Text
                    ВОДЯНЫЕ
ТЕПЛОВЫЕ
СЕТИ
СПРАВОЧНОЕ
ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
Под редакцией
Н. К. ГРОМОВА, Е. П. ШУБИНА
1g
МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1988

ББК 31.38 В 62 УДК 697.443.001.63(035.5) 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 и тепловых пунктов. Даны рекомен- дации 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, занимаю- щихся проектированием тепловых сетей. 2303040000-488 ... __ В----------------241-87 051(01)-88 ББК 31.38 ISBN 5-283-00114-8 © Энергоатомиздат, 1988
ПРЕДИСЛОВИЕ Жилищное и промышленное строительство, требования экономии топлива и защиты окружающей среды предопределяют целесообраз- ность интенсивного развития систем централизованного теплоснабже- ния. Выработка тепловой энергии для таких систем в настоящее время производится теплоэлектроцентралями, котельными районного зна- чения. Надежная работа систем теплоснабжения при строгом соблю- дении необходимых параметров теплоносителя во многом опре- деляется правильным выбором схем тепловых сетей и тепловых пунк- тов, конструкций прокладки, применяемого оборудования. Считая, что правильное проектирование тепловых сетей невозмож- но без знания их устройства, работы и тенденций развития, авторы старались привести в справочном пособии рекомендации по проекти- рованию 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. Сквор- цовым — 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. Гро- мовым и В. С. Фаликовым совместно. Приложения составлены Е. П. Шубиным и И. В. Беляйкиной совместно. Авторы выражают благодарность за высказанные замечания и по- желания при рецензировании книги докторам техн, наук Е. Я. Соко- лову 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 теплоснаб- жения характеризуются сочетанием трех ос- новных звеньев: теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплоиспользования (теплопотребления) отдельных зданий или сооружений. В теплоисточниках осуществля- ется получение теплоты за счет сжигания различных видов органического топлива. Такие теплоисточники называются ко- тельными. В случае использования в теп- лоисточниках теплоты, выделяемой при распаде радиоактивных элементов, они на- зываются атомными станциями теплоснаб- жения (ACT). В отдельных системах тепло- снабжения используются в качестве вспо- могательных возобновляемые источники теплоты — геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и т. п. Если теплоисточник расположен вместе с теплоприемниками в одном здании, то тру- бопроводы для подачи теплоносителя к теп- лоприемникам, проходящие внутри здания, рассматриваются как элемент системы мест- ного теплоснабжения. В системах централи- зованного теплоснабжения теплоисточники располагаются в отдельно стоящих зданиях, а транспорт теплоты от них осуществляется по трубопроводам тепловых сетей, к ко- торым присоединены системы теплоисполь- зования отдельных зданий. Масштабы систем централизованного теплоснабжения могут изменяться в широ- ких пределах: от небольших, обслуживаю- щих несколько соседних зданий, до круп- нейших, охватывающих ряд жилых или про- мышленных районов и даже город в целом. Независимо от масштаба эти системы по 4 контингенту обслуживаемых потребителей подразделяются на коммунальные, промыш- ленные и общегородские. К коммунальным относятся системы, снабжающие теплотой в основном жилые и общественные здания, а также отдельные здания промышленного и коммунально-складского назначения, раз- мещение которых в селитебной зоне городов допускается нормами [27, 52]. В основу классификации коммунальных систем по их масштабу целесообразно поло- жить принятое в нормах планировки и за- стройки городов [27] членение территории селитебной ЗОНЫ на группы соседних зданий (или кварталы в районах старой застройки), объединяемые в микрорайоны с числен- ностью населения 4 — 6 тыс. чел. в малых го- родах (с населением до 50 тыс. чел.) и 12—20 тыс. чел. в городах остальных катего- рий. В последних предусматривается форми- рование из нескольких микрорайонов жилых районов с численностью населения 25 — 80 тыс. чел. Соответствующие системы цен- трализованного теплоснабжения можно оха- рактеризовать как групповые (квартальные), микрорайонные и районные. Теплоисточ- ники, обслуживающие эти системы, по одно- му на каждую систему, могут быть отнесены соответственно к категории групповых (квар- тальных), микрорайонных и районных ко- тельных. В крупных и крупнейших городах (с численностью населения соответственно 250 — 500 тыс. чел. и более 500 тыс. чел.) нор- мами предусматриваегся объединение не- скольких смежных жилых районов в плани- ровочные районы, ограниченные естествен- ными или искусственными рубежами. В та- ких городах возможно появление наиболее крупных межрайонных систем коммуналь- ного теплоснабжения.
При больших масштабах выработки теплоты, в особенности в общегородских си- стемах, является целесообразной совместная выработка теплоты и электроэнергии. Это обеспечивает существенную экономию топ- лива по сравнению с раздельной выработкой теплоты в котельных, а электроэнергии — на тепловых электростанциях за счет сжигания тех же видов топлива. Тепловые электростанции, предназна- ченные для совместной выработки теплоты и электроэнергии, называются тепло- электроцентралями (ТЭЦ). Атомные электростанции, использующие теплоту, выделяемую при распаде радиоак- тивных элементов, для выработки электро- энергии, также иногда целесообразно ис- пользовать как теплоисточники в крупных системах теплоснабжения. Эти станции назы- ваются атомными теплоэлектро- централями (АТЭЦ). Системы централизованного теплоснаб- жения, использующие ТЭЦ в качестве ос- новных теплоисточников, называются тепло- фикационными. Вопросы сооружения новых систем цен- трализованного теплоснабжения, а также расширения и реконструкции существующих систем требуют специальной проработки, ис- ходя из перспектив развития соответствую- щих населенных пунктов на ближайший пе- риод (10—15 лет) и расчетный срок (25 — 30 лет). Нормами [60] предусматривается разра- ботка специального предпроектного доку- мента, а именно схемы теплоснабжения дан- ного населенного пункта. В схеме прора- батывается несколько вариантов технических решений по системам теплоснабжения и на основе технико-экономического сопоставле- ния обосновывается выбор предлагаемого к утверждению варианта. Последующая разработка проектов теп- лоисточников и тепловых сетей должна со- гласно нормативным документам произво- диться только на основе решений, принятых в утвержденной схеме теплоснабжения дан- ного населенного пункта. 1.2. Общая характеристика тепловых сетей Тепловые сети могут быть классифици- рованы по виду используемого в них тепло- носителя, а также по его расчетным пара- метрам (давлениям и температурам). Прак- тически единственными теплоносителями в тепловых сетях являются горячая вода и водяной пар. Водяной пар как теплоноситель повсе- местно применяется в теплоисточниках (ко- тельных, ТЭЦ), а во многих случаях — и в системах теплоиспользования, особен- но промышленных. Коммунальные системы теплоснабжения оборудуются водяными тепловыми сетями, а промышленные — либо только паровыми, либо паровыми в сочета- нии с водяными, используемыми для покры- тия нагрузок систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Такое сочетание водяных и пароьых тепловых сетей характер- но также для общегородских систем тепло- снабжения. Водяные тепловые сети большей частью выполняются двухтрубными с сочетанием подающих трубопроводов для подачи горя- чей воды от теплоисточников до систем теп- лоиспользования и обратных трубопроводов для возврата охлажденной в этих системах воды к теплоисточникам для повторного подогрева. Подающие и обратные трубо- проводы водяных тепловых сетей вместе с соответствующими трубопроводами тепло- источников и систем теплоиспользования образуют замкнутые контуры циркуляции воды. Эта циркуляция поддерживается сете- выми насосами, устанавливаемыми в тепло- источниках, а при больших дальностях транспорта воды — также и на трассе сетей (насосные станции). В зависимости от принятой схемы при- соединения к сетям систем горячего водо- снабжения различают закрытые и открытые схемы (чаще применяются термины «закры- тые и открытые системы теплоснабжения»), В закрытых системах отпуск теплоты из се- тей в системе горячего водоснабжения осу- ществляется за счет подогрева, холодной водопроводной воды в специальных водо- нагревателях. В открытых системах покрытие нагрузок горячего водоснабжения осуществляется за счет подачи потребителям воды из подаю- щих трубопроводов сетей, а в течение отопи- тельного периода — в смеси с водой из обратных трубопроводов систем отопления и вентиляции. Если при всех режимах для горячего водоснабжения может быть исполь- зована полностью вода из обратных трубо- проводов, то отпадает надобность в обрат- ных трубопроводах от тепловых пунктов до теплоисточника. Соблюдение этих условий, как правило, возможно только при совмест- ной работе нескольких теплоисточников на общие тепловые сети с возложением покры- тия нагрузок горячего водоснабжения на часть этих источников. Водяные сети, состоящие только из по- дающих трубопроводов, называются одно- трубными и по капитальным вложениям 5
в их сооружение являются наиболее эконо- мичными. 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 ре- зультате при открытой системе большими оказываются капитальные вложения в теп- лоисточники. Вместе с тем в этом случае от- падает надобность в подогревателях водо- проводной воды, а потому существенно снижаются затраты на узлы присоединения систем горячего водоснабжения к тепловым сетям. Таким образом, выбор между откры- той и закрытой системами в каждом случае должен обосновываться технико-экономиче- скими расчетами с учетом всех звеньев си- стемы централизованного теплоснабжения. Такие расчеты следует выполнять при разра- ботке схемы теплоснабжения населенного пункта, т. е. до проектирования соответствую- щих 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 удвое- нием либо только подающих (трехтрубные системы), либо как подающих, так и обрат- ных (четырехтрубные системы) трубопрово- дов для раздельного присоединения к со- и|ве|ывующим ।руОипривидам сиыем 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 не- сколько категорий, в каждой из которых мо- гут применяться собственные схемы отпуска и транспорта теплоты. В нормах [22] предусматривается под- разделение тепловых сетей на три категории: магистральные от теплоисточников до вводов в микрорайоны (кварталы) или пред- приятия; распределительные от магистральных сетей до сетей к отдельным зданиям; сети к отдельным зданиям в виде ответ- влений от распределительных (или в от- дельных случаях от магистральных) сетей до узлов присоединения к ним систем теплоис- пользования отдельных зданий. Эти наименования целесообразно уточ- нить применительно к принятой в § 1.1 клас- 6 сификации систем централизованного тепло- снабжения по их масштабу и контингенту обслуживаемых потребителей. Так, если в не- больших системах от одного теплоисточни- ка осуществляется подвод теплоты лишь к группе жилых и общественных зданий в пределах микрорайона или производствен- ных зданий одного предприятия, то надоб- ность в магистральных тепловых сетях отпа- дает и все сети от таких теплоисточников следует рассматривать как распредели- тельные. Такое положение характерно для использования в качестве теплоисточников групповых (квартальных) и микрорайонных котельных, а также промышленных, обслу- живающих одно предприятие. При переходе от таких небольших систем к районным, а тем более к межрайонным появляется ка- тегория магистральных тепловых сетей, к ко- торым присоединяются распределительные сети отдельных микрорайонов или предприя- тий одного промышленного района. Присо- единение отдельных зданий непосредственно к магистральным сетям, помимо распредели- тельных, по ряду причин крайне нежелатель- но, а потому применяется очень редко. Крупные теплоисточники районных и межрайонных систем централизованного теплоснабжения согласно нормам [27] дол- жны размещаться за пределами селитебной зоны в целях сокращения влияния их выбро- сов на состояние воздушного бассейна этой зоны, а также упрощения систем подачи к ним жидкого или твердою топлива. В таких случаях появляются начальные (головные) участки магистральных сетей зна- чительной протяженности, в пределах ко- торых отсутствуют узлы присоединения рас- пределительных сетей. Такой транспорт теп- лоносителя без попутной раздачи его потре- бителям называется транзитом, при этом соответствующие головные участки маги- стральных 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 бо- лее, что характерно, в частности, при исполь- зовании в качестве теплоисточников атом- ных ТЭЦ или станций теплоснабжения. 1.3. Общая характеристика тепловых пунктов Существенным элементом систем цен- трализованного теплоснабжения являются установки, размещаемые в узлах присоедине- ния к тепловым сетям местных систем теп- лоиспользования, а также на стыках сетей различных категорий. В таких установках
осуществляются контроль работы тепловых сетей и систем теплоиспользования и управ- ление ими. Здесь производится измерение па- раметров теплоносителя - давлений, темпе- ратур, а иногда и расходов — и регулирова- ние отпуска теплоты на различных уровнях. От работы таких установок зависят в значи- тельной мере надежность и экономичность систем теплоснабжения в целом. Эти установки в нормативных докумен- тах [22,95] называются тепловыми пунктами (ранее применялись также на- именования «узлы присоединения местных систем теплоиспользования», «тепловые центры», «абонентские установки» и т. п.). Однако принятую в тех же документах классификацию тепловых пунктов целесооб- разно несколько уточнить, поскольку в них все тепловые пункты относятся либо к цен- тральным (ЦТП), либо к индивидуальным (ИТП). К последним относятся только уста- новки с узлами присоединения к тепловым сетям систем теплоиспользования одного здания или их части (в крупных зданиях). Все остальные тепловые пункты независимо от количества обслуживаемых зданий относятся к центральным. В соответствии с принятой классифика- цией тепловых сетей, а также различных ступеней регулирования отпуска теплоты применяется следующая терминология. В части тепловых пунктов: местные тепловые пункты (МТП), обслу- живающие системы теплоиспользования от- дельных зданий; групповые или микрорайонные тепловые пункты (ГТП), обслуживающие группу жи- лых зданий или все здания в пределах мик- рорайона; районные тепловые пункты (РТП), об- служивающие все здания в пределах жилого района. В части ступеней регулирования: центральное — только на теплоисточни- ках ; районное, групповое или микрорайон- ное — 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 руководство- ваться нормативными документами, содер- жащими требования либо вообще к проект- ной документации, либо специально к этой документации по тепловым сетям и тепло- вым пунктам, а также смежным с ними звеньям системы централизованного тепло- снабжения — теплоисточникам и системам теплоиспользования. 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 сведе- ния о том, кем и когда утверждены соответ- ствующие документы, а также внесенные в них изменения и дополнения. Тексты этих изменений публикуются в «Бюллетене строи- тельной техники» (БСТ), выходящем ежеме- сячно. Ежегодно выходят сборники измене- ний и дополнений к нормативным докумен- там, внесенных за истекший год. Основными нормативными документа- ми по строительству являются «Строи- тельные нормы и правила» (СНиП). Все нор- мативные документы в соответствии со СНиП 1.01.01-82* [2] подразделяются на три вида: общесоюзные, республиканские и ве- домственные. Общесоюзные нормативные документы обязательны для выполнения всеми мини- стерствами и ведомствами, а также орга- низациями, учреждениями и предприятиями независимо от их ведомственной подчинен- ности. К ним относятся общесоюзные строи- тельные нормы и правила (СНиП), утверж- даемые 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 подчинен- ности, осуществляющих проектирование или 7
строительство объектов, размещаемых на территории данной республики. Нормы утверждаются Госстроями или другими рес- публиканскими организациями союзных рес- публик. Ведомственные (отраслевые) строитель- ные нормы (ВСН), учитывающие специфиче- ские условия отрасли народного хозяйства, руководимой данным министерством (ве- домством) СССР, утверждаются этим мини- стерством (ведомством) по согласованию с Госстроем СССР. Нормы обязательны для всех организаций, учреждений и предприятий министерства (ведомства), утвердившего эти документы, а также других министерств, осу- ществляющих проектирование или строи- тельство предприятий, зданий и сооружений в соответствующей отрасли народного хо- зяйства. Расположение глав СНиП в списке лите- ратуры принято в соответствии с классифи- катором н перечнем нормативных докумен- тов [1, 2]. В частности, в список включены восемь глав группы 01 второй части СНиП, посвященной общим нормам проектирова- ния [6—13]. Наиболее существенными среди них яв- ляются главы СНиП 2.01.01-82 «Строитель- ная климатология и геофизика» [6], содер- жащая сведения о температурах наружного воздуха для многих населенных пунктов СССР, необходимые для определения рас- четных и годовых расходов теплоты систе- мами отопления и вентиляции (см. при- лож. 1), а также СНиП II-3-79** «Строитель- ная теплотехника» [8], содержащая методику определения тепловых потерь зданий с необ- ходимыми справочными данными, в частно- сти теплотехническими показателями строи- тельных и теплоизоляционных материалов и конструкций (см. гл. 5 и 17). В список включены также две главы из группы 02 второй части СНиП «Основания и фундаменты» [14, 15] и четыре главы из группы 04 этой части «Инженерное оборудо- вание зданий и сооружений. Внешние сети», в том числе две. относящиеся к системам теплоиспользования: СНиП П-33-75* «Отоп- ление, вентиляция и кондиционирование воз- духа» [20] и СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» [19], и одна, относящаяся к источникам тепло- снабжения, СНиП 11-35-76 «Котельные уста- новки» [21]. В эту же группу включена посвя- щенная специально проектированию тепло- вых сетей глава СНиП П-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования». В текст дважды вносились изменения и дополнения, вместе с которыми он был переиздан под шифром П-Г. 10-73* (11-36-73*) в 1985 г. 8 При этом добавлен новый раздел 16 «Теп- ловые пункты». В настоящее время текст главы СНиП «Тепловые сети» переработан, утвержден и введен в действие с 1 января 1988 г., под шифром 2.04.07-86 [22]. Помимо строительных норм и правил (СНиП) к общесоюзным нормативным доку- ментам, утверждаемым Госстроем СССР, относятся также многочисленные документы под общим названием «Строительные нор- мы», обозначаемые шифром СН с добавле- нием порядкового номера в виде двух или трех цифр, после которых приведены две цифры, соответствующие, как и в СНиП, двум последним цифрам года утверждения норм. Так же как и в случае СНиП, переиз- дание СН с изменениями и дополнениями оформляется знаком * у последней цифры, а при значительной переработке и повтор- ном утверждении эти цифры заменяются новыми, соответствующими году утвержде- ния. Строительные нормы (СН) обычно из- даются под названием инструкций, а в от- дельных случаях — указаний или норм (нор- мативов). Их содержание охватывает от- дельные группы вопросов строительного проектирования или производства работ, а также изготовления строительных кон- струкций, изделий, материалов и т. п. В перечне [1] классификация СН, как и других нормативных документов, принята в соответствии с классификатором для СНиП [2]. Однако поскольку в отличие от СНиП в шифр СН не входят номера частей и групп по этому классификатору, а по их названию иногда трудно установить, к какой части и группе они относятся, в списке лите- ратуры отдельные СН расположены в со- ответствии с их порядковыми номерами. Кроме того, из большого количества СН, действующих на 1 января 1986 г. (около 140), в список включены только 13 [49 — 61], имеющих непосредственное отношение к проектированию тепловых сетей и теп- ловых пунктов или к предпроектной прора- ботке схем теплоснабжения. При проектировании должны учиты- ваться решения, принятые в других предва- рительно разрабатываемых и утверждаемых документах, а именно в схемах и проектах районной планировки, проектах планировки и застройки городов и поселков, выпол- няемых в соответствии с инструкцией Гос- гражданстроя ВСН 38-82 [63], а также в схе- мах генеральных планов групп предприятий с общими объектами (промышленных узлов), выполняемых в соответствии с инструкцией СН 387-78 [55].
Проектирование предприятий, зданий и сооружений, строительство которых будет осуществляться по типовым или повторно применяемым проектам, а также проектиро- вание несложных объектов по нормам осу- ществляется в одну стадию — рабочий про- ект со сводным сметным расчетом стои- мости. К категории несложных следует отно- сить проекты тепловых пунктов и, как правило, распределительных тепловых сетей. Для крупных и сложных объектов преду- сматривается проектирование в две ста- дии — проект со сводным сметным расчетом и рабочая документация со сметами. К этой категории объектов относятся магистраль- ные тепловые сети. Основным предпроектным документом для последующего проектирования источ- ников централизованного теплоснабжения, а также тепловых сетей от них является схе- ма теплоснабжения соответствующего насе- ленного пункта. Содержание, а также поря- док разработки и утверждения таких схем регламентируются двумя нормативными до- кументами. Первым из них является утвер- жденное совместным постановлением Гос- плана СССР и Госстроя СССР от 22 мая 1974 г. № 71/107 «Положение о порядке раз- работки, рассмотрения и утверждения схем теплоснабжения». В Положении указано, что схема тепло- снабжения является предпроектным доку- ментом, обосновывающим экономическую целесообразность и хозяйственную необхо- димость проектирования и строительства новых, а также расширения и реконструкции действующих источников теплоснабжения и тепловых сетей для обеспечения тепловой энергией городов и других населенных пунк- тов, групп предприятий с общими объектами и отдельных крупных промышленных пред- приятий или сельскохозяйственных комплек- сов. В Положении оговорено, что схемы теплоснабжения выполняются только для объектов с расчетной тепловой нагрузкой не менее 116 МВт (100 Гкал/ч). Эти схемы раз- рабатываются на расчетный срок 10—15 лет, увязанный со сроками, принятыми в гене- ральных планах соответствующих населен- ных пунктов; должна быть выделена первая очередь строительства на срок 5 — 7 лет. Опыт разработки схем теплоснабжения показал, что ограничение нижнего предела расчетных тепловых нагрузок 116 МВт ис- ключает возможность такой разработки для малых и даже для некоторых средних горо- дов с населением 50—100 тыс. чел. и слабо развитой промышленностью. Между тем в целом по стране в таких городах, а также в поселках городского типа сосредоточена значительная доля всего городского населе- ния и суммарного теплопотребления страны. В связи с этим разработана и утверждена Госстроем СССР 29 декабря 1980 г. как до- полнение к Положению «Инструкция о со- ставе, порядке разработки и утверждения схем теплоснабжения населенных пунктов с суммарной тепловой нагрузкой до 116 МВт (100 Гкал/ч)» (СН 531-80) [60]. При проектировании тепловых сетей и тепловых пунктов необходимо пользоваться «Перечнем единиц физических величин, под- лежащих применению в строительстве» (СН 528-80) [59]. В соответствии с этим перечнем с 1 ию- ля 1981 г. во всей нормативной, технической н проектной документации по строительству, а также в научно-технической, учебной и справочной литературе должны применяться только единицы физических величин, со- ответствующие международной системе этих единиц (СИ). Ранее при проектировании, в частности тепловых сетей, применялась си- стема единиц, называемая системой МКС (метр, килограмм, секунда). В этой системе наряду с общей единицей количеств работы и энергии — джоулем (Дж) применялась осо- бая единица для количества тепловой энер- гии - калория. После введения системы СИ эта единица исключена, а для тепловой энергии, как и для других ее видов, применяется общая единица — джоуль и соответственно для теп- ловой мощности (теплопроизводительности, расхода теплоты) общая для всех видов энергии единица — ватт (Вт) (вместо кал/ч или ккал/ч). СНиП 1.01.01-82* [2] предусмотрена группа нормативных документов, разрабаты- ваемых органами государственного надзора, а также отдельными министерствами (ведом- ствами) и общественными организациями в области охраны труда и имеющих отноше- ние к проектированию, изысканиям и строи- тельству. В частности, при проектировании тепловых сетей и тепловых пунктов необхо- димо учитывать требования правил Госгор- технадзора СССР по устройству и безопас- ной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды [71], а также сосудов, рабо- тающих под давлением [72]. Эти правила обязательны для всех министерств и ве- домств, как и другие нормативные доку- менты, согласованные с Госстроем СССР. Ряд инструкций, регламентирующих экс- плуатацию тепловых сетей и присоединен- ных к ним систем теплоиспользования, раз- работан Минэнерго СССР [73- 78], а в части тепловых пунктов — Минжилкомхо- зом РСФСР [79]. Эти инструкции не подле- 9
жат согласованию с Госстроем СССР, но их рекомендации следует учитывать при проек- тировании тепловых сетей и тепловых пунк- тов. То же относится и к утвержденным Минздравом СССР в 1980 г. «Санитарным правилам проектирования и эксплуатации систем централизованного горячего водо- снабжения» [80]. В отдельных случаях при проектирова- нии тепловых сетей необходимо пользовать- ся республиканскими (РСН) или ведомствен- ными (ВСН) строительными нормами. Из них в списке литературы приведены только разра- ботанные Минмонтажспецстроем СССР и согласованные с Госстроем СССР нормы те- пловых потерь изолированными поверхно- стями оборудования и трубопроводов [64] и аналогичные нормы для бесканальной про- кладки тепловых сетей [65]. Эти нормы те- пловых потерь в настоящее время перера- батываются; аналогичные нормы соста- вляются для канальной прокладки тепловых сетей. Наряду со строительными нормами (СНиП и СН) в СНиП 1.01.01-82* [2] выде- лены как отдельная группа нормативных до- кументов «Общесоюзные или ведомственные нормы технологического проектирования». Имеется инструкция о порядке разработки и утверждения таких норм (СН 470-75*) [57] соответствующими министерствами (ведом- ствами) по согласованию с Госстроем СССР и ГКНТ СССР. Из таких норм, действую- щих в настоящее время, могут быть исполь- зованы при проектировании тепловых сетей «Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций», утверж- денные 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 Взаимо- помощи (СТ СЭВ). 2.2. Общая характеристика руководящих и справочных материалов СНиП 1.01.01-82 указано, что к нор- мативным документам могут выпускаться вспомогательные материалы, называемые пособиями. В приложении к СНиП огово- рено, что пособия, не являющиеся норматив- ными документами, имеют целью детализа- цию отдельных положений этих документов с включением примеров и алгоритмов расче- тов, текстовых, табличных и графических данных, а также других вспомогательных и справочных материалов, необходимых для проектирования. Такие пособия должны раз- рабатываться и утверждаться научно-иссле- довательскими или проектными организа- циями, ведущими разработку соответствую- щих нормативных документов. Эти органи- зации несут ответственность за правильность включенных в пособия данных, их техниче- скую и экономическую обоснованность и по- следствия их применения. Несколько иное содержание имеют спра- вочники. издаваемые Стройиздатом в виде серии под общим заглавием «Справочник проектировщика». Выпуски этой серии по- священы различным видам основных и спе- циальных строительных работ. В список литературы данного справоч- ного пособия включены только те руководя- щие и справочные материалы, которые имеют прямое отношение к разработке схем теплоснабжения или к проектированию теп- ловых сетей и тепловых пунктов. В частно- сти, при составлении схем теплоснабжения целесообразно использование руководящих материалов, развивающих и дополняющих указания СНиП П-60-75** «Планировка и за- стройка городов, поселков и сельских насе- ленных 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 проектиро- ванию городских улиц и дорог [82], новых городов [8.3], малых городов [84]; по со- ставлению схем использования подземного пространства крупных и крупнейших горо- дов [85] и схем перспективного развития ин- женерного оборудования в генпланах малых и средних городов [86]. Сюда же следует отнести разработанное ЦНИИпромзданий Госстроя СССР руководство по проектиро- ванию промышленно-коммунальных зон в городах [87]. В другую группу можно включить руко- водящие материалы, относящиеся к отдель- ным 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 указа- ниями [92] и инструкцией [93] по таким рас- четам в энергетике, а также руководством по технико-экономическим расчетам в строи- тельной теплотехнике [94]. К разделу 16 СНиП П-36-73* «Тепловые сети» разрабо- тано руководство по проектированию теп- ловых пунктов [95]. Дополнительные сведе- ния по правилам технической эксплуатации 10
электрических станций и тепловых сетей со- держатся в пособии [96]. В отношении справочных материалов следует прежде всего отметить, что значи- тельная часть этих материалов включена в строительные нормы и правила (СНиП) и строительные нормы (СН), а также в руково- дящие 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 от- дельных выпусков, каждый из которых охва- тывает район, обычно из нескольких смеж- ных областей, или отдельную союзную республику. Всего издано 34 таких выпуска [99]. Во второй части каждого выпуска при- ведены детальные данные по температурам воздуха на основе сведений по всем метеоро- логическим станциям района, причем коли- чество таких станций составляет обычно от 10 до 50 на каждую область. Данные, приве- денные в [6], являются выборкой из этих сведений применительно к наиболее харак- терным населенным пунктам каждого райо- на (всего 685 пунктов по территории СССР). Справочным пособием, освещающим во- просы проектирования тепловых сетей, явля- ется «Справочник проектировщика. Проекти- рование тепловых сетей» [100]. Справочник может в известной мере рассматриваться как пособие к СНиП П-7.10-62, но не к СНиП П-36-73, появившимся значительно позже в результате существенной переработки пре- жней редакции норм. За последние 10 лет текст СНиП 11-36-73 подвергался суще- ственным изменениям и дополнениям. Теплоизоляционные материалы, изделия и конструкции, а также методика их теп- ловых расчетов вместе с указаниями по вы- полнению н приемке изоляционных работ подробно описаны в «Справочнике строи- теля» [ЮЗ]. Аналогичные данные по теп- лоизоляционным конструкциям включены в СН 542-81 [61]. Справочные материалы по гидравличе- ским расчетам, а также по оборудованию и автоматическим регуляторам для тепло- вых сетей, тепловых пунктов и систем тепло- использования содержатся в «Справочнике по наладке и эксплуатации водяных тепло- вых сетей» [105]. В качестве источника спра- вочных материалов по вопросам проектиро- вания могут быть использованы книги из серии справочников «Теплоэнергетика и теплотехника». В первой книге «Общие во- просы» [107] приведены правила оформле- ния чертежей и схем, а также данные о тер- модинамических свойствах воды и водяного пара, более подробные данные приведены в [106]. Во вторую книгу серии «Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент» [108] включены данные по теплопровод- ности и вязкости воды и водяного пара, а также по плотности, теплопроводности и теплоемкости некоторых строительных и изоляционных материалов. В четвертой кни- ге «Промышленная теплоэнергетика н тепло- техника» [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 °C, монтируются, испытываются и экс- плуатируются в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации тру- бопроводов пара и горячей воды» Госгор- технадзора СССР [71]. Указанные правила не распространяются на трубопроводы с на- ружным 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, оборудова- ния и деталей трубопроводов, а также расчет трубопроводов на прочность и определение нагрузок на опоры труб и строительные кон- струкции должны производиться по рабочим параметрам (давлению и температуре) теп- лоносителя. Рабочее давление для подаю- щего и обратного трубопроводов водяных 11
Таблица 3.1. Соединение трубопроводов и арматуры. Проходы условные Z>y, мм (выписка из стандарта СТ СЭВ 254-76) 10 65 350 12* 80 400 13* 100 450* 15 125 500 16** 150 600 20 160** 700* 25 175* 800 32 200 900* 40 225* 1000 50 250 1200 63** 300 1400 Примечания: 1. Условные проходы для арматуры общего назначения, обозначенные*, при- менять не допускается. 2. Условные проходы, обозначенные**, до- пускается применять только для гидравлических и пневматических устройств. тепловых сетей принимается равным наи- большему давлению в подающем трубопро- воде при работе сетевых насосов с учетом рельефа местности (без учета потерь давле- ния), 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 Dy > 500 мм. Рабочая температура принимается равной температуре воды в подающем трубопроводе при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления. Рабочее давление для подающего и цир- куляционного трубопроводов сетей горячего водоснабжения принимают по наибольшему давлению в подающем трубопроводе при ра- боте насосов с учетом рельефа местности, а рабочую температуру - равной 75 °C. Рабочие давление и температура тепло- носителя принимаются одинаковыми для всего трубопровода независимо от его про- тяженности до установок, меняющих пара- метры 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 ря- дов соединений трубопроводов и арматуры. Под условным проходом понимается но- минальный внутренний диаметр присоеди- няемого трубопровода в миллиметрах. В табл. 3.2 приведена выписка из ГОСТ Таблица 3.2. Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие. Ряды (выписка из ГОСТ 356-80 (СТ СЭВ 253-76) Условное давление /?ц, МПа Пробное давление р||р. МПа 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 марган- цовистая 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) Серый чугун марок СЧ 18-36, СЧ 21-40 (по ГОСТ 1412-79); высокопрочный чугун ВЧ 42-12 (по ГОСТ 7293-79); ковкий чугун КЧ 30-6 (по ГОСТ 1215-79) Наибольшая температура среды, °C 200 | 120 Рабочее давлени 200 Рр, МПа 120 200 0,10 0,16 0,25 0,40 0,63 1,00 1,60 2,50** 4,00** 6,30 10,00 0,20 0,25 0,40 0,60 0,90 1,50 2,40 3,80 6,00 9,50 15,00 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 0,10 0,13 0,20 0,32 0,50 0,80 1,30 2,00 3,20 0,10 0,16 0,25 0,40 0,63 1,00 1,60 2,50 4,00 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 техни- ческой 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 характеристика- ми прочности, обеспечивающими эксплуатацию арматуры и деталей трубопроводов в пределах дав- лений и температур, указанных в таблице. 12
356-80 на ряды условных, пробных и рабочих давлений (избыточных) для арматуры и дета- лей трубопроводов (тройники, отводы, пере- ходы, фланцы и др.). Стандарт не распрост- раняется на трубопроводы в собранном виде. Условное давление (р[) — наи- большее давление при температуре среды 20'С, при котором допустима длительная работа арматуры и деталей трубопроводов. Пробное давление (р ) — давле- ние, при котором должно проводиться гид- равлическое испытание арматуры и деталей трубопроводов на прочность и плотность во- дой при температуре не менее 5 °C и не бо- лее 70°C, если в нормативно-технической до- кументации не указано конкретное значение этой температуры. Предельное отклонение пробного давления от заданного значения не должно превышать + 5%. Рабочее давление (рр) — наиболь- шее давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей трубопроводов при данной рабо- чей температуре. Рабочее давление равно условному при температуре теплоносителя до 200 °C для стальной арматуры и деталей трубопрово- дов и при температуре теплоносителя до 120°C для бронзовой, латунной и чугунной арматуры. 3.2. Трубы Материалы для трубопроводов тепло- вых сетей, а также требования к трубам и материалам по видам и объему контроля должны соответствовать «Правилам устрой- ства и безопасной эксплуатации трубопрово- дов пара и горячей воды» Госгортехнадзора СССР [71]. Для тепловых сетей преимущественно применяют стальные прямошовные или спи- ральношовные электросварные трубы, при этом спиральношовные трубы допускается применять только для прямых участков тру- бопроводов. Бесшовные трубы допускается применять для трубопроводов с парамет- рами теплоносителей, для которых в соот- ветствии с [71] применение сварных труб не разрешается, а также при отсутствии элек- тросварных труб необходимого качества, на- пример в северных районах строительства. Для трубопроводов тепловых сетей, со- оружаемых в районах строительства с рас- четной температурой наружного воздуха до -40°C, должны применяться, как правило, трубы из углеродистых сталей, а для райо- нов с расчетной температурой ниже -40°C—из низколегированных сталей. Применение труб из низколегированных сталей для районов строительства с расчет- ной температурой наружного воздуха до — 40 “С допускается при отсутствии выпуска промышленностью труб с необходимыми ка- чествами из углеродистой стали. Трубы, изготовленные из кипящих ста- лей, независимо от параметров теплоносите- ля и районов строительства применять не допускается. Ниже приводятся основные требования, предъявляемые к сварным трубам Оу > >500 мм. Трубы должны быть подвергнуты 100%-ному контролю качества сварных со- единений неразрушающими методами. Трубы должны иметь двухсторонний свар- ной шов. Спиральношовные трубы должны иметь смещение кромок сварных швов не более 15% Сварные соединения труб дол- жны выдержать испытания на загиб (угол за- гиба должен быть для труб из углеродистой стали — не менее 100°, а из низколегирован- ной — ие менее 80°). Трубы должны быть термообработанными, должны иметь норми- рованные механические свойства и химиче- ский состав металла. Предел текучести основного металла труб должен составлять не более 70% предела прочности. Трубы должны выдержать испытание гидравличе- ским давлением. Трубы с толщиной стенки 6 мм и более должны иметь гарантиро- ванную ударную вязкость: для расчетной температуры наружного воздуха в районе строительства до -20 °C прн температуре испытания —20 °C — не ме- нее 29.4 Дж/см2; для расчетной температуры от —20°C до —40 °C —при температуре испытания — 40 С и после механического старения — не менее 29,4 Дж/см2; для расчетной температуры наружного воздуха ниже -40 °C при температуре испы- тания — 40'С и после механического ста- рения — не менее 39 Дж/см2 или при тем- пературе испытания -60 °C — 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 скошен- ными кромками. В том случае, когда ТУ или ГОСТ на трубы (при толщине стенки 6 мм и более) не гарантируется ударная вязкость при темпе- ратуре, соответствующей расчетной темпера- туре наружного воздуха, в районе строитель- ства необходимо обеспечить транспортиров- ку, хранение и монтаж труб при температуре не ниже —20 °C для труб из углеродистой стали и не ниже —40 °C для труб из низко- легированной стали. Бесшовные трубы должны изготавли- 13
Таблица 3.3. Трубы стальные для водяных тепловых сетей Наименование труб ГОСТ или ТУ Марка стали и ГОСТ или ТУ на сталь Условный проход труб Dy, мм Предельные параметры применения Условное давление Ру, МПа Темпера- тура воды /, °C Расчетная температура наружного воздуха, °C Электросварные прямошовные термооб- работанные группы В2 ГОСТ 10705-80 ГОСТ 10704-76 10,20 ГОСТ 1050-74** ВстЗсп5 ГОСТ 380-71* 400 1,6 200 -40 Электросварные прямошовные термо- обработанные2 ТУ 14-3-377-75 10,20 ГОСТ 1050-74** ВстЗсп5 ГОСТ 380-71* 200-400 1,6 200 -40 Бесшовные холоднодеформированные группы В, термически обработанные с испытаниями по п. п. 1.8 и 1.10 ГОСТ 8713-74* ГОСТ 8733-74* ГОСТ 8734-75 10,20 ГОСТ 1050-74** 15-40 2,5 200 -40 Бесшовные горячедеформированные ТУ 14-3-190-82 10,20 ГОСТ 1050-74** 50-400 2,5 200 -40 Бесшовные термообработанные группы Б, горячедеформированные с испыта- нием по п. 2.7 ГОСТ 550-75* ГОСТ 550-75 10,20 ГОСТ 1050-74** 25-300 2,5 200 -40 10Г2 ГОСТ 4543-71** Бесшовные горячедеформированные ТУ 14-3-1128-82 09Г2С ГОСТ 19282-73 50 - 400 2,5 200 -60 Водогазопроводные оцинкованные выс- шего качества ГОСТ 3262-75* 10 ГОСТ 1050-74** ВстЗсп5 ГОСТ 380-71* 25-150 1,6 75 -40 Электросварные спиральношовные тер- мически упрочненные ТУ 14-3-954-80 ВстЗсп5 ТУ 14-1-1451-75 и ГОСТ 350-71* 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1400 2,5 200 -40 Электросварные спиральношовные ТУ 14-3-808-78 20 ТУ 14-3-808-78 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400 2,5 200 -40 Электросварные прямошовные ТУ 14-3-1138-82 17Г1С-У ТУ 14-3-1138-82 1000, 1200 2,5 200 -50 Электросварные термообработанные прямошовные3 ГОСТ 20295-85 17ГС, 17Г1С ГОСТ 19282-73 500, 600’, 700, 800 2,5 200 -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, что трубопроводы принимают температуру окружающей среды при отсутствии в них давления.
