею отображением на мнемосхеме. Мнемоническая схема на щите содержит основные элементы контролируемых объектов, позволяющие диспетчеру судить о состоянии соор>жений и сети Диспе! черские щиты оборудуются малогабаритной аппаратурой специального исполнения, что позволяет при сравнительно небольших размерах диспетчерских щитов воспроизводить на них детальные схемы ма- 1истральной тепловой сети. Вместе с тем щиг должен обеспечить на1лядность и хорошую обозреваемость мнемонической схемы сети, а также простоту и удобство выполнения переделок на щите, связанных с постоянными изменениями схем сети. При выборе способа воспроизведения информации на диспетчерском щите в большинстве случаев применяется мимический щит. На мимическом щите мнемосхема выполняется с применением поворотных элементов, сш нализирующих положение контролируемого коммутационного оборудования (задвижек, выключателей). Несоответствие положения мнемосимвола на щите действительному положению оборудования сигнализируется горением спокойным или мигающим светом лампы, встроенной в поворотный символ. На световом щите мнемосхема выполняется на двухцветных световых табло (ламп, встроенных в символ контролируемого оборудования). При этом включенное (открытое) положение оборудования сигнализируется зеленым светом, а отключенное (скрытое) — красным. Несоответствие сигнализируется миганием символа объекта. Целесообразность применения мимических или световых щитов определяется в каждом отдельном случае проектной организацией. Схемы тепловой сети подвержены частым изменениям, дополнениям и расширению, Поэтому по своему конструктивному исполнению наиболее приемлемым является секционный диспетчерский щит мозаичного типа. Щит собирается из отдельных секций, количество которых определяется габаритами воспроизводимой схемы. Схема тепловой сети набирается на щите из наоорных мнемонических элементов (символов). Наборные мозаичные мнемонические символы отражают в условной форме различное технологическое оборудование: задвижки, насосы, выключатели и т. п. Мозаичные элементы могут легко извлекаться из гнезд в секциях щита, переставляться или заменяться другими элементами. С помощью специальных диспетчерских навесных шаков на схеме отражается оперативное состояние не- переключающегося техноло: ического оборудования. Конструкция секционныч диспе!черских щитов мозаичного типа, выпускаемых промышленностью, обеспечивает воспроизве \е- ние информации как по принципу «ie\iiioio щчта» (мимические), так и г;о принципу «светлого щита» (световые). Диспетчерский пульт является основным рабочим местом диспетчера Применение в тепловых сетях общего диспетчерского полукомплекта устройства те 1еме\аники определило функциональную роль диспетчерскою пульта как основного места телемеханической информации. Конструктивными элеменпами пульта являются: рабочий стол диспетчера, тумба с командно-сигнальной annapaiypoft, тумбы с аппаратурой диспетчерской связи, приставка с приемными измерительными приборами. На тумбе с командно-сигнальной аппаратурой размещаются общее табло аварипно- предупредительной гелесш нализации и функциональные блоки с кнопками, ключами и световыми элементами. Табло аварийно-предупредительной телесигнализации используется для поочередной расшифровки сигналов, поступающих с объектов тепловой сети. Появление сигнала сопровождается горением мигающим светом лампы несоответствия у объекта на щите. С помощью соответствующих кнопок пульта подключаются цепи телемеханики данного объекта к общему табло аварийно-предупредительной телесигнализации и производится расшифровка сигнала. В состав функциональных блоков входит: блок выбора объекта (ТЭЦ, насосные 346
станции, камеры и т. п.), блок выбора номера объекта, бпок выбора параметра телеизмерения, блок выбора прибора телеизмерения, блок подключения табло аварийно-предупредительной телесигнализации, блок телеуправления оборудованием и телесигнализации ее положения, блок телерегулирования, блок контроля аппаратуры телемеханики и каналов связи. С помощью упомянутых блоков последовательными операциями кнопками осуществляется коммутация цепей телемеханики любого объекта для воспроизведения информации и посылки команд телеуправления и тетерегулирования Abi ома газированная система управления теплоснабжением. Развитие теплофикации крупных городов сопровождается применением максимальных диаметров трубопроводов и увеличением радиуса действия магистральных водяных сетей. Увеличивается количество и мощность источников геплоты и их теплофикационных устройств. Появляются крупные объекты магистральных тепловых сетей, каждый из которых представляет собой относительно сложный комплекс технологического и электротехнического оборудования. Все это приводит к усложнению эксплуатации тепловых сетей, особенно оперативно-диспетчерского управления. Для диспетчерског о управления технологическим процессом необходимо доставленную информацию автоматически обработать и представить диспетчеру в удобной для принятия решения форме Это решается с помощью современных средств вычислительной техники В энергосистемах эту задачу намечается решать с помощью автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ), в теплоэнергетических предприятиях местных Советов через автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) Задача АСДУ состоит в улучшении качества диспетчерского управления путем привлечения дополнительной информации, обрабатываемой в приемлемые сроки с помощью ЭВМ, для оперативного выполнения режимных вопросов. Автоматизированная система диспетчерского управления включает в себя: систему средств вычислительной техники, обеспечивающую возможность обработки и воспроизведения информации, проведения анализа работы системы теплоснабжения и расчетов; математическое обеспечение комплексного характера, т. е. комплексные взаимоувязанные алгоритмы и программы для решения режимных задач и расчетов, а 13* также для связи с другими подсистемами АСУ предприятия тепловых сетей; систему информационного обеспечения, осуществляющую автоматический сбор информации и состоящую из датчиков ГИ-ТС, устройств доставки информации (устройств телемеханики и аппаратуры передачи данных), каналов связи, командной аппаратуры на пунктах управления и исполнительных органов на контролируемых пунктах для ТУ-ТР, систему средств отображения информации на диспетчерском пункте, соответствующую новым задачам и обеспечивающую эффективность оперативно-диспетчерского управления. Средства вычислительной техники целесообразно разделить на оперативно-информационный комплекс (ОИК), обеспечивающий автоматизацию сбора, обработки и отображения информации, контроль за текущим режимом работы теплосети, выполнение расчетов, необходимых для оперативного управления нормальными и аварийными режимами, и вычислительный комплекс (ВК) для выполнения расчетов, необходимых для долгосрочного и краткосрочного планирования режимов работы теплосети, а также для обслуживания других подсистем АСУ теплосети. Технические средства ОИК АСДУ должны: иметь развитую систему устройств для непосредственной связи с объектами управления с целью приема и обработки информации в темпе процесса; иметь достагочный объем быстродействующей внешней памяти на магнитных дисках; обеспечить простое и удобное обращение с ОИК диспетчер- ckoi о персонала посредством электроннолучевых трубок (ЭЛТ) и других специализированных устройств; обладать высокой надежностью, необходимой для решения задач оперативною и автоматического управления; обеспечивать автоматический или по запросу обмен информацией с собственным ВК и ОИК других ступеней управления. В составе ОИК предусматривается использование одной-двух малых или микро-ЭВМ серии СМ. В соответствии с функциями, возлагаемыми на ВК АСДУ, его технические средства должны обеспечивать: достаточно высокую производительность; большой объем внешней памяти на магнитных дисках и лентах, удобство обращения к ВК посредством ЭЛТ. графопостроителей и др.; возможность обмена информацией с ОИК. В составе ВК предусматривается использование одной из средних моделей ЭВМ серии ЕС Для крупных тепловых сетей энергосистем, где принята двухступенчатая струк- 347
тура диспетчерского управ 'ния, рекомен- дуе1ся следующее оснащение диспетчерских пунктов средствами вычисли гетьной техники на РДП устанавливается только ОИК на базе двух микро-ЭВМ серии СМ на ЦДП — ОИК на бале двух малых ЭВМ серии СМ и ВК на базе одной средней модели ЭВМ серии ЕС В этом с ivnae между ОИК каждого РДП и ОИК ЦДП обеспечивается межмашинный обмен информацией Возможен вариант когда в качестве ВК для теплосети Moryi быть использованы ЭВМ установленные в вычислите 1ьных центрах энергосистемы Выбор комплекса срезов вычислигеть 1юй техники в каждом конкретном случае определяется размерами предприятия тепловых сетей, соотношением задач оперативно- диспетчерского и др>гих подсистем управления АСУ предприяшя теплосети, нати- чием каналов и другими ус ювиями Система информационного обеспечения осуществляет сбор и передачу информации В диспетчерском управ гении для этого используются устройства тетемеханикм, аппаратура передачи данных (АПД) и ieie- гайпы Для передачи алфавитно-цифровой информации используются АПД и те 1етайпы Каждый комплект АПД состоит из пере jai - чика и приемника Ввод информации в передающее устройство АПД осуществтяегся с помощью перфоленты с пупьта оператора Вывод информации на приемном устройстве АПД осуществляется на перфотенту или непосредственно в ЭВМ При необходимости с перфоленты может быть получена распечатка с помощью алфавитно-цифрового печатающего устройства (АЦПУ) или телетайпа К средствам отображения информации на диспетчерском пункте, кроме диспетчерского щита и пульта, в условиях АСДУ относятся устройство индикации на экране ЭЛТ и АЦПУ, управляемые ЭВМ В задачу АСУТП теплоэнергетических предприятий местных Советов входит оперативное управление работой котельных групповых тепловых пунктов, насосных и других объектов, обеспечивающих оптимашь- ное их функционирование АСУТП включает в себя такие же элементы, как и выше описанная АСДУ, но имеет более развитые системы локальной автоматизации процессов производства, отпуска, транспортировки, распределения и потребления теплоэнергии и горячей воды в котельных, тепловых пунктах и других сооружениях, поаведомствен- ных теплоэнергетическому предприятию В зависимости от мощности теплоэнергетического предприятия структура ди- 348 спетчерскои стужьы может оыть также одноступенчатой с оцним ДП или двухступенчатой с одним ЦДП и несколькими РДП Еспи вся тептовая нагрузка данного предприятия и ж 4dcib ее присоечинена к теп гоист очник) энергосистемы AЭП), то в задач} рассматриваемой АСУТП и АСДУ тепловых сетей энергосистемы то 1жен входить взаимный о%<тен информацией о состоянии и режимах работы обор\ тетания нахотяшихся в ве ении диспетчерского персонала диспетчерских пунктов АСУТП и АСДУ АСУТП соооит ю двух подсистем - подсистемы производства и отпуска тепле вой энергии из тепюисточников и под системы транспортирования, распре {еления и потребления тепловой энергии Основными комплексами задач решаемых АСУТП, являются npoi иодирование гептового потребления и оптимизация ра< - пределения тепловыч нагрузок между котлами, автоматический пуск и ас танов котлов, оперативное поддержание заданных оптимальных режимов рабош теп новых сетей, автоматическое регулирование отпуска теп юты в тептовых пунктах и програм мное управление работой их оборудования с помощью ВК, оперативный контроть состояния тепловой сети, центратиэованныи контро 1ь и учет технологических параметров и состояния оборудования Рекомендации по выбору средств вычислительной техники для АСУГП анаюгич- ны приведенным выше для АСД'^' Средства тетемеханики и токальнои автоматизации которые могут применяться в АС УТП i еп ю снабжения приведены в г t 6 '\ читывая значительную стоимость технических i редстр АСУТП, проектирование ее rpeoyei технике экономического обоснования Вариант структуры системы автомати зированного диспетчерскою упрлваения теплоснабжением крупного города показан на рис 28 2 Теплоснабжение осуществтяется от ТЭЦ Минэнерго СССР и от котельных теп юэнергетическо1 о предприятия местного Совета На рисунке стретками показаны информационные связи между диспетчерскими пунктами (ДП; и подведомственным объектами управ 1ения и информационные связи межяу ДП предприятий теплоснабжения разных ведомств Вариант структурной схемы комплекса технических средств АСУТП теплоснабжения с использованием средств телемеханики типа ТК-210 показан на рис 28 3 Информация от ПКП (не ботее 8 на 1 КП), размещенные. в ГТП, котельных и дру1их объектах, поступает на КП, рашешаемых на анало!ич
