Инженерные сети

Тепловые сети делают двух - и многотрубными. Наиболее распространена двухтрубная система, при которой одна труба — подающая, другая — обратная. В этой системе вода циркулирует по замкнутому кругу: отдан свое тепло потребителю, она возвращается в котельную.

В жилых районах применяют два вида водяных систем теплоснабжения: открытую и закрытую. Разница заключается в том, что при закрытой системе теплоснабжения в трубопроводах циркулирует постоянное количество воды, а при открытой системе часть воды непосредственно из системы разбирается на нужды горячего водоснабжения. В открытой системе теплоснабжения вода должна быть по качеству равноценна питьевой, а запас воды на источнике тепла должен постоянно пополняться.

Однотрубная система подает теплоноситель для отопления и вентиляции, а затем выпускает его в качестве горячего водоснабжения. Вариант наиболее дешевый, но трудно рассчитываемый. Трехтрубная система обеспечивает подачу тепла по двум трубам с разными параметрами теплоносителя, а возврат осуществляется по третьей трубе. В четырехтрубной системе подача тепла на отопление и горячее водоснабжение разделена по двум парам труб. Наиболее применима в настоящее время в населенных пунктах раздельная двухтрубная система теплоснабжения ввиду удобства и экономичности ее использования.

Для горячего водоснабжения используют открытый и закрытый варианты присоединения к тепловым сетям. В открытых сетях горячая вода поступает прямо из теплосети и восполняет в ней тепло из источника. Качество горячей воды невысокое. В закрытых сетях вода теплосети полностью возвращается к тепловому источнику, нагревая водопроводную воду для горячего водоснабжения в теплообменных аппаратах. В этом случае качество горячей воды высокое.

Тепловые сети прокладывают нал землей и под землей. Надземная прокладка дешевле, но часто недопустима по эстетическим соображениям. Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и бесканальную прокладки трубопроводов.

Канальная прокладка трубопроводов дороже, но надежнее, так как стенки канала защищают трубы от случайных воздействий, блуждаюших токов и т. д. Каналы делают кирпичными и железобетонными. По конструкции они бывают проходные (высотой 2 м), полупроходные (высотой 1,4 м) и непроходные.

Бесканальная прокладка теплопроводов — простой и дешевый способ заложения, поэтому он наиболее распространен, особенно при реконструкции и в малоэтажной застройке. Трубы укладываются прямо в грунт. Этот способ имеет, однако, большие недостатки: коррозия, трудоемкость ремонта, отсутствие периодического надзора. Частично их преодолевают, защищая трубы от внешних воздействий грунта изоляционным материалом: цементной коркой и гидроизоляцией. Применяют и армированный пенобетон, где арматуру выполняют в виде сетки, что придает значительную жесткость трубопроводам.

В настоящее время вместо ранее применявшейся армопенобетонной бесканальной прокладки трубопроводов очень широкое применение получили теплоизолированные пенополиуретановые (ППУ) системы трубопроводов. Принципиальной особенностью вида прокладки трубопроводов является практически полная герметичность конструкции, позволяющая располагать трубопроводы тепловых сетей во влажных грунтах без дополнительной гидроизоляции и попутного дренажа. Кроме того, конструкция прокладки трубопроводов может быть оборудована системой оперативного дистанционного контроля (СОДК), позволяющей систематически отслеживать и находить места увлажнения изоляции. При этом способе бесканальной прокладки используют трубы с теплоизоляцией из пенополиуретана диаметром от 57 до 1020 мм в гидроизоляционной оболочке из плотного полиэтилена.

Из этого же вида тепловой изоляции изготавливают фасонные изделия для прокладки трубопроводов: отводы, z-образные элементы для компенсации температурных удлинений, тройники, неподвижные опоры, спускники и воздушники и др. Трубы применяют только новые стальные, черные или оцинкованные марок Ст. 10, Ст.20, Ст.17ГС и другие в соответствии с требованиями Госгортехнадзора России.

При строительстве теплотрасс из ППУ трубопроводов особое внимание уделяют тепловой и водонепроницаемой изоляциям стыковых соединений. При этом используют специальную сварную муфту, обеспечивающую абсолютно герметичное соединение стыков. Пенополиуретановая изоляция рассчитана на длительное воздействие температуры теплоносителя до 130 °С и на кратковременное воздействие температуры до 150 °С. Все трубы и остальные элементы трубопроводов при использовании такого оборудования снабжены проводами оперативного дистанционного контроля, сигнализирующими о повреждении проводов или о наличии влаги в изоляционном слое при эксплуатации. Система основана на проводимости теплоизоляционного слоя, которая изменяется при изменении влажности. Для поиска мест неисправности (увлажнение изоляции, обрыв сигнальных проводников) используют методы и приборы, основанные на действии импульсной рефлексометрии.