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 так- же 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 диамет- рами 530, 630, 720 и 820 мм с винтовыми гофрами по ТУ 14-3-1237-83, утвержден- ным Минчерметом СССР и согласованным с Минэнерго СССР. Трубы изготовляются из рулонной горячекатаной углеродистой стали ВстЗсп5 (по ГОСТ 380-71*) и из низко- легированной стали 17Г1СУ (по ГОСТ 19282-73). Для тепловых сетей горячего водоснаб- жения после ГТП в закрытых системах Таблица 3.4. Трубы стальные электро- сварные 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 °C. Материал: сталь 20 (по ГОСТ 1050-74*) Условный проход труб Dy, мм Наружный диаметр труб DH, мм ез 5 X S 1 |cq О н 3 Н о ю Масса 1 м трубы, кг Условия поставки 15 18 2 0,789 Трубы тер- 20 25 2 1,13 мообрабо- 25 32 2 1,48 тайные 32 38 2 1,78 гр. В ГОСТ 40 45 2 2,12 10705-80, 50 57 3 4,00 п. п. 2.4, 65 76 3 5,40 2.16 (для 80 89 3 6,36 всех диа- 100 108 3,5 9,02 метров 125 133 3,5 11,18 труб) 150 159 4,5 17,15 200 219 6(5) 31,52(26,39) 250 273 6(5) 39,51(33,05) 300 325 6 47,20 350 377 6 54,90 400 426 7(6) 72,33(62,15) Примечания: 1. Допускается применение труб из стали марки 10 по ГОСТ 1050-74*. 2. Трубы Dy 40, 125, 350 мм промышлен- ностью 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 4- 40 мм Параметры воды: ру < 2,5 МПа, t < 200 °C. Материал: сталь 20 по ГОСТ 1050-74* Условный проход труб Dy, мм Наружный диаметр труб DH, мм Bs я н J X S X "5 3 о £ 3 Н иЮ Масса 1 м трубы, кг Условия поставки 15 18 2 0,79 ГОСТ 20 25 2 1,13 8733-74* 25 32 2 1,48 гр. В 32 38 2 1,78 40 45 2,5 2,62 50 57 3 4,00 ТУ 65 76 3 5,40 14-3-190-82 80 89 3,5 7,38 100 108 4 10,26 125 133 4 12,73 150 159 5 18,99 200 219 7(6) 36,6(31,52) 250 273 8(7) 52,28(45,92) 300 325 8 62,54 350 377 9 81,68 400 426 9 92,56 Примечания: 1. Для труб DH < 38 мм рекомендуется применять трубы с толщиной стен- ки 2,5 мм. 2. Допускается для прямых участков при- менять трубы DH 57 -г 426 мм по ГОСТ 8731-74* гр. В (сортамент — по ГОСТ 8732-78) из стали марки 20 по ГОСТ 1050-74* при условии опре- деления предела текучести (оу > 250 МПа), про- ведения 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 оцин- кованные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75* или эмалированные стальные трубы. В открытых системах теплоснабже- ния после ГТП для сетей горячего водоснаб- жения применяются неоцинкованные трубы. Для бесканальной прокладки водяных тепловых сетей с температурой воды до 115 °C и рабочим давлением до 1,2 МПа в сельской местности допускается примене- ние асбестоцементных труб условным про- ходом Dy 100, 150, 200, 250 и 300 мм в со- ответствии с ВСН 2-79 Минсельстроя СССР. Асбестоцементные трубы, применяемые для строительства трубопроводов, должны соответствовать ГОСТ 539-73 «Трубы и 15
. . ... пр«мвп »4HI IhllB 1|1|П|>||ННЙН IIIH |фЯМ1Н1й»виы» нн IV 14 I II IN Ml я h" I (>( I ЛН95 ЦЧ н tunpu uiuiiiuituuif ihi I I 14 » NON ZN Г' м U и h L У &'Р X ё 1 l.||IHMl 1 /> *. 1 fl Mill) i ч 20(1 1 |*Ы НИ|Ы /». < ‘ М Нн Ми । ерик и Vс юинк нос(инки 1 « ’ lol пиши 1 ICIIKII 1 руоы .S. мм (0 < Мисси KI /м 1 О 1 Hiiiini С ICIIKII 1 ру бы Л, мм Мисси. KI /м МИ) 530 X 102,99 8 102,99 17ГС, I7IC ГОС1 19282-73 ГОСТ 20295-85 1ермообрабо тайные 600 630 К 122,72 12 182,89 Ci аль 20 ТУ 14-3-808-78 ТУ 14-3-808-78 /00 720 9 157,81 9 157,81 17ГС, 17Г1С ГОСТ 19282-73 ГОСТ 20295-85 термообработанные моо К 20 9 180,0 11 219,46 17ГС, 17Г1С ГОСТ 19282-73 ГОСТ 20295-85 термообработанные 900 920 10* 224.4 - - Сталь 20 ТУ 14-3-808-78 ТУ 14-3-808-78 1(И)0 1020 10 249,1 14 347,3 17Г1С-У ТУ 14-3-1138-82 ТУ 14-3-1138-82 1200 1220 II 328,0 14 416,4 17Г1С-У ТУ 14-3-1138-82 ТУ 14-3-1138-82 1400 1420 14 485,4 - - Сталь 20 ТУ 14-3-808-78 ТУ 14-3-808-78 • Промышленностью не освоены. Примечание. Трубы по ГОСТ 20295-85 применять при условии проведения испытания на 1И1й6 (к -*80°) в объеме 10% труб от каждой плавки In 6 лиц и 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 *) Условный проход труб Dy. MW ’ J Наружный диаметр труб DB, мм Параметры воды pv < 1,6 МПа t < 150 °C ру < 1,6 МПа 1 < 200 °C Ру < 2.5 МПа /< 150 °C ру < 2,5 МПа ! < 200 °C Толщина стенки трубы S, мм Масса, кг/м Толщина стенки трубы S, мм Масса, кг/м Толщина стенки трубы S, мм Масса, кг/м Толщина стенки трубы S, мм Масса, кг/м 500 530 6 78,69 6 78,69 8 104,5 9 117,4 6(Ю 630 7 109,1 7 109,1 — — — — 700 720 8 142,6 8 142,6 11 195,2 11 195,2 800 820 8 162,6 9 182,7 12 242,7 12 242,7 НИИ) 1020 10 252,8 10 252.8 — — — — 1200 1220 12 362,9 12 362,9 — — — — 1400 1420 13 457,9 14 492,7 — — — — Примечание. Масса труб вычислена с учетом усилений швов при плотности стали F8MI ki/m'. 16
’ll V ф I I I >н НГ< . л.. II III .|>нм> Ictllll 'll I hili \< III III Illi" и 'III ir()i I II \ и null' I l\ I 11 ill hum 11»У i >< 1111 >•»I и» uni i 11,11 > u' 111 x i util'll' iiiii'M in (),') Mila 111 »n Me 11 u и 111 и ipytu.i III -9. .i ,io 1,2 Mild ipyGi.i llll.‘ < oc iniicunc i руб upon толи 1ся асбес i ohcmcii i Ш.1МИ муф- ымп CAM-9, CAM-12 (по 1ОСГ 539-73). I срмсикания муфтовых соединений осу- щсс1вляс1ся с помощью уплотнительных ко- пен hi 1енлосгойкой резины ИРП-1220 по форме п ра {мерам, отвечающим требова- ниям ГОСТ 5228-76. Соединение асбестоце- мешных 1 руб со стальными отводами и патрубками осуществляется асбестоцемент- ными самоуплотняющимися муфтами с уп- лотнительными кольцами из теплостойкой резины. Диаметр стальных патрубков дол- жен соответствовать диаме1рам асбестоце- мешных труб. Толщины стенок труб для тепловых се- 1СЙ определяются расчетом на прочность в зависимости от принятых параметров теп- лоносителя, типа труб и марок стали. Воз- можность поставки труб необходимого каче- счва и типоразмеров должна проверяться по товарному сортаменту труб, выпускаемых промышленностью. Следует принимать бли- жайшую 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 б < 2,2 МПа для тепловых глектростан- ций, утвержденный протоколом Минэнерго СССР. В табл. 3.7 приведены толщины стенок шектросварных спиральношовных труб по ТУ 14-3-954-80 «Трубы стальные электро- сварные спиральношовные диаметром от 530 до 1420 мм для трубопроводов тепловых и атомных электростанций и тепловых се- 1ей». Толщины в табл. 3.7 получены расче- юм на прочность и соответствуют тол- щинам стенок труб по указанным ТУ. Возможность их поставки должна согла- совываться с заводом-изготовителем. В табл. 3.8 приведена характеристика оцинкованных водогазопроводных труб (по ГОСТ 3262-75*), применяемых для сетей го- рячего водоснабжения. Соединение этих труб должно осуществляться на сварке. В спецификациях на трубы в проектах Iсиловых сетей кроме параметров теплоно- сшелсй, характеристик труб и марок стали должны oi овариваться дополнительные тре- бования к поставке труб, предусмотренные [71 |, при условии, что эти требования вы- ИОЛПЯ1О1СЯ заводами-и п о।овигелями в cooi- ипс । nun i I OCT H iii I \ nd ip\бы ни uh 'ia I .i ii i и и i < 8 Ipifild l IH IMlMt- Hu ittl H luHilit nn циник uh tiiiili.H' titt I O( I IlftJ /4 1 (( I ( >|l 107 74) Ht.ii iiit'i it HM'iHiHH 1 и iiiiiiii.i M.i.i i 1 u Ус ioiiHi.ui 11.11IV * ( 1 ('ll k 1 1|>V 11 । lol lit 1 приход iii.ih iii.i s, MM MV iji 1 1.1 k 1 |руб /\, Meip ipyb llbl.lh i>U|.Ik мм /Эн, мм iri k иx IIOIU'H 1Г1 hll\ III»IM II III.IX 111.14 15 21.3 2,5 2.8 1,16 1 .'8 20 26,8 2,5 2.8 1 .SO 1 ,Gh 25 33,5 2.8 3,2 2.12 32 42,3 2.8 3,2 2.73 1,0't 40 48.0 3.0 3,5 3. <3 1 8 1 50 60,0 3,0 3,5 4.22 1 88 65 75,5 3.2 4,0 5,71 / o •< 80 88.5 3,5 4,0 7,3-1 8 I 1 100 1 14,0 4,0 4,5 10,88 1 ' 1 125 140,0 4.0 4,5 1 3,4 1 1 ' и 1 150 165.0 4,0 4,5 15,88 1 81 Примечание В таблице upiiue u n । u ca неоцинкованных ipyo. Оцинкон.111111.11 i|>u.u тяжелее неоцинкованных на 3% сованию с потребителем, либо ни ipi-iiuiui ния вообще не предусматриваю и я I < >< I или ТУ на трубы и в этом случае они инны риваются в заказной спецификации, по ни ы ДОЛЖНЫ ВЫПОЛНЯТЬСЯ МОНТажНЫМИ opiaiili зациями за счет резерва на непредвиденные работы и затраты. Если трубы, предусмотренные проемом, изготовлены по специальным техническим условиям для тепловых сетей со всеми неон ХОЛИМЫМИ ПрОЧНОСТНЫМИ СВОЙС1ВаМ11, hah например, спиральношовные трубы но IV 14-3-954-80, то никаких дополнительных ।ре бований в проекте не предусмагршыси н В табл. 3.9 приведена масса I м ipyn 3.3. Детали трубопроводов Для тепловых сетей должны пени и. зоваться преимущественно детали и । и менты трубопроводов заводского hiiui... ния. В табл. 3.10 приведены детали ipyiiu проводов по типовой серии 4.901-1 о ны пуск 1. Для гибких компенсаторов, уиюн iiuhu ротов и других гнутых элемешов ipynu Проводов ДОЛЖНЫ использоваться hpyiu изогнутые отводы заводскою и и о i он псин с радиусом гиба не менее одшно диамор трубы. Допускается принимаю норма н.п изогнутые отводы с радиусом i иба не мснс 3,5 диаметра трубы Для трубопроводов водяных I с 11 Hi Hl ы сеюй с рабочим давлением iciiпонос и u in i 2,5 МПа пкцючи icJiiaio noiiyi каю к и i иа|
Таблица 39 Масса 1 м трубы, кг, прн рст = 7850 кг/м3 (по ГОСТ 10704-76 и ГОСТ 8732-78) Толщина стенки трубы S. мм р. 2 0 2 <. з,0 3,5 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 " 1.48 1,82 2,15 2,46 2,76 - “ X 1 "8 2,19 2,59 2,98 3,35 - -Iе 2.12 2,62 3,11 3,58 4,04 2 ‘1 3,36 4,00 4,62 5,23 - 3.65 4,53 5,40 6,26 7,10 8,76 10,36 Ж 4,29 5,33 6,36 7,38 8,39 10,36 12,28 Ill 5,23 6,50 7,77 9,02 10,26 12,70 15,09 133 8,05 9,59 11,18 12,72 15,78 18,79 у 159 11,54 13,42 15,29 18,99 22.64 26,24 29,79 -с 194 16,44 18,74 23,30 27,82 32,28 36,70 2 *• 219 18,60 21,21 26,39 31,52 36,60 41,63 46,61 2м1 273 26,54 33,05 39,51 45,92 52,28 58,60 мЮ 325 31,67 39,46 47,20 54,90 62,54 70,14 л 5<i 377 36,80 45,87 54,90 63,87 72,80 81,68 90,51 -U ИЗ 426 41,63 51,91 62,15 72,33 82,47 92,56 102,59 480 58,57 70,14 81,65 93,12 104,54 115,91 127,23 138,50 * И 1 530 90,28 102,99 115,64 128,24 140,79 153,30 1 630 107,55 122,72 137,83 152,90 167,92 182,89 720 123,09 140.5 157,8 175,1 192,3 209,5 243,8 820 140,3 160,2 180,0 199,8 219,5 239,1 278,3 920 157,6 179,9 202,2 224,4 246,6 268,7 312,8 1 СО 199,7 224,4 249,1 273,7 298,3 347,3 » 268,8 298,4 328,0 357,5 416,4 475.0 < н 42< 347,7 382,2 416,7 485,4 554,0
Рис. 3.1. Фланец плоский приварной по ГОСТ 12820-80 с патрубком по чертежам Рис 3.2. Фланец плоский приварной по чер- тежам Т106 ui.ie секторные отводы. Штампосварные (ройники и отводы допускаются для тепло- носиюлей всех параметров. Штампосварные и сварные секторные отводы допускается ис- iiirii.ювать при условии проведения 100%- iioio контроля сварных соединений отводов V hi. (ра шуковой дефектоскопией или просве- чиванием. ( парные секторные отводы допускается iipiiiinMaib при условии их изготовления । ину i реп ним подваром сварных швов. Ис- ио п. юна I ь детали трубопроводов, в том пи ас к о । воды из электросварных труб со । пираui.iii.iM швом, не допускается. Пекши радским филиалом института •< ini-pi 1)мон(аж(1роект» разработана доку- ментная на ипампосварные отводы из угле- ро на юЙ ciaim марок 20, 20К с углом 90°, . 4S и 30 , диаметром 700, 800, 1000 и I ,'00 мм, радиусом гиба 1,5£)н на условное ши пение 1,6 и 2,5 МПа. Отводы изготов- |ин>н и с параметрами и размерами, приве- iriiiii.iMii па черюжах Л8-452.000 и в ТУ Ы >1.' I 1041 Кб «О1воды штампосварные из yi <||-р|> нк ioh ciami для АЭС и ТЭС». •I'чапнсиыс соединения применяются для । ос iiiiii’iiiih ।руб с арматурой, арматуры мс* i\ пикш и упаковки измерительных Пшфр.11 м Дня ф i.iihicbmx сое 1ИНСНИЙ арм.нуры . I р\I >1 )цр<*11< I IIIMII />у I 40 ММ при VI ШИШОМ ЫН I. IIIIII н<> II.। />у - .' S М 11а н < II. Пнф|О< I II 11)1 < |>1 |< . >М< II I \ С I I >1 l.lh III 11.11*. I I I l|i I I lllll I lip Illi I pill H *<< I t .1 > I H' 1 I < >< I I '1 ' I ’ I 11 ..(I. io 11. > 11 । i|i iihdi 111r » i i , | и i < \ i ।<>и111 । । . t Рис. 3.3 Фланцевое соединение трубопрово- дов ру = 2,5 МПа с арматурой ру = 4,0 и Ру = 6,4 МПа по чертежам Т108 нием ру = 6,2 МПа для воды с ру < 2,5 МПа и fj$200°C принимаются фланцевые соедине- ния по типовым рабочим чертежам Т108 се- рии 4.903-10 (выпуск 1). Для фланцевых соединений арматуры с трубопроводами £>у > 150 мм при пара- метрах воды ру<2,5 МПа и г^200сС при- нимаются плоские приварные фланцы (по ГОСТ 1255-67) с патрубком по типовым ра- бочим чертежам Т105 и плоские приварные фланцы с патрубком по чертежам Т106 (рис. 3.1 и 3.2) или фланцевые соединения по чертежам Т108 (рис. 3.3), Т109. При применении для фланцевых соеди нений плоских фланцев с патрубками по се рии 4.903-10 необходимо сопоставить юл шины стенок патрубков, заложенных в ‘icpie- жах Т105, Т106, Т108 и Т109 с толщинами стенок труб для трубопроводов. Если юн шины стенок для труб больше принятых inn патрубков, их следует увеличить до толщины стенок труб, принятых в проекте, и прои ше- сти соответствующую корректировку снсни фикаций (пересчитать массу). При подборе ответных фланцев к арматуре необхо шми руководствоваться типом ynnoTHinetii.iioii ПОВерХНОСТИ, ПРИНЯТОЙ В КОНСТРУКЦИИ лрм.1 туры. При проектировании тепловых ceu-н ш ветные фланцы обычно применяются i vn лотнительными поверхностями (по I < )< I 12815-80) — исполнение 1 — с соединизел1.пы ми выступами, исполнение 2 —с пытупнм и исполнение 3 — с впадиной Испознсчпн- уплотнительной поверхности ука ii.iii.icii н в обо шачепии флаши Перечень ГОС! на фзаи11i.i арма i у ।>ы <<>< 11111111c111.111ax n.uicil и i рунонроно urn 111 > 11 III- I.-11 II I.ц>1| ' II llrpl 'Il-Ill. I 11111 > I* 1.1 X p.l '"in. 'ii । > i <• * । li ф i i it 111 >i 111 । m min null >i | । itiiii и । 11д I |>\ 11f ) иi и i 11 > i I I 1
Таблица 3.10 Детали трубопроводов на Ру = 2,5 МПа, t < 200 °C (серия 4.903-10, выпуск 1) Наименование Условный проход Dy, мм Обозна- чение Отвод крутоизогну- тый 45 , 60 , 90 40-500 Т50 Отвод сварной 20°30', .30, 45 , 60 , 67 30' и 90 150- 1400 T5I Отвод с гибом 15 — 180 25-400 Т54 Труба с косым срезом 150-700 Т55 Переход сварной лис- товой концентри- ческий и эксцен- трический 50- 1400 Т57 Переход сварной ле- пестковый на < 1,6 МПа 150- 1400 Т58 Диффузор 600- 1400 Т59 Конфузор 600- 1400 Т60 Ответвление трубо- проводов 20- 1400 Т90 впритык (тип А), врезное (гип Б) 20- 1400 Т93 с усиленным шту- цером впритык 175- 1400 T9I с накладкой 150- 1400 Т94 Тройник сварной рав- нопроходный 400-1400 Т96 Тройник сварной пе- реходный 400- 1400 Т98 Заглушка штампо- ванная 40-500 Т114 Заглушка плоская приварная 40-450 Т115 Заглушка плоская приварная с ребрами 450, 500 TI16 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 полу 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 про- кладок рекомендуется 1.5-2 мм. Примене- ние прокладок толщиной более 3 мм не ре- комендуется. Материал для фланцевых со- единений приведен в табл. 3.13. Поставка арматуры с ответными флан- цами. 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 со- ответствии с действующими ГОСТ и ТУ, что должно быть оговорено в заказе-наряде. Крепежные детали к ответным фланцам по- ставляются только в том случае, когда по условиям работы арматуры они являются специальными. Метизы общего назначения в комплект поставки не входят. В соответствии с ГОСТ 12815-80 фланцы трубопроводов и соединительных частей, а также присоединительные фланцы арма- туры выпускаются с уплотнительными по- верхностями девяти типов: исполнение 1 — с соединительным выступом; исполне- ние 2 — с выступом; исполнение 3 — с впа- Таблица 3.11. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов ГОСТ Наименование ГОСТ 12815-80 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру 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 12819-80 Фланцы литые стальные на ру 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 ру от 0,1 до 20,0 МПа. Конструкция и размеры ГОСТ 12822-80 Фланцы стальные свободные на приварном кольце на д от 0,1 до 2,5 МПа. Конструкция и размеры Пример условного обозначения при заказе круглого стального приварного встык фланца Dy 50 мм на ру = 1,0 МПа (10 кгс/см2) из стали 25 исполнения I (с соединительным выступом) фланец 1-50-10, сталь 25 ГОСТ 12821-80 20
Таблица 3.12. Сидим таблица типовых рабочих чертежей плоских приварных флан- цев с аатрубкахм и фланцевых соединений (серия 4.903-10, выпуск 1) Условный проход Dy, мм Обозна- Наименование чертежей ченне Пределы применения Темпера- тура теп- доносите- ля (не бо- лее), °C Условное давление Ру, МПа трубо- провода арматуры 10- 1600 10- 1000 10-600 10-500 Т105 Фланец плоский приварной ру < 2,5 МПа по ГОСТ 1255-67 с патрубком 300 0,2; 0,25 0,6 1,0; 1,6 2,5 0,2; 0,25 0,6 1,0; 1,6 2,5 1200- 1400 700-1400 600- 1400 Т106 Фланец плоский приварной ру < 2,5 МПа по чертежам. Т106.00.00.001 с патрубком 300 0,6 1,0; 1,6 2,5 0,6 1,0; 1,6 2,5 15-300 50-400 Т108 Фланцевое соединение трубопровода ру < 2,5 МПа с арматурой ру = 4,0 и Ру = 6,2 МПа, имеющей фланцы с впа- диной. Для фланцевого соединения при- менен фланец плоский приварной по чертежам Т 108.00.00.001 с патрубком 300 2,5 6,4 4Д 15-400 Т108 То же с арматурой ру = 4,0 МПа, имеющей фланцы с гладкой уплотни- тельной поверхностью 300 2,5 4,0 500, 600 Т109 Фланцевое соединение трубопровода Ру < 2,5 МПа с арматурой ру < 6,2 МПа. Для фланцевых соединений применен фланец плоский приварной по черте- жам Т 109.00.00.001 с патрубком 300 2,5 1,0 4,0; 6,4 2,5 600, 800, 1000 Таблица 3.13. Материал для фланцевых соединений Тип фланца Условное давление А- МПа Условный проход д. мм Материал Фланцы Болты (по ГОСТ 7798-70*) Гайки (по ГОСТ 5915-70*) Стальные плоские приварные по ГОСТ 12820-80 1,0; 1.6 2.5 10-600 10-500 ВСтЗсп5 по ГОСТ 380-71* из листа по ГОСТ 14637-79 Сталь марки 20 по ГОСТ 1050-74**. Класс прочности 4.6 по ГОСТ 1759-70** Сталь марки 20 (10) по ГОСТ 1050-74**. Класс прочности 5 по ГОСТ 1759-70** Стальные привар- ные встык по ГОСТ 12821-80 с соединительным выступом 10;16;25 10- 1200 10-800 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 двумя числами. Первое число, умноженное на 10, определяет минимальное сопротивление в кгс мм2. второе — отношение предела текучести к времен- ному сопротивлению в процентах; произведение чисел определяет предел текучести в кгс/мм2. Класс прочности для гаек обозначен одним числом, которое при умножении на 10 дает напряжение от испытательной нагрузки в кгс/мм2. 21
диной; исполнение 4 —с шипом; исполне- ние 5 — с пазом; исполнение 6 — под линзо- вую прокладку; исполнение 7 — под про- кладку овального сечения; исполнения 8, 9 — под фторопластовые прокладки. Исполнение уплотнительной поверхно- сти указывается в обозначении фланца. В во- дяных тепловых сетях в основном приме- няются фланцы с уплотнительной поверх- ностью исполнения 1 и 2. 3.4. Опоры трубопроводов Для опирания и подвески труб преду- сматриваются: опоры скользящие — независимо от на- правления 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 опо- рах и эстакадах (табл. 3.17 и рис. 3.10 и З.И); опоры шариковые — для труб диамет- ром 200 мм и более при горизонтальных Рис. 3.4. Опоры скользящие DH 32-? 159 мм Рис. 3.5. Опоры скользящие £>и 194-?630 мм Таблица 3.14. Опоры трубопроводов скользящие высотой //=100, 150, 200 мм (серия 4.903-10. выпуск 5) Условный проход труб Dy, мм Обозначения Длина опоры L. мм Максимально допус- тимое осевое ieiuio- вое перемещение |рубопровода А. мм 25-150 Т13.01 -Т13.12 Т14.01 -Т14.12 170 340 90 260 175-600 Т13.13-Т13.39 Т14.13-Т14.39 Т15.01-Т15.27 170 340 680 90 260 600 700- 1400 Т14.40-Т14.57 Т15.28-Т15.45 340 680 220 560 Пример обозначения скользящей опоры для трубопровода DH = 76 мм. Н = 100 мм: опора скользящая 76Т13.04. Таблица 3.15. Опоры трубопроводов скользящие диэлектрические высотой Н = 100, 150, 200 мм (серия 4.903-10, выпуск 5) Условныт проход труб Dy, мм Обозначения Длина опоры L, мм Максимально допус- тимое осевое тепло- вое перемещение |рубонровода А, мм 175-350 Т16.01-Т16.15 Т17.01-Т17.15 Т18.01-Т18.15 170 340 680 90 260 600 350-600 Т16.16-Т16.30 Т17.16-Т17.30 Т18.16-Т18.30 170 340 680 90 260 600 700 — 1400 Т17.31-Т17.48 Т18.31-Т18.48 340 680 220 560 Пример обозначения скользящей диэлек- трической опоры для трубопровода DH — 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 верти- кальных перемещений труб (табл. 3.19 и 3.20 и рис. 3.12, 3.13); опоры подвесные жесткие — при надзем- ной прокладке трубопроводов с гибкими 22
Рис. 3.6. Опоры скользящие D„ 1944-1420 мм Рис. 3.7. Опоры скользящие диэлектрические D„ 1944-377 мм Рис. 3.8. Опоры скользящие диэлектрические DH 377 4-1420 мм 23
Для опор Ди ^273мм Для яяяр О, *325мм Таблица 3.16. Опоры трубопроводов скользящие. Плиты опорные с диэлектриче- скими прокладками под опоры скользящие по чертежам Т13, Т14, Т15 (серия 4.903-10, выпуск 5) Условный проход труб Dy, 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 ПО*. 340. 680 * Для Dy 300 4- 600 мм. Пример обозначения плиты диэлектриче- ской для опоры типа Т13.07 плита диэлектрическая Т43.05. компенсаторами и на участках самокомпен- сации (табл. 3.21). Уклон трубопроводов при катковых и шариковых опорах труб должен прини- маться не более 0.5 г. где г — радиус катка или шарика, мм. Длина жестких подвесок должна прини- маться для водяных тепловых сетей не менее десятикратного теплового перемещения под- вески, наиболее удаленной от неподвижной опоры. Для трубопроводов тепловых сетей предусматриваются неподвижные опоры сле- дующих типов: лобовые (табл. 3.23 и рис. 3.14, 3.15); 24
боковые (табл 3 22), щитовые (табл 3 24 и рис 3 16, 3 17), лобовые для сальниковых компенсато- ров (табл 3 25 и рис 3 18), хомутовые (табл 3 26 и рис 3 19), бугельные (табл 3 26 и рис 3 20) Таблица 317 Опоры трубопроводов катковые (серия 4 903 — 10, выпуск 5) Тип опоры Условный проход труб Dy мм Обозна- чение Д тина опоры L мм Максимально допус- тимое осевое тепло- вое перемещение трубопровода А мм Однокат- ковая 175-250 Т1901- Т19 06* 170 180 340 520 300-600 Т19 07- Т19 18 j 170 100 340 440 700 — 1400 Т19 19 — Т19 24 340 440 Двучкат- ковая 700 — 1400 Т20 01- Т20 12 340 200 680 800 * Высота Н = 150 мм дня остатьных опор Н = 200 мм Пример обозначения однокатковой опоры ття трубопровода DH = 219 мм А = 180 мм опора однокатковая 219 Т19 03 Таблица 318 Опоры трубопроводов шариковые (серия 4 903-10, выпуск 5) Условный проход труб Dy, мм Обозначение Высота опоры мм Максимально допу- стимое осевое теп- ловое перемещение трубопровода А мм #1 Н2 175-400 Т21 01- Т21 12 150 250 200 и 400 480-600 Т21 13- Т21 18 200 300 200 и 400 700 Т21 19- Т21 20 150 250 200 и 400 700 — 1400 Т21 21- Т21 42 200 300 200 и 400 Пример обозначения опоры шариковой Z)H = 194 мм опора шариковая 194Т21 01 Таблица 3 19 Опоры подвесные пружинные для горизонтальных трубопроводов (серия 4 903-10, выпуск 6) Условный проход труб Dy мм Обозначение 150-400 Т27 01-Т27 14 350-1400 Т28 01-Т28 22 700-1400 Т29 01-Т29 06 Пример обозначения подвесной опоры исполнения 1 для трубопроводов D„ = 377 мм опора подвесная 1-377Т27 11 Рис 3 11 Опоры двухкатковые 25
Таблица 3.20. Опоры подвесные пружинные для вертикальных трубопроводов (серия 4.903-10, выпуск 6) Условный проход труб Dy. мм Обозначение 150-1400 Т41.01-Т41.25 Пример обозначения подвесной опоры исполнения 1 для трубопровода DH = 377 мм: опора подвесная 1-377Т41.06. Таблица 3.22 Опоры трубопроводов неподвижные боковые (серия 4.903-10, выпуск 4) Тип опоры Наружный диаметр трубопро- вода DH. мм Обозначение Тип I Тип И с защитой от электрокоррозии 194 — 1420 Т 10.04- Т10.18 Тип III Тип IV с защитой от электрокоррозии 377 — 1420 Т10.19- Т10.28 Примечание. Опоры типа Т10 могут уста- навливаться в сочетании с опорами типа Т4 —T9 и Т46 в зависимости от осевой силы. Пример обозначения боковой неподвижной опоры для трубопровода Dfl 194 мм. тип I: опора боковая I94-IT10.04 Таблица 3.21. Опоры подвесные жесткие для горизонтальных трубопроводов (серия 4.903-10, выпуск 6) Условный проход труб Dy, мм Обозначение 25-70 Т22.01-Т22.35 80-300 Т23.01 -Т23.56 250-600 Т24.01-Т24.56 400-600 Т25.01 -Т25.28 Пример обозначения подвесной опоры ис- полнения I для трубопровода DH = 194 мм: опора подвесная 1-194Т23.30 Опоры подбираются по типовым рабо- чим чертежам в зависимости от верти- кальных и горизонтальных нагрузок, допу- скаемых для опор каждого типа. Рис. 3.12. Опоры подвесные пружинные для горизонтальных трубопроводов DH 159-? -j- 426 мм Рис. 3.13. Опоры подвесные пружинные для горизонтальных трубопроводов DH 377 -? -г 1420 мм 26
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 Рис 3 16 Опоры неподвижные щитовые для трубопроводов DH 108—1420 мм, тип III, с защитой от этектрокоррозии Рис 3 17 Опоры неподвижные щитовые уси- ленные для трубопроводов DH 108— 1420 мм, тип III, с защитой от электрокоррозии Рис 3 18 Опоры неподвижные лобовые для двухсторонних сальниковых комплексаторов DH 530 — 820 мм 27