Одъекты диспетчерского упрабления Диспетчерская служба и АСУ Ведомственная принадлежность ТЭЦ АСУГЭЦ АСДУ АСУТП МТП Районное энергетическое управление Минэнерго СССР Теплоэнергетическое предприятие местного Совета Городское жилищное упрабление Рис 28.2. Вариант структуры системы автоматизированного диспетчерскою управления теплоснабжением крупного города: РЭУ-районное энергоуправление, ТС ЭС - тепловые сети энергосистемы; ТПМ С - теплоэнергетическое предприятие местного Совета; ОДС — объединенная диспетчерская служба жилищното хозяйства города; ТК — тепловая камера; К — контроль; У — управление ных объектах. От этих КП (всего 31 КП на один комплект ТК-210) информация поступает в ДП. Каналы связи могут быть собственные (I) или арендованные у юродской телефонной сети (II). На ДП и ряде объектов с персоналом (на рисунке в котельной К2) размешены видеотерминалы. Объемы телемеханизации объектов в предприятиях тепловых сетей энергосистемы 1 Теплоподготовительная установка ТЭЦ Телеизмерение — давление, температура и расход теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах, отходящих от ТЭЦ; расход подпиточной воды; содержание кислорода и солей жесткости в подпиточной и сетевой воде. Телесигнализация — разбаланс расхода сетевой воды, увеличение расхода подпиточной воды сверх установленного предела; аварийное отключение котла; положение головных задвижек. 2. Насосные станции на сетях Телеуправление — включение и отключение сетевых насосов, управление головными задвижками. Телерегулированне — задатчики уставок регуляторов давления. Телеизмерение — давление воды до и после насосной, до и после клапана рассечки; расход сетевой воды; температуры воды в подающем и обратном трубопроводах; токи электродвигателей сетевых насосов; расход электроэнергии по насосной. Телесигнализация — состояние сетевых насосов, состояние задвижек на напорных патрубках насосов и на входе и выходе трубопроводов в насосной. 349
ДП ТПМС ГТП1 Рис 28 3 Вариант структуры комплекса технических средств АСУТП теплоснабжения с использованием средств телемеханики ТК-210 / // - канаты свячи ТМ — комплекс сректв телемеханики ТК-210 с контролируемыми пунктами (КП) и периферийными контролирующими пунктами (ПКП) ТК — теп ювая камера К-котеи>ная Н — насосная станция АЦВТ - алфавитно-цифровой видеотерминал АТС - автоматическая те гефонная станция Аварийно-предупредительная телесигиали- зация — аварийное отк почение сетевого насоса, автоматическое включение резервного насоса, аварийное отктючение кабепьной линии 6—10 кВ и автоматическое включение секционного выключателя 6—10 кВ, предельное значение давления (минимальное в подаюшем трубопроводе и максимальное в обратном), срабатывание клапана рассечки превышение допустимой температуры подшипников сетевых насосов, неисправность схемы АВР насосов, оперативных электрических цепей управления и телемеханики, предельное значение влажности воздуха в насосной, работа охранной сигнализации 3 Крупные дренажные насосные Телесигнализация — coci ояние дренажных насосов, предельный (максимальный) уровень дренажных вод, неисправность оперативных цепей управления и автоматики вводов электропитания и насосов, работа охранной сшнализации 4 Узловые камеры на магистралях Телеуправление — управление магистральными секционирующими задвижками Телеизмерение — давление в подающем и обратном трубопроводах, температура воды в подающем и обратном трубопроводах на ответвлениях от магистрали Телесигнализация — положение магистральных задвижек (в том числе остановка в промежуточном потожении), появление воды на полу камеры, неисправность питания электрических цепей управ тения, автоматики и телемеханики, работа охранной сигнализации 5 Групповые теп ювые пункты Телеуправление — включение и огктюче- ние смесительных и других насосов, открытие и закрытие гоювных задвижек Телерегулирование — задатчики уставок регуляторов давления в подающем и обратном трубопроводах, задатчик уставок регулятора температуры в подающем трубопроводе на выходе из ГТП Телеизмерение — давление воды в подающем трубопроводе до и поспе регутирующего клапана и обратном трубопроводе на всасе смесительных насосов, температура воды, подаваемой на системы отопления и горячего водоснабжения, и в обратном трубопроводе, расход сетевой воды токи электродвигателей смесительных и других насосов Телесигнализация — положение смесительных насосов и задвижек на их нагнетательных патрубках положение задвижек до и после ГТП Аварийно-предупредительная телесигнализация — аварийное отключение насосов и вктючение резервных, работа АВР электропитания, автоматическое отключение (отсечка) 350
ГТП от магистральных сетей с переходом на автономную работу; предельное значение давления в подающем трубопроводе после регулирующего клапана, в обратном трубопроводе и в водопроводе, температуры воды на горячее водоснабжение; работа сбросного клапана, превышение допустимой температуры подшипников насосов; неисправность оперативных электрических цепей управления, автоматики, телемеханики; работа пожарной и охранной сигнализации. Объемы телемеханизации обьектов в предприятиях котельных и тепловых сетей 1. Котельные с тепловой мощностью 35 МВт и более (районные, квартальные) Телерегулирование — задатчики уставок регулятора температуры воды в подающем трубопроводе и регулятора перепада давлений воды на выходе. Телеизмерение — давление и расход воды в подающем и обратном трубопроводах каждой магистрали; температура в подающем трубопроводе (при наличии общих коллекторов — одна точка) и в обратном трубопроводе каждой магистрали; уровень воды в баках-аккумуляторах. Телеизмерение интегральное (для районных котельных) - расходы топлива (газа) и электроэнергии, расход отпущенной тепловой энергии по каждой магистрали, расход под- питочной воды. Телесигнализация — положение регулирующих клапанов регуляторов температуры и перепада давления воды. Аварийно-предупредительная телесигнализация — предельные значения давления воды в обратном трубопроводе каждой магистрали, расхода подпиточной воды, температуры воды на входе в каждый котел. 2. Котельные групповые без обслуживающего персонала Телеизмерение — температура воды в подающем трубопроводе. Аварийно-предупредительна я телесигнализация — общий сигнал нарушения нормальною режима котельной; открытие дверей котельной. 3. Насосные станции на сетях 4. Узловые камеры на магистралях (только в крупных тепловых сетях) 5. Групповые тепловые пункты. Объемы телемеханизации по объектам 3, 4 и 5 такие же, как и для ПТС энергосистемы 6. Местные тепловые пункты Объемы телемеханизации определяются при проектировании диспетчеризации объектов жилищного хозяйства с учетом наличия или отсутствия групповых тепловых пунктов.
Основные данные по При южение 1 температурам наружного воздуха и продолжи i ельности отопительного периода для городов СССР Наименование городов Температуры наружного воздуха, "С 8. 5 U 2 Оюпигельный период при среднесуточной температуре воздуха С С Петрозаводск Сыктывкар Архангельск Нарьян-Мар Котлас Вологда Ленинград Мурманск Новгород Псков Брянск Владимир Иваново Калинин Калуга Кострома Москва Орел Рязань Смоленск Тула Ярославль Йошкар-Ола Саранск Чебоксары Горький Киров Белгород Воронеж Курск Липецк Тамбов Стерлитамак Уфа Элиста Казань Астрахань Волгоград Камышин Куйбышев Пенза Северо-Западный экономический район (РСФСР) 2,2 оа 0,8 1.2 -3,5 2,2 4,3 0,0 3,9 4,6 -40 -51 -45 -51 -51 -48 -36 -37 -45 -41 -29 -36 -31 -34 -37 -31 -26 -27 -27 -26 -15 -20 -19 -19 -25 - 16 -11 -18 -12 -11 -10.6 -15,1 -12,5 - 14,0 -16,8 -11,8 -7,9* -10,1 -8,6 -7,5 242 244 251 237 285 228 219 281 220 212 -3.3 -6,1 -4,7 -5,5 -7,5 -4,8 -2,2 -3,3 -2,6 -2,0 260 263 272 260 310 250 242 303 240 233 Центральный экономический район (РСФСР) 4,9 3,4 2,7 3,3 3,8 2,7 3,8 4,6 3,9 4,4 4,2 2,7 -42 -48 -46 -50 -46 -46 -42 -39 -41 -41 -42 -46 -26 -28 -29 -29 -27 -31 -26 -26 -27 -26 -27 — 31 - 13 -16 -16 -15 -14 -16 -15 -13 -16 -13 -14 -16 -8,5 -11,4 -11,8 -10,4 -10,0 -11,8 -10,2 -9,2 -11,1 -8,6 -10,1 -11,6 206 217 217 219 214 224 213 207 212 210 207 222 -2,6 -4,4 -4,4 -3,7 -3,5 -4,5 -3.6 -3.3 -4,2 -2,7 -3,8 -4,5 224 233 242 239 231 241 230 223 226 227 224 243 Волго-Вятский экономический район (РСФСР) 2.3 3,7 2,9 3,1 1,5 -47 -44 -44 -41 -45 -34 -30 -32 -30 -33 -18 -17 -18 -16 -19 -13,7 -12,1 -13,0 -12,0 -14,2 220 210 217 218 231 -6,1 -4,9 -5,4 -4,7 -5,8 237 224 232 234 249 Центрально-Черноземный район (РСФСР) 6,3 5,4 5,4 5.1 4,8 -37 -38 -38 -38 -39 -23 -26 -26 -27 -28 -12 -14 -14 -15 -15 -7,6 -9,3 -8,6 -10,3 -10,8 196 199 198 199 202 -2,2 -3,4 -3,0 -3,9 -4,2 213 213 215 213 21? Поволжский экономический район (РСФСР) 2,6 2,5 8,6 2,8 9,4 7,6 6,5 3,8 3,9 -48 -44 -34 -47 -34 -36 -37 -43 -43 -36 -35 -23 -32 -23 -25 -26 -30 -29 -20 -19 -9 -18 --8 -13 -15 -18 -17 -15,2 -14,6 -6,7 -13,5 -6,8 -9,2 -11,0 -13,8 -12,1 210 214 176 218 172 182 189 206 206 -7,1 -6.6 -1,8 -5,7 -1,6 -3,4 -4.5 -6,1 -5,1 225 229 190 230 185 196 200 219 221 -2.4 -5,0 -3,6 -4,2 -6,1 -3,3 -1,1 -2,4 -1,6 -1,0 -1,8 -3,3 -3,5 -2,6 -2,6 -3,5 -2,7 -2,4 ■3,3 1,9 ■2,8 - 3,3 -4,7 -4,1 -4,4 -3,7 -4,7 -1.3 -2,6 -2,1 ■3,0 -3,5 -6,0 -5,6 -0.9 -4,9 -0,8 ■2,4 -3,7 -5.1 -4,2 35?