СОДК включает в себя сигнальные медные проводники, заложенные во все элементы теплосети, разъемы по трассе и в местах контроля (ЦТП, котельной), переносные приборы для периодической проверки и стационарные — для непрерывного контроля.

Прокладка в непроходных каналах — наиболее удобный способ прокладки теплопроводов, чем и объясняется его частое применение. Преимущество этого способа по сравнению с бесканальной прокладкой состоит в том, что трубопровод защищен от колебания давления в грунте, так как заключен в канал, где находится на специальных подвижных и неподвижных опорах. Его недостаток заключается в отсутствии постоянного наблюдения за состоянием сетей, а в случае аварии трудно найти место повреждения. В непроходных каналах теплосети могут располагаться с нефтемазутопроводами, трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1 МПа и водопроводами.

В проходных коллекторах теплосети могут размещаться совместно с водопроводами диаметром до 300 мм, кабелями связи, силовыми кабелями напряжением до 10 кВ, а в городских коллекторах также с трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1,6 МПа и напорной канализацией. Во внутриквартальных коллекторах допускается совместная прокладка водяных сетей диаметром не более250 мм с газопроводами природного газа давлением до 0,005 МПа и диаметром до 150 мм. При совместной прокладке теплосети и водопровода во избежание нагревания изолируют, размещая его либо в одном ряду, либо под тепловыми сетями, учитывая при этом нормативную глубину заложения. В проходных коллектора ведут непрерывное наблюдение и контроль за состоянием сетей. Ремонт таких сетей упрощается.

В сложных участках, например, под центральными магистралями с большим движением, при пересечении железных дорог, под зданиями, где проходные коллекторы невозможно проложить, а непроходные каналы нельзя прокладывать из-за ограниченной возможности развития на случай ремонта, применяют полупроходные каналы. Хотя в них проход очень мал (высота — до 1,4 м, ширина — 0,4... 0,5 м), все же можно осмотреть и отремонтировать теплосеть.

Трассу тепловых сетей в городах прокладывают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений, но при обосновании допускается расположение теплотрассы под проезжей частью или тротуаром. Теплосети нельзя прокладывать вдоль бровок террас, оврагов или искусственных выемок при просадочных грунтах.

Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0,002.

В СНиП 2.04.07-86* содержатся особые условия для устройства пересечений тепловыми сетями других подземных сооружений.

Магистральные сети располагаются по главным направлениям от источника тепла и состоят из труб больших диаметров — от 400 до 1200 мм. Разводящие сети имеют диаметр трубопроводов от 100 до 300 мм, а диаметр трубопроводов, ведущих к потребителям, - 50... 150 мм.

Паровые системы теплоснабжения делают одно - и двухтрубными, при этом конденсат возвращается по специальной трубе — конденсатопроводу. Под действием начального давления 0,6 ... 0,7 МПа, а иногда и 1,3... 1.6 МПа, пар движется со скоростью 30...40 м/с. При выборе способа прокладки теплопроводов главной задачей является обеспечение долговечности, надежности и экономичности решения.

Тепловые сети монтируют из стальных электросварных труб, расположенных на специальных опорах. На трубах устраивают запорную и регулирующую арматуры (задвижки, вентили). Опоры трубопроводов создают горизонтальное незыблемое основание. Интервал между опорами определяют при проектировании.

Опоры тепловых сетей подразделяют на неподвижные и подвижные. Неподвижные опоры фиксируют расположение конкретных мест сетей в определенной позиции, не допускают никаких смещений. Подвижные опоры допускают перемещение трубопровода по горизонтали вследствие температурных деформаций.

Между неподвижными опорами на расчетных расстояниях располагают П-образные удлинения труб, компенсирующие температурные напряжения, удлиняющие трубопровод. Компенсаторы предохраняют сети от разрушений. Для размещения на теплотрассе отключающей арматуры, неподвижных опор устраивают камеры высотой 2 м. В них спускаются через люки.

7.3. Виды топлива

Для отопительных систем и систем горячего водоснабжения используют тепловые источники, работающие на разных видах топлива. Топливо бывает твердое, жидкое и газообразное. В качестве твердого топлива используют уголь. Уголь подразделяют на бурый, каменный и антрацит. В качестве жидкого топлива используют продукт переработки нефти — мазут. Газообразное топливо — природный газ. Древесину и торф используют только в печном отоплении.