Таблица 3 23 Опоры гру^кмфоаолов веоодвижные лобовые (серия 4.903-10, выпуск 4) Тип оповы Наружный диаметр трубопровода £>н, мм Обозначение Двухупорные, тип I, II Двухупорные с защитой от электрокоррозии, тип III, IV 108-1420 Т401-Т4 18 Четырехупорные, тип I, II, V Четырехупорные с защитой от электрокоррозии, тип III, IV 133- 1420 Т5.02-Т5.18 Двухупорные усиленные тип I, II тип V, VI Двухупорные усиленные с защитой от электрокоррозии, тип III, IV, тип VII, VIII 108- 1420 194-1420 108-1420 194-1420 Т6 01-Т6.18 Т6.19-Т6.33 Тб 01-Тб 18 Т6.19-Т6 33 Четырехупорные усиленные, тип I. II 426-1420 Т7 09-Т7 16 Четырехупорные усиленные с зашитой от электрокоррозии, тип III, IV Пример обозначения опоры неподвижной лобовой двухупорной усиленной для трубопровода DH = 325 мм. тип I опора 325-1Т6 07 Таблица 3 24 Опоры трубопроводов неподвижные щитовые (серия 4 903-10, выпуск 4) Тип опоры Наружный диаметр трубопро- вода £>н, мм Обозначение Тип I, II 108- 1420 Т8.01- Т8 26 Тип III, IV с зашитой от электрокоррозии Тип I, II усиленные 426 — 1420 T9 09, T9 10, T9 12. T9.14 Тип III, IV усиленные с защитой от электро- коррозии Т9.16, Т9.18, T9 20, Т9.22, Т9.24, T9 25, T9.26 Пример' обозначения опоры неподвижной щитовой усиленной для трубопровода DH = = 530 мм, тип I опора 530-1Т8 12 Рис 3 19. Опоры неподвижные хомутовые бескорпусные для трубопроводов DH 108 ч- — 1020 мм, тип II Таблица 3 25 Опоры трубопроводов неподвижные лобовые для сальниковых компенсаторов (серии 4 903-10, выпуск 4) Тип опоры Наружный диаметр трубопро- вода £>н, мм Обозначение Тип I Тип II с защитой от электрокоррозии Тип III Тип IV с защитой от электрокоррозии 530-820 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 *3ajo/r дл> осадии труЛопраМа 28
Рис 3.20. Опоры неподвижные надземной прокладки для трубопроводов DH 3774-1420 мм Таблица 3.26. Опоры трубопроводов неподвижные с хомутами и бугелями (серия 4.903-10, выпуск 4) Тип опоры Наружный диаметр трубопровода £>н, мм Обозначение Тип опоры Наружный диаметр трубопровода £>н, мм Обозначение Опоры непо- движные хому- товые 32-219 T3.01-T3.ll То же с заши- той от электро- коррозии : тип III тип IV 108-1020 Т11.01- Т11.16 Т11.17 — Т11.32 Опоры непо- движные хому- овые бескор- ~>сные тип I тип II Т11.01- Т11.16 Т11.17- Т11.32 Опоры непо- движные хому- товые 57-377 Т12.01- Т12.33 То же бугель- ные 377-1420 Т44.01 - Т44.33 Глава четвертая АРМАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ 4.1. Арматура В тепловых сетях применяется преиму- щественно стальная арматура. Чугунную ар- матуру допускается применять для пара- метров воды и диаметров трубопроводов, ~реду смотренных в [71] и приведенных з табл. 4.1. При этом независимо от спосо- бов и места прокладки тепловых сетей (кроме -епловых пунктов и сетей горячего водоснаб- - ения), параметров воды и диаметров трубо- проводов не допускается применять арма- туру из серого чугуна в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проек- тирования отопления ниже — 10°С, а из ков- кого — ниже — 30 °C. На выводах тепловых сетей от источников теплоты и на вводах ГТП и МТП должна, как правило, преду- сматриваться 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
Таблица 4.1. Пределы применения чугунной арматуры 1,6 1,0 0,6 0,25 300 200 120 120 80 300 600 1600 ГОСТ и марка чугуна ГОСТ 1215-79 (не ниже марки КЧ 30-6) ГОСТ 1412-79 (не ниже марки СЧ 15-32) димо предусматривать защиту от изгибаю- щих усилий. В подземных отдельно стоящих ГТП на вводе трубопроводов тепловой сети реко- мендуется устанавливать запорную арматуру с электроприводом независимо от диаметра трубопроводов. Для районов строительства тепловых се- тей 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, необ- ходимо предусматривать мероприятия, ис- ключающие возможность снижения темпера- туры стали при транспортировке, хранении, монтаже и эксплуатации ниже — 30 °C [22] Выпускаемые в настоящее время элек- троприводы к задвижкам в соответствии с данными тульского завода «Электропри- вод» могут работать при температуре окру- жающей среды от 40 до —40 °C. Выбор арматуры производится по услов- ному проходу, рабочим параметрам среды, по требуемому типу привода, а также в зави- симости от климатического района строи- тельства тепловых сетей. Институтом «Теплоэлектропроект» раз- работаны и согласованы с Союзглавармату- рой с целью унификации применяемых вен- тилей, задвижек и обратных клапанов и ограничения использования в проектах дефи- цитной арматуры «Рекомендации по номен- клатуре арматуры для тепловых сетей». Рекомендуемые и допускаемые к примене- нию типы клапанов, задвижек и обратных клапанов приведены в табл. 4.2, 4.8, 4.9, 4.10, составленных на основании 3-го издания ука- занных рекомендаций (1981 г.). В проектах должна закладываться реко- мендуемая арматура, а допускаемая может быть применена при отсутствии рекомендуе- мой арматуры для ее замены при конкрет- ном размещении заказов. 30 В таблицах приведено условное обозна- чение 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 обозначе- ния, приведен номер чертежа. В отдельных случаях условное обозначение арматуры дублируется номером чертежа. Условные обозначения состоят из цифр и букв. Первые две цифры обозначают тип ар- матуры: 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 ар- матуры: с — сталь; ч — серый чугун; кч — ковкий чугун; Б — латунь, бронза. Цифры после букв обозначают конструк- тивные особенности изделия в пределах дан- ного типа и вид привода. Одна или две цифры обозначают номер модели (ручной привод с маховиком), при наличии трех цифр первая обозначает вид привода: 3 — механи- ческий с червячной передачей, 5 — то же с ко- нической передачей, 9 — электрический. Последние буквы обозначают материал уплотнительных поверхностей: бр — бронза, латунь; нж — коррозионно-стойкая (нержа- веющая) сталь; п — пластмассы (кроме вини- пласта). 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 поверхно- стями непосредственно на корпусе или за- творе, обозначены буквами «бк» (без колец). Примеры: 30с964нж — задвижка стальная с элек- троприводом с уплотнительной поверх- ностью из нержавеющей стали; 16с13нж — клапан обратный подъемный стальной с уплотнительной поверхностью из нержавеющей стали; 15Б1бк — клапан (вентиль) муфтовый ла- тунный без вставных или наплавленных ко- лец. Для тепловых сетей преимущественно должна приниматься бесфланцевая арматура (с концами под приварку) по мере освоения ее промышленностью и фланцевая. Преду- сматривать приварку фланцевой арматуры непосредственно к трубопроводу (без от- ветных фланцев) не допускается из-за воз- можного ее перекоса при сварочных работах. Муфтовая арматура может применяться только для трубопроводов Dy ^100 мм при
давлении теплоносителя до 1,6 МПа и тем- пературе до 115 °C и ниже в случае примене- ния водогазопроводных труб. При выборе арматуры различного на- значения (краны, задвижки, клапаны, обрат- ные клапаны и др.) необходимо проверять возможность ее поставки по «Сводной за- явке потребности продукции машинострое- ния на соответствующий год по Союзглав- арматуре» (разд. I —VII), которая выпуска- ется Союзглаварматурой ежегодно на после- дующий год. Арматура, не вошедшая в Сводную за- явку, считается нетиповой, для ее получения необходимо согласование с ЦК БА, и потреб- ность в ней должна направляться до 1 ап- реля года, предшествующего планируемому, з Минхиммаш и Союзглаварматуру. Основные габаритные и присоедини- тельные размеры и масса арматуры, пределы ее применения в зависимости от параметров треды, характеристика присоединительных концов, допускаемое рабочее положение на трубопроводе, класс герметичности, мате- риалы основных деталей, чертежи общих ви- дов и прочие данные принимаются по ката- логам на промышленную трубопроводную арматуру, разработанным Ленинградским производственным объединением арматуро- дтроения «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- туры. Рабочее положение арматуры по отно- шению к направлению движения теплоноси- теля следует принимать исходя из того, что рабочая среда для задвижек может пода- ваться с любой стороны, а для клапанов и обратных клапанов — по стрелке, указан- ной на корпусе. Рабочее положение арматуры на трубо- проводе принимается в соответствии с указа- ниями каталогов-справочников или данными заводов-изготовителей. В том случае, если з графе каталога «Рабочее положение» -.казывается «любое», запорную арматуру допускается устанавливать в любом проме- жуточном положении в диапазоне 90° между вертикальным и горизонтальным положе- ниями шпинделя (в пределах верхней полу- окружности). Устанавливать запорную арма- туру шпинделем вниз в пределах нижней - о.туокружнрсти не рекомендуется. Запорная арматура в тепловых сетях -редусматривается для отключения трубо- -роводов, ответвлений и перемычек между трубопроводами, секционирования магист- ральных и распределительных тепловых се- тей 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 теплоно- сителя и диаметров трубопроводов. При этом не допускается дублирования арматуры внутри и вне здания. На трубопроводах водяных тепловых се- тей Dy > 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 преду- сматриваться две задвижки и контрольный клапан между ними Dy 15 4-25 мм. Допу- скается увеличивать расстояние между сек- ционирующими задвижками для трубопро- водов Dy 400 4-500 мм до 1500 м при обеспечении спуска воды или заполнения секционированного участка одного трубо- провода в течение не более 2 — 4 ч, для трубопроводов Dy 600 мм - до 3000 м, а для трубопроводов надземной прокладки Dy 900 мм — до 5000 м при обеспечении заполнения участка в течение не более 5 ч. Запорная арматура должна согласно [22] устанавливаться в узлах на трубопро- водах ответвлений £>у^100 мм, а также в уз- лах ответвлений на трубопроводах тепловых сетей к отдельным зданиям. При длине от- ветвлений к отдельным зданиям до 30 м и при их диаметре 50 мм и менее допускает- ся запорную арматуру на этих ответвлениях не устанавливать. При этом должна преду- сматриваться запорная арматура, обеспечи- вающая отключение группы зданий с сум- марной тепловой нагрузкой, не превышаю- щей 0,6 МВт. В качестве запорной арматуры в тепло- вых сетях применяются задвижки, клапаны и затворы. Для труб £>у^50 мм в качестве запорной арматуры непосредственно в сетях рекомендуются задвижки как арматура, имеющая по сравнению с клапанами мень- шее гидравлическое сопротивление, а также допускающая любое направление движения теплоносителя. На участках, требующих особо надеж- ного и плотного отключения, рекомендуется устанавливать клапаны, обеспечивающие большую плотность отключения. Рекомендуемые и допускаемые типы за- движек приведены в табл. 4.2. Для задвижек и затворов диаметром 500 мм и более при давлении ру > 1,6 МПа 31
Таблица 4.2. Задвижки Обозначение задвижки Условные проходы Dy, мм Пределы применения (не более) Присоединение к трубопроводу Материал корпуса ПО каталогу в тепловых сетях мН а 1, °C мПа /. °C Рекомендуемые задвижки 30ч47бр 50, 80, 100, 125, 150, 200 1,0 225 1.0 200 Фланцевое Серый чугун 31ч6нж (И 13061) 50, 80, 100, 125, 150 1.0 225 1,0 200 31чббр 80 1,6 225 1,0 200 30с14нж1 200 1,0 200 1,0 200 Фланцевое Сталь ЗОчббр (ГЛ 16003) 200, 250, 300 1,0 225 1,0 200 Серый чугун 350, 400 1,0 225 0,6 120 30ч915бр 500, 600, 800, 1200 1,0 100 0,6 0,25 100 Фланцевое Серый чугун 30ч930бр 1000 1,0 120 0,25 120 30с64бр 200 2,5 225 2,5 225 Фланцевое и с концами под при- варку Сталь ИА12015 400 2,5 200 2,5 200 С концами под приварку Л12014 (30с924нж) 1000, 1200, 1400 2,5 200 2,5 200 30с64нж (ПФ-11010-00) 100 2,5 225 2,5 225 Фланцевое и с концами под при- варку Сталь 30с76нж 50, 80, 100, 150 200, 250/200 6,4 300 6,4 300 Фланцевое Сталь 30с97нж (ЗЛ11025Сп1) 150, 200, 250 2,5 300 2,5 300 Фланцевое и с концами под при- варку Сталь 30с65нж (НА 11053-00) 150, 200, 250 2,5 250 2,5 250 30с564нж (МА 11022.04) 300 2,5 300 2,5 300 30с572 нж 30с927нж 400/300 500, 600, 800 2,5 300 2,5 300 Фланцевое и с концами под при- варку Сталь 30с964нж 1000/800 2,5 300 2,5 300 32
Продолжение табл 4.2 Обозначение задвижки Условные проходы Ьу, мм Пределы применения (не более) Присоединение к трубопроводу Материал корп уса по каталогу в тепловых сетях /У МПа t, °с Ру, МПа t. °C Допускаемые задвижки ЗОчббр (ГЛ 16003) 50, 80, 100, 125, 150 1,0 225 1,0 200 Фланцевое Серый чугун 30ч930бр 600, 1200, 1400 0,25 120 0,25 120 31чббр 50 1,6 225 1,0 200 ЗКЛ2- 16 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600 1,6 450 1,6 450 Сталь ?0с64нж 200 2,5 300 2,5 300 Фланцевое и с концами под при- варку С таль 30с567нж ИА11072-12) 400 2,5 300 2,5 300 Под приварку ''гЮс964нж 500 2,5 300 2,5 300 Фланцевое и с концами под при- варку Сталь 3 <967нж ИАЦ072-09) 500, 600 2,5 300 2,5 300 Под приварку Примечание. Задвижки ИА12015, Л12014 (30с924нж) и 30с927нж — с невыдвижным шпинделем, v альные — с выдвижным шпинделем Таблица 4.3. Диаметры обводов для задвижек и тип запорной арматуры Наименование Условный проход запорной арматуры Dy, мм 300 350-600 800 1000 1200, 1400 \ словный проход разгру- зочного байпаса Dy, мм (не менее) 25 50 80 100 150 Тип запорной арматуры на байпасе 15с27нж1 15с22нж 30с76нж 15с22нж 30с64нж 15с22нж 30с97нж и > 300 мм при ру > 2,5 МПа должны пре- дусматриваться обводные трубопроводы с запорной арматурой (разгрузочные бай- пасы) диаметрами не менее указанных в табл. 4.3. В дренажных узлах для труб Dy > >100 мм желательно вместо клапанов при- менять задвижки, так как клапаны, как пра- вило, засоряются и требуют периодической очистки. В зависимости от режима работы запор- ная арматура должна быть полностью от- крыта либо закрыта. Использовать запорную арматуру в ка- честве регулирующей не допускается. В связи с этим при необходимости производить ре- гулировку с помощью задвижек или клапа- нов предусматривается установка специаль- ной единицы арматуры. При выборе запорной арматуры следует иметь в виду, что задвижки и затворы Dy >500 мм должны во всех случаях при- Водяные тепловые сети 33
Таблица 4.4. Основные размеры диффузо- ров и конфузоров (серия 4.903—10, выпуск 1) Условный проход трубопро- вода Dv, мм Условный проход задвижки Dy, ММ Ориентировочная длина, мм диффузора Т59 конфузора Т60 600 500 850 165 700 500 1550 300 800 500 2350 460 900 600 2350 460 1000 800 1650 320 1200 800 3290 630 1400 1000 3290 630 Таблица 4.5. Стальные поворотные дисковые затворы с ручным управлением Dy 200 -5- 400 мм на ру = 2,5 МПа, t < 200 °C с концами под приварку (рис. 4.1) Условный проход Dy, мм Размеры, мм Масса, кг L Н h 200 250 217 168 40 250 450 265 145 95 300 450 265 170 115 400 580 305 210 400 Изготовитель: Ивано-Франковский ар- матурный завод. ниматься с электроприводом. При дистан- ционном управлении задвижками арматура на байпасах (обводах) принимается также с электроприводом. При автоматизации системы теплоснаб- жения запорную арматуру с электроприво- дом предусматривают при любом диаметре трубопроводов. Рис. 4.2. Задвижка клиновая с невыдвижным шпинделем типа 30с927нж В стесненных условиях прокладки теп- ловых сетей на трубопроводах Dy>600 мм как исключение допускается применять за- движки меньшего диаметра с устройством по ходу воды конфузоров и диффузоров. Если возможно двухстороннее движение во- ды (кольцевая схема), то вместо конфузора устанавливают входной диффузор. Конст- рукции диффузоров принимаются по черте- жу типовой серии 4.903-10, вып. 1 Т59, а кон- фузоров - по чертежу Т60. Основные габа- ритные размеры в соответствии с этими чертежами даны в табл. 4.4. Конструкция малогабаритной запорной арматуры — затворы для водяных тепло- вых сетей ру <2,5 МПа, t <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 — руч- ное рукояткой (Dy 200 мм); ручное от редук- тора (Dy 250, 300, 400 мм); от электропри- вода (Dy 500, 600, 800, 1000, 1200, 1400 мм). Основные габаритные размеры, тип электро- двигателя и масса затворов приведены в табл. 4.5 и 4.6. Затвор устанавливается на 34
. ' : и цa 46 Стальные поворотные дисковые затворы с электроприводом Dy 500 — 1400 мм на ру = 2,5 МПа, t < 200 °C с концами под приварку (по чертежу К99068) ' . 1ОВНЫЙ троход мм Размеры, мм Электродвигатель Время откры- тия или за- крытия затво- ра, с Масса, кг L Н h Тип Мощ- ность кВт 500 630 665 330 4АХС80А4 или АОЛС2-21-4УЗ 1,3 57 545 600 630 670 380 66 620 800 750 1000 500 4АСТ005493 или АОЛС2-31-4УЗ 3,2 или 3 66 1480 1000 800 1200 640 86 1750 1200 850 1265 745 4АС13254 или АОС2-42-4УЗ 8,5 7,5 80 2580 1400 1000 1305 895 80 3500 Изготовитель Ивано-Франковский арматурный завод (Dy 500 - 1000 мм), Усть-Камено- ^хий арматурный завод (Dy = 1200, 1400 мм) а б 1 и ц а 47 Характеристика стальных задвижек с невыдвижным шпинделем с электро- приводом с концами под приварку на ру = 2,5 МПа, t < 200 °C (рис 4 2) V ( к।ни। in при ход 1)у мм Размеры, мм Электродвигатель Мас- са, кг Условное обозначение L Н h Тип Мощ- ность Время от- крывания или закры- вания, мин № чертежа табт (фигура) 400 600 1900 — Б099 054сп2 — 1,04 582 ИА12015 — '00 700 1946 367 14ЛС-1325-4УЗ или АОС-52-4УЗ 8,5 или 7 2,8 или 1,2 1543 ПТ 12003 12 30с927нж 600 800 1995 — 3,3 2000 МА 12002 30с927нж ХОО 1000 2830 — 5,8 4240 ПТ 12003 12 30с927нж 000 2400 2952 — — — — — ПТ 12003 12 30с927нж 200 2200 3330 970 4АС-1325-4УЗ или АОС-2-42-4УЗ 8,5 или 7,5 5,5 11615 Л12014 30с924нж 400 2800 3330 970 12365 Л12014 30с924нж Изготовители и калькодержатели 400 — Ивано-Франковский арматурный завод, '00 — ПО «Пензтяжпромарматура» (чертежи 12 003 12), Кыштымский машиностроительный завод . Катинина (г Кыштым Челябинской обл ) (чертежи ЗК1 00 00Л 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 рхбопроводе в любом рабочем положении Разработаны ЦКБА и приняты в серий- ое производство задвижки клиновые с не- ыдвижным шпинделем Dy 400 мм с элек- Г'оприводом и с ручным управлением и Dy 2'Ю и 1400 мм с электроприводом Характеристика задвижек с невыдвиж- ным шпинделем приведена в табл 4 7 (рис 4 2) Рекомендуемые и допускаемые типы клапанов приведены в табл 4 8 и на рис 4 3 и 44 Клапаны обратные, выпускаются двух основных типов подъемные (тип 16), уста- 35
Рис. 4.3. Клапан запорный фланцевый типа 15с27ж Л Рис. 4.4. Клапан запорный фланцевый типа 15с22нж L Рис. 4.5. Клапан обратный подъемный типа 16с13нж Рис. 4.6. Клапан обратный поворотный типа 19с17нж Рис. 4.7. Клапан обратный подъемный типа 922 (Зс-6-1) Рис. 4.8. Клапан обратный приемный с сеткой типа 16ч42р 36
Таблица 4.8. Клапаны (рис. 4.3 и 4.4) •' -_^ение Условные проходы Dy, мм Пределы применения Присоединение к трубопроводу Материал корпуса по каталогу (не более) в тепловых сетях (не более) мНа t, °C мН а /, с Рекомендуемые клапаны ’Б 'к-.т' 15, 20, 25, 32, 40, 50 1,6 225 1,6 115 Муфтовое Латунь 25, 32, 40, 50 1,6 225 1,0 200 Фланцевое Серый чугун ' - • 'pin?) 65, 80 1,6 225 1,0 115 Муфтовое -- -*бр|п) 100, 125, 150, 200 1,6 225 1,0 200 Фланцевое *»- 9п1(п2) 25, 32, 40, 50 1,6 225 1,6 225 Фланцевое Ковкий чугун S - !9п 40, 50 1,6 200 1,6 200 'к-пбп! (У21205) 65, 80 2.5 225 1,6 225 '.ч16нж (У21205) 32, 40, 50, 65, 80 2,5 300 1,6 300 ';22нж "Л21003М) 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200 4,0 425 4,0 425 Фланцевое Сталь \2лнж1 (К32191) 15, 20, 25, 32, 40 6,4 425 6,4 425 Допускаемые клапаны 5ч8бр(п2) 15, 20, 25, 32, 40, 50 1,6 225 1,0 115 Муфтовое Серый чугун 5кч18п1(п2) 15, 20, 25, 32, 40, 50 1,6 225 1,6 115 Ковкий чугун 5кч16п1 (У21205) 32, 40, 50 2,5 225 1,6 225 Фланцевое Ковкий чугун 5кч2п (У22053) 65 1,6 225 1,6 115 Муфтовое ; 5кч22бр 40, 50, 65, 80 4,0 225 1,6 225 Фланцевое 15с58нж 25, 32, 40, 50, 80, 100 1,6 425 1,6 425 Сталь Примечание. При применении клапана прямоточного типа 15с58нж1 требуется согласование ЛПОА «Знамя труда». навливаемые на горизонтальных трубопро- водах (табл. 4.9 и рис. 4.5) и поворотные «тип 19), устанавливаемые как на горизон- тальных, так и на вертикальных трубопрово- дах (табл. 4.10 и рис. 4.6). В связи с отсутствием стальных обрат- ных клапанов Dy 25, 32 и 40 мм в но- менклатуре промышленной трубопроводной арматуры для этих условных проходов реко- мендуется применение обратных клапанов подъемных Зс-6-1, Зс-6-2, Зс-6-З (рис. 4.7), принятых по номенклатуре Барнаульского котельного завода. Возможность их по- ставки согласована с Союзглаварматурой. Наряду с перечисленными обратными клапанами в дренажных насосных и других местах используются клапаны обратные при- емные с сеткой 16ч42р (табл. 4.11, рис. 4.8). Эти клапаны рассчитаны на условное давле- ние 0,25 МПа и температуру воды не выше 50 °C. ЛПОА «Знамя труда» разработана кон- 37
Таблиц « лшимь. ммгше подъемные Обозначение « » ' е-ения Усювныи J е-ООВЫХ проход :егях Присоедин, трубопро 16ч Зор 16ч6бр 16кч9п1 16кч9нж (Л41007) 25 _ 200 80, 100, 150 . 200 40. 50, 65, 80 . - 225 32, 40, 50, 65, 80 . । 300 Фланцевсч 16Б1бк 15, 20, 25, 40, 50 .. 115 Муфтовск 16Б5нж (П341001) 15, 25, 32 - 225 Фланцево, 16с13нж 25 40, 50, 65, 80 100. 150, 200 425 922( Зс-6-1) 20 923(Зс-6-2) 25 924( Зс-6-1) 32 Ю -- 450 10' - 450 101 450 Под прив_- ица 4 10 Клапаны обратные поворотные Обознанение клапана \ - - э и пр " W Пределы - е-ия (не Cl ее Присоединен трубопров по ката юг\ в е овых ях Р. МПа t С Р' МПа i С 19ч1 бор (КА44004 00) 50, 80 Кн 6 225 1,0 200 Фланцевое 19ч21бр (Л440"' О' 200, 250 - 225 1,0 200 19н16р 19н16р 19419р (ПФ44003) 300 400, 500, 600 800, 1000 1 । 1 () 1 0 II 6 80 80 120 Фланцевсд. 19с38нж 19с17нж (ГЛ44001) 'о 80. 100 200 250 6,4 4,0 4'i> 4N) б 4» 4 1 • 450 450 Фланцевое 19с47нж (по типу 19с36нж2) (ИА44078) 2 2' 400, « 1 4,0 450 4 1 450 Под при». 19с35нж1 (ПТ44070-02 ИА44004 01) 'а « t 2,5 425 425 1 Фланцев,.. 38
Рис 4 9 Клапан обратный поворотный с демпферным устройством Таблица 4 11 Клапан обратный приемный с сеткой, фланцевый 16ч42р (рис 4 8) Условный проход Dy мм Основные размеры мм Мас са кг L D h 50 165 140 84 3,8 80 235 185 120 8 100 285 205 156 1 1 150 395 260 216 24 200 485 315 274 42 250 575 370 290 98 300 665 435 344 145 400 778 535 390 210 Таблица 412 Клапаны обратные пово- ротные с демпферным устройством стальные на ру = 2,5 МПа, t < 200 °C с концами под приварку по чертежам Л44118-500ТУ (рис 4 9) Условный проход Dy мм Размеры мм Мас- са кг L Н В 300 360 485 560 90 400 400 465 670 140 500 480 690 950 570 1200 1000 1520 1720 1650 Изготовитеть и казькодержатель — ПО «Каз тяжпромарматура» (г Усть-Каменогорск) струкция клапанов обратных поворотных с демпферным устройством (табл 412, рис 4 9) Клапан открывается поворотом ди- ска, 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 демпферное устрой- ство Клапан устанавливается на горизон- тальном трубопроводе, при этом ось враще- ния диска должна быть выше оси трубопро- вода и должна располагаться в горизонталь- ной плоскости При установке клапана на вертикальном участке трубопровода рабочая среда должна подаваться снизу вверх Установка обратных клапанов преду- сматривается на нагнетательных патрубках каждого насоса до задвижек, на обводных трубопроводах у подкачивающих насосов, а также в других случаях в зависимости от принятой технологической схемы трубопро- водов 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 ком- пенсаторов приведены в табл 4 13 (рис 4 10) Сальниковые компенсаторы применяют- ся при подземной прокладке тепловых сетей, а также при прокладке на низких опорах Применять сальниковые компенсаторы для трубопроводов, прокладываемых на эстака- дах и отдельно стоящих высоких опорах, до- пускается в исключительных случаях Расчетную компенсирующую способ- ность сальниковых компенсаторов прини- мают на 50 мм меньше предусмотренной конструкцией компенсатора на каждый ста- кан, чем учитывается возможная податли- вость неподвижных опор Длина корпуса двухстороннего компен- сатора в типовой серии 4 903-10 дается без учета возможного ответвления от корпуса Если необходимо сделать ответвление в се- редине двухстороннего компенсатора, длину корпуса следует увеличить, а ответвление предусмотреть в середине корпуса Осевые неразгруженные сильфонные 39