Наименование юродов Саратов Ульяновск Температуры 5ч а с о О 5,3 3,2 5 S 81 <Г 7 -41 -48 наружного воздуха, JC юг к О II а-о s -27 -31 ЯЯ 1 ного Сред! холод О (d -16 - 18 о О S s с * I -3 Средн холод месяц -11,9 -13,8 Продолжение приложения 1 Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха <8°С олжи- ость Прод гельн сут 198 213 U - а. - 5.0 -5,7 <10°С J олжи- ОС1Ь, Прод 1 ел ьн сут 207 227 няя грату- С О " о. -4,3 -4,8 Северо-Кавказский экономический район (РСФСР) Махачкала Нальчик Орджоникидзе Грозный Краснодар Армавир Майкоп Новороссийск Сочи Туапсе Ставропо ib Ростов-на-Дону Каменск-Шахт инский Ростовской обл Ижевск К\рын Оренбург Пермь Кудымкар Пермской обл Свердловск Чечябинск Магнитогорск 11.8 8,8 7,9 10,1 10,8 9.9 10,5 !2.7 14,1 13,4 9.1 8.ч 8.2 -26 -31 -34 -3? -36 -34 -Ч -24 - 14 - 19 -36 -33 -40 -14 -18 -18 -18 -19 -19 - Ю 13 ■} -7 -19 22 -24 -5 ^ — 5 _5 - 7 ч _2 2 1 у -8 -10 -0.4 -4,8 -5,0 -3,6 -1,8 - 3,4 -1.7 2,6 5,8 4,4 -3,7 -5.7 -6,6 151 170 175 164 152 159 154 134 90 ИЗ 169 175 178 2,6 -0,4 -0.4 0,4 1,5 0,5 1,7 4,4 6.4 5,6 0,3 -U -1.7 169 188 194 180 170 177 172 157 129 141 190 188 194 Уральский экономический район (РСФСР) 2.1 ),8 3,9 1,5 0.8 1,2 1,5 1,2 -46 -49 -42 -45 -48 - 43 - 44 -46 - Ч -37 -31 -35 -37 -35 -34 -34 -19 -24 -20 -20 -21 -20 -21 -22 -14,2 -18,5 - 14,8 -15,1 -15,7 -15,3 -16,4 -16,9 223 217 201 226 233 228 218 218 -6,0 -8,7 -8,1 -6,4 -6,6 -6,4 -7,3 -7,9 240 233 213 246 251 246 236 236 Западно-Сибирский жономический район (РСФСР) Барнаул Бийск Рубцовск Алтайского р Кемерово Кисе1евск Кемеровской обл Новосибирск Омск Томск Тюмень Березово Тюменской обл. Салехард Cypi ут Тобольск Ханты-Мансийск 1,1 0,5 1,6 0,4 0,4 0.1 0,0 0,6 1,3 3,8 6,4 3,1 0.0 1,4 -52 -53 -49 -55 - 50 -50 -49 -55 - 50 -51 -54 -55 -46 -50 -39 -38 -38 -39 -39 -39 - 37 -40 -37 -43 -42 -43 -39 -41 - 23 -24 -23 - 24 -23 -24 -23 -25 -21 -27 -29 -28 -22 -24 -17,7 -18,2 -17,8 -19,2 -17,7 -19.0 -19,2 -19,2 -16,6 -22,0 -23.6 - 22,0 -18,5 -19.8 219 222 213 232 228 227 220 234 220 265 285 257 229 248 -8,3 -8,7 -8,5 -8,8 -8,0 -9,1 -9,5 -8,8 -7,5 -9.0 -11,0 -9,7 -8,4 -8.2 235 239 228 250 246 243 237 252 240 282 302 274 249 262 Восючно-Сибирский экономический район (РСФСР) Нижнсаигарск Улан-Уд-} Кызыл - ^ 2 1,7 - 4,5 -47 -5! -58 -33 - 37 -48 -25 - 28 -37 -22,8 - 25,4 -33,7 260 235 226 -9,7 -10,6 -16.6 277 252 242
Наименование городов Красноярск Ачинск- Диксон Дудинка Игарка Канск Тура Красноярского края Иркутск Бодайбо Иркутской обл. Братск Чита Агинское Читинской обл. Температуры § О ч о о а 1 и 0,5 -0,2 -11,5 -10,2 -8,7 -0,7 -9,5 -1,1 -5,6 -2,2 -3,1 -1,9 К S 95 Я X О к И S Абсо маль -53 -60 -51 -57 -64 -51 -67 -50 -55 -57 -54 -51 наружного воздухе flj СО ег 0) ибо. ИДН я £ = С к О = ? Сред холо, ки -40 -41 -41 -46 -48 -42 -55 -37 -47 -43 -38 -36 1 ч | i \ я п о к о 05 X ч Я И Сред холо. ода -22 -23 -33 -35 -34 -26 -44 -25 -36 -30 -31 -26 и 8 я я о К О Сред холо, меся -17,1 -17,9 -26,3 -28,0 -28,6 -20,2 -36,7 -20,9 -31,8 -22,6 -27,7 -23,6 Продо 1жение приложения 1 Отопительный период при воздуха <8'JC if Г- fj о о Про,' телы cyi 235 238 365 302 289 238 270 241 257 245 238 237 ту- 2 я я и U 11 С = -7,2 -7,9 -11,5 - 14,6 -14,2 -9,0 - 17,4 -8,9 -13,9 -10,3 -12,4 -10,8 и о о о 3 251 255 365 317 303 252 286 260 271 260 255 254 ту- я 8-и С реп теми pa, ° -6,2 -6,8 -11,5 - 13,5 -13,2 -8,0 -15,9 -7,6 -12,7 -9,2 -11,0 -9,4 Дальневосточный экономический район (РСФСР) Якутск Алдан Верхоянск Вилюйск Тикси Владивосток Находка Уссурийск Хабаровск Комсомольск-на-Амуре Николаевск-на-Амуре Благовещенск Тында Петропавловск-Камчатский Оссора Камчатской обл. Усть-Камчатск Магадан Анадырь Александровск-Саха- линский Оха Сахалинской обл. Поронайск Сахалинской обл. Южно-Сахалинск -10,3 -6,2 -15,7 -9,3 -13,4 4,0 4,3 2,6 L4 -0,7 -2,4 0,0 -6,5 1,9 -2,4 -0,9 -4,7 -8,0 0,3 -2,4 0,0 2,1 -64 -51 -68 -61 -54 -31 -30 -46 -43 -50 -47 -45 -54 -34 -48 -42 -50 -51 -41 -42 -42 -39 -55 -42 -59 -52 -44 -24 -20 -31 -31 -35' -35 -34 -42 -20 -31 -27 -29 -40 -27 -29 -28 -24 -45 -32 -51 -42 -35 -16 -14 -21 -23 -27 -25 -25 -35 -10 -20 -16 -23 -30 -19 -22 -20 -15 -43,2 -27,8 -48,6 -38,2 -33,3 -14,4 -12,8 -20,3 -22.3 -25,6 -23,9 -24,3 -31,7 -8,4 -14,3 -12,4 -21,0 -22.8 -18,5 -19,9 -17,7 -13,8 254 266 272 260 365 201 202 198 205 221 246 212 254 259 280 277 278 307 238 266 248 233 -21,2 -13.1 -25,2 -18,8 -13,4 -4,8 -4,0 -8,3 -10,1 -11,2 -9,8 -11,5 -15,2 -2,1 -6,2 -5,0 -9,6 -11,3 -6,2 -7,5 -6,0 -4,3 268 280 287 274 365 225 226 218 223 240 262 231 270 282 301 299 302 329 260 287 273 257 -19,7 -12,4 -23,5 -17,4 -13,4 -3,4 -2,7 -6,8 -8,6 -9,7 -9,0 -9,9 -13,9 -1,2 -5,4 -3,6 -8,1 -10,0 -5,4 -6,5 -4,7 -3,1 Прибалтийский экономический район (Литовская ССР, Латвийская ССР, Эстонская ССР, Калиниградская обл. РСФСР) Рига Вильнюс Каунас Клайпеда Таллин Тарту Калининград 6,2 6,2 6,5 6,5 5,0 4,8 6,8 -31 -37 -36 -35 -32 -35 -33 -20 -23 -22 -20 -22 -24 -18 -8 -9 -8 -7 -9 -10 -7 -4,5 -5,5 -4,9 -3,4 -4,7 -6,5 -3,4 199 194 192 194 221 214 195 -0,4 -0,9 -0,5 0,4 -0,8 -1,5 0,6 221 213 211 219 244 235 218 0,6 0,0 0,4 1,3 0,4 -0,5 1,5 354
Продо1жение приложения i Наименование юродов Температуры к "в ОЛО( U ред и s ~ я наружного воздуха и О S я к н. и а 5 я о X о г1, у и ,R S я к н. и ш ого >^ о о S я и С ого о ц к CS U о ? Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха it о о ° г С - о1 и . . . ., ё- о - ь. <ю°с чжи- С1Ь, о о а"- ь' ж Я u S U - а. Белорусский экономический район (Белорусская ССР) Брест Витебск Гомель Гродно Минск Могилев 7.4 5,1 6,1 6,5 5.4 5,3 -36 -41 -35 -35 -39 -42 -20 -26 -24 -22 -25 -25 -8 -12 -11 _ 9 -10 -11 -4,4 -7,8 -6.9 -5,1 -6,9 -7.5 186 205 197 193 203 204 0.4 -1,6 -1,3 -0.1 — 1 ° -п 205 2?-> 2?2 213 220 221 Донецко-Приднепровский экономический район (Украинская ССР) Ворошиловград Днепропетровск Донецк Запорожье Бердянск Кировоград Полтава Сумы Харьков Винница Луцк Житомир Ужгород Ивано-Франковск Киев Львов Ровно Тернополь Хмельницкий Черкассы Чернигов Черновцы Евпатория Симферополь Феодосия Ялта Николаев Одесса Херсон 8,0 8,5 7,5 9,0 9,6 7,5 7,0 6,0 6,9 -42 -34 -37 -34 -29 -35 -37 -36 -36 -25 -21 -23 -22 -19 -22 -23 -24 -23 -10 _9 -10 -8 -7 -9 -11 -12 -11 -6,6 -5,4 -6,6 -4,9 -3,8 -5,6 -6,9 -7,9 -7.3 180 175 183 174 168 185 187 195 189 -1,6 -1,0 -1.8 -0,4 0,0 -1,0 -1,9 -2.5 -2.1 197 191 198 190 186 202 202 212 205 Юго-Западный экономический район (Украинская ССР) 6,7 7,2 6,8 9,6 7,3 7,2 6,7 6,9 6,9 6,8 7,2 6,5 7,8 -36 -34 -35 -28 -34 -32 -33 -36 -34 -32 -37 -34 -32 -21 -20 -22 -18 -20 -22 -19 -21 -21 — 21 -22 -23 -20 -10 -8 -9 -6 -9 -10 -9 -9 -9 -9 -10 -9 -6.0 -4,9 -5,7 -3,1 -5,1 -5,9 -5,0 -5,4 -5.4 -5,6 -5,8 -6,7 -5,0 189 187 192 162 184 187 191 191 190 191 189 191 179 1 1 1 , 1 -0,2 -0,8 1,6 -0,1 -1,1 -0,2 -0,5 -0,5 -0 6 -1.0 -1,7 -0,2 207 207 207 175 202 204 211 210 208 211 203 206 197 Южный экономический район (Украинская ССР) 11,0 10.2 П,7 13,0 9.8 9,8 9,8 -28 -29 -25 -15 -30 -28 -32 -16 -16 -15 -6 -20 -18 -19 _ з -4 -2 1 -7 -6 — 7 -0,1 -1,0 0,5* 3,8* -3,5 — 2,5 -й 149 158 144 126 165 165 167 2,4 1.9 2,9 5,2 О',4 1,0 0,6 172 179 168 157 182 183 184 Молдавская ССР 9,4 8,7 -32 -35 -16 -18 1 -8 -3,5 -4,4 166 172 0,6 0,2 183 191 Кишинев Бельцы Закавказский экономический район (Азербайджанская ССР, Армянская ССР, Грузинская ССР) Азербайджанская ССР Баку Астара 355 14,4 14,2 -13 -13 -4 -4 1 2 3,8 4,3 119 110 5,1 5,7 142 136
Наименование городов 1 ! Кировабад ' Степанакерт , Нахичевань ( Армянская ССР Ереван Грузинская ССР Тбилиси Кутаиси Гагра | Сухуми Батуми Температуры 2 о g О О о о. О 13,2 10,9 12,7 11,6 12,7 14,5 14,1 14,1 14,4 S S я п ос X Я Ю ъ < S -18 -20 -30 -31 -23 -17 -13 -12 -8 наружного воздуха, °С О ей || Я п = = ос 'о я § 3 ° Охи -8 -9 -19 -19 -8 _з — 2 -3 -1 £ О ос О 05 5 ^- о Ч О х о -1 -2 -6 -8 0 3 4 3 4 8 о ю X О ос с я §Ё рож Й ~ и О х S 1,1 -0,2 -3.8 -4,0 0,9 5,2 6,2 5,2 6,7 Продолжение приложения 1 Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха i л — у о 2 С - и 132 155 133 139 152 121 124 122 121 ос я х &О Q. S ^ U г- Ь. 3,9 2,9 1,0 0,5 4,2 6,8 7,5 7,0 7,6 <10°С * h онч rotrc 154 173 149 159 154 123 126 124 12"! 5 Q-r j о- са О н с 4,5 3,4 1,6 1,5 4.2 6,8 7.5 7,1 7,6 Казахстанский экономический район (Казахская ССР) Алма-Ата Актюбинск Усть-Каменогорск Вос- 1точно-Казахстанской обл. Гурьев Джамбул Карсакпай Джезказганской обл. Караганда Кзыл-Орда Кокчетав I Кустанай ,'Форт-Шевченко Ман- |гышлакской обл. I Павлодар Петропавловск Северо- Казахстанской обл. Семипалатинск Талды-Курган Тургай Уральск ■ Целиноград • Чимкент 8,7 3,6 3,0 8,0 9,0 3,9 2,3 9,0 1,8 1,6 11,1 1,9 0,5 2,3 6,9 4,1 4,4 1,4 11,9 -38 -48 -49 -38 -41 -48 -49 -38 -51 -51 -26 -47 -53 -49 -43 -44 -43 -52 -34 -25 -31 -39 -26 -26 -31 -32 -24 -36 -35 -15 -37 -36 -38 -30 -32 -31 -35 -17 -10 -21 -18 -12 -9 -20 -20 -12 -21 -22 -7 -23 -24 -22 -16 -22 -18 -22 -6 -7,4 -15,6 -16,2 -10,1 -6,0 -15.4 -15,1 -9,3 -16,2 -17,7 -3,2 -17,9 -18,7 -17,1 -11,4 -17.0 -14,2 -17,4 -3,0 166 203 204 182 167 200 212 168 214 213 158 209 221 209 176 196 199 215 147 -2,1 -7,3 -7,8 -3,8 -1,1 -7,5 -7,5 -3,4 -7,9 -8.7 0.6 -9,0 -9,0 -8,2 -4,4 -8,3 -6,5 -8,7 1,1 181 215 217 193 183 213 225 181 .228 226 173 222 235 224 192 206 212 228 163 -1,2 -6,3 -6,7 -2,8 -0,2 -6,4 -6.5 -2,5 -6,9 -7,6 1,4 -8,0 -7,9 -7,1 -3,4 -7,4 -5,5 -7,7 Среднеазиатский экономический район (Киргизская ССР, Таджикская ССР, Туркменская ССР, Узбекская ССР) Киргизская ССР 1 Фрунзе 1 Пржевальск Нарын Ош Таджикская ССР Душанбе Куляб Курган-Тюбе Ленинабад Хорог Туркменская ССР Ашхабад Красноводск 356 9,8 5,5 2,5 11,5 14,7 16,4 15,7 14,1 8,7 16,3 15,8 -38 -30 -38 -31 -27 -24 -26 -27 -32 -24 -17 -23 -13 - 29 -13 -13 -12 -13 -13 -17 -11 о — о Q -8 -19 -7 _ 2 -2 _ 2 -5 -8 -2 -0 -5,6 -7,1 -17,3 -4,1 0,8 1,4 0,9 -2,0 -7,9 1,4 2,9 157 191 197 146 109 96 97 129 162 111 109 -0,9 1 О 1,-7 -6,9 0,7 3,6 4,0 3,8 2.0 -3,1 3,9 4,6 173 213 220 164 134 116 121 143 180 133 133 0.1 -0,8 -5.4 1,5 4,6 4,9 4.8 2.7 -0,9 4,8 5,5
Иродо /жение при южения 1 И 1 именование городов 1 емь ""Г Баирам-\ ш Таша уз Чгрджо) У 1бекекая ( СР Ташкент Андижан Навои Джизак Г\зар Кашкадарьин- ск-ои oo t Намаю ан Самарканд 1 РрМСЗ Сырдарья Фергана Ургенч Нукус 16,0 12,0 152 13,3 13,5 14,3 142 16,2 13,4 '2,9 17,0 12,6 1 ',0 11 9 10,8 pai \di.i з- О ж 2 3 ю ■? -26 -33 -24 -30 -29 -24 - и -26 -29 - 30 -25 - 33 -28 -32 наружного воздуха "С J ^ 3 с? к о * О S -12 17 -13 -15 - 14 -12 - 17 - 12 - 14 13 19 - 19 - 15 - 18 -19 о Г . U с w О - =г ^ о о. - 3 (Т с 3 -5 — Ь _2 -6 -6 — 3 — 3 7 — 3 _2 -б -7 — 8 10 о ю г К О i 5 3 Чей а_г s о и ? г 1,5 -4,7 0,6 -0.9 -3,0 0,2 -0,6 :,з - \4 -0 } 2.1 "> д -4,8 -6,4 Огоншельный период при среднесуточной темперлтуре г ч В 5 6 о о. с; н 108 150 119 130 128 122 128 101 131 132 90 138 134 152 158 воздуха 3.8 -0,1 3 2 2.4 1,3 3 1 2,4 4.5 1,2 2,8 4,2 1,3 1.3 - 0,1 -1,4 2.=; н — H >• 131 166 138 151 147 145 146 126 148 154 114 158 152 166 174 10 °C K -' S 1) \J и £ 2. 4,8 0,6 4,0 14 2,3 4,1 3,2 5.2 2,1 3.7 5Л 2,2 2,3 0.7 -0,4 Приме1 j пек 1 бабища сосывлепа по данным СНиП 2 0101-82 «Строительная кпимаголо- 1'ия и leoibuinKj» fh] причем мя tpe тнен leMneparvpu во)^\ха наибо1ее хоюдной пятидневки при- л ты значения. vooiBeicrB^rombt. обеспеченности 0 9. Приветенные в СНиП 2 0101-82 значения лой 'ivfiiepdTN[_b' coo вои.гвующие обеспеченности 0 94, сч исно >ка<анию норм с гедует принимать юлью нр 1 проек'ирчранчи ос^Оо о\hoci аеньыч объемов по lot мс^нанию с Госстроем СССР 2 Наибо iee хо толпы-t месяцем го и ; 1Я приьеленных в таблице значений сретнмх revmepaivp явые:ся к,1? прав'по яннфь В orienunx с'>ча>1х koi да rakiui месяцем ЯЕляе1ся февраль, ли мачения сп нежены "шмм * При южение 2 Среднее мною.тнее число суток со средней суточной температурой наружного воздуха в различных интервалах шя городов СССР Ингерваты температур наружного воздуха /„, "С Наименование 1оролов Петрозаводск Сыктывкар Архангельск Волей да Ленин1рад Мурманск Новгород Пскор s - т 1 ^ с 1 о I ' о 1 с 7 | '"■ — о о ^- 2 1 о 1 1 OS 1 о 1 о- 1 о + 1 _ о 1 о _ о Число суток с температурой /^ С) г в указанных интервалах Ceaepo-ianaiHbiH экономический район (РСФСР) 0,1 1,3 о 1 0,! 0,2 3.5 1 5 1,3 0,1 0.3 0.2 0,1 1,5 <з,9 АЛ 3,2 0,7 1,6 1,2 0S 5,5 12,2 9,1 7,3 2,8 4,6 3,8 2,7 12,9 20,? 18,3 15,5 8,9 14 1 10,4 7,8 24,5 ,3 8 41,0 27,7 19,3 29.2 19 У IX.I 41,9 44 9 44,6 41 1 36,} 51,9 36.3 57,6 48,5 58,4 52,3 57,4 69,9 57,0 55,3 65 49 57 ,1 .9 ,6 55,2 66 71 66 67 ,5 ,7 ,2 ,1 47.2 43,8 51,1 44,0 46,7 63,4 45,5 49,0 357-