Характер горения зависит от вида топлива. В топочных устройствах должно быть предусмотрено несколько условий: температура выше порога воспламенения данного топлива, подача воздуха, отвод продуктов сгорания. Температура порога воспламенения для древесины и торфа — 250... 300 °С, для каменного угля — 450... 500 °С, дач антрацита — 600 ... 700°С, для мазута — 500 °С, для природно го газа — 500... 600°С. Топливо и воздух в топочные устройства (котлы) поступают в смеси или по отдельности. В немеханизированных котлах мощностью 1... 1,5 МВт топливо подается циклически вручную, в котлах мощностью 6... 7 МВт — механизировано, процесс сжигания непрерывный.

Тепло котельной установки передается теплообменным трубам через излучение. Используют водогрейные котлы с набором разного количества секций. Под котлы устанавливают спедиальный отдельный фундамент, обрез которого располагается на уровне земли. На фундамент опирается специальный металлический каркас, поддерживающий элементы оборудования котла, и каркас, служащий для укрепления обмуровки. Каркасы снабжены обслуживаюшими площадками и специальными лестницами с перилами. Стойки каркаса с опорными башмаками бетонируют в фундаменте котла.

Обмуровка элементов котельной установки представляет собой теплоизоляцию и является двухслойной. Внутренний слой - огнеупорный из шамотного бетона. Внешний слой - из минералованных компонентов и асбестовых материалов. Вес обмуровки составляет от 1800 ло 1000 кг/м3.

Для обслуживания котлов предназначены различные устройства — гарнитура (лазы, шиберы и тд.). Арматура котельных установок предназначена для регулирования, измерения, затвора и т. д.

Котельные установки проектируют в зависимости от характера и объема теплового потребления. Для отопительно-вентиляционных целей используют водогрейные котлы, для технических целей — паровые, для смешанных целей — паровые котлы с водогрейными установками.

Помещения котельных проектируют не менее чем с двумя выходами, открывающимися наружу. Одну торцевую стену оставляют свободной для возможного расширения котельной установки. Обслуживающие лестницы — металлические, из рифленой стали с ограждениями высотой 1 м, шириной 0,6...0,8 м.

7.4. Горячее водоснабжение

Система горячего водоснабжения обеспечивается либо от отдельного источника теплоты, располагаюшегося у водозабора (децентрализованная), либо от тепловых сетей (централизованная). Сети горячего водоснабжения различают по способу размещения разводяших магистралей — с верхней и с нижней разводками, по трассировке — тупиковые и с циркуляционным трубопроводом.

Децентрализованное горячее водоснабжение предполагает использование газовых, электрических водонагревателей и водогрейные котлы на твердом топливе и газе.

Централизованное горячее водоснабжение регламентируется условиями СНиП 2.04.07-86, СНиП 2.04.01-85* и ГОСТ 2874—82. В открытых системах температура водогрейных приборов должка быть не ниже 60 °С, при закрытых системах — не ниже 50 °С.

Система горячего водоснабжения включает в себя источник тепла, подающий трубопровод (магистральный и водоразборные стояки), циркуляционный насос, запорную и регулирующую арматуры. Систему горячего водоснабжения с верхней разводкой устраивают в промышленных зданиях с большим и постоянным потреблением горячей воды. Ее, как правило, делают тупиковой.

Для поддержания постоянной температуры у водоразборных кранов здание оборудуют системой с циркуляционным трубопроводом. Циркуляционной системой горячего водоснабжения с нижней разводкой снабжены в настоящее время все гражданские здания. Эта система позволяет получать из кранов горячую воду в любом режиме водоразбора. В ней используют принудительный насос с обратным клапаном для одностороннего движения воды. Для выравнивания режима водопотребления в нижней части сети устанавливают баки - аккумуляторы, которые накапливают горячую воду и отдают ее по мере необходимости.

В зданиях выше 15 этажей устраивается система горячего водоснабжения, которую разбивают на отдельные независимые подсистемы по высоте здания.

Для горячего водоснабжения применяют трубы оцинкованные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75*. Для открытых систем и труб диаметром более 150 мм допускают применение неоцинкованных труб по ГОСТ 10704—76 и ГОСТ 8732-78*. Водозапорная арматура диаметром до 50 мм применяется бронзовая и латунная (задвижки, вентили, краны, регуляторы).