Таблица 4 13 Компенсаторы сальниковые, серия 4.903-10. выпуск 7 (р Условный проход мм Преаелы применения с-^аторы эонние Компенсат< - цвухсторон Условное давление Ру МПа Темпегат vpa /. с Компенсирую- Обо г . „ щая способ- ность А, мм Об ^значение Г !IIIIIUIinru4i - Ни IIUILK" (HIM 100 — (175) 2,5 300 Т101-Т - 250 Т1 51 -Т1 54 _"lflll 200-350 2,5 Т105-Т 2 200 и 400 Т1 55-Т1 62 2 .1 ii 2 400-450 2,5 Т1 13-Т - 300 и 500 1 1 63-Т1 66 2 । it _ ^*1») 500 — 800 1.6 Т1 17-Т 2- зоо и 500 Т1 67-Т1 74 2 । n _ Hj 900 — 1400 1.6 Т1 25-11 2 350 и 600 - 500-800 2,5 Т133-Т1Т -|«0 и 500 Т1 75-Т1 82 2 || и< 2 -*Ю 900 — 1400 2,5 Т141-Т14Х '50 и 600 Пример обозначения одностороннею ->».?вого компенсатора DN 500 v компенсирующей способностью 300 мм ком е- _ г сальниковый 500— 1,6Т 1 17 4 йомпенсатры Мухсторонние 40
ица 4.14. Осевые неразгруженные лиаьфонные (волнистые) компенсаторы (рис. 4.11) по ТУ 3-120-81 1 Пределы । применения Исполнение ,,v У с ювное । давление । рк. МПа 1 Температу- ра /, °C односек- ционное двухсек- ционное Компенсирующая способность Д, мм - -м) ' 1.0: 1,6; 2,5 200 25 (±12.5) 50 (±25) 50 (±25) 100 (±50) Пример обозначения компенсатора силь- -~?го волнистого осевого неразгруженною 'о мм. рх = 1,0 МПа с компенсирующей юбностью 5'0 мм КВО 150-10-50 ТУ 3-120-81. Рис. 4.11. Осевой неразгруженный односек- ционный сильфонный компенсатор по ТУ 3-120-81 -б ища 4.15. Осевые неразгруженные с-вльфонные (волнистые) компенсаторы (рис. 4 12) по ТУ 5.551-19702-82 ‘Л(/ I 1>мн1п 111*111111)1 Пределы применения Исполнение Компенсирующая способность Д, мм Условное дав ,ение Ру МПа Температу- ра z, °C 250 и 400 -лои 350 6, 10 6 200 Одно- секцион- ное 100(± 50) 250 и 400 2-90 и 350 500 и 1000 16, 25 10, 16, 25 25 Двух- секцион- ное Пример обозначения компенсатора силь- гонного приварною осевого неразгруженного с юмпенсируюшей способностью 100( ±50) мм, = = 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 компенса- торов приведены в табл. 4.14 и 4.15 (рис. 4.11 и 4.12). Осевые сильфонные компенсаторы применяются только на прямолинейных \частках трубопроводов, ограниченных непо- движными опорами. Конструкция компенса- торов позволяет применять их в районах строительства с расчетной температурой на- ружного воздуха для проектирования отоп- ления не ниже —40 °C для компенсаторов по ТУ 3-120-81 и не ниже —30 е С для компенса- торов по ТУ 5.551-19702-82 и при содержа- Рис. 4.12, Осевой неразгруженный сильфон- ный компенсатор односекционный по ТУ 5.551-19702-82 Рабочая пМемнснь Рис. 4.13. Манжетный компенсатор типа КМ 41
Таблица 416 Компенсаторы манжетные (рис 4 13) по ТУ 69 206 82 Условный проход Dy мм Пределы применения Ком пеней ру юща я способность А мм N° чертежей Рабочее давление /7р М П 1 Темперал ура t С 50-250 1 0 До Л0213 00 00СБ- 300 Л0213 02 00СБ Пример обозначения компенсатора ман жетного Dy 100 мм КМ 100 ТУ 69 206 82 нии в сетевой воде хлоридов не более 30 мг/кг Сильфонные компенсаторы допускается применять при и пкг®_тадки тепловых сетей ВНИИЭПсел - _ им тех- нические условие 1 ман- жетные (ТУ 69 2 •- „-иг+аы их при строительстве u г дстьской местности (рис 4 - » компенсаторов и - ~см®е- дены в табл 4 16 _ -< ных соединении кс - - «ч *ся кольца-манжеты -к * -ы ИРП1220 (ПБСТУ 4.3. Дренажные « .ъ Для спуска ВО.1 ЗаЛ сетей при ремонтны я дренажные узлы Т * л з приведены в табл - _=» штуцеров и арматур^ Таблица 4 17 Дренажные узлы (серия 4 903-10 выпуск 2) на 2 * Ч ж ЗИ С Наименование Устовг про\ трубопр да D «С Спускник на водяной тепловой сети варианты 1 2 3 50- 14 " - Воздушник на водяной тепловой сети 25-14 Штуцер с вентилем для подключения сжатого воздуха для гидропневмагической промывки тепловых сетей 50— 14 и - Спускник для гидропневматической промывки тепловых сетей варианты 1 2 50- 14С Пример условного обозначения спускника выполняемого по варип D^ = 450 мм ру = 1 6 МПа t = 200 С и штуцера £>ут = 150 6)200 1 Таблица 418 Условные проходы штуцеров и запорной арматуры д s эеяжисиыл » (серия 4 903 10 выпуск 2) Наименование Условный проход трубопровод 25 52 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 500 - • | Условный проход шту цера и арматуры для спуска воды (спускник) Dyi, мм - 25 40 40 50 80 100 100 150 > • То же для выпуска воз духа (воздушник) Dy2, мм 15 15 15 20 20 25 25 32 40 - - То же для спуска воды при гидропневматической промывке Чм - 40 40 80 80 100 200 200 250 2' -• -ч То же для подачи сжа- того воздуха D мм - 25 25 40 40 40 50 50 80 ' • U0 42
4.4. Грязевики В тепловых сетях применяются грязе- 1 mi горизонтальные, вертикальные и або- -е-тские Пределы применения грязевиков их обозначение приведены в табл 419 тис 4 14-4 18) В соответствии с [21] грязевики в во- дяных тепловых сетях предусматриваются на трубопроводах перед насосами, на подаю- щем трубопроводе при вводе в тепловой пункт, на обратном трубопроводе в тепло- вых пунктах перед регулирующими устрой- Таблииа 4 19 Грязевики (серия 4903-10, выпуск 8) Наименование Условный проход Dy мм Пределы применения Обозначение К» рисунка Рабочее давление рр МПа Темпе- ратура t С Грязевики горизонтальные 200-400 200-400 200-400 1,0 1,6 2,5 200 ТЗО 01-ТЗО 05 ТЗО 11-ТЗО 15 ТЗО 21-ТЗО 25 4 14 450-1400 450- 1400 450-1400 1,0 1,6 2,5 200 Т31 0I-T31 09 Т31 10-Т31 18 T3I 19-Т31 27 4 15 Грязевики вертикальные* 200-300 200-300 1,6 2,5 200 Т32 01-Т32 03 Т32 04-Т32 06 4 16 350- 1000 350-800 1,6 2,5 200 200 ТЗЗО1-ТЗЗО9 ТЗЗ 10-ТЗЗ 16 4 17 Грязевики абонентские 40-200 40-200 1,6 2,5 200 200 Т34 01-Т34 09 Т34 11-Т34 19 4 18 * Грязевики Dy 250 и 300 мм — с эллиптическими днищами Пример обозначения грязевика ру = 1 0 МПа Dy 300 мм грязевик 1,0-300 ТЗО 03 43
Рис. 4.17. Грязевик, -е-лиимыиш1Г D, 350- 1"’ ствами, водомерами и диафрагмами — не бо- лее одного в тепловом пункте и перед регуляторами давления в узлах рассечки. Количество грязевиков в технологиче- ских узлах должно быть минимально необ- ходимым Грязевики в узлах установки сек- ционирующих задвижек предусматривать не нужно. Ленинградским филиалом института «Энергомонтажпроект» разработаны новые рабочие чертежи грязевиков для изготовле- ния их на заводах КВОиТ Минэнерго СССР — Л.8-439.00 000 (горизонтальные Dy от 150 до 400 мм), Л 8-440иОиОО (горизон- тальные Dy от 500 _ю 1400 мм), Л.8-441.00.000 (вертикальные D от 200 до 300 мм), Л.8-442 00.000 (верпиатьные D4 от 350 до 1000 мм), Л.8-444 00 иО<' .тепловых пунктов Dy от 40 до 200 мм1 на рабочее давление до 2,2 МПа. Конструкция грязеви- Рис. 4.18. Грязевики л' jek D 40-г- 200 х' 44
ков принципиально мало отличается от гря- зевиков по чертежам ТЗО, Т31, Т32, ТЗЗ и Т34 серии 4.903-10, вып. 8 за исключением конструкции вертикальных грязевиков по чертежам Л.8.442, в которых сферические днища заменены плоскими. Г лав а пчтач ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ 5.1. Общая характеристика теплоизоляционных материалов и изделий Теплоизоляционные конструкции тепло- вых сетей предназначены для поддержания заданной температуры теплоносителя, со- кращения тепловых потерь трубопроводов и оборудования, а также для снижения 1ем- пературы их наружных поверхностей, что имеет значение при размещении в помеще- ниях, предназначенных для постоянного или временного пребывания людей. В таких по- мещениях во избежание ухудшения сани гар- но-гигиенических условий (опасность ожогов) в нормах [22] оговаривается максимальная температура этих поверхностей, которая со- ставляет 45С дтя трубопроводов и обору- дования, размещенных в жилых, обществен- ных и производственных зданиях (при темпе- ратуре воздуха в них не выше 25 °C), и 60 С для трубопроводов, проложенных в тунне- лях, коллекторах, а также в доступных для обслуживания местах при надземной про- кладке тепловых сетей. Для изготовления теплоизоляционных конструкций используются специальные теп- лоизоляционные материалы, характерной особенностью которых являются низкие зна- чения теплопроводности в интервале темпе- ратур, соответствующем условиям работы конструкции. Чем ниже эти значения, тем при прочих равных условиях меньше тепло- вые потери и соответствующее снижение температур теплоносителя. Согласно ГОСТ 16381-77 теплоизоля- ционные материалы в зависимости от теп- лопроводности подразделяются на три груп- пы: низкой теплопроводности не более 0,06 Вт/(м-К) при средней температуре ма- териала в конструкции 25 сС и не более 0,08 Вт/(м-К) при 125°C; средней теплопро- водности 0,06 — 0,115 Вт/(мК) при 25 С и 0,08 — 0,14 Вт/(м-К) при 125 °C; повышенной теплопроводности 0,115 — 0,175 Вт/(м-К) при 25 °C и 0,14-0.21 Вт/(м-К) при 125 °C. Сле- дует учитывать, что из таких теплоизоля- ционных материапов выполняется только основной слой теплоизоляционной конструк- ции. Помимо него в эту конструкцию обыч- но входят другие слои (покровный, гидро- изоляционный), а также используются раз- личные вспомогательные материалы (арми- рующие, ’крепежные, окрасочные), теплопро- водность которых не ограничивается. По нормам [22] для тепловых сетей с максимальной температурой теплоноси- теля до 150С основной слой теплоизоля- ционных конструкций должен выполняться из материалов с теплопроводностью не бо- лее 0,14 Вт/(м-К) при средней температуре слоя 100 °C, т. е. только из мало- и средне- теплопроводных материалов. Это ограниче- ние, однако, не распространяется на под- земную бесканальную прокладку тепловых сетей. Важным свойством теплоизоляционных материалов является их температуроустойчи- вость — способность сохранять свою струк- туру и физические свойства при темпера- турах, соответствующих условиям их дли- тельной эксплуазации. Мазериалы с малой температуроустойчивостью пригодны при температурах изолируемых поверхностей не выше 50 3С. Если эти температуры не превы- шают 300 С. то для их теплоизоляции могут применяться материалы, характеризуемые повышенной температуроустойчивостью, а при температурах выше 300 °C — только ма- териалы с высокой температуроусгойчи- востью. Для водяных тепловых сетей с тем- пературами теплоносителя не выше 200 °C достаточно использование материалов с по- вышенной температуроустойчивостью, но по технико-экономическим соображениям вме- сто 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 изо- лируемых объектов, выполняемых из подвер- женных коррозии материалов (как правило, из обычной углеродистой стали), необходи- 45
мо соблюдение дополнительных требований к теплоизоляционным материалам: они не должны загораться при максимальных тем- пературах 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 тестовых сетях запрещено нормами [22, 61] и прави- лами [79]. Низкая теплопроводность теплоизоля- ционных материалов в основном связана с их структурой и прежде всего со значитель- ной пористостью Для таких материалов ха- рактерны большие значения порист ос~и. определяемой как отношение объема ^„ти материала, занимаемого порами, ко в«.е\ . его объему. Сухой пористый материал можно рас- сматривать как сочетание твердой фазы (скелета или каркаса) и воздуха в порах, мас- сой которого можно пренебречь. Межд; плотностью этого материала р^ и его твер- дой фазы рм, а также пористостью Рм имеют место соотношения Рм = Рм 0 — f*M), (51> Рм=1—(5 2) Рм Однако у пористых материалов абсо- лютно сухое состояние может поддерживать- ся только в особых условиях, например при их нагреве до температуры 100‘'С и выше в сочетании с возможностью удаления испа- рившейся 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 на- зывается массовым влагосодержанием при ее выражении в долях единицы и массовой влажностью uV! при ее выражении в процен- тах. Иногда вместо массовой используется объемная влажность соответствующая отношению объема, занимаемого влагой в материале, к его обшему объему Соотно- шения между значениями массовой wM и объемной wo6 влажности материала, если от- сутствует его набухание при увлажнении, гаковы: Рм Wo6 = wM--• (5.3) Рв Рв wM — и’об — (5.3а) Рм Здесь р. •» при темпера- с ность рм тс как прави- 1000 кг/м3, тс сти wM выше -. Максима, с- . териалов дости виях за счет _ а иногда до • образцов этих м_ i — плотность воды . "гтмила Так как плот- • клееных материалов, шт. - вен но меньше * л массовой влажно- • пористых ма- " : _ йсдаторных усло- -х~х- обычно па 3, тг»жения в воду гт _• ч Таким способом определяются з _ максимального - единицы по маем, сти полного нам •_ процентах по ма^.; нистых или зерни.- риалов с преоблад„ сти максимальное в ЬТ'Ж’ОЙ пористо- ствует заполнению = лор и капилляров, та. х^кС = 100Рм, а значег совой влажности -хс называемого _е-ия (в долях или влажно- « . или иоб (в ' jev • У волок- -чых мате- де-- *е соответ- «-ески всех -» «словиях . мас- макс 1 пл п f в нм =100Рм—= Рм 5 4) Плотность увлажненнь ’ че подверженных е~яе"-я по формуле У = Рм + Рв^об ЛосГ = Рч I • Гд1-ение теплоизотя , стр.«„-а = условиях работы т. .г~ей на> . - . шественный ущерб , нос-,- т №•> тьтате роста тент - пост • • ~ористых материи - - ь.е - да v г> ь сдается увеличением .- - прове_- гз-за вытеснения ~ _ = порах г _ теплопроводное-ь • и при -е’ егш.дах 10-50°С го = 25 рд >ле. чем возд\>_ = 0.5~- -- Вт (sr-К) вместо = = 0.025- 2 В~ 1м К). РдЗ- 'тд.-ые теплоизоляцией --д- териалы "е-яемые в изоляшю* • -- струкциях -д ’ вых сетей, могут б=>- = • сифиших.-х-э “оежде всего исходя ш- рактерис-.'» .ырья. используемо -я изготов-е--г -дгих материалов Пи •- м-. признаку х -* = хются материалы и > = ?д- ническогс ' с'ачического сырья В ._-г.-ве исходно: ' . х.для изготовления ? д- нических -»_^?нных материалов , . -=- зуются то?с •. хобенности фрезерный. тгхе- весина хв - пород, кора прей* вето дуба, кам=,_ _ тома и т. п. 46
Основным ограничением в использова- -I органического сырья для производства олзо ляционных материалов является его < _ ая температуроустойчивость (как пра- ч > не выше 100 С) Кроме того, органиче- • е тепюизоляиионные материалы легко л -«раются подвержены гниению, плесневе- /-о и поражению насекомыми и грызунами Традиционным видом неорганического чрья дтя изготовления теплоизоляционных ч лтериазов являются минералы, обладаю- _не высокой гемпиратуроустойчивостью - сочетании с волокнистой (различные виды -..^еита) во гокнисто-чешуйчатой (слюда и ее зновидности, например вермикулит) или лкропористой (диагомит, трепел) структу- “ои Из этих видов сырья при термической Сработке (обжиге, иногда сопровождаемом чиванием) и распушке или дроблении омоте) могут быть получены сыпучие ли волокнистые материалы, применяемые ч виде засыпок или для изготовления изделий Использование других видов неоргани- е^кого сырья для получения высококаче- ственных теплоизоляционных материалов связано с технологией их изготовления из оасплава различных изверженных горных по- род (граниты, базальты диабазы, пемза и т д ) или стеклянной шихты, а также из мета тлургических шлаков Полученный таким способом материа i в зависимости oi исходного сырья назы- вается минеральной ватой (ГОСТ 4640-84), в частности базальтовой (ТУ 21 РСФСР *169-75), а также стеклянной ватой (например, ло ТУ 21 РСФСР 224-75) Особенностью таких сортов ваты является их большая сжи- маемость даже при малых нагрузках, приво- дящая к увеличению их плотности и соответ- ственно теплопроводности Поэтому основ- ным способом использования минеральной и стеклянной ваты для теплоизоляции яв- ляется изготовление на ее основе с неко- торыми связующими добавками штучных изоляционных изделий различной конфигу- рации Перспективными являются также тепло- изоляционные материалы и изделия, полу- чаемые из синтетических полимерных мате- риалов (полистирола, поливинилхлорида, по- лиуретана) с искусственно создаваемой пори- стостью за счет введения в жидкую массу порообразующих веществ Такие теплоизо- ляционные материалы называются пенопла- стами (иногда поропластами) Для изготов- ления пенопластов, выдерживающих темпе- ратуры до 120—150 С, а потому пригодных в качестве теплоизоляции для тепловых се- тей применяются в основном фенолформ- альдегидные смолы Ассорл имент выпускаемых промышлен ностью штучных теплоизоляционных изде- лий разнообразен как по материалам, ис- пользуемым при их изготовлении, так и по форме изделий и их механическим свой- ствам Различают жесткие, полужесткие и мягкие изделия, характеризуемые их сжимае- мостью под действием стандартной удель- ной нагрузки на поверхность изделий, рав- ной 2 кПа Изделия, показывающие под такой нагрузкой сжимаемость менее 6% от- носятся к жестким, а свыше 30 °о — к мягким При промежуточных значениях сжимаемости (от 6 до 30%) изделия называются полужест- кими Форма жестких изделий должна соответ- ствовать форме изолируемой поверхности что особенно существенно при теплоизоля- ции трубопроводов малых диаметров (от 25 до 150 — 250 мм) Наиболее удобной формой жестких из- делий в таких случаях являются полые ци- линдры с продольным разрезом или полу- цилиндры с внутренним диаметром, на 4—10 мм превышающим наружный диаметр изолируемого трубопровода, и толщиной примерно соответствующей заданной тол- щине основного изоляционного слоя,— обы- чно 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 изоли- руемых труб более 150 — 250 мм вместо гро- моздких полых цилиндров или полуцилинд- ров изготовляются более мелкие штуч- ные изделия в виде сегментов (обычно 3 — 4, а иногда 6 — 8 пл по окружности трубы) Максимальный внутренний диаметр та- ких сегментов соогвелствует наружному диа- метру изолируемых труб обычно до 420 — 470 мм иногда до 1000 мм Для изоляции трубопроводов больших лиаметров применяются сегменты, наре- занные из плит предназначенных в основ- ном для изоляции плоских и слабо искрив- ленных 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 из- делий из неорганического сырья используют- ся смеси из различных порошкообразных материалов с распушенным асбестом, вы- полняющим функции армирующего каркаса тля повышения прочности и жесткости изде- лий Такие жесткие штучные изделия (сове- литовые, вулканитовые, известково-кремнезе- мистые) могут применяться до температур 500-600 С 47
Ill ручные изоляционные н з ichibi и n <> i < >n 1яются также на основе минера чыюи b.ihi ? добавлением связующих bcihcxib В нпм :лучае в зависимости oi ви ia и < .> в рж.ппп| •тих веществ, а также oi псхопюи hi<>ih<> ти минеральной ваты помимо *hihi\ мо ут быть получены НО 1УЖи I МН и mhiioic птучные изделия. Высокая темпера iypoyх i опчпв.н и. ищм •ых минераловатных и • к- шп ни ни ,н-н я ы чет применения сип ie • п‘кч ни о . пн п юще1 о количестве 1.5 — 8",, но м.к<е Мпперапо- атные плиты (по I ()( I 95/( S’) пршодны ,ри температурах ю 400 ( и и и oioiihxioich сесткими. полужее । Кими u mhimimii Кроме мягких плит с темп же пока ia ichhmh iiuoi- ости и теплопрови инн in вынухкаюня ми- ераловатные мани (по I (>( I 21880-76) в ру- онах длиной 2 4 м, обычно с прошивкой роволокой и с о ню п in шум. iороннсй об- ладкой металлпчез. кон leiKon, асбестовой ли стеклянной ik.iiii.io. Максимальная тем- ература их применения определяется гемпе- атуроусгойчивое пао обкпалочного мате- иала и дохо in । до 450 600 С. Для обличения мошажа па трубопрово- ах диаме(ром свыше 108 мм выпускаются Ю ГОСТ 23307-78) минераловатные верти- ально-слоишыс маня, изготовляемые из по- ос, нарезанных из мягких и полужесгких лит и наклеенных при вертикальном распо- ожении волокон на односторонний слой тагонепроницаемого материала. Макси- альная температура их применения состав- яет 300 С Наряду со штучными изделиями на ос- эве минеральной ваты применяются анало- йные изделия на основе стеклянной ваты, апример, из стеклянного шгапсн.ною во- экна на синтетическом связующем выпу- :аются по ГОСТ 10499-78 мшы длиной от до 13 м при ширине 500—1500 мм и дол- ине 30 — 80 мм. а также жешкие и полу- еегкие плиты с максимальной температу- >й применения 180 "С. 2. Теплоизоляционные конструкции )и воздушной и подземной каналь- ной прокладке тепловых сетей При всех видах воздушной прокладки плоизоляционные конструкции выпол- 1Ю1СЯ как подвесные на соответствующих 'убопроводах, а потому связанные с массой оляции нагрузки передаются на опоры их трубопроводов. Такие изоляционные ншрукции являются, как правило, обособ- ниыми для каждой трубы и имеют круглое чепис, концентричное этой трубе Осиокпым способом и и oiовчепия под Им ПЫХ II ЮПЯ1ШОШ1ЫХ КОПС I рукшш ЯВ IHCI.il их iпорка на и 1олирусмых нонерхшн i их и . пнучных hi Юлин, описанных в 8 s I Н он ю МИН |рукцпях MOiyi использования Ж111МИ по |ужсс I кие и мя! кие изделия 1имзпн 3 IIIOM IHO 1ЯЦИИ ИЗ ЖСС1КИХ ИЗ 1С lllll UH он О ч пх П1.1ЧП 1сльпая механическая прочно, и и. кончающая уплотнение при мыпп. .. об ici чающая последующее ............... кронною слоя. Вмеое с icm креп н inn • . . кнх изделий малых размеров и.............пн и ширине, особенно на труooiip.m. . о . .. шою диаметра и при иснон. юн.пик.........и юн в количестве 3 — 8 ни ио окр • ... <н зпачизелыто усложняет мошаж .< . .. . . г. бует применения различных м. • • • ... ... » »• деталей (колен, бандажей, i noi . . » pi. .юн штырей и т. п.). Так как в у < юнп и - з >< . . * и. пия изоляции эти крепежш.н и • I m П|Ш н» из1 отовлении из обычной . i • ш п>. р <.. ш । коррозии, в результате чы о ......... инн сание и даже выпадение ши ......... ни. iiiii го по нормам [22] {.н.ги < . . ... ю i * itt.i либо иметь аптикоррозиоппо. ....tpiiinu на пример за счет оципков............ iihoih вляться из коррозионпо . i.'HiiB ма >» рпа (латуни, жаростойкой юно Применение мя!кнх шо пин iiimiNiiii онных изделий вмесю .......ю и nit ivmm i ких позволяет значит п.н.. . пр... нш, их мон- таж и крепление на ню ।.• р\. -• ы* iittucpxiiiic- тях, особенно на трубах ..... ши» и шшмгчрп В сочетании с в. ... .. ..ibbhhbm мигов боЛЬШОЙ ШИрИНЫ II ......... Iipil »|ПМ но является возможно, о ..... pitiHaniiH ipyftn проводов ПО окружи... I И .. ИЦ1М Ш1Р1ИЫМ изделием с одним пр......... »*i швом |нЛрр точная изоляция) .......।.... и mhihix и tie лий позволяет 1акж. iihuiuii вш. н» в ни i»< ПОЛЫХ цилиндров . .....И I 11|11ОИ|||1НМ рн I резом, монтируемых . pi. (ижкпи н нш ih дующим насаживапп. м hi зрупу ОСНОВНЫМ НС It.. I НН'Ч p.llin UIBHIH щим применение \i ш i и • и н. опт. .iiiu i» в i ip лий, является их ма г <ч при пни и в .ниш с чем при крен пепин • । • > • । ••• inaii ы +-imiiI по их наружной п..в. ।...................... ..ни .... .в, р жены значите 1ЫЮ-.1Х ........... ..и.,, .нпфчю щему толщину и ю .............. । + п.. . ш ।.. ваться при выбор. I'll.- I.........И Ini I. пни коэффициента vnuon. un.i . ... ihih.. пи. лий приведены в | ’ ’ < I | При малых ।и . в । р । - и I. юр.. и.» труб (до 50- НИ» м'О ..I и. ..о. pi.........................в ИЗОЛЯЦИИ MOiyi Oi.iii ........... t. । В 1111 i iiin.pii из минерально)! на hi н ... > >.,. । . . . .. ». Ж| у ! Ы ДЛИИОИ 8 pl I I. . ..I i ни и i . .I на в и ваемыс ci in p.i 11 . ... । .. » .... .. ... net ко и.ко ijjocii I I < ' I po( НЮС I 4111 I I s