Продолжение приложения 2 Наименование городов о -40 v Интервалы температур наружного воздуха •1- - 39.9 -35,0 ■1- - 34.9 -30,0 Число суток 29,9- -25,0 1 1 19,9 -г -15,0 с температурой i£P c' 1- -14,9 -- 10.0 о >л 1 OS OS 1 г в указанных tH. С О -4,9 - о и-) i + 0,1 + 5,1 - + 10,0 интервалах Центральный экономический район (РСФСР) Брянск Владимир Калинин Кострома Москва Смоленск Йошкар-Ола Горький Киров Воронеж Курск Тамбов Уфа Казань Астрахань Куйбышев Пенза Саратов Орджоникидзе Краснодар Новороссийск Сочи Ростов-на-Дону Оренбург Пермь Свердловск Челябинск Магнитогорск _ — — — — — _ 0,1 _ 0,2 0,1 - 0,1 0,5 0,6 0.9 0,6 0.1 0,6 1,9 1,9 2,4 1,8 0,9 3,0 6.3 5,3 6,8 5,1 3,3 11,1 14,1 11,5 15,4 13,7 10,1 21,6 24,9 23,0 27,7 23,9 20,1 35,8 40,5 37,5 40,7 38,4 36,6 51,7 51,5 53,2 53.5 53,5 55,9 57,1 51,1 58,4 49,9 53,7 56,9 Волго-Вягский экономический район (РСФСР) _ — — 0.6 0,1 0.3 1 0 2 ,9 ,8 ,1 4,9 2,4 4,6 9.4 6,4 10,8 18,0 16,7 21,2 29 28 33 ,8 ,4 ,7 41,4 42,0 43,9 45 51 48 .3 ,6 ,2 45 44 44 ,9 ,6 .5 Центрально-Черноземный экономический район (РСФСР) — - — - 0 0 0 1 .2 1 1 1 ,1 ,2 ,8 4, 4 5] 3- 6 3 12 14 14 ,9 ,2 ,2 21 27 24 ,2 ,8 .5 35 47 39 ,4 ,5 ,5 50,8 56,0 50.9 48 39 46 ,7 2 Л Поволжский экономический район (РСФСР) — — — — — 0,3 _ — 0,2 0,1 - 1,3 0,8 _ 0,6 0.5 0,1 4,9 3,6 0,2 2,9 2,0 1,5 11,5 9,2 1.7 10,1 6,9 8,1 22,5 19.2 5,4 20,2 17,6 18,0 33,1 30,6 13/7 33,5 30,5 27,3 41,4 39,6 26,2 40,1 41,1 36.8 41,5 45,0 47.5 44,1 49,7 44,4 38,9 43,5 50,1 33,1 38,6 40.9 Северо-Кавказский экономический район (РСФСР) — — — — — — — - — — — — - — — — - — 0,2 0,2 0,9 - — 1,4 2,1 2,1 0,3 — 4,8 7,6 5,4 1,7 — 11,7 24,2 13.3 6,6 0,2 23,9 55,1 35,9 20,7 4,1 45,4 54,8 53.9 44,8 33,9 54.2 Уральский экономический район (РСФСР) _ 0,1 — — — 0,1 0,6 0,3 0,3 0,2 1,2 2,4 1,7 1,3 1,7 5,0 5,9 5,8 5,3 6,9 14,0 12,1 12,2 14,8 17,6 23,9 21,4 24,2 24,6 28,8 31,3 34,1 37,3 34,9 36,7 35,3 43,2 43,5 40,6 37,2 39,1 44,5 42,1 38,3 34,5 35,1 43,2 40,2 37,5 35,8 Западно-Сибирский экономический район (РСФСР) 43,6 40, S 42,9 42,2 42,6 43,4 40,6 42.1 40,1 36,3 30,8 37,2 33,3 35,2 37,4 35,0 36,5 33,9 47,7 50,2 68,4 76,4 41,6 29,9 38,7 41,1 35,7 37,0 Барнаул Кемерово Новосибирск Омск Томск Тюмень Гобольск 0,4 0,4 0,6 0,2 1,1 0,2 0,4 1,5 , 2,9 2,5 2,4 3,3 0,8 1,5 5.0 6,1 5,1 5,4 6,4 3,8 4,8 10,6 13,4 11,9 12,1 11,1 7,5 9,4 17,3 18,8 20,2 19,5 18,4 15,9 18,5 25,6 28,2 28,8 29,6 28,3 24,8 28,7 33,0 32,6 33,7 34,2 34,9 35,2 35,1 36,2 33,9 33,4 34,4 35,4 38,8 37,8 34,8 35,1 32,6 31,8 35,8 37,0 37,3 34,9 36,5 35,7 33,9 38,2 40,1 36,9 35,5 40,2 37,8 32,9 37,7 37,2 37,1 158
Продолжение при юженим Наименование городов Интервалы гемперат\р наружного воздуха гн, 'С о S = X [ ^ О О4' 'г-' I ■*' о г', г" I 1 Я. с о •<4-'о 1 I 2 1 •1 О- О 1 1 о •• 1 1 ^", О4 1 о •1 OS -*' 1 <~ 1 о 1 о ~ о" 1^1 — f + Число суток с levmepaiypofi ^р суг в указанных иглерва jax Восточно-Сибирский экономический район (РСФСР) Улан-Удэ Къпыл Красноярск Дудинка Ирку1ск Братск Чита 0,5 13,0 0,9 11,2 0,2 3,7 0,8 2,6 14,1 2,3 15,6 1.9 6,0 4,6 9,9 24,1 4,9 20,8 5,1 10,6 13,9 21,3 27,5 10,0 29,0 12,0 17,2 24,7 32,0 25,3 !5,6 48,3 24,3 21,4 30.0 31,9 19,9 23,2 38,3 35,5 29,1 30,4 27,5 18',3 33,6 32,7 35,1 31.6 26,0 22,8 16,5 37,7 28,2 29,2 29.2 22,2 29.3 18,1 39.8 31,9 30,8 32,7 28.8 17,2 26,0 39,8 39.0 39,5 38,4 33,9 Дальневосточный экономический район \ РСФСР) Якутск Владивосток- Хабаровск Комсомольск-на- Амуре Петропавловск- Камчатский Анадырь Поронайск Сахалинской обл. 53, — — - - 0, — 3 6 25, — 0, 1, - 5 — 4 1 0 3 23. _ 1, и, 17, 0, 8 5 6 5 1 18,9 0,2 12,5 24,7 - 26,8 3,7 17,1 4.8 29,3 29,0 1,6 30.9 17,5 15.4 21,5 36,1 28,9 8.0 35,3 31,0 16,0 35.0 30,8 25,4 30,7 33,5 37,4 19,0 33,6 24,3 21,6 54,5 36,0 36,3 22,4 37,9 24.8 24,7 77,5 45,1 40,7 25.1 39,0 30,5 36,0 65,0 46,0 52.5 Прибалтийский экономический район (Латвийская ССР, Лшовскля ССР. Эстонская ССР Калининградская обл. РСФСР) Рига Вильнюс Таллин _ — - — - — - о, 0, о, 3 3 2 0 1 0 ,9 ,0 ,9 3,8 4,6 4,5 11,7 12,0 13,8 24,3 26,4 29 8 50 52 5'-) ,1 ,9 ,4 76 71 76 ,2 .1 ,7 Витебск Минск Белорусский экономический район (Белорусская ССР) 0,1 - 0,9 0,4 2 2 ,9 ,0 7, б, 5 17 15 ,7 !9 32 30 ,8 ,6 55,1 57.1 62 4 65.0 Донецко-Приднепровский экономический район (Украинская ССР) Ворошиловград Кировоград Харьков _ - _ - 0,1 _ - 0,4 0.1 0,5 2.3 0.9 2,0 6,5 4,4 7,6 14,9 12,5 16.4 26,6 25,9 31,1 44,9 48.0 50.5 56.9 60.4 54,7 Киев Львов Юго-Западный экономический район (Украинская ССР) 0,9 0,2 4,9 1,4 П 7 .4 .0 27 20 ,9 ,7 52,3 49.3 60, 67. 4 7 Южный экономический район (Украинская ССР) 3.7 8,4 5,0 Симферополь Ялта Николаев Одесса - — — - — — _ — — _ _ — — — — — 0,1 — 0,4 0,2 0,8 — 2.1 1,0 14 0 8 6 ,1 ,9 1 36.4 11,0 41,9 38,2 58 52 60 65 ,5 ,1 ,6 ,1 57 81 46 54 ,8 ,3 ,5 ,1
Продолжение приложения 2 Наименование и ниже о 1 Интервалы температур наружного воздуха •1- Оч О о- и-Г 1 1 OS О ■* о 1 1 ■1 N О О- u-v 1 1 о^ о п- о 1 [ !> О 1 I ■1- ■* О 1 1 о 1 Число суток с температурой l^'^1 в ука^анны.х о 1- *■' •!• _■ + 1- _ ~. о + + ишервалах Кишинев Молдавская ССР 0,2 2,1 8,0 17,8 40.1 I 63,2 44.2 Закавказский экономический район (Азербайджанская ССР, Армянская ССР, Грузинская ССР) Баку Ереван Тбилиси Сухуми Батуми Алма-Ата Актюбинск Гурьев Караганда Кустанай Павлодар Семипалатинск Уральск Целиноград - _ — _ _ 1 _ _ — — - _ — — — - _ — — — - 1,2 — — - _ 5,7 0,3 - - 0,6 12,7 2,5 0.1 - 7,8 41,9 -! ,4 2,6 1.6 57,2 48,8 67,5 30,9 30.1 Казахстанский экономический район (Казахская ССР) 0.1 1,5 0,2 1,6 3,1 4,8 3,8 0,9 2,7 0,1 0,1 0,2 0,4 _ 0,2 0,2 0.4 0,7 1,4 1,9 0,1 1.0 0,4 6,4 0,9 6.4 10,8 0.6 8,3 5.0 9,7 1,8 16.4 4,9 14,2 19,4 20,5 16.0 12,0 20,4 6.8 24,7 12.2 27,9 28*6 26,1 14,2 20,3 28,6 16,2 30,2 19,9 34.6 33,9 12.5 29,0 29,3 34,0 30.7 35,5 32.4 38.7 34,4 32,7 34,6 34,8 35,1 45,8 34,8 45.9 37.9 30,8 30.4 33,9 41.6 34,5 41,7 33,9 41 S 32^4 32.5 31,3 31,3 35,5 31,6 77,4 47,5 60,9 70'» "9.2 37 9 зо!* 32,5 32,6 32,1 33,7 31.2 32,3 30,7 Среднеазиатский экономический район (Киргизская ССР, Таджикская ССР. Туркменская ССР, Узбекская ССР) /Фрунзе Душанбе Красноводск Ташкент Самарканд Ургенч _ — — — — - — — — — — - _ — — — — - 0,2 — — — — - 1,3 — - 0,1 — 0,3 5,7 — — 0,9 0,3 2,9 10,8 1,5 0.2 4,1 2,3 11,1 22,5 4,0 2,2 10,9 9,1 22.1 39.9 16.1 12,5 28.0 29,2 39.1 51.3 46,6 43,9 45.6 49,1 48,0 42.3 61,9 66,8 52,7 54,6 39,1 Примечание. Таблица составлена по данным «Справочника по клим<п> СССР» [99]. Приложение 3 Средние месячные и годовые температуры почвы на различных глубинах для городов СССР Наименование 1ОрОДОЬ на Низшая средняя месячная (отопительный период) Температуры почвы. ° глубине 0,8 м Высшая средняя месячная (лет ний период) Средняя за год на Низшая средняя месячная (отопительный период) С глубине 1,( Высшая средняя месячная (летний период) ) М Ср^лляя 1Н ГОД Северо-Западный экономический район (РСФСР) Петрозаводск Сыктывкар Архангельск Вологда Ленинград Новгород -0,4 0,2 0,7 1,1 0,9 2,5 13,4 12,7 13,1 13,6 14,5 11,2 5,0 4,7 5,2 6,0 6,8 6,4 0,8 0,9 3,82 2,1 3,4 3,2 11,4 10,2 6.22 11,2 11,5 10,2 5,1 4,6 5,02 6,0 7,2 6,4 360
Продолжение приложения 5 Наименование городов Температуры почвы, °С на глубине 0,8 м Низшая средняя месячная (отопительный период) Высшая средняя месячная vлетний период) Средняя за год на iчубине 1,6 м Низшая средняя месячная (о гопи- тельный период) Высшая средняя месячная (лет нин период) Средняя за год Ьрянск Калинин Кострома Москва Смоленск Центральный экономический район (РСФСР) 0,4 0,8 0,3 -0,7 1,1 17,0 14,9 15,2 16.4 14.7 7,7 6,8 6,2 6,5 6,8 1,9 2,1 1,4 2,4 2,3 15,5 12,8 13,0 12,2 12,5 7.8 0,7 6.2 6,7 6,9 Г орький Киров Волго-Вятский экономический район (РСФСР) 0,6 0,2 15,9 14,4 6,8 5,6 1,8 1,5 13 4 11,4 6,8 5,7 Воронеж Kypv* Тамбов Центрально-Черноземный экономический район (РСФСР) 0,8 1 0 0,4 17,0 16,2 16,8 8,1 7,7 7,5 3,0 2,5 2,3 14.0 13,8 13,3 8,2 7,7 7,5 J Гч тань /\<.трахань Куйбышев Пенза Поволжский экономический район (РСФСР) 0,7 -0,2 2,4 -0,4 -0,4 15,9 14,9 22,7 15,9 16,4 6,7 6,2 12,4 6,8 6,9 2 1 1,6 5,9 1,6 1,9 Г_,0 12,2 19,1 12,9 13,3 6,7 6,3 12,4 6,9 70 Северо-Кавказский экономический район (РСФСР) Орджоникидзе Краснодар Новороссийск Сочи Ростов-на-Дону 3,1 4,5 3.9 8,0 1,8 18,7 22,6 21,4 23,6 20,8 10,9 12,9 12,4 15,4 10,8 5,8 6,4 5,8 9,6 4,7 16,4 19,7 18,7 21,0 17,0 11,0 12,9 12,2 15,1 10,8 Оренбург Лермь Свердловск Челябинск Уральский экономический район (РСФСР) -0,8 -0,1 -0,1 -0,9 15,6 13,6 13.5 12,6 6,9 5,3 5,5 4,9 1.9 IJ 1,2 - 12,6 10,8 П,1 - 7,2 5,2 5,5 Барнаул Кемерово Новосибирск Омск Томск Западно-Сибирский экономический район (РСФСР) -2,0 -1,9 -2,0 -2,8 -1,0 15,1 12,9 14,6 13,8 13,4 5,3 3,9 4,8 4,6 4,5 1,2 0,3 0,5 -1,0 0,7 12,4 9,5 11,3 13,4 10,9 6,1 4,0 5,0 4,5 4,8 361
Продолжение приложения 3 на Наименование Низшая I СфОДОВ Тюмень Тобольск средняя месячная (отони- ггтьный период) -0,9 -2,4 глубине 0, Высшая средняя месячная (легний период) 14,3 13,9 3 м Средняя id ГОД 5.3 4,0 Температуры почвы, на Низшая средняя месячная киОПИ- • ельный период) 0,9 -0,9 Восточно-Сибирский экономический район (РСФСР) Улан-Удэ Кызыл Красноярск Иркутск Чита -10,2 -4,3 ~5,1 -2,2 -12,2 15,4 10,1 12,4 11,8 13.6 Дальневосточный экономический Якутск Владивосток Хабаровск Комсомольск-на-Амуре Пегропавловск-Камчатский Поронайск Сахалинской обл. -14,1 -1,8 -7,0 -4.1 0,4 0,0 9,6 16,3 18.1 14,4 11,2 11,2 3,0 2,0 2,7 3.2 1,1 -3,3 -0,8 -2,3 0,3 -7,6 район (РСФСР) -2,6 6,3 4,4 3,8 4,6 4,2 -7,9 1.0 — 2,3 -Й 1,1 0,8 глубине l.t Высшая средняя месячная (летний период) 11,9 14,3 11,1 6,4 8.3 7,9 9,5 1,5 13,8 13,5 11,3 9,6 9.6 С м Средняя ГА ГОД •и 3.4 2,2 2 А 3.1 1.1 -2.8 ь.6 4.5 3,о 4,'б 4.3 Прибалтийский экономический район (Латвийская ССР, Лиювская ССР, Эстонск. Калининградская обл. РСФСР) Рига Таллин 1 Витебск Минск 1,1 1,5 15,6 13,5 7.8 6,8 3,2 2,6 Белорусский экономический район (Белорусская ССР) 0.6 0,5 15,9 17,8 8.2 2,1 2,2 П.2 11.8 13,8 15,2 Донеико-Приднепровский экономический район (Украинская ССР) Ворошиловград Кировоград3 Харьков3 Киев Симферополь4 Ялта Николаев Одесса Кишинев 0,8 2,1 1.6 21,2 17,7 16,7 10,4 9,6 8,7 3,4 3.3 2.7 Юго-Западный экономический район (Украинская ССР) 1,4 | 17,1 | 8,7 | 2,9 Южный экономический район (Украинская ССР) 6,9 4,5 5,3 2,3 3,1 19,5 22,5 23,4 20,5 Молдавская ССР 2,0 22,5 11,6 13,6 12,4 11.8 1.7 4,45 4.9 4,6 17,6 16,6 15,2 15,0 16,5 21,0? 18,3 19,6 ССР. 7,9 6.9 7,3 10,3 9,8 8,8 8,7 П,5 12,45 11.8 11,8 Закавказский экономический район (Азербайджанская ССР, Армянская ССР, Грузинская ССР) Баку Ереван Тбилиси Сухуми6 8,3 4,0 5,5 7,4 27,3 25,7 23,5 25,4 17,3 14,6 14,1 16Л 11,7 8,7 8,5 8,1 23,3 20,6 20,0 23,5 17,3 14,5 14,2 15,8 .62