и крепления жестких и мягких штучных изде- лий на трубопроводах и оборудовании при- ведено в [103, 141]. Нормами [22] для воздушной проклад- ки тепловых сетей при температурах тепло- носителя до 400 °C рекомендуются или допу- скаются к применению изделия, характери- стика которых по данным [61, 103] приве- дена в табл. 5.1. Следует иметь в виду, что указанные в табл. 5.1 значения теплопро- водности в зависимости от температуры, а также плотности относятся к изделиям, смонтированным в качестве основного слоя теплоизоляционной конструкции, с учетом влияния па теплопроводность и плотность шовное hi конструкции и наличия крепежных легален. В связи с этим такие значения не- сколько больше приведенных в ГОСТ или ТУ для соответствующих изделий. Специальные требования к штучным из- делиям предъявляются в случае выполнения изоляции на объектах сложной конфигура- ции, а также если такая изоляция должна быть съемной или разъемной. Согласно нор- мам [22] полностью или частично съемные конструкции обязательны при теплоизоля- ции арматуры, сальниковых компенсаторов и фланцевых сое гинений в тепловых сетях. Кроме тою, сложная конфигурация арма- туры сама по себе требует применения спе- циальных изоляционных изделий. Аналогичная конфигурация часто встре- чается также у отдельных элементов обору- дования тепловых сетей и тепловых пунктов. В подобных случаях могут быть использо- ваны два типа изоляционных конструкций, а именно: либо из мягких изоляционных из- делий в виде матрацев с набивной изоля- цией, либо из штучных изделий в съемных полуфутлярах. Более универсальными являются кон- струкции набивной июляции в матрицах, пригодные для любой конфигурации изо ш- руемых объектов. В качестве набивки при этом могут быть использованы минеральная или стеклянная вата, а также порошкообра i- ные материалы (совслиг, перли I, обожжен ный вермикулит, асбест, acooiypni и in) В качестве материала дчя обочинки при меняется асбестовая ik.hu. (по НИ 1 6102-78) или ткань и i с юк loiioioKiia (по ГОСТ 8481-75). Тенаонроно nioci ь ыких ма- трацев при их чапл HICIIHII совели юным по- рошком (но ТУ 16-MI-77) составляет [ЮЗ] = 0.087 -) (),()()()12/^ Bi/(m-K), а при за- полнении с ickjiobojiokhom (по ТУ 21 РСФСР 224-75) К -- 0,058 + 0,00023Вт/(м-К). При съемной изоляции в цилиндриче- ских полуфутлярах, изготовляемых hi опин кованной стали или листов а И" .... 1 сплавов толщиной 0,5—1 мм, эти полуфуi ляры могут заполняться либо теми же пь ы пными материалами, что и Mai раны, либо штучными изделиями из волокнистых маю риалов, в основном матами из минератьнон ваты. Нормами [22] при воздушной прокладке тепловых сетей не предусматривается во <- можность применения для арматуры и саль- никовых компенсаторов несъемной июля- ции, изготовляемой непосредсч ценно при монтаже. Однако такие конструкции imoiла используются для изоляции небольших объектов сложной конфигурации, а 1акжс при ремонтных работах в труднодосlyniii.ix местах и т. п. В подобных случаях находиi применение мастичный способ изготовления изоляционных конструкций, при котором <а- творяемые на воде порошкообразные маю риалы (асбозурит, совелит, ньювель) па брасываются вручную на изолируемую но верхность, обязательно нагретую до темпе ратуры не ниже 50 и не выше 150°C. Мастичный способ изюговления июня ции является наиболее трудоемким и iребусi Hai рева изолируемых поверхностей, 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 ноши полностью вытеснен другими, бочес ин i\ стриальными методами. Теплоизоляционные конструкции i im ВОЗДУШНОЙ ПрОКЛаДКИ ДОЛЖНЫ ПОМИМО О( новного слоя включать также покроннып слой, иногда называемый наружным покры тием и выполняющий различные фунм....... Одной из них являемся придание этим коп сэрукциям законченно! о оформления, оохч iieniiBaioinei о шнможиошь обслуживания и ремонт, .1 |акже удовлетворяющею >< iciii чех кпм । реновациям. При некоторых iiiii.o кош ।рукипи, например при засыпноп и ш iiaoiiiiiioii июляции, покровный слой ян ок I iя оооточкой для изоляционного Maiepnaii и ню lainiMcicB вместе с ним. В конструктом 111 пнучпых 1НДСЛНЙ покровный СЛОН НПО Ю111ИСКЯ Hi I пециа льных материалов, нано хнмых па повсрхпосгь основного слоя. 1акои слой должен придана1Ь этой конструкции нс обходимую жсс|коси>. а также предохрани 1i ее от проникновения влаги, что особенно < \ шественно при прокладке на открыюм то духе. Если применяются полужесткие и мш кие штучные изделия, не обладающие ни in ।очной прочностью, то покровный х loll "ill н iiiH-i печнпа и, такую прочное и. ми 1 " л ........... мм преня югвуя сх- |<ч|юр
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 ГОСТ или ТУ Условные проходы труб Dy, ММ Расчет- ная плот- ность в конст- рукции Рс, кг/мч Расчетная теплопроводность в конструкции Макси- мальная темпе- ратура применения 'макс С Основные размеры, мм при Вг/(м-К) темпера- турный коэф- фициент Ргю4, Вт/(м-К2) Толщина & Длина / Ширина h (или внут- ренний диаметр </вн) Цилиндры и полуцилиндры из минеральной вазы на сип этиче- ском связующем ГОСТ 23208-83 25-200 100 150 200 0,049 0,051 0,053 2,1 2,0 1,9 400 40-80 500-1500 25-219 Питы мят кис и< минеральной ваты па сип 1с1ичсском связую- щем ГОСТ 9573-82 100-450 55-75 76-115 0,040 0,043 2,9 2,2 400 60-100 1000 500 и 1000 То же плиты полужесткие ГОСТ 9573-82 500-1400 90-150 0,044 2,1 400 50-80 1000 500 и 1000 Маты миттералова тттые прошив- ные в обкладке из металличе- ской сетки или С1еклоткани ГОСТ 21880-76 200-1400 90 120 150 0,043 0,045 0,049 2,2 2,1 2,0 4003 (без обклад- ки 440) 40-120 1000-2500 500-2500 Маты миттералова i ные прошив- ные марки ВФ-75 на металли- ческой CCIKC ТУ 21-24-51-73 200- 1400 100 0,037 2,0 3003 50 и 100 3000 и 5000 500 и 1000 Маты ит стеклянною штапель- п«*| о подокна па синтетическом «линующем марок МТ-35 и МТ-50 ГОСТ 10499-78 50-400 60 80 0,040 0,042 3,0 2,8 180 30-80 1000- 13000 500- 1500 !о же. пииты полужеегкие марок ШИ $0 к IIIIT-75 ГОСТ 10499-78 500-1400 60 90 0,042 0,044 3,5 2,3 180 50- 70 1000 500-1500 1 (олуцилиндры и । пенопласта марки ФРП-1 ГОСТ 22546-77 40-250 65-85 86- 110 0,041 0,043 2,3 1,9 130 150 30- 60 1000 и 1500 (47-275) Сет мен ты hi пенопласта марки ФРП-1 ГОСТ 22546-77 300-1000 65-85 86-110 0,041 0,043 2,3 1,9 130 ' 150 30- 80 1000 и 1500 (327-1023)
I >h i Ilin IlhlH I ' I Наименование ГОСТ или ТУ Условные проходы труб Dy, мм Рас чс । пая НЛО 1 - посте в конст- рукции Ро кг/м^ ЧС 1 Ihl м 1 Cl 1ЛО11 pi)III)Д1 IOC и. В КОНС1руКЦИИ M.IKC и мальная темпера!ура применения ^макс, °C ( >1 IIOIIIII4C p.l IMCpi.l ММ т о при лС5 Вт/(м • К) температур- ный коэффи- циент р,-104, Вт/(м К2) Толщина 5 Длина / Ширина h (и ни внут- ренний диаметр </ви) Полуцилиндры совелитовые ГОСТ 6788-74 50-150 350 400 0,075 0,078 1,5 1,5 440з 40-80 250 и 500 (57- 159) Сегменты совелитовые гост 6788-74 200-400 350 400 0,075 0,078 1,5 1,5 440-3 50 -80 250 и 500 (219-426) Полуцилиндры вулканитовые гост 10179-74 50-250 300 350 400 0,074 0,079 0,084 1,5 1,5 1,5 4403 40-80 500 (57-273) CeiMeHibi вулканитовые гост 10179-74 200-400 300 350 400 0,074 0,079 0,084 1,5 1,5 1,5 4403 50-80 500 (325-426) Полуцилиндры известково-крем- неземистые гост 24748-81 100-250 200 225 0,069 0,071 1,5 1,5 4403 70-120 1000 (112-280) Сегменты известково-кремнезе- мистые гост 24748-81 250-1000 200 225 0,069 0,071 1,5 1,5 440-3 50-150 1000 (252-994) Шнур из минеральной ваты в оплетке из стеклоткани ТУ 36-1695-79 25-100 200 250 0,056 0,058 1,9 1,9 400 30-90 10000 — 1 15000 — Ровинг (жгут) из стеклянных нитей ГОСТ 17139-79 25-50 200-250 0,047 2,3 440 - - - Примечания' 1 Данные заимствованы из [61, 103] 2. Значения теплопроводности А.с, Вт/(м К), при заданных средних температурах и табличных значениях Ло и Р,Ю4 Вт/(м К2), подсчитываются по формуле ^c = M₽/('h3~O ПРИ ^изХ = 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°C) Изделия, отмеченные индексом1, при /макс могут применяться также при более высоких температурах.
маниям под тействием нагрузок оз собсзнен- ного веса, случайных уларов и i и При воздушной прокла хкс ipy6oiipono- дов и оборудования основными рекомен- дуемыми для из! отовления покровною с юн изделиями согласно нормам [22] являю н. я либо тонкие металлические тис гы. шбо стальные оцинкованные (по ГОСТ 7118-78 или ГОСТ 14918-80). либо чисты из алюми- ния и алюминиевых сп завов но I ОСТ 21631-76. Допускается изготовление покровного слоя из тонколистовой кровельной стали по ГОСТ 17715-72к, но в этом случае с обяза- тельным покрытом снаружи алюминиевой краской БТ-177 Покровные слои в виде металлических покрытий являются наиболее удобными в монзаже. полностью соответствуют эсте- тическим требованиям, а также наиболее долговечны в эксплуатации. Вместе с тем озззз гребу юз наибольших капитальных за- трат но сравнению с другими видами по- кровных слоев, а при больших объемах изоляционных работ, характерных для про- кладки трубопроводов на открытом воздухе, связаны с большими расходами дефинитных сортов металла Поэтому вне помещений вместо таких покрытий для изготовления по- кровных слоев используются более дешевые, но и менее зочговечные эластичные рулон- ные мазерпалы Обязательными требования- ми, пре хъявляемыми к таким материалам, являются их тостаточпая тсмпературоусгой- чивоезь. несгораемость или по крайней мере грудная воспламеняемость, а также водоне- проницаемость или малое водопоз лощение. Ускорение производства работ на трассе сетей и повышение их качества могут быть зос ни нуты лишь при перенесении операций сборки основною и покровною слоев с трассы на заводы или производственные базы (домонтажная изоляция). При полном осуществлении такою индустриальною ме- зона и л отовтения изоляционных конструк- тах в процессе монтажа золжны использо- вазься от тельные грубы или плети из них с нанесенными конструкциями, с тем чтобы на трассе сетей осуществивтись только свар- ка груб или плетей между собой, изоляция с зыков между ними, а также монтаж и изоляция отводов, компенсаторов, арматуры и з п. Домонтажная изоляция может выпол- ни зз.ся с применением либо описанных выше п з зелий, либо специальных изоляционных конструкций монолитного типа, охватываю- щих грубу по всей ее длине. Последний спо- юб является наиболее индустриальным, но (нязапные с ним капитальные втожения мо- зу з бытз> оправданы зочзжо при больших объемах рабоз Полому при нрокнатке теп- ловых сетей на открыюм воз тухе, а зем би- тее в помещениях, мем способ пока нс на- ше! распространения В применяемых при заких типах прокладки конеiр\кпиях зомоп- зажпой изоляции на трасту iiocivnaioi кон- струкции, состоящие из мязкпх пип иолу- жеегких изделий л in ociiobiioi о г зон со- вместно С ИЗДеЛИЯМП З ЗЯ 1Юкро13|Ю| о с чоя из тонколистового мета зла и нз ззаезпчных ру- лонных материалов I счи из ie шя зчя основ- ного и покровною с юсв поз з vпатоз скреп- ленными между собой ши ре и звом скоб или шплинтов, то такие коне зр\miiiii называются полносборными (шифр 1К| На зрассе такие конструкции накладывавши на трубопро- воды и стягиваются б зн т.зжами Промыш- ленное производство ч\ iijt.iaciio на базе мягких минераловатных и ш с з ек зоватных изделий (плит, матов противных и из верти- кально-слоистых. полуцилиитрои И ПОЛЫХ цилиндров) в сочетании с юнко низовыми металлическими или полимерными покры- тиями. Такие конструкции и позовчяю 1ся (ио ТУ 36-1180-78) длиной 500 -- 1000 мм и зол- щиной 40 — 70 мм для изоляции зрубопрово- дов с наружными тиаметрами 25-219 мм или толщиной 40—100 мм при диаметрах более 219 мм, а также для изоляции плоских или слабоискривленных поверхностей [61. 101] Теплопроводность таких конструк- ций принимается равной ее значениям для ociiobiioi о с юя зю табл 5 1 В качссзве наружных покрызий в по пю- сборпых коиезрхкциях при воздушной нро- к за тке по нормам |2'|| рскомсплхезся поми- мо онпсанны\ выше меча з отческих цокры- 1ии применение ру зонных мазериалозз па основе синзезнческих и зи прирезных поли- меров, а именно сзек зопчасз ика рулонною марки РСТ (по ТУ 6-11-145-180), стеклотек- сзолита (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 приме- нения таких конструкций составляет 400 ( (при использовании стекловатных из зе пзп 180 С). В нормах [22] применение зюнюыюр- ных конструкций (по ТУ 36-1180 7.4) (,з ра- ничивается диаметрами зру6 2s 2 м > мм При средних и больших ш .мезрах ,з км< ино от 100 до 1400 мм. рскомгп । л з' i nipiimi полносборных KOHCI pc KIIIIII при ГоюроМ в качестве осиовзюз о с юн и. зю п .. ыр- тикально-счоисI ЫС МШИ р.З I.ЧЗЛ I III.в м.ыы (по ГОС! 2111)7 78) i ч нм । и низ з. ‘nie parvpoii iipiiMcih инн "и < н|Ч1 |. in. huh
перечисленных выше покрытий из металли- ческих листов или полимерных материалов. В сборных (комплектных) теплоизоля- ционных конструкциях (шифр СТК) те же из- делия для основного и покровного слоев поставляются не скрепленными, а только вложенными одно в другое. При монтаже на трубопроводах сначала устанавливаются из- делия для основного, а затем для покров- ного слоя. Последние стягиваются мон- тажными бандажами, после чего продольные швы скрепляются самонарезающими вин- тами, а монтажные бандажи снимаются. При подземной канальной прокладке применяются различные теплоизоляционные конструкции тепловых сетей для каналов с разными поперечными размерами воздуш- ных прослоек между изоляционными конст- рукциями трубопроводов и строительными конструкциями каналов (см. гл. 17). Согласно нормам [22] при прокладке тепловых сетей в проходных каналах (тунне- лях или коллекторах) следует применять те же конструкции основного слоя изоляции, что и для сетей, прокладываемых внутри по- мещений, а также в подпольях и подвалах зданий. Таким образом, для туннелей и кол- лекторов сохраняются характеристики реко- мендуемых или допускаемых к применению для основного слоя теплоизоляционных из- делий по табл. 5.1. Однако в части материа- лов и изделий для покровного слоя при про- кладке в туннелях в нормах [22] имеются указания, несколько отличающиеся от огово- ренных для воздушной прокладки; в частно- сти при такой прокладке металлические по- крытия не применяются. Вместе с тем для покровного слоя при прокладке в туннелях нормами допускается применение изделий, не оговоренных для ус- ловий 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 ме- таллической сетке. При прокладке водяных тепловых сетей в непроходных каналах для изготовления ос- новного изоляционного слоя нормами [22] рекомендуются главным образом те же штучные изделия, что и при прокладке в тун- нелях, 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, ус- ложняющей их монтаж, а также присущим им сочетанием жесткости с большой плот- ностью, что при повреждении покровного слоя и крепежных деталей может привести к обвисанию и даже выпадению этих изде- лий на дно канала. При прокладке тепловых сетей в непро- ходных каналах нормами [22] рекомендуется использование в качестве покровного слоя перечисленных выше рулонных материалов, кроме стеклоцемента и фольгоизола. Вместе с тем допускается применение стеклопла- стика марки ФСП (фенольный покровный) (по ТУ 6-11-150-76), а при условных проходах труб до 400 мм и температуре теплоно- сителя до 150 °C — кровельного рубероида РК-420 толщиной 2 — 3 мм (по ГОСТ 10923-82), хотя этот материал является сго- раемым. Нормами [22] допускается приме- нение в качестве покровного слоя при про- кладке в непроходных каналах асбестоце- ментной штукатурки на металлической сетке. Г .1 а в а шее /и а .ч КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ И АППАРАТУРА ТЕЛЕМЕХАНИКИ 6.1. Первичные приборы и измерительные преобразователи Первичные приборы могут быть пока- зывающими, сигнализирующими, самопишу- щими и с дистанционной передачей показа- ния на расстояние (к вторичному прибору). К измерительным преобразователям отно- сятся датчики и преобразователи, работаю- щие в комплекте со вторичными приборами или регулирующими устройствами. Измерение температуры Измерение температуры теплоносителя осуществляется с помощью термометров, которые подразделяются на группы: термо- метры расширения, термоэлектрические пре- образователи, термопреобразователи сопро- тивления. Термометры расширения подразделяют- ся на жидкостные, дилатометрические и ма- нометрические. 53
Таблица 6 1 Характеристика технических термометров стеклянных (ГОСТ 2823-73, с изм ) Наименование Тип термометра Ртутный ТТ Жидкостный ТТЖ прямой угловой прямой vr ювой Пределы измерения, °C (в скобках — цена деления, °C) — 30 1-50 (0,5 или 1) 0 - 100(1) 0 — 160(1 или 2) 0 — 200( 1 или 2) -35- +50(2) 0-50(1) 0-100(2) 0-150(2) 0-200(2) Длина верхней части, мм 160 или 240 100 НО, 160 и 220 66, 103, 163, 253 104, 141. 201, 291 60, 80. 100, 120 160, 200, 250 НО, 130, 150, 170, 210, 250 Изготовитель } Клинский термометро- вый завод Лохвицский приборост- роительный завод (Пол- тавская обл ) Характеристика жидкостных тех- нических термометров расширения приве гена в табл 6 1 Используются эти тер- мометры 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 ПС изготовляется из стали 20 (ио ГОСТ 1050-60) Термометры ртутные стек- лянные электроконтактные при- меняются для сигнализации или поддержа- ния постоянной заданной температуры от — 30 до + 300 СС в промышленных и лабо- раторных установках тип ТЗК — с задан- ным 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 напряже- нии не более 220 В Длина наружной части дзя термометра ТЗК № 1 — 5 210 мм, №6-7 155 мм то же для ТПК — 330 мм Д шна погружной части для ТЗК - от 83 до 1033 мм. зчя ТПК — от 66 до 441 мм Термометры дилатометриче- ские применяются в качестве реле для сиг- нализации или звухпозиционного регулиро- ваний 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 Изгоговигель — Киевский завод аналитических приборов Термометры манометриче- ские состоят из гермосистемы, включаю- щей термобаллон, соединительный кагшл 1яр, чувствительный элемент и пока зывающег о, самопишущего или сигнализирующею уст- ройства В зависимости от заполнителя iep- мосистемы манометрические гермомсгры могут быть газовыми жидкостными и кон- денсационными (парожи ткостными) Техническая характеристика термомет- ров без сигнализирующего устройства пред- ставлена в табл 6 2 Термометры с обозначением ТГ2С и ТЖ2С имеют запись двух температур При- вод тиаграммы самопишущих термомет- ров с обозначением 711 — от электродвига- теля с напряжением 220 В переменного тока, а с обозначением 712 — от часового меха- низма с заводом на 8 сут Диаметры термо- баллонов 12-20 мм Манометрические термометры с сигна- лизирующим устройством (электроконтакт- ные) предназначены для сигнализации или позиционного регулирования при отклоне- нии температуры от заданного диапазона устанавливаемого с помощью задающей стрелки К ним относятся термометры ТПП-СК, ТПГ-СК ТСМ-100, ТСМ-200 Характеристика давление измеряемой срезы — не более 6,4 МПа, пределы измере- ния 0-60 0-100, 0-150, 100-2003С, 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 тетоизмерительных прибо- ров «Теплоконтроль», термометров ТСМ - сафоновский завод «Теплоконтроль» Термоэлектрические преоб- разователи (старое наименование — тер- мопары) имеют термоэлемент, который раз- вивает термо-ЭДС, соответствующую темпе- ратуре и измеряемую с помощью вторичных приборов - милливольтметров и потенцио- метров По материалу термоэлектродов эле- мента преобразователи используемые в во- гяных эепловых сетях, годятся на хромель- 54
Таблица 62 Техническая характеристика манометрических термометров Наименование Преде 1 измерения С К iacc ТОЧНОС1и Д шна кап и 1 1яра м Глубина погружения термоба шона мм Самопишущие газовые ТГС-711, ТГС-712 ТГ2С-711, ТГ2С-712 -50 - +50 -50 - +100 -50 - +150 1 16 2 5 4 6 10 16 25 160,200,250 315, 400 200, 250, 315 400 250 315, 400 315 400 500 0-100 50-150 1,5 25 500 0-150 0-200 1 25 500 ( пмоиишущие жидкостные ТЖС-711, 1ЖС 712, ТЖ2С-711 ТЖ2С-712 0-50 1 1,6, 2,5, 4, 6 10 200, 250, 315, 400 - 50 - + 50 0-100 50- 150 1 1,6, 2,5, 4, 6, 10 125, 160, 200, 250, 315, 400 0- 150 -50- +100 1 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400 -50 - +150 0-200 1,5 80, 100, 125, 160, 200, 250 11ока »ывающие газовые ТПГ4 -50 - +50 -50 - +100 -50- +150 1 1.6, 2,5 4, 6 10 160, 200, 250, 315, 400 200, 250, 315, 400 250, 315, 400 50-150 0-100 1,5 16 25 315, 400 500 0- 150 0-200 1 40 630 Покапывающие жидкостные ТПЖ4 -50- -150 0-200 100-200 1 1,6, 2,5, 4, 6, 10 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400 -50 - +50 0-50 1,5 1,6, 2,5, 4, 6, 10 80, 100, 125, 160, 200, 250. 315 400 -50 - +50 0-100 50-150 1 100, 125, 160 200, 250, 315. 400 0-50 1 125 160 , 200 , 250, 315, 400 111и н ।и.иощие кон 1енсационные 1 К 11 160 0-50 0-120 1,5, 2,5 100-400 heinikiiii.iii.ic !азовые и жидкостные । irk । ричсским датчиком ТДГ-Э 1 1 -h > — 1,15 2.5 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400
Таблица 6 3 Техническая характеристика термоэлектрических преобразоваiелей Марка преоб- ра jo на 1 едя 1'ра- ду и- ровка Предел измерения. С Максималь- ное давление. МПа Показатель тепловой инерции, с Д пина мою ажной час)и. мм Способ креп 1спия ТХК-0515 ХК -50- +600 0.25: 0.4; 6,4 10; 20; 40 120; 160: 200; 250; 320; 400; 500 С передвижным шту- цером (до 0.1 МПа) в защитно - монтажной гильзе ТХ К-0806 ХК 0-600 0,2; 0,5; 4 Не более 210 160; 200; 320; 400; 500 Без штуцера или со штуцером М27х2,5 TXA-O5I5 ХА -50 +600 0,25; 0,4; 6.4 20; 40; 60; 120 120; 160; 200; 250: 320; 400; 500 С передвижным шту- цером (до 0,4 МПа) и в защитно-монтаж- ной гильзе Ипотови гель: Луцкий приборостроительный завод. Таблица 6.4. Стандартные градуировки шкал вторичных приборов Наименование Материи т Мель Платина Сопротивление. Ом. при 0 С Градуировка (в скобках - с трое обозначение) 50 50М 53 (23) 100 100М (24) 10 10П (20) 46 (21) 50 50 П 100 100П (22) Максимальный диапазон измеряемой темпера- туры, С - 50 - +180 -200 - +600 копелевые и хромель-алюмелевые, при этом стандартные градуировки шкал вторичных приборов — соответственно ХК и ХА и изго- товляются без чехла и со стальным чехлом. Техническая характеристика термоэлек- трических преобразователей представлена в табл. 6.3 Термо преобразователи со- противления по принципу действия ос- нованы на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Сопротивление, соответ- ствующее температуре, измеряется вторич- ными приборами-.ют оме т рами и автоматиче- скими мостами. В зависимости от материала чувствительного элемента термопреобразо- ватели могут быть медными и платиновыми. Стандартные градуировки шкал вторичных приборов приведены в габл. 6.4. Техническая характеристика термопрео- бразователей сопротивления приведена в табл. 6.5. В настоящее время термопреобразова- тели сопротивления ТСМ-5071 заменены на ТСМ-0879, ТСМ-6097 — на ТСМ-0879-01, ТСМ-8012 — на ТСМ-1079. Аналогичная за- мена произведена и для платиновых термо- преобразователей. Термопреобразователи сопротивления ТСМ-8012 и ТСМ-6114 используются для из- мерения только температурь! воздуха в по- мещениях. Термопреобразователи ТСП-5071 и ТСП-712 имеют модификации с двумя чув- ствительными элементами, которые подклю- чаются к разным вторичным приборам или регулирующим устройствам. Изготовитель: Луцкий’ приборостроительный завод. Монтаж термоэлектрических преобразо- вателей и термопреобразователей сопротив- ления осуществляется с помощью патрубков (бобышек), привариваемых к трубопроводам, бакам, и штуцеров на защитной арматуре. Преобразователи устанавливаются на трубо- проводах перпендикулярно потоку или под углом (или на изгибе) навстречу потоку. Ра- бочий спай термоэлектрического преобразо- вателя должен находиться на оси потока. Длина рабочей части термопреобразователя сопротивления должна превышать радиус трубопровода на 50 — 60 мм. На трубопрово- дах малого диаметра для установки пре- образователей необхо шмо предусматривать cool ветс т ву тощее расширение. 56
Таблица 65 Техническая характеристика термопреобразователя сопротивления Марка термопреоб- разоватетя Гра туи ровка Пре теч измерения С Максима чь ное ча в че- лне МПа Пока затечь тепловой инерции с Д вша мои гажной части мм Способ крепчения ТСМ-5071 23, 24 - 5() - + 1 50 0,4 6,4 20, 40 120, 160 200, 250 320, 400 500 Без штуцера или со in iynepoM М20 х 1 ТСМ-6097 23, 24 — 50 — + 1 50 0,4, 4 4, 30 80, 100 120, 160 200, 250, 320 500 1 leno хвижпыи шгу цер М20 х 1 5 короб- ки С КО ТОДКОИ [ 1Я зажимов проводов не I К М-8012 23 0-5() 0 1 240 108 х 65 х 16 (габариты) Виты М4 К М 6114 23 -5() - + 100 0,1 120 110 (общая) 1(11 5071 21, 22 -200 - - +600 0,25, 0,4 6,4 40 120 160 200 250 320 500 Без штуцера К 11-712 21 -50 - 1-400 2,5 15 60, 80, 100, 120 160, 200 250, 320 400 500 Н еп одв иж н ый ш гу цер М20х 1 5 пча вающий штуцер 1(11 6097 21, 22 -50- +150 -50 - +250 0,4, 4 9, 30 80, 100, 120, 160 200, 250, 320. 500 Неподвижный шту- цер М20х 1,5, короб- ки с колодкой для зажимов проводов не г Для преобразования сигналов в уни- фицированные ею налы постоянного тока О 5 мА выпускаются измерительные пре- i >1 >рд юва i ели ПТ-ТП-68 и ПТ-ТС-68 и дру- I не нормирующие преобразователи Погреш- ит ii. преобразования — 1 % Изготовитель О1И.ИПЫИ завох «Энергоприбор» (г Москва) Измерение давления и перепада давлений И1мсрепие давления и перепада давле- нии утес (вляется с помощью манометров п шффсрепциальных манометров По прин- ципу П1мерения эти приборы подразде- iiiiniiH па пзе [руппы с упругими чувстви- н п.пымп шсмеиыми (деформационные) и * и ikih I иые Приборы с упругими ч у в - । I и и । ( >i |. н ы м и ) цемента ми могут (•ни i 1р\бчаюи манометрической пружи- нил mi мор.шиые сильфонные Выпускаются HpiiOi.pii i 1111ЧС111ЫМ устройством без вы- • н|и| । i hi л,нш показывающие и самопи- нпппн in । пнче1ных устройств с этектри- |н । hi ин шым сигналом, с отсчетным устройством и элек i рнческим выходным сиг- налом Техническая характеристика прибо- ров с упругими чувсгвитс юными элемента- ми приведена в табл 6 6 Привохы диаграмм для самопишущих манометров такие же, как и для самопишущих термометров (см табл 6 2) Напряжение электроконтактно! о устройства ЭКМ-IV — 220 В переменного или постоянною гока разрывная мощное ib контактов 100 В А Приборы жидкостные, испо и. зуемые в водяных тепловых сетях, moixi быть поплавковые и с видимым уровнем Техническая характеристика поплавковых приборов (дифманометров) привс ина в табл 6 8 (в обозначении типа прибор! бук ва Р не указывается) а характерце шка при боров с видимым уровнем привс тепа в табл 6 7 Перед манометрами обязательна ycia новка трехходового крана а у мена пзмсре ния — кчапана При выборе манометров с ц дует учитывать, что верхнее значение шка па должно превышать максима льну ю ветчину измеряемого давления при плавно изменяю щейся нагрузке в 1,5 раза и при резко ко ц.
Таблица 6.6. Техническая характеристика приборов с упругими чувствительными элементами для измерения давления (перепада давлений) Наименование Тип, модель Класс точ- ности Диаметр корпуса или ибариты. мм Предел измерения, МПа И 31 О ЗОВИ)С и> Манометры общего назначения показы- вающие ОБМ1-ЮО 2,5 100 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4 Томский мано- метровый завод ОБМ1-160 1,5 160 МП-5 1,5 250 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4 Манометры образ- цовые показывающие МО, 11201 МО, 11202 0,4 160 0,1: 0,16, 0,25; 0,4; 0,6; 1, 1,6; 2,5; 4; 6 Завод «Мано- мсзр» (г. Москва) Манометры самопи- шущие с трубчатой пружиной МТС-711. МТС-712 1 280 х 340 х 125 0,06; 0.1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6: 1; 1,6; 2,5; 4 и выше Завод «Теплокон- । ро иь» (г. Казань) Манометры самопи- шущие с трубчатой пружиной двухзапис- ные МТ2С-711 МТ2С-712 1 280 х 340 х 125 Манометры электри- ческие бесшкальные с дифференциально- трансформаторным выходом мэд 22364 1; 1,5 160 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6 Завод «Мано- метр» (г. Москва) мэд 22365 1; 1,6; 2,5; 4 Манометры пружин- ные электрические бесшкальные с вы- ходом 0—5 мА мпэ 1 212 х 240 х 190 4 и выше Завод «Теплокон- троль» (i. Казань) Манометры пружин- ные показывающие сигнализирующие двухпозиционные ЭКМ-IV 1,5 160 0,1; 0,16; 0,25; 0.4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4 и выше Томский мано- метровый завод Манометры показы- вающие с электри- ческой дистанцион- ной передачей МП4-У1 1; 1,5 160х 130 Завод «Теплокон- троль» (г. Казань) Манометр мембран- ный электрический бесшкальный с вы- ходом 0—5 мА ммэ 1 240 х 210x223 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5 Дифманомеры мем- бранные электриче- ские бесшкальные с выходом 0 — 5 мА дмэ (перепад) 1; 1,5 538 x 268x 362 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160, 250; 400, 630 кПа То же 58
Продолжение табл. 6.6 Наименование Тип, модель Класс точ- ности Диаметр корпуса или габариты, мм Предел измерения, МПа ' Изготовитель Дифманометры мем- бранные электриче- ские с выходом 0 — 5 мА ДМ-Э1 1; 1,5 351 х 315x675 0,16; 0,25; 0.4; 0,63; 1 кПа Завод «Теплопри- бор» (г. Рязань) ДМ-Э2 1; 1,5 345 х 253 х 500 1; 1,6; 2,5; 4; 6.3 кПа Дифманометры силь- фонные электрические с выходом 0 — 5 мА дс-эз 0,6 480x270x225 4; 6,3; 10; 16; 25 кПа ДС-Э4 1 40; 63; 100; 160 кПа ДС-Э5 1,5 250; 400; 630 кПа I а блица 6.7. Техническая характеристика жидкостных приборов с видимым уровнем для измерения давления (перепада давления) Наименование Марка Класс точ- ности Цена деления Предел измере- ния, кПа Предель- ное рабо- чее давле- ние, МПа Габариты, мм Дифманометр двух- трубный стеклянный ДТ-5 1,5 10 Па (1 мм) 2,6 0,5 635 х 240 х 165 ДТ-50 1,5 0,25 кПа 150 5 1130х290х 165 И поговитель. Дубненский завод счетных машин (г. Лубны). блющейся — в 2 раза; минимальное изме- ряемое 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 давле- ния, электромагнитными (индукционными) расходомерами и скоростными счетчиками (интеграторами), показывающими массу или объем воды, прошедшей через прибор за ка- кой-либо промежуток времени (час, сутки и т. д.). Расходомеры переменного перепада давления являются измери- тельными комплектами, состоящими из су- жающего устройства, дифференциального манометра, соединительных трубок со вспо- могательными устройствами (уравнительные сосуды, клапаны и др.) и вторичного при- бора. В тепловых сетях применяются стан- дартные сужающие устройства — нормаль- ные диафрагмы, не требующие индивиду- альной градуировки. Основные данные и методика расчета стандартных сужающих устройств приведены в «Правилах измерения расхода газов и жидкостей стандартными су- жающими устройствами» РД50-213-80 Госу- дарственного комитета СССР по стандар- там. Диафрагмы изготовляются на заводах по данным заказчика в специальном опрос- ном листе, заполняемом им и являющимся юридическим документом заказа. Диафрагмы — камерные типа ДК. в ко- торых отбор давлений осуществляется из кольцевых камер, чем обеспечивается боль- шая точность и удобство измерения, и бес- камерные типа ДБ, в которых отбор дав- лений осуществляется через отдельные от- верстия. 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, сильфонные). быть измерительным прибором или датчи- Техническая характеристика дифмано- ком. По принципу действия дифманометры метров приведена в табл. 6.8 — 6.10. могут быть жидкостными (поплавковые) Верхний предел измерения по шкале Таблица 6.8. Техническая характеристика поплавковых дифманометров-расходомеров (заполнитель поплавкового сосуда—ртуть) Тип Наименование Предельные перепады давления, кПа Ста।ическое давление измеряемой среды, МПа Olпоипа я по- 1 ройное 1 1.. верхпоо предела и1мерсппя ДП-710Р Самопишущий, привод диаграммы электрический 6,3: 10; 16; 25; 40; 63; 100 25 ± 1,0 ДП-710чР То же. но привод от часо- вого механизма ДП-712Р Самопишущий с интегра- тором ДП-78ОР Показывающий ДП-781Р То же с интегратором ДП-778Р То же с сигнальным ус- тройством Изготовитель: завод «Теплоконтроль» (г. Казань). Применение в открытых системах теплоснабжения и в системах горячего водоснабжения расходо- меров с ртутным заполнителем не допускается. Таблица 6.9. Техническая характеристика мембранных дифманометров-расходомеров Марка дифмано- метра Наименование Пределы измерения перепада давления, кПа Выход- ной сигнал Класс точ- ности Допусти- мое дав- ление измеряе- мой сре- ды. МПа С какими ус- тройствами ис- пользуося Изготовитель ДМ-3564 Невзаимоза- меняемый 1.6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63 и выше - 1,6 6.3 Вторичные приборы вмд, ДС1 Завод «Ма- нометр» (г. Москва) ДМ-23573 Взаимозаме- няемый 0-10мГ 1 : 6.3 Вторичные приборы КСД2; регу- лирующие устройства МЗТА ДМ-ЭР1 ДМ-ЭР2 Взаимозаме- няемый с квадратич- ным преобра- зователем 1,6; 2.5; 4; 6,3; 10 0—5 мА 0-20 мА постоян- ного тока 1; 1,5; 2.5 0,25 Агрегатные комплексы ГСП Завод «Теп- лонрибор» () Рязань) 10; 16; 25; 40; 63 1; 1,5; 2,5 1 ДМ-ЭР 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63 и выше 0— 5 мА постоян- ного тока 1,5 40 Pei улирую- щие yci poiici- ва МЗТА (РС29.1) Завод «Теп- IOKOII 1- ро । н.» О Кашнь) 60
Таблица 6 10 Техническая характеристика сильфонных дифманометров-расходомеров Марка Наименование Пре ге 1ы измере! ия псрепа ча дав тения кП 1 Кп кс 1 04 ности lolIVCl И мое мв 1ение и змсряе мои сре ды МПа С какими ус 1ропсГВ1МИ пело 1ьз\ется И зготовите ib ДС-ЭРЗ Бесшкальный с электрическим датчиком по- стоянного тока 4 1,5 10 Агрегатные комптекс ы ГСП Завод «Теп то прибор» (г Ря- зань) 6 3 10 16 25 1 1 5 ДСЭР 100 ДС ЭР-160 ДС ЭР-250 Д( ЭР 400 Бесшкальный электрический 1 1,6, 2 5 4 1 5 0 025 Регулир}ю шие устрой- ства МЗТА (РС29 1) Завод «Тепло- контроть» (г Казань) ДС п 71 Показывающий 6 3 10 16, 25 40, 63 1, 1 5 16 - То же Д( II 71 Ин Го же с и нгеч ри- тором Д< П 71Сг Го же с сигналь- ным устройством ДСС-71 1 ДСС-712М Самопишущий ДСС-711 Ин То же с интег ра- тором ДСС-71 1 Ин-2С То же с интегра- тором и допо 1- нитетьной за- писью давдения гифмаиометров-расходомеров выбирается из ря га А = а 10" i те u = 1 1,25 1,6,2 2,5 3,2 4, 5, 6 3 8, и — не юе число (больше или меньше нудя) ити путь Единицы измерения кг/ч, т/ч, м3/ч Элемромагнитные (индукци- онные) расходомеры применяются для измерения расхода жидкостей с удель- ной электропроводноегью не менее 10 3 См/м при условии отсутствия в них ферро магнитных частиц Из выпускаемых промышленностью ин- дукционных расходомеров в тентовых пунк- тах потребите чей применяется расхо юмер ИР-51 Талтинского приборостроитетьного завода Прибор состоит из датчика (первичною преобразователя расхота), устанавливаемого на трубопрово ie, и измерительного блока монтируемого на щите контроля Датчики выпускаются с условными проходами Dy и верхними преде шми измерений G, р Dy мм 10 15 25 50 80 Gnp м1 ч 0 32-2 5 0 8-6 2-16 8 60 20 160 Dy мм 100 150 200 300 Gnp м3 ч 32 250 80-600 125-1000 320-'’500 Основная погрешность приборов 1 % Максимальная рабочая температура изме- ряемой среды чтя датчиков с резиновым покрытием 70 С с гмалевым покрытием 150 С Максимальное рабочее давтение 2 5 МПа Измеритетьныи блок имеет шкату отградуированную в процентах, и на выхо- де - унифицированный сигнал постоянного тока 0 — 5 А В настоящее время заводом ocboqh расходомер ИР-61 Скоростные счетчики и рас- хо i и м е р ы в о г ы различаются по тип\ чувствитетьного гпемента (крыльчатые т\р бинные) и температуре измеряемой во (ы (ко точная торячая) Техническая характерп стика счетчиков во ты крыльчатых типа УВК и турбинных типов ВТ (до 30 С) и BIГ (то 90 С), выпускаемых Кировобадским при- боростроительным заводом, предстшдена в табд 6 11 В настоящее время освоен вып\ск новых типов во досчетчиков — крыльчатых типа ВСКМ диаметром 20 — 40 мм и турбинных СТВ (для холодной воды) и СТВГ-1 (тля го- рячей воды) Монтаж сужающих устройств на трубо- проводах и обвязка дифманометров соедини- тельными диниями должны осуществляться сотласно 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 Счетчики крыльчатые типа Счетчики турбинные типа УВК-20 УВК-25 УВК-32 УВК-40 ВТ-50, ВТГ-50 ВТ-80, ВТГ-80 ВТ-100, ВТГ-100 ВТ-150. ВТГ-150 Диаметр услов- ного прохода, 20 25 32 40 50 80 100 150 мм Предел изме- рения, м3/ч: 150 номинальный 1,6 2,2 3,2 6,3 15 42 70 (при потере давления 0,01 МПа) наименьший 0,06 0,08 0,10 0,17 1,6 3,0 4,5 7,0 наибольший 2,5 3,5 5 10 30 84 140 300 (не более 1 ч в сутки) Порог чувстви- тельности, 0,025 0,035 0,05 0,10 0,7 1,2 2 3 М3/ч Допустимая нагрузка за сутки, м3 17 25 35 70 290 965 1440 3000 Диапазон расходов при погрешности: + 5 % (не более) 0,06- 0,08- 0,10- 0,17-1 1,6-4 3-8.4 4,5-14 7-30 0,25 0,35 0,50 ±2% (не более) 0,25-2,5 0,35-3.5 0,5-5 1-10 4-30 8,4-84 14-140 30-300 до диафрагмы и после нее. Длина их зависит от модуля диафрагмы и вида местных со- противлений. При необходимости возможно сокращение длин прямых участков до диа- фрагмы (но не менее 10 £>). При этом дол- жны быть учтены дополнительные погреш- ности в показаниях приборов. Датчик индукционного расходомера ИР-51 может устанавливаться как на гори- зонтальном, так и на вертикальном трубо- проводе при условии его полного заполне- ния водой. Датчик с измерительным бло- ком соединяется экранированным кабелем в стальной заземленной трубе, расстояние между ними — не более 100 м (до 5-Ю-2 См/м) и 10 м (до 10~3 См/м). При установке скоростных счетчиков воды тре- буется 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 тепло- вой энергии, отпущенной из теплоисточника 62 и потребленной теплопотребляющими уста- новками, осуществляется тепломерами и теплосчетчиками. Таллинским приборостроительным заво- дом выпускается комплект приборов, кото- рый состоит из индукционного расходомера ИР-61. дв}х термометров сопротивления ТСП-5071 и блока обработки сигналов (БОС). В данном комплекте тепломер — однопоточный, двухточечный. Разность тем- ператур измеряется термометрами сопро- тивления. Температура измеряемой среды 60— 150"С и 30 —70°C. Пределы измерения расхода воды и диаметр условного прохода соответствуют данным расходомера ИР-61. Блок обработки сигналов включаег цифро- вой интегратор. Киевский опытный завод «’Энглов» из- готовляет измерители расхода i оплоты ИРТ-30, состоящие также иг расхо юмера воды (электромагнитного или лифманомет- рического), двух термомег ров coiipoi ивлепия ТСМ-5071 градуировки 100М в подающем и обратном трубопроводах и >лек тропного счетно-решающею устройства.
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 ме- стах, удобных для обслуживания и наименее подверженных, вибрациям и влиянию мощ- ных источников электромагнитных полей (электродвигателей и др.). 6.3. Приборы автоматического регулирования и автоматические регуляторы Основные типы автоматических регуляторов Авюматические регулирующие устройст- ва служат для регулирования теплового и । ндравлического режимов работы тепловых се1ей и теплопотребляющих установок. Регулятор и объект регулирования со- С1авляют систему автоматического регули- рования (САР), которая может осуществлять pei улирование по отклонению ре1улируемо- lo параметра, по компенсации возмущения (ншрузки обьекта/ и комбинированное — по О1клонению и но возмущению. По реализуемому закону регулирования ре1учя1оры могут быть астатическими (ин- ICI ральпымм, обозначение закона — И), стати- ческими (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 (не- прямого) действия — электрическими и гид- равлическими. В тепловых пунктах до недавнего вре- мени 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 регулирования с пони- женной точностью. Точность их работы в значительной мере зависит от качества наладки на рабочем месте. В последние годы в связи с необ- ходимостью 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 точ- ные электрические (электронные) регуляторы и исполнительные устройства. Техническая характеристика автоматичес- ких регуляторов (или приборов, состав- ляющих комплект регуляторов) приведена в табл. 6.13. Регуляторы прямого действия гидравлические Чувствительным элементом регуля- торов типа РД и РР является силь- фон. Чугунный корпус регуляторов рассчитан на давление 1 МПа. Регуляторы монти- руются на трубопроводе вертикально силь- фонной камерой вверх, характеристика их приведена в табл. 6.14. Регуляторы типа УРРД вы- пускаются заводом «Теплоприбор» (г. Улан- Удэ), рассчитаны на условное давление 1,6 МПа и температуру регулируемой сре- ды до 180 °C. Зона нечувствительности составляет 1 — 2,5%, зона пропорциональ- ности — 12 — 20% верхнего предела настрой- ки, 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 (5 %). Коэффициент пропускной способности и мас- са 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 трубо- проводах холодной воды для регулирования давления «после себя». Рабочее давление 1,6 МПа. Характеристика регуляторов пред- ставлена в табл. 6.15. По данным табл. 6.15 для заданного диапазона регулируемого давления выби- раются номер исполнительного механизма и масса груза. Для горячей воды из-за гро- моздкости и неплотности клапанов эти ре- гуляторы не применяются. Регуляторы прямого действия манометрические Ре1уляторы температуры ти- па РТ имеют диаметры условного прохода 15, 20, 25. 32, 40, 50, 70. 80 мм. Коэф- фициенты пропускной способности соответ- ственно этим диаметрам 2.5; 4; 6, 10; 16, 25; 40; 60 т/ч. Длина капилляра может 63
Таблица 612 Типы и характеристика вторичных приборов Измеряемая величина Первичным прибор ичп преобразова1ель Наименование вторичною прибора Тип вторичного прибора Класс точности Преле 1ы измерения Из1 отовитель Температура • Термоэлетрический преобразователь (см табл 6 !) Милливольтметр показы вающий Ш4500 М-64 1 1 5 По ГОСТ 9736-68 ПО «Электро- прибор» (i Ереван) Милливольтметр показы- вающий и регулирующий Ш4501, М 64-02 Потенциометр электрон- ный показывающий и са- мопишущий (запись на ленточной диаграмме) КСП-2 (число то- чек измерения 1 1 6 12) По показаниям 0,5, по записи 1 При градуировке ХК - 50 - 4 50 °C -50 - +100 -50 - + 1>0 -50 - +200 0-100 0-150 0-200 С при градуировке ХА 0 - 400 °C Завод «Львов- прибор» (1 Львов) Потенциометр электрон- ный показывающий и са- мопишущий (запись на складывающейся диаграм- ме) КСП-4 (число то- чек измерения 1, 3 6 12) По показаниям 0,25, 0,5, по за- писи 0,5 Термопреобразователь сопротивления (см табл 6 5) Логомегр Ш69000, Л-64 1 5 по ГОСТ 9736 68 ПО «Электро- прибор» (г Ереван! Логометр с pei улирующим устройст вом Л-64-02 Мост электронный показы- вающий и самопишущий (запись на ленточной диа грамме) КСМ-2 (число то чек измерения 1 3, 6, 12) По показаниям 0,5 по записи 1 При градуировке 53 -50 - +50 °C -50 - + 100 0-50 0-100 0-150 0- 180 50-100 °C Завод «Львов- прибор» (i Львов) Мост электронный показы- вающий и самопишущий (запись на складывающей- ся диаграмме) КСМ-4 (чисто то чен измерения 1 3, 6. 12) То же При градуировке 100М -50 - +50 °C -50 - + 100 Завод «Мано- метр» (г Мос- ква)
Водяные теп.ювые сети То же То же То же Давление, пе- репад давле- ния, расход, уровень Манометр МЭД (см. табл. 6.6) Дифманометр ДМ-3564 (см. табл. 6.9) Прибор показывающий с ди фферен циал ьно-транс- форматорной схемой Прибор показывающий и самопишущий с дифферен- циаль но-трансфо рма тор- ной схемой Дифманометр ДМ-23573 То же
То же Т ? же -25 - -г 25 0-25 0-50 0-100 0-150 50-100 0-180 °C То же При градуировке 10П 0-300 °C При градуировке 46: -70 4- +180 °C 0-100 0-150 0-200 °C При градуировке 100П: -90 4- + 50 ПС -70 4- +180 -25 + +25 0-50 0-100 0-150 0 — 200 С ВМД 4882-12 для расхода; ВМД 4882-00 для давлений 1 Согласно стан- дартному ряду для давлений, расхода, уровней Завод «Авто- матика» (г. Ки- ровакан) ДС-1 1 То же Завод «Мано- метр» (г. Мос- ква) КСД-2 (КСД-002 для расхода; КСД-001 для дав- лений) По показаниям 1; по записи 1 То же . Завод «Львов- прибор» (г. Львов)
Таблица 6.13. Автоматические регуляторы, применяемые в сиоемах теплоснабжения и отопления Типы регуляторов или приборов, входящих в комплект регуляторов, при различных принципах их действия Параметр pei улирования Прямого действия Косвенного действия Гидравли- ческие Манометри- ческие Гидравлические Электрические Датчик, регули- рующий прибор Исполни- тельное устрой- ство Датчик Регули- рующий прибор Исполни- тельное устройство Давление воды РД — РД-За, односи- льфон- ная сборка РК-1 ММЭ; МЭД или ДМ-Э; ДС-Э (см. табл. 6.6) Р25.1; РС29.1 25ч939нж; МЭО и др. УРРД УРРД РП4-У 21ч10нж РП4-П Расход, пере- пад давлений РР РД-За, трехси- льфон- ная сборка РК-1 ИР-61; диафрагма и ДМ-23573 или ДМЭР (см. табл. 6.9); ДМЭ (см. табл. 6.6) Р25.1; РС29.1 УРРД (с диа- фраг- мой для расхо- да) УРРД РП4-П РП4-У Температура воздуха в отап- ливаемых по- мещениях — РТК-2216 — ТСМ (см. табл. 6.5) Т-48; Т-48М ЭРТ-1 РТЭ Температура воды на отоп- ление согласно отопительному графику РТ-2217 ТСМ Р25.2; РС29.2 Т-48; Т48М 25ч939нж; МЭО и др. РТ-2217-ЭР ЭРТ-1; ЭРТ-5 «Электроника Р-1М»; ЭРСА; САРТ Температура воды на горя- чее водоснаб- жение РТ РТ-ДО, РТ-ДЗ ТРБ-2 РР ТСМ Р25.2; РС29.2 25ч939нж; МЭО и др ТМП РК-1 РП4-Т УРРД РТЭ РТБ «Электроника Р-2» быть 1,6; 2.5, 4. 6 и 10 м. Пределы настройки pei у пирования 0-40; 20 — 60 ; 40 — 80; 60-100; 100 140; |40-180°С. Условное давление 1 МПа ( пя диаметров 70 и 80 мм 0,6 МПа). Зона нечувствительности — не более 1 °C. Зона пропорциональности — не более 10°C. Точность регулирования зависит также и от темпера гуры теплоносителя, что является недосгшком этих регуляторов. Изготовитель — сафоновский завод «Теп локонтроль». ПО «Промприбор» (г. Орел) разработаны регуляторы PT-ДО и РТ-ДЗ (взамен pei \ ляторов типа РТ), которые имеют бон, широкий диапазон настройки (от 0 ! 180 °C) и являются ремонтопригодными Регуляторы температуры при мого действия РТ-2217 и РТК-.”1' 66
Рис. 6.1. Схемы включения гидравлических регуляторов прямою действия типа УРРД при регулировании: а — давления «после себя», б — давления «до себя»; в — расхода, ДШ — дроссельная шайба I пблица 6.14. Техническая характеристика pci уляторов прямого действия типа РД и РР Марка регуля- тора Диаметр услов- ного прохода, мм Зона нечувстви- тельности, кПа Коэффициент пропускной спо- собности т/ч Рекомендуемый расход воды, Т/Ч Масса, кг РД-50 50 10-18 19 0-12 30 1’Д-КО 80 10-18 44 12-45 88 РР 25 25 5 5 0-21 11 |»|*-40 40 5 12 2,1-4 21 РР 50 50 5 22 4-8 30 РР КО 80 5 52 8-25 88 РР 100 100 5 83 25-60 113 цредшнначены для регулирования отпуска 1ЯНЛ01Ы системам отопления жилых, об- щее I исннг.гх и производственных зданий. Регулирующий орган может быть двухходо- вым проходным (ДП) или трехходовым смесительным (ТС). Регулятор РТ-2217 имеет два датчика — температуры воды на отопление и темпе- ратуры наружного воздуха, осуществляет регулирование по принципу компенсации возмущения и обеспечивает регулирование температуры воды по отопительному гра- фику с параметрами от 85/70 °C до 115/70 °C. Регулятор РТК-2216 имеет три датчика: два — температуры воздуха в двух пред- ставительных помещениях здания и один — температуры наружного воздуха (корректи- рующий датчик, действие которого прояв- ляется лишь в переходный период отопи- тельного 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 Данные для выбора исполнительного механизма Данные для выбора регулятора Днипнзон р*1 у тируемого диилсиия. Ml In Диапазон диаметров условного прохода, мм № Диаметр, мм Масса, кг Масса груза, кг Диаметр устов- КОГО прохода, мм Масса регулятора, кг т/ч 21ч10нж 21с10нж 0.1 5 0.65 3 385 20,5 12 40 60,6 62 25 O.ftS 0,85 3 385 20,5 17 50 61,3 66,7 40 U.N1 1,0 3 385 20,5 21 80 77,5 83,3 100 1,0 2,0 40-200 2 235 8 8 100 89,6 101,2 160 2,0 2.5 2 235 8 11 150 131,9 152,4 360 J.5 V5 2 235 8 18 200 244,3 282 640 1 1 s 2 235 8 30 5 M 40-150 1 195 5 17 В табл. 6.14—6.18 коэффициент 200 2 235 8 17 — коэффициент пропускнойспо- сооности численно равен расходу h 40- 150 1 195 5 21 через полностью открытый клапан Hi |l 1 195 5 30 при перепаде давлений на нем 0,1 МПа 6/
Таблица 6.16. Техническая характеристика регуляторов темпера1уры прямого действия РТ-2217 и РТК-2216 Марка perулятора Диаметр условного прохода, мм Диапазон настройки, "С, при наружной температуре, "С Зона нечувст- вительно- сти, С Зона пропор- ционально- сти. °C Посюян- ная времени, с Коэффициент пропускной способности, т/ч от — 40 до - 15 0 РТ-2217-ДП РТ-2217-ТС 25; 32; 40; 50; 65 От 85 до 115 От 45 до 70 1,6 10 (при ходе 3,5 мм) 100 6,3; 10; 13,5; 16; 25 (соот- ветственно диаметрам) РТК-2216-ДП РТК-2216-ТС 18-24 0,5 60 Таблица 6.17. Технические данные клапанов РК-1 Наименование Диаметр условного прохода, мм 50 70 80 150 200 250 300 350 400 500 600 700 Я\., т/ч 25 50 60 250 400 600 900 1200 1600 2500 3600 4900 Масса, кг 46 52 55 204 314 356 501 614 1110 1138 1982 2296 Допускаемая протечка при перепаде 0,1 МПа, % Kv 0,01 0,005 Изготовитель Завод «Теплопри- бор» (г. Улан- Удэ) 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 регули- рующих органов и комплектная поставка регуляторов РТ-2217 и РТК-2216 — завод «Теплоприбор» (г. Улан-Удэ). Регуляторы косвенного действия гн драв ли ческие Реле давления РД-За является изме- рительно-управляющим устройством и рас- считано на работу в комплекте с регу- лирующими клапанами, оборудованными мембранно-пружинным исполнительным ме- ханизмом 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 пропорциональ- ности — до 6% верхнего предела настройки; зона нечувствительности — 0,5 % верхнего предела настройки. Ре1улирующий клапан РК-1 яв- ляется односедельным запорно-регулирую- щим исполнительным устройством. По схе- ме сборки золотника клапан РК-1 можег быть 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 сре- ды — до 1,6 МПа и до 200°С, управляю- щее давление 0,03 — 1 МПа, остальные техни- ческие данные приведены в табл. 6.17. Термореле ТРБ-2 (конструкции Мос- энерго) является также измерительно-управ- ляющим устройством, но рассчитано на работу только в комплекте с клапаном типа РР (в связи с малым объемом его надсильфонной камеры). Изготовляется заво- дом «Сантехоборудование» (г. Москва), заво- дами «Коммунальник» (г. Гомель, г. Рига). Да1чик> температуры мало- инерционный типа ТМП является из- 68
Рис, 6.2. Схемы включения гидравлических регуляторов косвенного действия при регулировании: и лпнчспия «после себя», б — давления «до себя», « — перепада давлений, /—реле давления 1'Д '‘I, олиосильфонная односопловая сборка, нормально-открытый клапанок, 2 — то же, нормально- iiupi.iIi.iй клапанок; 3 — реле давления РД-За, грехсильфонная односопловая сборка, нормально- открытый клапанок; 4 — регулирующий клапан РК-1 нормально-открытый м₽ри1С1||.но-управляющим устройством, рас- t'Mii । ш гным на работу с клапанами с мембранным гидроприводом типа РК-1, УРРД Характеристика прибора ТМП: дав- ление ретушируемой среды 1,6 МПа, диапазон настройки - от 10 до 150 °C, зона пропор- iIHoiiii ii.iioc г и — до 6°С, зона нечувствитель- ное । и до 0,5 °C, давление рабочей среды — in 0,2 до I МПа. Изготовитель — завод н 1₽11’1<1нрибор» (г. Улан-Удэ). I* г । у и я т о р температуры блоч- И ы II । и и а РТБ состоит из датчика ТМП н pei у пирующего смесительного клапана Рк< н применяется в открытых сетях. Р*м у нм юр обеспечивает pei улирование путем ноимгнннпания сетевой воды к обратной и шиш ту системы отопления от опорожнения нрн би тыном водоразборе. Изготовитель — «айн । « I сн нонрибор» (г. Улан-Удэ). 1Чм уляторы косвенного действия электрические I'ti у пирующие приборы типа Р'1 1*1 нынускаются в нескольких моди- •!<»«*чинш Приборы Р25.1, РС29.1 в комплек- те с датчиками давления ММЭ, МЭД, ДМ-Э или ДС-Э выполняют функции регу- лятора давления, в комплекте с датчиками расхода ИР-51, ДМ-23573 или ДМЭР (с сужающим устройством) — функции регуля- тора расхода, а с датчиком ДМЭ — функции регулятора перепада давлений. Приборы Р25.2, РС29.2, укомплектован- ные одним термопреобразователем сопро- тивления ТСМ-5071, применяются как регу- ляторы температуры воды на горячее водо- снабжение, а в комплекте с двумя термо- преобразователями сопротивления ТСМ-5071 и ТСМ-6114 —как регуляторы температуры воды на отопление зданий /пол сог таено заданному отопительному графику /||ОД = = / (GJ- 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 итод- рома 5 — 500 с; минимальная юна нечув- ствительности ±0,2 Ом (для Р25.2), выход- ной сигнал для управления исполнитель- ным устройством — напряжение 24 В постоян- ного гока от внутреннего источника иди АО
к задатчики программного устройства <0 s от ИР-51 W- 12 14 16 18 2022 24 26 БСД 27 23 25 1 2 29 12 14 1618 20 22 24 26 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) Гн — датчик температуры наружного воздуха гпод — то же подающей воды на отопление г^р — то же обратной воды из системы отопления Гверх г£из — датчики температуры внутреннего воздуха в помещениях верхних и нижних этажей здания G - датчик расхода воды НП - нелинейный преобразовате щ на базе прибора БСД — блока суммирования и демпфирования ПТ ТС-68 нормирую- щий 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 Мас- са — 5 кг Изготовитель приборов Р25, РС29 — Московский завод тепловой автома- тики Аналогичные модификации и функции имеют регулирующие приборы типа РП4У, РП4П и РП4-Т Чебоксарского завода электрических и исполнительных ме- ханизмов Приборы РП4-У могут осуществ- лять регулирование расхода сетевой воды на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха Гн Для этого к входам 70