Продолжение приложения Наименование городов Температуры почвы, С'С на Низшая средняя месячная (отопительный период) глубине 0, Высшая средняя месячная (летний период) Казахский экономический район Алма-А га Актюбинск Караганда Павлодар Семипалатинск Уральск Целиноград 1,4 -1,8 -1,6 -5,3 -4,3 -3,2 -4,3 20,5 19,8 17,8 17,6 19,4 21.4 16,5 i м Средняя за год на Низшая средняя месячная (огопи- 1ельный период) (Казахская ССР) 10,7 8,3 7,1 6,1 7,4 8,3 5,6 4,2 1,2 0.9 -1,6 — 0,7 -1,6 глубине 1,( Высшая средняя месячная (летний период) 17,4 16,7 14,4 !4.6 - 17,3 13.0 ) М Средняя за год 10,8 8.5 7,1 6.3 — 8,6 5,4 Среднеазиатский экономический район (Киргизская ССР. Таджикская ССР. Туркменская ССР, Узбекская ССР) Фрунзе Душанбе Ташкент Самарканд Ургенч 1 Таблица составлена по данным «Справочника по климату СССР», выпуски 1—34 [99]. 3 Значения относятся к глубине заложения 3.2 м. 3 Значения относятся к глубинам заложения 1.0 и 1,5 м. 4 Значения относятся к iдубинам заложения 1,0 и 2,0 м. ' Значения относятся к глубине заложения 1,2 м. *> Значения относятся к глубинам заложения 0.5 и 1,0 м. 2,3 6,1 4,1 5,1 2,0 25,7 26,2 29,7 26,2 24,8 13.3 15,8 16,5 15,4 13,5 5,9 8,7 8,2 8,0 6,4 21,3 22,8 25,7 22,6 20,3 13,3 15,7 16,6 15,1 13,5
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Нормативные документы 1. Перечень нормативных документов, утвержденных Госстроем СССР (по состоянию на 1 января 1986 г.). М ЦИТП Госстроя СССР, 1986 2. Система нормативных документов в строительстве Основные положения (СНиП 1.01.01-82*). Порядок разработки v утверждения нормативных документов (СНиП 1.01.02-83). Правила изложения и оформления нормативных документов (СНиП 1.01.03-33*). М.: Сгройиздат, 1984. 3 Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно- сметной документации на строительство предприятии, зданий и сооружений (СНиП 1.02.01-85) 4 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения (СНиП П-9-78). М • Стройиздат, 1979. 5 Нормы продо шительносги строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений (СНиП 1 04.03-85). М : Стройиздаг. 1987. 6. Строительная климатолси ия и геофи- v,,:a (СНиП 2.01.01-82). М.: Стройиздат. 1983 7 Про1ивопожарные нормы проектирования зданий и сооружений (СНиП 2.01 02-85). М: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 8. Строительная гешотехника (СНиП [1-3-79**). М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986 9. Естественное и искусственное освещение (СНиП И-4-79). М.: Стройиздат, 1980. 10 Нагрузки и воздействия (СНиП '..01.07-85). М. ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 11. Строительство в сейсмических райо- тх (СНиП 11-7-81). М. Стройичдат, 1982. 12. Здания и сооружения на подрабаты- заемых территориях (СНиП 11-8-78). М.: "гройиздат, 1979 13 Защита см шума (СНиП II-12-77). М.: Лфойиздаг, 1978. 14. Основания зданий и сооружений СНиП 2.02.01-83). М.. Стройиздат, 1983. 15. Основания и фундаменты на вечно- лерзлых грунтах (СНиП II-18-76) М. Строй- пдат, 1977. 16. Бетонные и жетезобетонные кон- •трукции (СНиП 2.03.01-84). М. • Сгройиздат, 985. 17. Слальные конструкции (СНиП 11-23- 81) М.. Стройтдзт. 1982 18. Защита строигетьных конструкций от коррозии (СНиП 2.03.11-85). М • ЦИТП Госстроя СССР, 1986 19 Внутренний водопровод и качатта- ция зданий (СНиП 2 04 0185) М ЦИТП Госстроя СССР. 1986. 20. Оюпление, вентиляция и кондиционирование воздуха (СНиП 11-33-75*) М Стройиздат, 1982. ' ' ■- •-" ' 'S- 21. Котельные уаановки (СНиП II-35- 76). М : Сфойиздат, !977. 22. Тепловые сети (СНиП 2.04 С-Ш М ЦИТП Госстроя СССР, 1987. ?3. Мосты и трубы (СНиП 2 05 03 84) М.. ЦИТП Госстроя СССР, 1985 24. Метрополитены (СНиП II 40-80). М Стройизда1, 1981. 25 Туннели железнодорожные и автодорожные (СНиП 11-44.78; М • Стройпилг, 1978. 26 Электростанции тепловые (СНиП П-58-75) М. Слройи-uai. 1970. 2"? Планировка и тс ройка, городов, поселков и сельских населенных пунктов (СНиП 11-60-75**). М. Сфииздат. 1984 28. Жилые здания (СНиП 2 08.01-85). М: ЦИГП Госстроя СССР. 1986. 29. Общественные здания и сооружения (СНиП 2 08.02-85) М.. ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 30 Детские чоыкольиые учреждения (СНиП П-64-80). М.. Пройиздаг, 1981. 31. Общеобразовательные шкоты н школы-интернаты (СНиП Н-65-'3/СНиП II- Л.4-73) М.: Сгройиздаг. 1974, 32 Высшие учебные заведения (СНиП Il-bR-78). M. Сгройиздат, 1979. ^3 Магазины (СНиП II-77-80) М.: Стройтдат, 19ь1 34 Предприятия общественного питания. Hop.vjbi проектирования (СНиП П-Л 8-71). М.: Строкииаг, 1972 }5 Лечебно-профилакгнческие учреждения (СНиП 11-69-78) М.: Строшщэг, 1979 36. Кинотсагры (СНиП П-73-76) М : Стройиздат. 1977 37 Клубы. Нормы проектирования (СНиП Н-Л.16-7!) М.: Стройиздат, 1972. 38 Спортивные сооружения (СНиП Н-76-'78). М Сгройиздат, 19"'9. csf- 64
39 Гостиницы (СНиП 11-79-78) М Стройиздат, 1978 40 Театры. Нормы проектирования (СНиП II 120-69) М Стройиздат 1969 41 Предприятия бытового обслуживания населения (СНиП И-80-75) М Стройиздат, 1976 42 Здания конструкторских и проектных организаций (СНиП 11-83-78) М Стройиздат 1978 43 Здания управлений (СНиП Н-84-78) М Стройиздат, 1978 • 44 Сооружения промышленных предприятии (СНиП 2 09 03-85) М ЦИТП Госстроя СССР, 1986 • 45 Вспомогательные здания и помещения промыш пенных предприятий (СНиП П-92-76) М Строииздаг, 1977 46 Организация строительного производства (СНиП 3 01 01 85) М Стройиздат, 1985 47 Внутренние санитарно-технические системы (СНиП 3 05 01-85) М ЦИТП Госстроя СССР, 1986 48 Тепловые сети (СНиП 3 05 03-85) М ЦИТП Госстроя СССР, 1986 49 Инструкция по инженерным изысканиям для городского и поселкового строительства vCH 21 1-62) М Стройиздат, 1962 50 Инструкция о порядке проведения экспертизы проектов и смет на строительство (реконструкцию) предприятий, зданий и соору*ений (СН 213-73) М Стройиздат, 1477 51 Инструкция по типовому проектированию (СН 227-82) М Сфойиздги, 1983 * 52 Санитарные нормы проектирования иромьшленных предприятий (СН 245 — 71) М Стройиздат, 1972 53 Временные нормы продолжительности проектирования (СН 283-64) М Стройиздат, 1964 54 Указания по производству и приемке рабо! по ыроительству в городах и на про- мьтиленных предприятиях коллекторных тун- нетей сооружаемых способом щитовой проходки (СН 322-74) М Стройиздат 1975 55 Инструкция по разработке схем генеральных п ланов групп предприятий с общими обьеюами (промышленных узлов) (СН 387-78) М Стройиздат 1979 56 Инструкция по опреде тению экономической эффективности капитальных вложе- ний в строительство (СН 423-71) М Оройиздат 1972 57 Инструкция о порядке разработки новых и пересмотре действ\ющих норм технологического проектирования (СН 470- 75 *; М Стройиздат, 1981 58 Инструкция по проектированию технологических стальных трубопроводов до Р> = 10 МПа (СН 527-80) М Стройиздат, 1981 59 Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве (СН 528-80) М С i ройиздат, 1981 60 Инструкция о составе, порядке разработки и утверждения схем теплоснабжения населенных пунктов с суммарной тепловой нагрузкой до 116 МВт (СН 531-80) М Стройиздат, 1982 61 Инструкция по проектированию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий (СН 542-81) М Стройиздат, 1983 62 Технические правила по экономному расходованию основных строительных материалов (ТП 101-81*) М Стройиздат, 1984 63 Инструкция о составе порядке разработки, согласования и утверждения схем и проектов районной танировки и планировки застройки юродов, поселков и сельских населенных пунктов (ВСН 38-82 Госграж- данстрой) М Стройиздат, 1984 64 Нормы тепловых потерь изолированными поверхностями оборудования и трубопроводов с положительными температу рами (ВСН 345-75/ММСС СССР) М ВНИПИ Теплопроект 1975 65 Нормы тепловых потерь при бесканальной прокладке тепловых сетей (ВСН 399-79/ММСС СССР) М ЦБНТИ Мин- монтажспецстроя СССР, 1979 66 Нормы амортизационных отчиеле- ний по основным фондам народного хозяйства СССР и положение о порядке пчаниро- вания, начисления и использования амортизационных отчислений в народном хозяйстве М Экономика, 1974 67 Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций (ВНТП-81/Минэнерго СССР М Изд МОТЭП, 1981 68 Положение о порядке формирова- нвя, проектирования, планирования и финансирования строительс1ва объектов, общих для групп предприятий (промышленного узла) М Стройиздат 1982 69 Положение о г осу мрет венной проектной и изыскательской организациях выполняющих работы для капитального строительства М Сгройиздат, 1970 70 Единые нормы продолжительности проектирования и строительства предприятий, зданий и сооружений и освоения проектных мощностей М Стройиздат, 1983 71 Госгортехнадзор СССР. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды М Недра, 1970 72 Госгортехнадзор СССР. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением М Металлургия, 1976 73 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Изд 13-е М Энергия, 1977 74 Правила пользования электрической и тепловой энергией Изд 3-е М Энерго- издат, 1982 75 Правила технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей и правила техники безопасности при 365
jj и тепловых сетей Изд 2-е М Энертия, 1973 76 Правила техники безопасности при эбсл>живании тетовых сетей Изд 3-е М \томиздат, 1975 77 Инструкция по эксплуатации тепло- »ых сетей М Энергия, 1972 78 Инструкция по >чету отп>ска тепла электростанциями и предприятиями тепло- вых сетей М Энергия, 1976 79 Правила технической эксплуатации тепловых сетей и тетовых пунктов М Строииздаг, 1973 80 Санитарные правила проектирования и экстуагации систем центра шзованного горячего водоснабжения (№ 2270-80) М Минздрав СССР, 1980 81 Технические правила на проектирование, ст роительство и приемку в эксплуатацию внугрикваргальных коллекторов в г Москве М Изд Мосюриспопкома, 1983 Руководящие материалы 82 Руководство по проектированию городских } пщ и дорог М Сгройизцаг, 1980 83 Руководство по проектированию новых городов М Строииздат, 1982 84 Руководство по проектированию мл- ibix городов в системах рассетения М Стройиздат, 1978 85 Руководство по состав тению схем комп лексного использования подземног о про ^странства кр\пных и крупнейших городов , М Стройи-шат, 1978 j S6 Р>ководсгво по комплексном) проектированию схем перспективного развития (Инженерною оборудования в генеральных 'планах малых и средних городов М Сгрой- издат, 1978 87 Руководство по проектированию промыш 1енно-коммунальных зон в юродах М Стройиздат 1982 88 Рекомендации по опреде 1ению нагрузок на отдельно сюящие оаоры и эстакады под трубопроводы М Стройиздат, 1973 89 Пособие по теплотехническим расчетам санитарно-технических cetcn прокладываемых в вечномерзлых 1р>нтах М Стройиздат, 1971 90 Рекомендации по проектированию инженерных коммуникаций проктадываемых в торфах и итистых грунтах М Сфой- издат, 1972 91 Рлковохсгво по проектированию ком «\никационных туннетей и канатов М Сгроииздат 1979 92 Р\ководящие указания к испотьзова- нию замыкающих затрат на топтиво электрическую и тетовую энергию М Наука 1973 93 Инструкция по опреде 1ению jkohomh- ческой эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хозяйства (генерирование, перелача и распредетение электрической и тепловой энергии) М Энер!ия, 1973 166 У4 Руководство по определению экономически оптимального сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий раз тачного назначения М Стройиздат, 1981 95 Руководство по проектированию теп- ювых п>нктов М Стройиздат, 1983 96 Пособие дтя изучения правил технической эксплуатации электрических станций и сетей (р<азд 4, 5) М Энергия 1980 97 Инструкция по защите тепловых сетей oi электрохимической коррозии М Сгроииздат, 197S 98 Инсфукция по защите юродских под*емных трубопроводов от электрохимической коррозии М Сгройиздат 1982 Справочные материалы 99 Справочник по климату СССР (вып 1-^4) Л Гидромегеоиз ит 1964-1971 100 Справочник проектировщика Проектирование тетовых сетей/Под ред А А Николаева М Стройиздат, 1965 101 Справочник строителя тепловыч се тей Под р^т С Е Захаренко И$д 2 е М Энергоатомизлат, 1984 102 Мельников О. И., Ежов В. Т., Бломштейн Л. А. Справочник монтажника сетей теплогазоснАбжения Изд 2-е Л Стройиздат, 1980 103 Справочник строителя Тепловая изо 1яция И*д 4-е Под ред Г Ф Кузнецова М Сгройиздат, 1985 104 Защита мсгамических сооружений от коррозии Справочник М Недрт, 1981 105 Справочник по наладке и эксплуата ции водяных тепловых сет ей /В И Манюк Я И Каплииский, Э Б Хиж А И Манюя В К И [ьчн Изд 2-е М Оройиздат 1982 106 Ривкин С. Л., Александров А. \. Термодинамические свойства воды и водяною пара Справочник Изд 2-е М Энерго- атомиздат, 1984 107 Теп юэнергетика и гептотехника Общие вопросы Справочник Под ред В А Гри1 ирьева и В М Зорина М Знершя, 1980 108 Теп юэнер» етика и теплотехника Гепло- и массообмен Теплотехнический эк сперимент Справочник Под ред В А Гри- юрьева и В М Зорина М Энергоиздат, 19X2 109 Тетоэнергетика и тептогехника Промыиьленная теп юэнергегика и 1епло- [ехника Справочник Пол. ред В \ Григорьева и В М Зорина М Энерюатом- издат, 1983 110 Справочник по проектированию ма гистра 1ьныч грчбопроводов Под ред А И Тер Сдкян Л Недра, 1977 111 Авгоматнческне приборы, регуляторы и вычис штельные системы Справочное пособие Л Машиностроение, 1976 112 Справочник по автоматизации коте гьных Л М Файерштейн, Л С Этинген Г Г Гохбойм М Энергоатомиздаг, 1985
Книги 113 Авраменко Ф. Методика нормирования расхоца топлива на оюн 1ение и хозяйственно-бытовые нужды М Госпланиздат, 1948 114 Альтшуль А. Д., Киселев П. Г. Гидравлика и аэродинамика Изд 2-е М Стройиздат, 1975 115 Байков Б. Н., Стромгин С. Г. Строительные конструкции М Стройиздат, 1980 116 Бродский Е. Ф Горячее водоснабжение при теплофикации Л Госстройиз- дат, 1961 117 Витальев В. П. Бескана 1ьные прокладки тетовых сетей Изд 2-е М Эиер- гоатомиздат, 1983 118 Гибшман М. Е., Дедух И. Е. Мосты и сооружения на автомобильных доро1 ах М Транспорт, 1981 119 Громов Н. К. Абонентские установки водяных тепловых сетей М Энергия, 1968 120 Громов Н. К. Городские теплофикационные системы М Энергия, 1974 253 с 121 Зингер Н. М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем Изд 2-е М Энергоатомиздат, 1986 122 Каменев П. Н., Сканави А. Н., Богословский В. Н. и др. Ототение и вентиляция Ч I Отопление Изд 3-е М Стройиздат, 1975 Ч II Вентиляция М Стройиздат, 1976 123 Константинова В. Е. Надежность систем ценфального водяною отопления в зданиях повышенной этажности М Стройиздат, 1976 124 Крашенинников А. Н. Автоклавный термоизоляционный пенобетон Л Госэнер- гоиздат, 1959 125 Крашенинников А. Н. Моно штная теплоизоляция из ячеистых бетонов и пласт- масс Л Стройиздат, 1971 126 Лапотышкина Н. П., Сазонов Р. П. Водоподготовка и воднохимический режим тепловых сетей М Энергоиздат, 1982 127 Лыков А. В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах М roctexreo- ретиздат, 1954 128 Лямин А. А., Скворцов А. А. Проектирование и расчет конструкции теп ювых сетей Изд 2-е М Сгройиздат, 1965 129 Маковский Л. В. Городские под- земныетранспортныесооруженич М Стройиздат, 1979 130 Нечаев Г. А. Новые способы изоляции теплопроводов подземной прокладки Л Энергия, 1972 131 Петров И. К,, Солошенко М. М., * Царьков В. А. Приборы и средеiва автоматизации для пищевой промыш 1енности М Легкая и пищевая промыш lennocib, 1981 132 Правдин Б. Н. Ин i.>L гриа пьные способы изоляции теплопроио юн Л Энергия, 1979 133 Рихтер I 1 и tpa» шк.1 фубопрово- дов/Пер с нем Под ре л, Е П Шубина М ОНГИ 19% 134 Скворцов А. А. Компенсационные устройства теп юфикационных трубопроводов М Tocjuepi оиздат, 1961 П5 Скорое Б. М. Технико-экономические основы проектирования жилых, общественных, промыш ieimbix зданий и населенных мест М Высшая школа, 1972 П6 Соколов Е. Я. Теплофикация и геп- ловые сети Изд 5-е М Энергоиздат, 1982 П7 Стрнжевский И. В., Сурис М. А. Зашита подземных трубопроводов oi коррозии М Энергоиздат, 1983 138 Хижняков С. В. Практические расчеты тепловой изоляции Изд 3-е М Энергия, 1976 139 Хлудов А. В. Горячее водоснабжение Изд 4-е М Госстройизлат, 1957 140 Цай 1. Н. Строительные конструкции Т 2 Железобетонные конструкции М Стройиздат, 1985 141 Центер Ф. Г. Проектирование тепловой изоляции электростанций и тепловых сетей Изд 2-е Л Энер1 ия, 1972 142 Чистович С. А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отоп гения М Стройиздат, 1975 141 Повышение эффективности работы систем юрячею водоснабжения/Н Н Чистяков, М М Грудзинский, В И Ливчак, Е И Прохоров М Сгройиздат, 1980 144 Чудновский А. Ф. Физика теплообмена в почве М Гостехтеоретиздат, 1948 145 Шубин Е. П. Основные вопросы проектирования систем теп юснабжения городов М Энергия 1979 146 Шубин Е. П. Проектирование городских тепловых сетей Ч 1 Основные принципы проектирования и расчет теплового потреб тения М Изд Минкомхоза РСФСР, 1952 147 Шубин Е. П., Сагуновский С. А. Изоляция теплопроводов М Госстройиз- даг, 1941 148 Шубин Е. П. Материалы, методы устройства и расчет тепловой изоляции ipy6o- проводов М Госэнергоиздат, 1948 149 Jurgensonn H. Elastizitat und FestLgkeit im Rohrleitungsbau Berlin Veilag J Springer, 1949 Статьи в сборниках и журналах 150 Ароне А. А. Конструкции и расчет теплопроводов Тепловые сети Работы научно-исследовательских институтов и промышленных opi шизаций /Под ред Л Д Бермана и Б М Якуба М ОНГИ, 1936, С 5 -55 151 Конструкции прокладок тепловых сетей/В П Виталиев, Р М Соколов, Л Н Степанян, С А Фейгин /Теплофикация СССР/Под ред С Я Белинского и Н К Громова М Энергия, 1977 С 213-234 152 Воронкова Н. А., Сафонов А. П Опыт эксплуатации прокладок трубопровод
дов в каналах //Эксплуатация городских тепловых сетей М БТИ ОРГРЭС 1964 С 68-79 153 Воронкова Н. А., Сафонов А. П. Расчет режима работы элеватора с регулируемым выходным сечением сопла / Водоснабжение и санитарная техника, 1973, № 9 С 21-24 154 Евелева К. А. Опыт эксплуатации бесканальных прокладок тептопроводов в монолитной теплоизочяции в теплосети Лен- энерго//Эксплуатация городских тепловых сетей М БТИ ОРГРЭС, 1964 С 80-91 155 Пик М. М. Исследование изотяцион- ных конструкций и внешней коррозии подземных теплопроводов в действующих установках//Наладочные и экспериментальные работы ОРГРЭС Под ред П С Гольден- берга, А И Мальц и Б М Соколова (Вып 5) М Госэнергоиздат, 1952 С 36- 52 156 Сафонов А. П., Воронкова Н. А. Характеристика водоструйных элеваторов конструкции ВТИ- Геп юсеть Мосэнерго//Электрические станции 1966 № 7 С 23-26 157 Сеннова Е. В., Стенников В. А. Об оптимальном проектировании развиваемых и реконструируемых гептоснабжаюших сиест ем//Тепло энер1етика 1984 N" 9 С 26 — 30 158 Скворцов А. А. Воздушная (надземная) прокладка трубопроводов/ Строительство предприятий нефтяной промышленности, 1957 № 6 С 15-18 159 Скворцов А. А. Неподвижные опоры дтя подземных теплопроводов'/Экспресс- информация Информбюро Минэнерго СССР (серия Строигетьслво электростанций), 1977 Вып 6 С 25-28 160 Скворцов А. А. Совершенствование способов компенсации температурных удлинений /Энергетическое строите 1ьство 1982, № 4 С 13-17 161 Скворцов А. А. Бесканатьные теплопроводы тепловых сетей (обзор/Теплофикация и центра ш-юванное тетоснабже- ние/ Тр ВТИ Л Энергия, 1974 Вып 6 С 195-226 162 Соколов Е Я , Сафонова И. А. Ис- стедование совместной работы струйных и центробежных насосов в сисхемах теп юфи- кации и центра тизс ванного геп юснабже- ния/ Теплоэнер!етика 1971 № 12 С 47 —*>] 163 С\рис М. А., Витальев В. П. Вопросы повышения натежности и долговечности подземных теп юпроводов /Теплоэнергетика 1982 № 8 С 34-38 164 Шубин Е П. Ьесканальная прокладка тептовых сетей//Теп ювые сети Работы научно-исследовательских институюв и про- чыш 1енны\ организаций Под ред Л Д Бер мана и Ь М Якуба М ОНТИ, 1936 С 56-76 165 Ш>бин Е. П. Нормы расчеы изо- тяционных конструкций тепловых ceieft Технические проблемы 1еплофикации Под ред С Я Белинского, К Д Лаврененко, М Б Пер тина, С Ц Фаермана М Госэнергоиз дат 1952 С 103-117
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Автоматизация насосных станций 324 Автоматизированные системы управления в тепловых сетях 347 Автоматическое раулирование систем отопления 284 Аккумулирующая способность ограждающих конструкций зданий 104. 291 Аккумуляторы горячей воды 85, 104, 287 Альтшутя формулы 129 Антикоррозионные покрытия I4, 271 Аппаратура телеизмерений и телемеханики 72, 344 <\рмат>ра гепловых сетей 12, 29 Алэация помещений 75 Бернулли уравнение 121. 137, 142 Блазиуса формула 124 Внутренние тепловыделения в зданиях 78, 87, 99 Выбор способа прокладки тепловых сетей 219 — схем \mi истральных тепловых сетей 193, 197 — - распредетительных тептовых сетей 193, 201 — фасе тепловых сетей 210, 218 Высом зданий, присоединяемых к сетям 138 Вязкость воды 120 Гидравлически гладкие трубы 124, 129 Гидравлические испытания 1епловых сетей 127 — расчеты тепловых сетей 119 — режимы тепловых сетей динамические 138 - — статические 137, 145, 323 Ги ipoii ю.)яционные покрытия при бесканальной прокладке 244 Графики температур воды - — и подающих трубопроводах сетей, отопи- амьние 101, 107 - - — системах отопления 106 Гря юшки 43 Давления воды во всасывающих патрубках сетевых насосов 138 — — в HarueraiejibHbix патрубках сетевых насосов 138 — — пробные 12 — - рабочие 12 — — расчетные 141 — — статические 138, 145 — — условные для труб и арматуры 12 Дарен - Вейсбаха уравнение !23 Деаэрация воды вакуумная 289 Детали трубопроводов тепловых сетей 17 Диспетчерские пунк1ы центральные 342 Дренажные узлы 42 Дросселирование избыточного перепада давления на тепловых пунктах 140, 280 Единые районные расценки 139 }адвижки 29 Заполнение сетевой водой систем теп.