прибора подключаются датчик расхода (ИР-51) с выходом 0 — 5 мА, термопреобра- юватель сопротивления (с инерционным устройством) через нормирующий измери- юльный преобразователь (ПТ-ТС-68) и не- линейный преобразователь с выходом 0-5 мА, реализующий требуемую зависи- мость (см. рис 6.3,6). Приборы регулирующие Т-48 (снятые с производства) и Т-48М (выпускае- мые взамен Т-48) mhoi офункциональные и предназначены: для регулирования разности температур воды в подающем гпод и обратном fO6p ।рубопроводах отопления или только в по- дающем (обратном) трубопроводе зданий в нтнеимости от температуры наружного нощуха гн — приборы Т48-1 и Т48-1Б; I48M-1; приборы Т48-2 и Т48-2Б, приборы 148-5 и Т48-5Б, приборы Т48М-2 — то же, чю и приборы Т48-1, но дополнительно с коррекцией по температуре внутри по- мещений, усредненной по нескольким (до восьми) датчикам температуры; приборы Т48-3 и Т48-ЗБ (схема вклю- чения 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 поме- щений верхних Гверх и нижних ГвИЖ этажей или противоположных фасадов, соответствен- но 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 темпе- ратуры 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 мультиплекс- ным 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 темпера- туру 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 ре- гулирование. В качестве датчиков приме- няются медные термопреобразователи сопро- тивления градуировки 23. Масса прибора Т48 16 кг, Т48М — 8 кг. Изготовитель — Могилев-Подольский приборостроительный завод. Регулятор температуры типа ЭРТ-1 осуществляет регулирование темпе- ратуры воды на отопление согласно ото- пительному графику с коррекцией по темпе- ратуре воздуха в четырех контрольных поме- щениях, а регулятор ЭРТ-5 - поддержание разности температур подающей и обратной воды в зависимости от температуры наруж- ного воздуха. В качестве датчиков исполь- зуются медные термопреобразователи сопро- тивления градуировки 50М, поставляемые комплектно с регулятором Масса прибора 2,7 кг. Изготовитель — Moi и.iee-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 отоп- ление 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 автомати- зированные элеваторы, состоящие из авто- матического регулятора и регулируемого элеватора (с регулируемым соплом, с регули- руемым байпасом, двухсоплового). С элева- тором с регулируемым соплом выпускаются: электронный регулятор отопления «Электро- ника Р-1М» — предприятием Минэлекзрон- прома и автоматизированный элеватор ЭРСА — Экспериментальным заводом ком- мунального оборудования АКХ им. К. Д. Памфилова (г. Москва). Для дообору- дования существующих элеваторов заводом «Киевкоммунтехника» освоена система авто- матического регулирования теплоты САРТ. Регулятор температуры элек- тронный РТЭ с заслонкой ПРЗ при- меняется для зданий с непосредственным присоединением к сети бифилярных сисчсм отопления. Закон регулирования — пропор циональный. Регулятор рассчитан на разину с одним или четырьмя медными 1ерм<> преобразователями сопротивления |радуи- ровки 50М. При пофасадном peiympouaiiMH отопления здания РТЭ устанав in паси. я по одному на каждый фасад. Pmp.iboiчик — институт «Челябинск! ражданпрпск i » Для регулирования темпера i уры воздуха в приточно-вентиляционных yi пшовках мо- г ут применяться р е г у л я i < > р ы i см пера- туры электрические iiiihi ТЭ1ПЗ (двухпозиционные) и ТЭ21Н (iрехпозицион- ные с встроенным имну пи ным прерыва- телем). Датчиком являе1ся медный !ермо- преобразователь сопрей ипчепия i радуиронм! 71
Таблица 6.18. Техническая характеристика регулирующих клапанов Обозначение клапана (давление и температура регулируемой среды) Диаметр условного прохода, мм Kv< м3/ч Масса, кг Тип исполнительного механизма 25ч939нж (1,6 МПа, 250 °C) 25 40 50 80 16 40 63 160 26,9 34,1 42,3 50,0 МЭО-6,3/10-0,25 25ч940нж (1,6 МПа, 250 °C) 25 40 50 16 40 63 21,5 28,0 35,8 ЕСПА-02-ПВ 25ч914нж (1,6 МПа, 200 °C) 100 150 160-250 400-630 100 153 МЭО-16/63-0,25Р80 200 630-1000 310 МЭО-100/63-0,63Р 27ч905нж смесительный трехходовой (0,6 МПа, 150 °C) 50 80 100 27-56 34-118 40-169 46 68 90 ПР-1М 23. Технические данные: пределы настройки — от -40 до 0; —20-г +20; 0-40; 20-60; 40 — 80; 60—100; 80—120°C, зона возврата (нечувствительности) — от 0,5 до 10°C; дли- тельность импульса 0,5 — 10 с и паузы 1—300 с; основная погрешность +1 °C. Масса 2,5 кг. Эти приборы могут при- меняться и для включения и отключения насосов различного назначения по достиже- нии заданной температуры среды. Изготовитель — ПО «Промприбор» (г. Орел). Электрические исполнительные устройства Клапаны регулирующие с электромоторным исполнитель- ным механизмом являются двухседель- ными органами для изменения расхода регулируемой среды с фланцевым при- соединением. Устанавливаются на горизон- тальных трубопроводах приводом вверх. Характеристика клапанов дана в табл. 6.18. Изготовители — завод «Красный Проф- интерн» (г. Гусь-Хрустальный, Владимир- ская обл.); Чуфаровский арматурный завод (Ульяновская обл.) (25ч914нж). Для управления регулирующими орга- нами диаметром выше 100 мм клапанов Т-356, Т-366, 6с-7 и других могут быть приме- нены однооборотные исполнительные механизмы типа МЭК, МЭО (Чебок- сарского завода электрических исполнитель- ных механизмов) и типа МЭОБ и МЭОК (Московского завода тепловой автоматики), которые должны сочленяться с органами рычагами и тягами. Характеристика регу- лирующих органов и способы сочленения изложены в [112]. Исполнительные меха- низмы управляются от регулирующих при- боров 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 свя- зей с датчиками и исполнительными ме- ханизмами производится по схемам внешних соединений заводов-изготовителей и по проек- ту 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. Регулирую- щие клапаны устанавливают на горизон- тальных трубопроводах. До и после клапана трубопроводы должны иметь прямые участки длиной не менее 10£>. 6.4. Аппаратура телемеханики и телеизмерении Аппаратура телемеханики является техни- ческим средством диспетчеризации и АСДУ (АСУТП) теплоснабжения и служит для двух- стороннего обмена оперативной информа- цией между центром управления (диспет- черским пунктом) и контролируемыми и управляемыми объектами системы теплоснаб- жения. 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 выпускаемых средств телемеханики Марка аппаратуры (елсмеханики Информационная емкость, на 1 КП Cociae и структура Сты- кует- ся с ЭВМ Завод- изготовитель ТС ТУ ТР ТИТ ТИИ Г М-320 56 Суммарно 48 объ- ектов (по вызову) — 1ПУ-32КП, радиаль- ная; 1ПУ-96КП при включении трех КП в одну линию тран- зитом Нет Завод «Промав- томатика» (г. Жито- мир) 1 М-321 40 Суммарно 16 объ- ектов: ТУ (4), ТИТ (4 по вызову) и 8 ГГС (вызов громкоговорящей связи) — 1ПУ-24КП, радиаль- ная Нет 1 К 210 768 (ма! 1КГ 768 ссимал [ или 192 (токо- вое), 96 (вре- менное) ьные на 1ПКП) 192 192 1ПУ-31КП-248ПКП, радиальная на каж- дом уровне (ПУ, КП, ПКП) Да ПО «Те- лемеха- ника» (г. Наль- чик) 1 ГМ-120-1 256 1 32 1 8 1 64 (ТИТ ретранслируемых с . стоящего уровня — 160, ТУ нижестоящий уровень — 1 8 ниже- — на 28) 1ПУ-30КП, радиаль- ная, цепочечная, дре- вовидная Да ПО ЗИП (г. Красно- дар) ТМ-120-2 16 8 — 8 — 1ПУ-30КП, 1ПУ-16КП при рабо- те с ТМ-120-1, цепо- чечная Да ПО «Теле- механика» (г. Наль- чик) КТС-ЛИУС-2 Определяются при конкретном проектировании Да Харьков- ский завод КИП (СКБ САУ) Контур-23 16 8 10 1ПУ-16КП, радиаль- ная, цепочечная, дре- вовидная Да Петроза- водский завод ГУПП МЖКХ РСФСР УВТК-300 120 120 Из числа ТУ 256 128 1ПУ-99КП, радиаль- ная Да Завод «Промав- томатика» (г. Жито- мир) Примечание. ПУ — пункт управления; КП — контролируемый пункт; ПКП — периферийны! КП; ТС, ТУ, ТР, ТИТ — см. ниже; ТИИ — телеизмерение интегральное. 7
тизации и приборов Мосэнерго изготовляет- ся комплекс аппаратуры для РДП тепло- сети. 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 — тер- мопреобразователи сопротивления (см. табл. 6.5) с нормирующими преобразовате- лями (ПТ-ТС-68) с выходным сигналом 0 — 5 мА; для измерения электрической мощнос- ти — 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 автома- тического включения резервных насосных агрегатов — электроконтактпые манометры типа ЭКМ-IV (см. табл. 6.6) и датчики перепада давлений типа РКС; для сигнализации предельных значений температур в схемах контроля, блокиров- ки и включения насосов — приборы типа ТЭШЗ; для сигнализации состояния оборудова- ния (насосов, выключателей линий 6—10 кВ и др.) — блок-контакты магнитных пускате- лей электродвигателей или промежуточные реле положения выключателей, а также контакты выходных элементов устройств автоматики и защиты; для сигнализации положения электри- фицированных задвижек и регулирующих клапанов — контакты их концевых выключа- телей. Телеуправление (ТУ) и телерегулирование (ТР) осуществляются путем воздействия вы- ходных реле контролируемых пунктов теле- механики на пускорегулирующие устройства управляемых органов (задвижек, клапанов, электродвигателей насосов, задатчиков уста- вок регуляторов). На диспетчерском пункте при анало- говом воспроизведении телеизмерений ис- пользуются, 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, отпускае- мой потребителям из тепловых сетей, яв- ляется 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 кон- диционирования воздуха зданий, предназна- ченные для поддержания в помещениях заданных нормами комфортных условий. 74
н первую очередь температуры воздуха гвн, и также его состава независимо от ко- лебаний температуры наружного воздуха тн. В климатических условиях СССР под- держание заданной температуры воздуха в помещениях требует подачи теплоты в те- чение значительной части года, называемой оюпительным периодом (см. прилож. 1). Расчетная температура воздуха в помещениях г£„ определяется в основном назначением пих помещений, а в некоторых случаях ткже климатическим районом, к которому <нносится данный населенный пункт (см. примечание к табл. 7.1). Сводка значений Ч‘((. составленная по нормам проектирования жилых [28], а также основных групп общественных зданий [30 — 43], приведена в lafni. 7.1. Там же оговорены допустимые и ошимальные интервалы значений г?и для ирои шодственных помещений различных ка- кчорий в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76. ( чедус! учесть, что значения fgH по табл. 7.1 о(>1ося1ся только к помещениям, преобладаю- щим в соответствующих зданиях и оговорен- ным и ггой таблице, а поэтому они при- I tuthi.i юлько для приближенных расчетов рис ходов теплоты на отопление зданий в цечом. В соответствующих нормах указаны щмчемин для разных видов помещений И «линиях, используемые при проектировании гйгн’м оюпления в этих помещениях, а Ниже для точною определения суммарных рйеяодон |еплоты на отопление здания в целом Наиболее распространенными являются |М№1?МЫ водяного отопления, использую- ШИв и кнчсстве теплоносителя горячую воду I ритме । пой юмпературой на входе в систему lit ни.! «I 85 до 150°С. Такие системы Выполняются, как правило, едиными для всех Помещений данного здания (центральные ЦВмемы водяного отопления). Для некоторых категорий зданий норма- MB |20| допускается или рекомендуется Применение систем воздушного отопления, в gHtiipbix !снлоносителем является подавае- мый и помещения воздух, нагретый в кало- риферцх нс более чем до 45 °C, а в ка- । реющей среды используется горячая Волн । рвечешой температурой на входе I Ю IM) (’ (нодовоздушные калориферы). I in 1смы воздушного отопления мо!ут Яып. мш капральными, оборудованными 1й'1нр|н||ер||ыми установками для обслужи- вании in ex или части помещений здания, н м<х1ными с размещением калори- и |цмих отапливаемых помещениях. Ннрину i сисюмами отопления, обеспе- ЧНн0|>ч11нмн юлько заданную температуру И"<||»ч 11н мши их ipyiin зданий требуется соблюдение также других санитарно-гигиени- ческих показателей, например поддержание нормативной относительной влажности воз- духа в помещениях (обычно в пределах 30 — 65 %) независимо от поступления влаги из различных источников. Кроме того, в производственных и некоторых группах об- щественных зданий имеет место загрязнение воздуха различными вредными веществами (газами, парами, аэрозолями), предельно до- пустимые 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 поступ- ления соответствующих количеств наружного воздуха, часто с его предварительной об- работкой, должно обеспечиваться системами вентиляции этих помещений. Воздухообмен между помещениями и атмосферой осущест- вляется прежде всего за счет воздухопрони- цаемости 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 раз- ностью температур наружною и внутреннею воздуха, а также обдуванием зданий ветром. Если поступающие в результате этого в по- мещение расходы воздуха оказываются не- достаточными для поддержания его заданного состава, то инфильтрация может быть до- полнена периодической аэрацией помещения путем открытия окон, форточек, наружных дверей и т. п. Совместное использование инфильтрации в аэрации (естественная вентиляция) для жи- лых зданий обычно считается достаточным. Но естественная вентиляция не может обеспе- чить поддержания заданного состава воздуха в общественных и производственных зданиях с выделением вредных веществ. В таких случаях помимо использования естественной вентиляции требуется сооружение систем по- будительной 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 на- ружный воздух при отсутствии ею подо! ре- ва имеет в течение отопительною периода температуру существенно ниже нормативной для данного помещения, а стало быть, охлаждает его. Такое охлаждение может быть компенсировано, в частосю, дополни- тельной подачей iciuioiы oi chcicm oioiijic- 7S
Таблица 7.1. Расчетные температуры воздуха в преобладающих помещениях зданий различных групп Наименование групп !даннн по их назначению Преобладающие помещения Примечания Норма- тивный документ Наименование Расчетная температура воздуха I. Жилые здания Жилые здания квартирного типа и общежития Жилые комнаты II. Общественные зд 18 или 20 ания В зависи- мости от клима- тическот о района [28] Больницы и диспансеры Палаты для взрослых 20 — [35] Родильные дома Палаты 22 — [35] Амбулатории и поликли- ники Кабинеты врачей 20 — [35] Общеобразовательные шко- лы и школы-интернаты Классы и кабинеты 17, 18 или 21 В зависи- мости от клима- тического района [31] Детские дошкольные уч- реждения Спальни ясельных групп 20, 21 или 22 То же [30] Профессионально-т ехни- ческие, средние специальные и высшие учебные заведе- ния Аудитории 18 [32] Клубы Зрительные залы 16 — [37] Театры Зрительные залы 19-21 — [40] Кинотеа гры Зрительные залы 14 — [36] Здания конструкторских и проектных ор!анизаций Проектные талы и ком- наты 18 — [42] Здания управлений Рабочие комнаты 18 — [43] Гостиницы Номера 20 — [39] Дома быта, ателье, мастер- ские, приемные пункты Помещения для изго- товления и ремонта 18 — [41] Бани Раздевальные, душе- вые, ванные Сушильно-гладильные и стиральные цехи 25 — [41] Прачечные 15 — [41] Магазины Торговые залы продо- вольственных товаров 12 — [33] Торговые залы про- мышленных товаров 15 — [33] Предприятия общественно- го питания Залы, раздаточные, бу- фе 1 ы 16 - — [34] Спортивные сооружения Спортивные залы и катки III. Промышленные з 18 Дания [38] Производственные помеще- ния (рабочая зона) при лег- ких работах (катетории I) 20-23 19-25 Оптималь- ные зна- чения Допусти- мые значе- чения ГОСТ 12.1.005-76 То же 76
Продолжение табл. 7.1 Наименование i рупп даипй по их назначению Преобладающие помещения Примечания Норма- тивный доку мен 1 Наименование Расчетная температура воздуха tp аС 1о пей же, при । яжес 1 и работах сред- (категории Па) — 18-20 17-23 Опт ималь- ные зна- чения Допусти- мые значе- ния ГОСТ 12.1 005-76 То же 1о ней же, при 1 яжес 1 и работах сред- (категории 116) 17-19 15-21 Оптималь- ные значе- ния Допусти- мые значе- ния » » » » 1 <> 1.1 \ же, при тяжелых рабо- (к.|1сюрии 111) 16- 18 13-19 Оптималь- ные значе- ния Допусти- мые значе- ния » » » » llriioMOi агепьные здания и помещения Помещения для отдыха 18 — [45] Примечание Характеристика к тиматическнх районов СССР, в пределах коюрых прини- манием шачения расчетной температуры воздуха ГдН дтя житых и некоторых групп общественных । шипи, приве гена вместе с соопзетствуюшими каргами территории СССР в нормах [6, 20] ппя, 'но должно быть учтено при их расчете. При значительных масштабах выделения ире шых веществ или повышенных требова- ниях к составу воздуха в помещениях ючегание побудительной вытяжной и естест- венной венти 1яции обычно оказывается не- aociaiочным В таких случаях необходимо применение систем побудительной приточной пешиляции с подачей наружного воздуха в помещения вентиляторами. Системы приточ- ной вентиляции могут быть либо централь- ными (общеобменными) с подачей воздуха во все вентилируемые помещения данного зда- ния, либо местными (воздушные души, отисы, завесы). Во избежание нарушения комфортных условий нормами [20], как правило, запрещается подача в вентилируе- мые помещения наружною воздуха темпера- >урой ниже 5 °C. Соблюдение этого требования приводи] 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 отапли- ваемые помещения можно частично, а иногда и полностью, покрыть его потребность в теплоте. Такое объединение воздушно! о отоп- ления и приточной вентиляции значительно снижает капитальные вложения и упрощает эксплуатацию систем, а поэтому рекомендует- ся нормами [20] Поскольку при естественной вытяжке бесполезно выбрасывается в атмосферу вся теплота, необходимая для на1рева воздуха от его наружной температуры до нормативной в вентилируемых помещениях, более эконо- мичными являются комбинированные систе- мы приточно-выгяжной вентиляции с частич- ной утилизацией теплоты удаляемого из помещений воздуха для подогрева наружного воздуха. Такая утилизация может быть достигнута рециркуляцией, т. е. подмешива- нием забираемого из помещения воздуха к наружному воздуху, поступающему в кало- риферную установку. Возможная щепень рециркуляции, т. е. отношение расхода возду- ха, забираемого из помещений и подмеши- ваемого к наружному воздуху, к полному расходу подогреваемого воздуха, определяет- ся санитарно-гигиеническими 1ребованиями, 01 сваривающими минимальные расходы на- ружного 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 уста- новка 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 пода- ваемого воздуха не в состоянии обеспечить по тдержание заданных параметров воздуха в помещениях, предъявляющих особо жесткие требования к этим параметрам В таких случаях необходимо объединение функций систем отопления и венти1яции в е шных системах кондиционирования воздуха. Такие системы должны обеспечивать поддержание заданного состава воз ту ха, а также значений его температуры и отно- сительной влажности, зачастую различных для помещений разного назначения в одном здании, и притом не только в отопитель- ный, но иногда и в летний период. Основными аппаратами системы конди- ционирования во г чуха являются кондиционе- ры с калориферами для подогрева воздуха и контактными или поверхностными воздухо- охладите 1ями. Определение потребности в теплоте систем отопления, вентиляции или конди- ционирования воздуха базируется на анализе тепловых балансов отдельных помещений или зданий в целом в течение отопитель- ного периода. В расходной части этих балан- сов 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, располо- женные на грунте или над неотапливаемы- ми по гвалами). Вторым слагаемым являют- ся расходы теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в помещения за счет инфи гьтрации или подачи системами приточ- ной вентиляции QBO3 (. В приходной части этих балансов согласно нормам [20] должно учитываться поступление гепготы в воздух помещений в результате внутренних тепло- выделений в них QT в, связанных с пребыва- нием людей и теплоотдачей осветительных и других электрических и газовых приборов, а в производственных помещениях — так- же с тепловыми потерями печей, аппаратуры и трубопроводов. Некоторые количества теп поты периоди- чески поступают в помещения через остекле- ние световых проемов за счет солнечной радиации (инсоляции) 2инс- Однако такое поступление носит переменный характер, а 78 также зависит от широты местности, облач- ности, ориентации световых проемов по стра- нам света и т. п. В наиболее холодные месяцы отопительного периода, особенно в северных районах, тепловой эффект инсоля- ции незначителен Согласно нормам [20] поступление теплоты в здания за счет инсоляции 2hhl подлежит учету только при составлении их тепловых балансов в летний период, а для отопительного периода можно принимать Q1ihl = 0. Если при каких-либо режимах сумма слагаемых 2т п + 2тнт по гсчиганных при нормативной температуре воздуха в поме- щении и наружной температуре fH, пре- вышает сумму слагаемых Q, „ + 211IIL, то ДДЯ поддержания нормативной температуры необ- ходим приток теплоты в помещение за счет работы систем отопления, вентиляции или кондиционирования во глуха Qr. В результате тепловой баланс помеще- ний или зданий в целом может быть пред- ставлен в ви ге 2i II + 2но< I = Qt + Qi и + 2иц(.. (7.1) Отсюда 2т =(2|П + 2воз1)-(2тв + 2ннс). (7.1а) Значения 2т п, 2возп 2г в и 2инс не- прерывно изменяются в сезонном, суточном и даже часовом разрезах. Особенно подвер- жены таким изменениям слагаемые 2инс и Quon- Более устойчивыми являются значения QT н в связи с влиянием тепловой инерции ограждающих конструкций, в основном на- ружных стен, благодаря которой кратко- временные колебания температуры наружно- го воздуха слабо отражаются на темпера- турах внутренних поверхностей этих ограж- гений, а стало быть, и воздуха в помеще- ниях. Тепловые балансы зданий по формуле (7.1) обычно рассматриваются в суточном разрезе. Однако следует иметь в виду, что из-га незначительности эффекта тепловой инерции в части тепловых потерь через заполнения световых проемов, а также его отсутствия у таких слагаемых тепловых балансов, как 2вои и 2инс Даже при равно- мерной в течение суток подаче теплоты QT в помещения, что характерно для систем, присоединенных к теп говым сетям, неизбежны некоторые колебания температуры воздуха в помещениях, допускаемые нормами [20]. Если здания оборудованы раздельными системами отопления и приточной вентиля- ции, то значение 2т в формуле (7.1) соот- ветствует сумме значений отпуска теплоты 2от + 2веиг от ЭТИХ систем. Определение тепловых потерь зданий через их ограждающие конструкции произво- дится по нормам [20] отдельно по каждому
II I ОСНОВНЫХ видов этих конструкций (наруж- ные ci сны, заполнения световых проемов, мокры I ия, полы) с последующим суммирова- нием по формуле Qi и ~ „ п (Gin — ^н)- (7.2) Ljkk bicci. FK - расчетная поверхность дан- ною пила ограждающей конструкции, м2, а сопротивление теплопередаче ограж- >шкнней конструкции, м2 • K/Вт При этих рн(мерностях значения Q{ „ по формуле (7.2) пырнжию।ся в ваттах. Определение значений RK для ограждаю- щих конструкций, однородных по толщине, ирон П1ОДИ1СЯ по формуле Кк=--+^-+—. (7.3) С(ви Лк ОС» 1дес1» осВ|1 и осн — значения коэффициен- HHI юилоогдачи соответственно от воздуха помещения к внутренней поверхности ограж- 11110ЩИХ конструкций и от их наружной по- иерхпосчи в атмосферу, Вт/(м2 К). В качестве piic'iciiibix значений этих коэффициентов для оIони ।единого периода в нормах [8] реко- мсндус1ся^рринимать освн = 8,7 Вт/(м2 К) и — 23 В|/(м2 К). Влияние ветра на эти И1ЙЧСНИИ подлежит учету только при расчетах дня летнего периода. Значения Зк, м, и A„. Н । /(м • К), соответствуют толщине и тепло- проводности ограждающей конструкции. В нормах [8] приведены значения Хк дня строительных и теплоизоляционных ма- I «риалов, а также конструкций из них. Входящий в формулу (7.2) коэффициент it ншисит от ориентации ограждающей кон- счрукции по отношению к наружному возду- ху. Как правило, он принимается равным единице, кроме перекрытий как чердачных, UIK и нал неотапливаемыми подвалами или подпольями, для которых значения и по нормам [8] указаны в пределах 0,4 —0,9. В соответствии с формулой (7.2) тепло- вые потери через ограждающие конструкции пропорциональны разности температур меж- ду воздухом в помещении и наружным воздухом fBH — fH. Максимальные значения них тепловых потерь соответствуют так патываемому расчетному режиму, при кото- ром температура твн совпадает с расчетной для данного помещения г£н, а температура — с расчетной для систем отопления О|, вентиляции вен1 или кондиционирова- ния воздуха кон'' применительно к дан- ному населенному пункту. При выборе этих температур необходимо использовать данные по следующим характерным температурам наружного воздуха г»: абсолютной минимальной температуре за весь период наблюдений df,L (расчетный параметр В по нормам [20]); средней температуре наиболее холодной пятидневки ff"11'”" за 30 — 50-летний период (расчетный параметр Б по нормам [20]); средней температуре наиболее холодною периода |»ин х, средняя длительность которого соответствует 15% общей продолжитель- ности отопительною периода в области наиболее низких температур, но не более 25 сут (расчетный параметр А по нормам [20]). Значения этих расчетных температур на- ружного воздуха для многих населенных пунктов приведены в нормах [6, 20]. а более детально — в [99]; они частично воспроиз- ведены в прилож. 1. Согласно нормам [20] для систем отоп- ления в качестве расчетной должна во всех случаях приниматься средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пяги- дневки пят = с[ог (расчетный параметр Б). Следует учесть, что значения г»ии “>п при- ведены в нормах [6] в двух вариантах, а соответствующих различной обеспеченности, а именно 0,92 и 0,98 Там же оюворено, что за исключением особо ответственных объек- тов при проектировании следует использо- вать только значения, соответствующие обес- печенности 0,92. Эти же значения расчетной температуры воздуха lfHH пят, приведенные в приложений' должны применяться при проек- тировании систем общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления вредных ве- ществ 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 наружною возду- ха г',"1" ‘,бс = kO"'; расчетный параметр В) Только для систем общеобменной вентиля- ции, 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 т»ин х = if пент (расчетный параметр А). После определения значений максималь- ных тепловых потерь п для расчетного режима эти значения для любого другого режима могут быть подсчитаны по формуле С?Т П = с'г II .р '^р^оГ- (7.4) 1 вн ‘ н Расходы теплоты на подогрев наружного воздуха, поступающего в вентилируемые по- 79
мешения при любом режиме, подсчитывают- ся по формуле Qaoi । = б'В01 Лоз 1^вн “ С<) = — Pbos г^воэл^воэл (^вн ~ б<)’ (7.5) Здесь GBO34, KI/с, и Ивозд, м3/с - соответственно массовые и объемные расхо- ды поступающею в помещение наружного воздуха при ею исходной температуре г(| и температуре воздуха в помещении твн; сВС)Л ss 1000 Дж/(кг К) — средняя массовая удельная зепчоемкоегь воздуха при давлении 0,1 МПа и в обычном ия расчетов по формуле (7.5) интервале 1емператур (от —25 до +25 °C); рвоза%1,25 кг/м3 — средняя плот- ность воздуха в этом интервале. От расходов теплоты Q40Jl, подсчиты- ваемых по формуле (7.5), следует отличать поступление ее в помещения за счет работы калориферов систем вентиляции или воздуш- ного отопления. Эга величина опре геляется по формуле Свев. =бка1<В0,1(/^;-о = = КаВвоыРвоит-О- П.6) Здесь GKaкг/с, и Икар м3/с —соот- ветственно массовый и объемный расходы воздуха через калориферы при его темпе- ратуре на входе в калориферы и на вы- ходе ИЗ НИХ 1%]. Фактическая температура воздуха на вы- ходе из калориферов /[%1 может быть как выше, так и несколько ниже расчетной для воздуха в помещениях В первом случае при значениях QBeil(, больших QBO3J, отпуск теплоты в помещение от системы отопления должен быть сокращен на величину разности 2ве<п — Qb<>< а потому сумма значений (?<>г + бвенг остается неизменной. Если же значения 2воза больше QBetll, г о отпуск теплоты 01 системы отопления толжен быть соответственно увеличен. Покрытие расходов теплоты 2инф за счет инфильтрации воздуха в помещение при отсутствии приточной вентиляции может достигаться только путем дополнительного отпуска теплоты системой отопления. При этом величина (>инф определяется по фор- муле (7.5) с подстановкой в нее вместо GBO3a расхода воздуха, поступающего в по- мещение за счет инфильтрации G(IH(|,. Для определения значений 6’Ш1ф при раз- личных режимах в нормах [20] приведена сложная методика, учитывающая помимо разности температур гвн — /н также сопротив- ление воздухопроницанию различных элемен- тов ограждающих конструкций, в основном уплотнений окон, и скорость ветра, изложе- ны упрощенные способы определения расчет- 80 ных расходов теплоты на инфильтрацию воздуха. В частности, для жилых зданий допускается оценивать эти расходы по фор- муле 2^ = ^,,-г]™). (7.7) Здесь F*, м2 — суммарная площадь пола жилых комнат (см. § 7.3). Расходы теплоты @инф при различных разностях температур гвн — гн и упрощенных способах расчета можно приб гиженно при- нимать пропорциональными этой разности. Кроме тепловых потерь на инфильтра- цию воздуха нормами [20] предусматри- ваются надбавки на основные тепловые потери QT п в виде определенною про- цента от них, зависящие от ориентации наружных ограждений по странам света, в размере 5—10%, а также на так назы- ваемые бесполезные потери теплоты в систе- мах отопления в размере 10% (при обосно- вании до 15%). Все эти надбавки можно учесть единым коэффициентом 0Натб = = 1,10—1,25, относимым к слагаемому QT п. Исходя из приведенных выше данных и формул (7.1а), (7.2) и (7.5) тепловые балансы отапливаемых помещений при лю- бом режиме работы для системы отопле- ния в сочетании с естественной венти- ляцией (инфильтрацией) и внутренними тепло- выделениями могут быть предшавлены сле- дующим образом при (2инс = 0 Qr — Qoi ~ Qi п "Е (?инФ Qi в = / S7 fk \ — (^Bii — 6i)l Риатб ? ,7 r (* Синф< во31 ) — Q> в. (7.8) Для сочетания системы отопления с приточной или приточно-вытяжной вентиля- цией соответственно получаем Ql = 2or -Е Qbchi = / V3 рк \ = (7вн ~ %) I Рва 16 / п п I" (7ВОЗдСнозд I — Q1 в. \ / э К-к / (7.8а) Из-за наличия слагаемого QTB значения Qr по формулам (7.8) не являются прямо пропорциональными разности температур тВ(| — 7н- как эт0 имеет место при Q1 в = 0. В подобных случаях для упрощения расчетов целесообразно исходить из значений условной темпера гуры наружного воздуха zB. при которой потребная подача теплоты в помещение обращается в нуль, поскольку сумма тепловых потерь через ограждающие конструкции и на подогрев наружного воздуха равна внутренним юпловыделениям в помещении [145, 146]. В соответствии