юиспользо- вания 138 Затворы 31^ 34 Защ1ТТа"бесканальпых прокладок от увлажнения 243 — трубопроводов от наружной коррозии 267 — трубопроводов от наружной коррозии, проектирование 273 Зона излома графика температур сетевой воды 102, 110 И^ержка производства 190 Изменения температур волы по участкам сетей 167 Измерение давлений 7 Измерение расходом 7 — температур 7 Изоляционные слои основные 49, 53, 147 — — покровные 50. 147 Изыскания на трассе сетей 210 Инструкции по эксплуатации тепловых сетей, пунктов и систем теплоиспользования 9 Инфильтрация наружною вoздvxa в зданиях 75, 78 Калориферные установки 75, 108 Камеры теп ювых сетей 236 Каналы тепловых сетей непроходные 226 -- - - полупроходные 230 — — — проходные 232 — телемеханики 344 Кармана теория 175 Квадратичный закон гидравлического сопротивления 124 Клапаны 30. 35 — обратные 30. 36 Климатические параметры 11, 92 Коллекторы для подземных прокладок 220, 232 Кольбрука формула 129 Компенсаторы манжетные 41 — осевые сильфонные /"волнистые) 39 — П-образные 174 — сальниковые 39 Конструкции бесканальной прокладки 240 Коррозия наружная труб 125, 247 Котельные групповые 4. 194 — районные 4, 194 Коэффициент гидравлического сопротивления 123 — климатический 92. 116 — конфигурации зданий 92 — местных гидравлических сопротивлений 134 — — потерь энергии 136 — поправочный на тепловые потери 89, 103 — объемный зданий 98 — остекления зданий 91 — смещения 101. 106. 310 — суточной неравномерности 85. 104, 111 — теплоотдачи от поверхности конструкции к воздуху 79. 149 — — — течтоносителя к стенке трубы 149 — часовой неравномерности 85, 104. 111 Ламинарное течение в трубах 123 Линейные потери жергии в трубопроводах 123 Максимальные расстояния между подвижными опорами при воздушной прокладке 170 Материальная характеристика тепловых сетей 341 Местные потери энергии на трение в трубопроводах 122, 134 — тепловые потери в трубопроводах 166 Нагревательные приборы систем отопления 101, 106 Надежность работы тепловых сетей 193 Напоры 142 — полные 142 — развиваемые пошнгочными насосами 142 — — сетевыми насосами 142 Насосные станции 5. 141. 205, .321. 328 Насосы подкачивающие Ч?2 — подпиточные 138 — сетевые 5. 123, IЧ — смесительные 106. 2A4. 281, 293. 309 Никурадзе форм\ м шн i на ikhx ipy6 124 — — — шерохошиыч i р\о 124 Ниши для KCiMiiciK л i upon 240 Нормативные кии мен i u 7 369
нормативный коэффициент эффективности к<ти 1 тальных в южении 189 Нормы амортизационных отчислений 190 — расходов горячей воды дня жилых и общест венных здании 84 — тентовых потерь при воздушной прок ыдке сетей 10 151 — — — подземной бескана шнои прок тдке геп- | ловых сетей 10 160 — технологии кого проектирования 10 Ограждающие конструкции здтний 78 90 Ограничители расхода сетевой воды на теп ювых пунктах 105 120 Опоры трубопроводов неподвижные 27 29 225 238 — — подвижные 22 — - — катковые 22 — - — подвесные 22 2*> — — — ско гьзящие 22 Определение 1емператур груша вокруг изо жро- ванных трубопроводов 156 160 — тотшин изоляции по заданным тещовым по терям 148 HI 157 165 — - - — темги.рат)рам поверхности изоляциои- ных конструк[Ц1Й 152 165 Опрокидывание циркуляции в обратных трубопроводах сетей 112 118 Оптимизация выбора диаметров груб и потерь напора в сетях 191 202 — - трассы тетовых сетей 218 Отде 1ьно стоящие опоры при возд>шной прокладке сетей 222 Отметки по трассе сетей наивысшие 119 — — — — наинизтие 119 — - — — н\ (евые 139 Относительная вентиляционная нагрузка 82 — отопительная нагрузка 81 106 Относительные расходы воды в системах огопле ния 106 117 — тепловыделения в маниях 81 — теп ювые по i ери здании 81 Перемычки в тепловых сетях 19^ Перепады давления в оборудовании и тр^бопро водах теплоисточника 137 — - - трубопроводах сетей 122 136 — — развиваемые по шит очными насосами 138 — — — сетевыми насосами 138 — — располагаемые в ынной точке сетей 140 Пересечения сетей с естественными препятствиями и сооружениями 216 — - _ подземными комм>никацпями 259 Переходная область межд> гидравлически г тд- кими ]р\бами f соолветств}ющими квадратич ному закон> сопротив (ения 129 И4 Переходы на расеы тепловых сетей в стальны> фуг тярах 258 — — — — — — гунне 1ях 255 _ — _ _ _ мостовые 248 — ~ — — подводные 253 П ютность волы 119 И7 По югревагс ш водоводяные (волоиагревагс ш) для систем юрячею воюснабжения ^ 101 106 ^18 — - - отопления 108 306 — — пластинча i ые 117 — - секционные 106 314 Пою иге ш етимости строите 1ьства \кр\пнепные 119 Поiери напора на трение в обор\ юваним и гру бопрово ых (еплоисточника 142 ----- трубопроводах тентовых сетей 142 145 Правила Госюртехналюра СССР 9 12 Прандпя теория tvpn\ ipnihoto течения 125 129 Предотвращение вскипания волы в сетях 141 145 Предприятия объединенных котельных и тепловых селей 341 — тепловых сетей 140 — — - средства связи 344 Приборы автоматического регу шрования 62 — л 1я измерения давления и перепада давлений 57 — — — расхода и количества воды 59 — — — температуры 51 — контрольно-измерительные 51 Приведенные затраты 189, 198 Продолжите 1ьность отключения систем теплоис- пользования от тепловых сетей 195 — отопительного периода средняя 94 352 Проект рабочий тепловых сетей 339 Проектирование планов и профилей трассы сетей 212 Проектная документация по тепловым сетям 9, 141 319 Производственные базы предприятий тепловых сетей 34i Прокладка тепловых селей в раионах Крайнего Севера 260 Проходы л (я гр>б и арматуры, условные 12, 119 122, 131 Пьезометрические высош 142 — графики (пьезометры) 143 205 Разности отметок поверхности земли по трассе сетей 118 140 146 Разрегулировка систем водяного отопления 101 Расходы жидкости массовые 120 131 — — объемные 121 — подпиточной воды 128 — сетевой воды на системы вентиляции 109 — — — — - горячею водоснабжения при двухступенчатой смешанной схеме 113 ------ при одноступенчатой параллельной схеме 112 319 — — — — при открытой схеме 111 — теп юты расче1ные и суммарные на системы вентиляции 78 — — — — - — — горячее водоснабжения 87 — — — — отопления 78 Расчет П образных компенсаторов 171 трубопроводов сетей па прочность 167 — — — — — при бесканальнои прокладке 185 — трубопроводов сегеи на сшокомпенсацию 1ем- пературных расширении 179 — чеитий на неподвижные опоры 172 Расчетные гемперат>ры воздуха в помещениях 75 — наружного воздуха для сислем вентиляции 79 109 — — — — — систем оюпления 79 91 — - - - условные 80 106 Регулирование оттека теплоты в системах отоп- геиия и вентиляции индивиды 1ьное 17 102, 284 — — качественное 101 285 — — качественно количественное 101 117 285 — - - ол тепловых сетей групповое 7 285 — — — — — местное 7 284 — — — — — — по отопительному графику 102 107 320 — _____ суммарном нагрузке систем оюпления и горячего водоснабжения 104 113, 320 — — — — — — районные 7 центральное 7 101 117 284 Perv тяторы косвенного действия шдравлические 68 — — — э текфические 69 — прямого действия i идравлические 61 — - - манометрические 61 66 — подпора на гепловых щнктах 140 281 — расхода сетевой воды на системы отопления 103 113 286 370
Ретутяторы расхода сетевой тзпды с\ммлрною на системы сношения и i оряче! о водоснабжения 105 — температуры волы в системах горячею водоснабжения 103. 114, 288 Резервирование в тепловых сетях 195, 201 Рейнольдса чис ю 122 — — граничные значения 129 Реконструкция дейс1вующих тентовых сетей 206 Руководящие ма1ериалы по проектированию тепловых сетей 10 Силикатная обработка воды дтя иатем юрячею водоснабжения 289 Системы вепгитяции 5, 75, 1СI). 286 — водяного отопления *\ 75, 280 — воздушного отопления 75, 286 — — — совмещение! о с приiочной вентиляцией 77 — i орячего водоснабжения 5. 84, 287 — кондиционирования воздуха 8, 78 — гетоиепользования 4, 101 — центраЛ1нованного теплоснабжения групповые 4 — — — закрытые 5, 80, 101 — - - коммунальные 4 — - - межрайонные 4 — — — микрорайонные 4 — — общегородские 4 — - - открытые 5, 84, 100 — - — промышленные 4 — — — районные 4. 196 - - теплофикационные 5 Сметная стоимость сооружения тепловых ceieu 335 Сметные нормы укрупненные 339 Cml-ii.i юкальные на строитетьные работы 339 ( и»чесiпая работа нескольких гентоисточников и.i общие лиловые сети 5, 198 ( onpoiивление теплопередаче изо 1яционных коп- i ф\кции 149, 164 ( mijiiiiMB юние теплопередаче ограждающих кон- ырукцпи зданий 79, 90 I праночпые ма!ериалы по проектированию тепло- пых ceieii 11 ( ре шее число суток с температурами наружного но муха в различных интервалах 82. 357 I ]«1дии проектирования тепловых ceieft 339 ( шпень резервирования в Шиловых сетях 196 Cipon lejibHbie конструкции тепловых сетей, ос- понные потожения по расчету 262 - - — при надземной прокладке 222 - — — подземной прокладке в кол 1екторах 2^2 - - - — — — непроходных кана тах 227 нормы ведомственные 8 общесоюзные 7 - республиканские 7 и иравн та (СНиП; 7 Схемы полпн тки теп новых сетей 6 присоединения к тепловым сетям систем вен- шляции 286 - - горячего водоснабжения захры ше 5, 137. 287 - — - — — — с подогревателями вктючен- иыми по двухступенчата последова!ельной счеме 109, 114. 292, 318 — — — - — - — по двухступенчатой смешанной схеме 103, 292. 419 ~ — — — — — —— па псфалде 1ьной схеме 103. 288, 292 - ------- по односгупенчагей предик моченной схеме 292 ----- - открытые со смесителями 5. 104. 137, 294 присоединения к тепловым сетям систем шопиения, зависимые с элеваторами 102, 106 280 Схемы npnt-oe ишемия к 1епловым сетям систем отопления — — — — — - - независимые с подогревателями 105. 108. 139. 197. 283, 315 — — — — — - — со смесительными насосами 105, 197. 281. 314 — тепловых ceien принципиальные 194 — — — Mai нстральпых 196 — — - распреде ние тьпых 2D — теплоснабжения населенных пунктов 5. 9. 96. 199 Телеизмерения на диспетчерских пунмлх 343, 349 Телере1улнрование на диспетчерских mimax 343. 349 Телесигнашизацня на диспетчерских iijhkuv 343, 349 Телеуправление ил днепеперемж нунылх 443 349 Температура воды базовая 122, 1.40 — — в обратных трубопроводах ceien oi кл ю- риферов систем вентиляции 109, 287 — — — — ——— подо| ревателей cut i evi i орячего водоснабжения при пара иельнои схеме 112 _ _ _ _ _ _ первой ступени при двухступенчатой последовательной схеме 319-320 --------- смешанной схеме 318 — - в системах i орячего водоснабжения 84, 102 — наружього воздуха абсолютная минимальная 79, 82, 352 — — — базовая 93 — — — расчетная дчя систем вентиляции 79 _ _. _____ отопления 79, 93 — — — средняя месячная 352 — наружного воздуха средняя наиболее холодного периода 79, 93, 352 ----- холодной пятидневки 79, 93, 352 — — — условная 81, 99 Температуры почвы на различных глубинах 157, 360 Тепаовая усюй"ивость систем 1еплоснабжения 194 Тепловые балансы отапливаемых зданий 77 — — участков тентовых сетей 167 — потери зданий "*8. "9 — - изолированных фуоопроводов при воздушной прокладке 149 ----- при потземной бесканалыюй прокладке 154 — — — — — — канатьной прокладке 163-165 — — трубопроводов систем горячего водоснабжения 89. 100 — пунюы групповые (ГТП) ", 102, 194, 203, 294, 304 — - местные (МТП) 7, 101. 137 194 290, 294, 301 — - мпкрорайонные 208, 294 — — определяющие 137 — — промышленных предприяпш 207, 104 — - районные (РТП) 7, 198 — cein водяные двухтрубные 3. I'M ""Ml, 2'M — — — магистральные 6, 194 291 — - - однотрубные 5 — — — распределиельные 6. 201 — — транзитные 6, 108. 145 — - — трехтрубные 6. 202. 299 — - — четырехтрубные 6. 20J 24 7 Теплоизоляционные изделия II, 40 — конструкции ien ювых ом си при ипм^ппюй прок 1адке 48, 147 ----- капа ii.iioii iipoh iibiRe M, 163 — — - — — по (земнои Гич han.i и,ной прокладке 240 I еп юисючнпкп 4. 147, I'M, 291 1 емтопоспieпи 4 Ген юприемникн 4 I г/ Теп юнроио mod I. ipMimii I S4 I Ь2 мл i ерил ion 4s* ien Homo Minimum,i\ н i [С мш 49 371
[еплоэлектроиентрали (ТЭЦ) 5, 193, 220, 340 — атомные 5 — теплофикационное оборудование 342 Термическое сопротивление грунта 154 — — за счет взаимодействия тепловых потоков от труб в грунте 160 — - теплоизоляционных конструкций 147, 155, 164 Точка излома графика температур сетевой воды 102, ПО, 292, 318 Трубы для водяных тепловых сетей 11, 13, 122. 131 Турбулентное течение в трубах 123 Удельная характеристика *даний вентиляционная 90, 97 — - — отопительная 90, 97 — — — тепливых потерь 90, 116 Удельное гидравлическое сопротивление трубопроводов 126 Удельные замыкающие затраты на тепловую энергию 191 — — — — электрическую энергию 191 — перепады давления на трения в трубах 123 — потери напора на трение в трубах 142 — расчетные расходы сетевой воды на системы вентиляции 109 — — — - — — - горячего водоснабжения 111 ------- отопления 107, 116 _____ суммарные на системы отопления и горячего водоснабжения 115 — — — теплоты на вентиляцию общественных зданий 99 ----- горячее водоснабжение жилых и общественных зданий 100 — — — — — отопление жилых и общественных зданий Уклоны гидравлические 142 — — усредненные 144 Управление тепловыми сетями и режимами их работы 193, 203 Утечки воды из тепловых сетей и присоединенных к ним систем теплоиспользования 138, 283 Участки водяных тепловых сетей 121. 136 Фланцевые соединения трубопроводов 19 Цехи (участки) тепловых сетей 340 Циркуляционные контуры двухтрубных водяных сетей 5 Циркуляция воды в системах горячего водоснабжения 89 Чертежи рабочие тепловых сегей 137, 339 Шероховатость внутренней поверхности труб 123 — — — — нормированная 127 — — — — относительная 124 — — — — равномерная искусственная 124 — - — — эквивалентная 124 ----- относительная 126 Шифринсона формула 126 Эквивалентная длина труб для местных тепловых потерь сетей 166 Экономическая эффективность капитальных вложений 189 Эксплуатация тепловых сетей 195 Элеваторы водоструйные 102, 106, 280, 301, 306 Электродренажные установки 272, 278 Эстакады для прокладки тепловых сетей 222
Преаисловие .... 3 Раздет г е р !ы й ОБЩАЯ Ч \СТЬ Глава первач Общая характеристика тепловыч сеа ей и тепловых пунктов 4 1 1 Системы цен 1 радированного 1еппоснабжения и их струк- iypa 4 1 2 Обшая характеристика теп ю- вых сетей . 5 1 3 Общая характеристика гепло вых пунктов 6 I taev чторап Нормативные докучен- 1Ы, руководящие и справочные материалы 7 2 1 Общая характеристика норма- 1ивлых току ментов .... 7 2 2 Общая характеристика руководящих и справочных материалов 10 Раздел вгорой ЭЛЕМЕНТЫ И КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВЫХ CFIEH Г шва третьи Трубы и детали трубопроводов ......... 11 3 ! Общая часть . . . . . 11 М Трубы 13 3 3 Детали трубопроводов 17 3 4 Опоры трубопроно юн ... 22 Г шва четвертая \pviai>psi и оборудование .... . . . . 29 4 1 Арматура 29 4 2 KoMneHcaiopi i 39 4 3 Дренажные v i ш .... 42 4 4 Грязевики 43 Г шва пчтач !еплоию jhhuohiimo материалы и KOHCipyKHHii . . 45 5 1 Общая xjpdMcpm и'ка letuio- изоляционныч м [ ермд юв и изделии . . ... 45 5 2 Теплой jo ihuhoihii к конструкции при вот lumiiiit н подземной кана ibHiui прок шдке тепловых cere» . . 48 Г шва шестая Контрольно-измерительные приборы, авгоматческие per у 1я горы и аппаратура телемеханики 50 6 1 Первичные приборы и измерительные преобразователи 56 6 2 Вторичные приборы .... 6" 6 3 Приборы автомагического регулирования и автоматические регуляторы 63 6 4 Аппаратура телемеханики и те ^еитерений 72 Раздет третий РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Г шва седьмая Расчетные и суммарные расходы теплоты, отпускаемой из тепловых сетей 74 7 1 Расходы тептоты на отопте- ние и вентиляцию зданий . . 74 7 2 Расходы теплоты на горячее водоснабжение зданий ... 82 7 3 Укрупненные показатели расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение 90 Г шва восьчач Выбор графиков температур и определение расчешых расходов сетевой воды 101 8 1 Основные ступени и способы регулирования в водяных тепловых сетях 101 8 2 Определение температур и расчетных расходов сетевой воды при центральном Kd4e- ственном регулировании по отопшельному rpd(})HKy . . 106 8 3 Определение температур и расчетных расходов сетевой воды при центра шном регулировании по суммарной тепловой HdipyiKC систем отопления и юрячею водоснаб- женич 113 373
четы и режимы работы водяных тепловых сетей 119 9 1 Основные задачи и исходные ыниые гидравлических расчетов 119 9 2 Форму ты и табтицы спя гидравлических расчетов . . 121 9 3 Месшые 1идрав шческие потери 134 9 4 Гидравлические режимы и пье зометрнческие графики ... 137 Г шва десчтач Тепловые расчеты изоляционных конструкций тепловых сетей 146 10 I Основные задачи типовых расчетов изотяционных конструкций 146 10 2 Тетовые расчеты при воздушной прокладке тетовых сетей 147 10 3 Гентовые расчеш при подземной бесканатыюй прокладке тепловых сетей . . . 154 10 4 Тетовые расчеты при подземной канальной прокладке типовых сетей 163 10 ^ Суммарные тепловые потери тетовых. ceiefl ... . 166 Г шва одиннадцатая Расчет трубопроводов теп ювы\ сетей на прочность в компенсацию температурных расширений 167 11 ! Особенности расчета трубопроводов 167 11 2 Расчетные нагрузки и воздействия на трубопроводы тепловых сетей 168 11 3 Расчет напряжений вызванных внутренним лечением тептоноситетя 168 11 4 Расчет теплопроводов на весовые нагрузки . ... 169 11 *> Расчет уситай действующих на неподвижные опоры . . 172 1J 6 Расчет П-образныхкомпенса торов 173 117 Расчет теплопроводов на самокомпенсацию температурных расширений. ... 179 11 8 Расчет усилий, действующих в бесканальных теплопроводах 185 Г шва двенадцати'/ Основные почо- жения технике-экономических расчетов при проектировании remo- вых сетей 189 12 1„ Сравнительная экономическая эффективность капитальных вложений 189 12 2 Определение диаметров тепловых сетей 191 12 3 Выбор схем распределительных сетей и тепловых пунктов 192 174 газдет четвертый СХЕМЫ И СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Гкта тринадцатач Схемы тепловых ceieft 193 13 1 Принципы построения схем тепловых сетей 194 И 2 Схемы магистральных сетей 197 И 3 Схемы распредетительных сетей 201 П4 Управчение 1епловыми сетями и режимом их работы 203 И 5 Реконструкция тепловых сетей 206 Г шва четырнадцати ч Проектирование трасс тетовых сетей 210 14 1 Выбор трасс на стадии разработки схем 210 14 2 Инженерные изыскания . . 210 14 ч Проектирование трассы в тане и профиле 211 14 4 Пересечение естественных препятствий и искусственных сооружений 216 14 5 Выбор оптиматьного вари анта трассы 218 Г шва пчтпадцатач Выбор способа прокладки тепловых сетей. . . . 219 Г шва шестнадцатая Конструкции надземной прокладки тепловых сетей 222 Г шва сешшдцатач Конструкции канальной прокладки тепловых сетей 227 17 1 Канаты непроходные и попу- проходные 227 17 2 Туннели и котлекторы . . 232 17 3 Камеры, неподвижные опоры и ниши 236 Г шва восемнадцатач Конструкции бесканальной прокчадки тепловых сетей 240 18 1 К тарификация бесканальных прокладок и требования к ним 240 18 2 Конструкции бесканачьных прокладок 241 18 3 Защита бесканальных трубопроводов от увлажнения 242 Г шва девятнадцатая Специальные сооружения по трассе тепловых сетей 248 19 1 Мостовые переходы . . . 248 19 2 Подводные переходы . . . 253 19 3 Туннельные переходы . . . 255 19 4 Переходы в ф\ттярах . . . 258 19 5 Пересечения с подземными сетями 259 19 6 Прокладка тепловых сетей в районах Севера .... 260
Г шьа двадцати" Основные положения по расчет} cipom е..ч,ны\ KOHcipjiciiHii тепловые се геи . . 262 Г шьа двадцать первач Защша тр\бо- проводов тепловых се геи от нар>ж- нои коррозии 267 21 1 Общ^е положения .... 267 21 2 Исходные данные для оп- редстения опасно^ ni>лекipo- химической коррозии ipyoo- проводов тепловых се геи . . 268 2! 3 СпосоГы защиты rpjoonpo- BO7OR тепловых сетей «.л коррозии 270 21 4 'Защита тр\бопроводэв теь- товых сетей ию шо\гощими покрытиями . . 272 21 Ь Электрохимическая защи1а трубопроводов тепловых се тей 272 21 6 Проектирование защиты о! коррозии теп [свых ceien . . 275 Раздет пятый ТЯГЛОВЫЕ ПУНКТЫ И НЛСОС- HblF СГЛНЦИИ / юна двадцинл нтора Схемы присоединения и автомат таким систем о юп тения, вен шлянии и горячего воюснабления . . . 280 22 I Зависимые (.хемы присоеди- ненпя cucievf оюптення . . 280 22 2 Независимые схемы присоединения систем отопления 283 22 Я Am оматическое рег> шрова пне систем от on 1ения . . . 284 21 4 С\емы присоединения сиси-м Boiiyuiiioio отопления и приточной вент и 'яции . . 286 22 з Схемы присое игнения систем горячею водо1 н^олемин . . 287 / шна Оьидшичь треть i 1 р\пновые и меоные тепловые п\икты. . . . 290 24 1 Сх.мы тет ювы\ п>ныов . . 290 2^2 1 en ювые п>1]кш миьоораи онов . 294 24 Ч Тепловые пунмы oon^ciвенных нт игий 303 23 4 Теп юпые п)икгы промыш- 1енны\ предприяпш . . . 304 Г шва бьидцати чтнкрггач Оборл ю- ваннс гш юных пунктов .... 306 Г шва двади tnib n тип Расчет и выбор оборудования ютовых пунктов . . 310 25 1 Pacici и выбор элеваторов л накосов ... . . . 310 25 2 Расче! схем t гологревате- тями .... . . . 315 Г tana двадцать шеста i Насосные станции 321 26 1 Общие положения Технологические с*емы насосных станции . 321 26 2 Подбор насосов .... 322 16 3 Автоматизация насосных станций . . .... 324 26 4 Компоновка насосных емн- ции . 328 26 5 Строительные конструкции и санптарно-1е\члческие устройства 331 Р а з л е 1 тестой СМЕТЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ / шва двадиать седьхшч Сметная чо- кументация на сооружение ienio- вых сетей . 335 / шва двадцать ьосьмач Органтшшя эксплуатации тепловых cerfii и пунктов . 340 28 1 Организационные стр\к s^v претприятик .... . 340 28 2 Производственные ппм предприятий 341 28 "* Диспетчерское \правление 342 При южечич 3^2 Список 1итерат\ры .... . . Зо4 Предметный указахель .... . 369
Справочник специалиста ВОДЯНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ Справочное пособие по проектированию Редактор А. В. Извеков Редактор издательства А. А, Кузнецов Художественный редактор В. А. Гозак-Хозак Технический редактор О, Д. Кузнецова Корректор Е. С. Арефьева ИБ № 65 Сдано в набор 02.06.87. Подписано в печать 24.05,88. Т-00139. Формат 70 х: 1007|й. Бумага офсетная № 1. Гарнитура тайме. Печать офсетная. Усл. печ. л. 30,55. Усл. кр.-отт. 61,10. Уч.-изд. л. 41,18. Тираж 33 000 экз. Заказ 1044, Цена 2 р. 60 к. Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10 Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красною Знамени Ленинградское производственно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 197136, Ленинград, П-136, Чкаловский пр., 15.