i | / Кл> *i i условная температура состав1яет V — 1791 311 if / п r + GB, (< Bt (t При hi 1ичии только естественной вснги IMHIHI i к туе। принимать GB031 — Син|> Внут- pininie 1 склоны де гения Qt в как прави то пршшмат।ся одинаковыми при всех темпера гургх игружною воздуха fH от этой I* \rncp.i।уры не зависят также слагаемые 3 ," у" и tBOiGB( t (при ус ювии •иц ।оинс 1 в I расхода возтуха GB,, ) Toi за nil'll пия разности гвн — Д также не зависят in it’Miicpaiyp воздуха твн и /, а потому нмцм Р _ t ’ НИ ‘Н При Q t=0 = Гвн а форму та (7 10) НРПНИМ 1СГ вид Q = бот 4- бвент ~ F \ и +GB-,)cB031j(fBH Тн) (711) / ( реди раз шчных режимов работы систем отопления и вентигяции основным является расчетный режим при котором расходы ।силоты в этих системах достигают макси- мума Отношения значений раз тичных состав лягощих тептово! о баланса при тюбом ре жиме к этим значениям при расчетном режиме представляют собой безразмерные параметры зависящие только от отношения текущих и расчетных значении разностей температур 1 ак для тепловых потерь через ограждающие конструкции зданий таким па раметром в соответствии с форму гой (7 4) является величина О tp - i (Г) _ _Ут_н _ 1 вн____'н VI и р _ р 01 Х7 П 1ВН 41 (7 12) Эта величина обычно называется от но сительной отопительной нагрузкой и обозна чается <ро1 Из сопоставления формул (7 8) и (7 11) следует что пропорциона ibhocti между расходами теп юты на системы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха и разностями температур г£н I, может иметь место то гько при исключении из теплового баланса внутренних гепло выделений Ес ги же их учет необходим то относительные отопите гьные нагрузки уже не могут соогвеютвовать форму те (7 12) а потому подсчитанным по ней значениям не ^сообразно присвоить название относи- тельных тепловых потерь и обозначение Ф] п Учет влияния внутренних теп товыдете- ний на раслозы теплоты системами отоп- гения а также их сочетаниями с системами приточной венти 1яции проще все< о досги- । аегся с помощью безразмерного параметра относите иных геп ювыде гений характери- зуемого соотношением Ф. в _б™ 61 + бг в (7 13) В случае сочетания систем отоп гения с естественной венти гяцией величины GB03J с ге 1ует заменить на Синф При этом зна- чения Qx и можно принимать одинаковыми при всех режимах Тогда для отцегьных систем отопления или их сочетания с систе- мами вентитяции рассчитанными на ту же температуру наружного воздуха 1ftот при расчетном режиме получаем б? в б? + б?в 1вн _ 1 и fP _ гР 01 ' вн 1н (7 13а) Отсюда при гвн = гвн и бт в ~ б? в имеем Ф, 1 в/Фтп (7 14) Соответственно для ус товной темпера- туры наружного воздуха получается вы- ражение 'н ='вн - Ф?в(^вн - ?н01) (7 14а) Д гя приб гиженной оценки внутренних теп товы де тений в жилых зданиях нормами [20 J рекомендуется исходить из их величины в размере 21 Вт на 1 м2 п гощади пола помещений оборудованных отопите юными приборами (см § 7 3) При отсутствии систем приточной венти- 1яции и покрытии расходов теплоты на инфигьтрацию за счет систем отопления формула (7 8) дня расчетного режима может бьыь представлена следующим образом б? = бКл = — 1'н 'вн)( Знало / п "Д Ь ^инф^возд / (7 15) \ С-Л / В этом случае имеем ф = Q- бСт б? 81
_ Гн____ Фт п Фт в _ '^-/рот ' 1-ф?в tP _ fP от ^l-d-фтп)^^- (7.16) Для величины фот, соответствующей формуле (7.16), целесообразно сохранить наименование относительной отопительной нагрузки. Эта величина совпадает с таковой для относительных тепловых потерь только при отказе от учета внутренних тепло- выделений, когда ср, в = 0 и tyH — t£H, а потому гр - t Фот=Фтп = (716а> свн ‘ н При наличии в здании раздельных систем отопления и приточной вентиляции, рассчи- танных на одну и ту же температуру наружною воздуха гро1, внутренние тепло- выделения учитываются при расчете систем отопления, а расходы теплоты на инфильтра- цию — при расчете систем вентиляции. В этом случае для систем отопления сохраняет силу формула (7.16), а для систем вентиля- ции она видоизменяется следующим образом __ (2веш _ Фве.п — ~р — т/венд ^воэд^вн Гн)___ (7 |7| Г.Р (tP -fP°T) ’ w воз т v вн 1 н I Величина фвен1 по формуле (7 17) назы- вается относительной вентиляционной нагруз- кой. При одинаковых расходах подогре- ваемого наружного воздуха в течение отопи- тельного периода имеем бвозд = G£03J, а потому гр -t Фве.п =Фтп= (7J7a) Гвн Gi В оговоренных нормами [20] случаях, когда системы приточной вентиляции рас- считываются на температуру наружного воз- духа грве,п более высокую, чем для систем отопления $ от, вместо формулы (7.17) полу- чаем (7.18) В этом случае равенство GB03l=G§033 может иметь место только в той части отопительного периода, которая соответству- ет температурам наружного воздуха не ниже гРвент тогда имеем Фвент = р _ р венГ (7.18а) ‘ВН ‘Н В течение остальной, наиболее холодной части отопительного периода тепловая на- грузка систем вентиляции должна оставать- ся постоянной и равной расчетной, т. е. 82 Фвент = 1, что возможно только за счет сокращения расхода подогреваемого наруж- ного воздуха по мере понижения его температуры от г£вен1 до г£от в соответ- ствии с формулой вент • <71’) *вн *н Максимальное сокращение расхода на- ружного воздуха имеет место при /н = = /[ от, когда tP _ fP вент Овозт = LT-=^-or = tP?en"GSon. (7.19а) * вн ‘ н Здесь »Р _ ГР веш фвтевт= (7 20) ‘ВН ‘И Величина ф®е01 представляет собой значе- ние относительных тепловых потерь, соответ- ствующее расчетной температуре наружного воздуха для систем вентиляции^вен\ _Как явствует из значений от и zf 0 , приведен- ных в прилож. 1, эта величина при гвн — 18 °C обычно находится в интервале Ф?Т = 0,6 ^-0,8. Помимо расходов теплоты при расчет- ном и других режимах, характеризующихся температурами воздуха гвн и гн, во многих случаях необходимо определение суммарных расходов теплоты системами отопления и вентиляции за заданные промежутки време- ни (месяц, отопительный период) или за периоды, характеризуемые заданными интер- валами среднесуточных температур наружно- го воздуха (например, в интервале от 0 до —10°C, выше 0°C и т.п.). В обоих случаях при таких расчетах следует исходить из значений средних температур наружного воздуха г„р за данный период или интервал температур воздуха /„, полагая постоянны- ми значения температур воздуха в помеще- ниях гвп = гр„, а также других параметров, влияющих на расходы теплоты (QT в, Рналб) Суммарный расход теплоты в те- чение гюбою периода при известных для него значениях /вр может быть подсчитан по приве генным выше формулам с вклю- чением в них длительности этого периода z, а также нодсгановкой вместо ?(| соответ- ствующих средних значений ?вр Таким же путем по гучаются усредненные шачения от- носительных тепловых потерь и нагрузок систем отопления иш вен г иняции ,1> ,ч> Ф^'п - , <7-21) *|1Н 41 фСр - ' *н1 ‘I’l'n ‘*>li в (7 21а) Фо. - р (/21а) 1П ' I II
/;ср _ fcp\ /-ср ‘Р — v/boi 1V вн * н / тср вен г ^возд I’mciii ~ z’p /.р __ .р вент\ Tin VJBOLlVlBH 1Н / '“'ВОЗ 1 (7.216) 1тии системы вентиляции рассчитаны ни iv же юмпературу наружного воздуха, р от 'ио и сис1емы отопления ф , то значения I’1’ но всех формулах (7.21) совпадают, а в норму ле (7.216) следует заменить вен7 на »!'" 1 ели же значения грвен1 выше, чем а в рассматриваемый период попадают iVikii с наружными температурами в интер- iiii'ic oi грве,п до тр0', то значения г„р и формуле (7.216) отличаются от таковых и (нн|||Ы1Ых формулах (7.21) и должны пи н'ini ынаться отдельно. В обоих случаях I in суммарного расхода теплоты получаем - СЛ.Г + Ж = + фвенгСвент)' (7.22) При измерении длительности периода , I, для суммарных расходов теплоты по формуле (7.22) получается размерность Джоуль. Поскольку в климатологических снрпночниках [99] значения длительности, ник правило, приводятся в сутках (zcyl), io при их использовании в формулу (7.22) i iieaye। вводить повышающий коэффициент Кб4<Х). Кроме того, системы приточной вен- НН1ЯЦИИ обычно функционируют не кругло- lyiomio, а только в рабочее время соот- носи вующих общественных или производ- 11ценных зданий. В таких случаях в суммар- ные расходы теплоты системами вентиляции ин|жсп быть введен коэффициент рсуг, равный in ношению средней суточной длительности pnGoibi этих систем к 86400. При укрупнен- ных расчетах по различным группам общест- венных зданий нормами [22] рекомендуется исходи ib из среднего числа часов их работы и 1ечение суток, равного 16. что соответ- cniycr значению (Зсу, = 0,67. В результате формула (7.22) приобретает следующий вид: QeyM = 0сум + = - 86 400zcyT (Фотбот + РсутФвенгбвен, ) (7.22а) Определение суммарных расходов тепло- ил системами отопления и вентиляции чаще itcei о приходится выполнять для отопитель- но| о периода в целом. Данные о средней продолжительности ною периода z0T для различных населен- ных пунктов совместно со средней темпера- |урой наружного воздуха за этот период фр °т приведены в нормах [6] (см. также нрилож I). । де их значения отнесены к двум р.ишчпым । емнературам наружного iioiiyx.i inoiiii'h покипим началу и концу опиши и ни......... |>1н> и л именно: либо г',1'" । । и" । । 10 ( При ном имеется ссылка на указание Госстроя СССР о допустимости применения значений ?макс _ OQ только для лечебных, детских дошкольных учреждений и домов-интернатов с расчетной температурой воздуха в поме- щениях г£н = 20-?22°С (см. табл. 7.1). В нормах [22] упоминается только одно значение ;^акс = + 8 °C, а в [20] все сутки со средней температурой наружного воздуха ниже г^‘1КС = + 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 зна- чения температуры воздуха для жилых и общественных зданий гРн = +18 °C. Под- считанные исходя из этой температуры и r„‘iKC = +8 °C значения фуРпог для отопи- тельного периода в целом почти по всем населенным пунктам находятся в интервале ФтР1101 = 0,42 -г 0,55 (см. прилож. 1). В качестве типичного среднего часто принимается значе- ние фсгрпот = 0,5, при котором средняя за отопительный период разность температур воздуха в помещениях и наружного гвн — гнР от составляет половину расчетной раз- ности — гр 01. При точном определении суммарных расходов теплоты за отопительный период для систем вентиляции, рассчитанных на температуру наружного воздуха гр ве/” (параметр А) по формуле (7.22), требуются данные о продолжительности той наибо- лее холодной части отопительного периода в течение которой температуры на- ружного воздуха tH находятся в интервале от гр вент до гр01, а также о средней температуре наружною воздуха за эту часть периода г[р х01'. При наличии таких данных значения Фвент’ могут быть определены по формуле Фвеи?1 = ~хо I .р ___.ср от__zoi (tp вент__.ср хо т 1вн 'н мн ‘н ________________^от____________________ .р ____ fp Bern 1 вн ‘н (7.23) Для укрупненных расчетов достаточно точным является приближенное соотношение тср 01 ж вент .р _.cpoi cpoi 1 ВН ‘н ____ _ V I п .р рвет р Hein’ 1 ВН 1Н V I 11 (7 23а) 7.2. Расходы теплоты на горячее водоснабжение зданий Наряду с расходами теплоты на топ- ление и вентиляцию зданий за счс! ее отпуска в горячей воде могут быть покрьны 83
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 технологические нужды. Бытовое горячее во- доснабжение является одним из основных видов благоустройства зданий. По нормам для жилых и различных групп общественных зданий [30, 43] все они также должны оснащаться системами горя- чею водоснабжения, а для отдельных групп в соответствии с их назначением необходимы большие расходы горячей воды (предприя- тия общественного питания, бани, прачечные, бочьницы, спортивные сооружения). Для систем горячего 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 темпе- ратуры до необходимой для прибора данного типа осуществляется за счет смешения горя- чей воды из системы с холодной, а соответ- ствующий расход горячей воды составляет Gr = GCM . (7.24) f t 1 X Здесь GCM, кг/с, и ’С — расход и температура используемой горячей воды после ее смешения с холодной водой при температуре гч, °C; G,, кг/с, и г,, °C — расход и температура горячей воды, поступающей в систему горячего водоснабжения. Расчет систем бытового горячего водо- снабжения основан на указаниях норм [19]. Этими нормами предусматриваются различ- ные минимальные температуры горячей воды перед водоразборными приборами, а именно 60 С лгя централизованных систем горячего водоснабжения, присоединенных по открытой схеме, и 50 4' дгя этих систем, присоединен- ных по закрытой схеме (см. гл. 1). Макси- мальная температура воды перед водоразбор- ными приборами из-за опасности ожогов в любом случае нс должна превышать 75 °C. При проектировании систем горячею водоснабжения следует учитывать требования норм [19] к качеству воды этих систем, кото- рая должна соответствовать оговоренным в ГОСТ 2874-82 нормам для питьевой воды: химическим (сухой остаток, общая жесткость, содержание ионов железа), органолептиче- ским (запах, привкус, цветность и мутносгь) и бактериологическим. Так как ним показа- телям по нормам должна соответствовать вода .любых систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, то для получения горячей воды следует использовать холодную воду только из таких систем. R4 При закрытой схеме это достигается по- дачей к нагревателям воды из водопровода, предназначенною для водоснабжения соот- ветствующих зданий. При открытой схеме вода из хозяйственно-питьевого водопровода или другого источника водоснабжения, удов- летворяющего требованиям ГОСТ 2874-82, должна использоваться в теплоисточниках в качестве подпиточной т гя тепловых сетей. При определении суммарных расходов во ты за какой-либо промежуток времени (обычно час или сутки) следует исходить из количества и средней продолжительности включения приборов каждого типа в течение этого промежутка. Соответствующие значе- ния как мгновенных, так и суммарных часо- вых или суточных расходов воды могут быть получены только путем измерений этих расхо- дов в типичных системах с обработкой ре- зультатов статистическими методами. При этом по мере увеличения количества прибо- ров в испытываемой системе водоснабжения и удлинения периода измерений полученные амплитуды колебаний расходов воды сокра- щаются, а расходы становятся бочсе устой- чивыми. Поэтому для централизованных систем, охватывающих группы зданий, каж- дое из которых насчитывает множество водо- разборных приборов, суммарные секундные расходы воды могут иметь значение только для расчетов внутренних систем водоснабже- ния отдельных зданий. В системах, охватывающих целые микро- районы, а тем более жилые районы, вчия- ние внут ричасовых колебаний расходов воды также становится незначительным [116]. Поэтому при расчетах трубопроводов таких систем в качестве исходных принимаются расходы воды за 1 ч или сутки максималь- ного водопотребтения. Эти расходы опреде- ляются в основном не средней продолжи- тельностью включения отдельных водораз- борных приборов, а укрупненными показате- лями, зависящими от назначения и пропуск- ной способности или вместимости зданий соответствующих групп. В нормах [19] представлены удельные показатели расходов горячей воды и gi/aKC максимального водопотребления, отне- сенные к единице пропускной способности или вместимости для зданий различных групп. В этих показателях температура горя- чей воды г[ при закрытой схеме принята равной 55 ЭС, т. е. на 5 С выше, чем ее ми- нимальная температура перед водоразбор- ными приборами, с учетом того, что такая температура должна соответствовать средней в водоразборных стояках системы горячего водоснабжения здания При открытой схеме
ими *c нормами расходы горячей воды Р< й >»м<'п/Ivv 1 ся пересчитывать, исходя из ее >Р< цк*(| । смперагуры в стояках, равной г, = -ft* < 1акой пересчет производится по фирму 1<‘ гР — f G, = Gf (7.24a) h f|pn/|* *»S (.’, it = 65 °C и rx — 5 °C получаем it, (<r o,xi Il нормах [19] приведены также значе- нии у iv и.пых показателей расходов горячей ио H.I oi несенные к средним суткам за ото- iiiii. ii.ni.iii период Эти значения целе- । <наip.i пк> использовать в качестве исходных ini шех расчетов по расходам теплоты на । прнчсе ни юсиабжение. При этом взамен Оринг iciiiii.ix в нормах значений удельных р.п хи uni горячей воды за сутки g£VrKt’ । । у । и hi час л/ч, максимального н<. к пн»। реб тения в таких расчетах проше in чп ши. m соответствующих значений коэф- ф|нщс|нон суточной КСХ1 и часовой Кч не- piiiiuoMcpiioci и, определяемых соотноше- ниями Ксу1 (7.25) K4 = 24^dk7gtir. (7.25а) Расходы воды £^7 g^JKC в нормах | |М| укатаны в литерах, но без ущерба для । очное [и можно те же значения относить к I hi, чю удобнее при расчете расходов Iсино Iы. В 1абл. 7.2 приведены шачения ni/cyi, для жилых и различных групп общест- венных и производственных зданий, отне- сенные к единице их вместимости или про- пускной способности, вместе с соответствую- щими значениями коэффициентов Ксу1 и Кч. Для многих групп общественных зданий, хараюеризующихся равномерным использо- нпиием в недельном разрезе (больницы, сана- юрии, гостиницы, театры, спортивные соору- жения и др.), колебания суточных расходов поды по дням недели несущественны, а пото- му для них рекомендуется принимать Кс>1 = 1. Для групп общественных зданий, работаю- щих с выходными днями, характерны повы- шенные значения коэффициента суточной не- равномерности: Ксуг = 1,15-г 1,40. Методика определения расчетных (макси- мальных) часовых расходов горячей воды для зданий с заданной характеристикой водо- разборных приборов изложена в нормах [19], а результаты расчетов по этой методике Приведены в [95, 143], откуда заимствованы значения А.ч для oi ге нянях жи iux зданий или их । pvnii при суммарном кочичесгве ЖИ1С icit oi I М) in ?()()()()(। ли । 7 1) Как видно из табл. 7.3, даже при общем количестве жителей порядка 10000 — 20000 чел. значения Кч, подсчитанные исходя из суммарного количества водоразборных при- боров, существенно выше, чем по укруп- ненным показателям, приведенным в табл. 7.2 (2,4 —2,6 вместо 1,9 —2,0) Как показывает опыт эксплуатации теп- ловых сетей, работающих по открытой схе- ме, 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 г силовых сетей [22] для комплексов жилых и общее г венных зданий рекомендуются значения Кч = 2,0-2,4. В табл. 7.2 отсутствуют те группы обще- ственных зданий, для которых суточные рас- ходы горячей воды по нормам [19] опреде- ляются исходя из количества произведенных процедур независимо от их длительнос'1 и и удельного расхода воды на одну процедуру. В подобных случаях суточный расход горячей воды подсчитывается как произведе- ние ее удельного расхода на одну проце- дуру и суточною количества процедур, а коэффициенты суточной и часовой неравно- мерностей в нормах не указываются. При отсутствии в нормах [19] соответствую- щих данных о расходах горячей воды на единицу пропускной способности или про- цедуру допускается определение расчетных расходов горячей воды исходя из ее харак- терного (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 све- дены 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 процвдуры. В табл. 7.2 и 7.4 приведены данные только по расходам горячей воды в ki . кг/ч или Ki/cyr. Для определения ио ним соответствующих расходов тепло!ы и сис- темах горячего водоснабжения с leave i шхо дит ь из формулы Q, в = - /х) (7 26) Здесь G, — расход горячей воды, м1111|>ыit при определении расчетных расходов icn ioh.i целесообразно измерять в ki/c. а при niipi делении суммарных расходов icnnm.i ы любой промежуток времени в м . „ средняя массовая (еплосмкосiь ио на и инк р ю
хаилица /.2. Нормы расхода горячей воды за средние сутки отопительного периода g^T, кг/сут на единицу пропускной способности или вместимости зданий различных групп при Рг = 55 °C и разной оснащенности водоразборными приборами по нормам (19| и соответствую- щие значения коэффициентов неравномерности Ксут и Кч Группа зданий и характеристика водоразборных приборов Единица пропускной способности иди вмести- мости здания Средняя суточная норма расхода горячей воды на единицу пропускной способности £сут- кг/сут Значения коэффициентов неравномерности А'сут I. Жилые здания Жилые здания квартирного типа: с умывальниками, мойками и душами 1 житель 85 1,18 1,90 с душами и сидячими ваннами То же 90 1,22 2,01 с душами и ваннами длиной 1,5—1,7 м » » 105 1,14 2,00 при высоте зданий более 12 этажей и повышенных требованиях к благо- устройству Общежития: » » 115 1,13 2,01 с общими душевыми » » 50 1,20 2,52 с душами при всех жилых комнатах » » 60 U7 2,81 с общими кухнями и блоками душевых на этажах » » 80 1,12 2,00 II Общественные здания Больницы с общими душами и ваннами 1 койка 75 1,0 1,73 Больницы инфекционные То же НО 1,0 2,07 Санатории и дома отдыха с ваннами во всех жилых комнатах » » 120 1,0 1,00 То же с душами » » 75 1,0 2,62 Амбулатории и поликлиники 1 больной 5,2 1,15 1,40 4,47 Детские ясли-сады с дневным пребыва- нием детей, столовыми и прачечными 1 ребенок 25 5,43 То же с круглосуточным пребыванием детей То же 28,5 1,40 4,80 Учебные заведения с душевыми при гимнастических залах и буфетами 1 учащийся и 1 препода- ватель - 6 1,33 3,60 Общеобразовательные школы с душевы- ми при гимнастических залах и сто- ловыми То же 3,5 1,17 6,86 Школы-ингернагы со спальными поме- щениями 1 место 30 1,0 4,80 Театры То же 5 1,0 1,44 Административные здания 1 артист 25 1,0 2,11 1 работаю- щий 5 1,40 6,86 Гостиницы, мотели и пансионаты с об- щими душами и ваннами 1 проживаю- щий 70 1,0 2,81 Гостиницы и пансионаты с душами в отдельных номерах То же 140 1,0 2,06 Гостиницы с ваннами в отдельных номерах (до 25 % общего числа номе- ров) » » 100 1,0 2,50 То же (до 75% общего числа номеров) » » 150 1,0 2,40 То же во всех номерах » » 180 1,0 2,16 Парикмахерские 1 рабочее место 33 1,06 3,22 86
Продолжение табл. 7.2 Группа зданий и характеристика водора«борных приборов Единица пропускной способности или вмести- мости здания Средняя суточная норма расхода горячей воды на единицу пропускной способности ^сут, кг СУТ Значения коэффициентов неравномерности A’cyj /сч Mui и зимы промтоварные 1 рабочее место 5 1,40 6,86 Mui азины продовольственные То же 65 1,0 4,00 С'ыдионы и спортивные залы с учетом приема душа 1 физкультур- ник 30 1,0 2,00 1 спортсмен 60 1,0 2,00 1 зритель 1 1,0 2,40 Пливательные бассейны с учетом приема душа 1 спортсмен 60 1,0 2,00 III. Бытовые здания и помещения промышленных предприятий Цехи с тепловыделениями до 23,3 Вт ни 1 мч помещения То же с тепловыделениями более 23,3 Вт на 1 м7 помещения 1 работаю- щий в смену То же 11 24 1,0 1,о 9,6 8,4 Примечания: 1. Нормы расхода горячей воды соответствую! средней icxiiicp.iiype воды в водоразборных стояках систем горячего водоснабжения 55°C 2. Нормы расхода горячей воды в общественных зданиях вкпочаю! и<и расход па обслу- живающий персонал, посетителей и уборку помещений 3. Нормы расхода горячей воды в производственных |д.шиях и их oi.houi.ix помещениях не включают эти расходы на душевые установки, коюрые с ie;i\ei onpi к нш. пополнительно по табл. 7.4 вале от температуры холодцов поды /, до температуры горячей поды г, (примерно О —70 °C). В этих предо nix ih.i'iciiiih юн io емкости воды св измепяююя не нычп iг и.но. а потому при расчегах р.ихоюн irn mii.i no формуле (7.26) можно но тех , lyuiiix при нимать единое значение 41К s Да, (м hi [106]. При определении расхо гоп юн ниы . и дует исходить из обоснованных icmih p.ii \ p холодной воды fx. В нормах | '.’| р<ы.м,и дуется в качестве pacnei нон при пюи ишн более точных данных iipiiiiiiM.ni н мп- р и \ р\ ^Р-От = 5 °C ДЛЯ OI ОНИ I <’ II.IKK о )>>р|Ь’>> д fP-1 =15°С ДЛЯ 1CIIICIO ................... периода. Фактические hi.pb пои < • -щ. » pt। Гх по отдельным миши । ..<ц. и главным образом x.ip.o. о рш > »>•*>-и...шин водоснабжения, хин г I oi н । » >• »•*' » ю > ных управлениях ны-i и in и . ,,.,яц, ПрИ ПО I ............... н.ш .|1 'М. и... температуры нт......... « <* ’ f । >. о< <,<>п воды, /nipt и............ ...... ’ «=о . ’ ' и 7.4, принц । о. ' • ” >> oi । hi пера i x pi.। , on IOI1.I Illi CC lioloipcn и «меняются в соот- вен iiiiin t форму nil! (7.26) и подлежат iicpct4ciy in ....и uioiношения 11 - w- <7-26a) • I ‘X II нт i ши i в, при = 55 °C и rC07 = * • i 1И hi huh юльного периода повыше- llllf I eMllrpH I У|)Ы ХОЛОДНОЙ ВОДЫ ДО ‘ = - И । н i₽i ний период приводит к сниже- iiiiiH pai хилой 1еплсф>1 на горячее водоснаб- ♦ Fiiiir нн 20%. В этот период рекоменду- ема учи।ыниIь снижение расходов горячей ни на ни 20% [22]. Рисходы горячей воды в часы наиболь- шем > иодопотребления и соответствующие нм рисходы теплоты являются исходными при определении потребных поверхностей ышцюбмена водонагревателей [95]. Для их । ««крашения нормами рекомендуется при соответствующем обосновании предусматри- вав в системах горячего водоснабжения («Iдельных зданий или их групп установку баков-аккумуляторов горячей воды [22]. При этом пики нагрузки горячего водоснабжения
Таблица 7.3. Значения коэффициента часовой неравномерности 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 150 250 350 500 700 1000 Значения для жилого здания или группы зданий 5,15 4,3 4,1 3,75 3,5 3,27 Суммарное количество жиге пей. чел 2000 3000 4000 6000 10 000 20000 Значения Кч для жилого здания или группы зданий 2,97 2,85 2,78 2,7 2,6 2,4 Таблица 7.4 Нормы расхода горячей воды на одну процедуру или один водоразборный прибор для зданий различных групп при г1' — 55 °C по нормам [19] Группа зданий и характеристика процедур Единица измерения Нормы расхода горячей воды на одну процедуру gr< К| на одну душевую сет ку grMaKX, КГ/Ч Предприятия общественного питания для при- 1 блюдо 12,7 — готовления пищи, реализуемой в зале То же, продаваемой на дом То же 11,2 — Бани для мытья в мыльной с тазами и обмы- 1 посетитель 120 — ванием в душе То же с приемом оздоровительных процедур То же 190 — То же в душевой кабине » » 240 — То же в ванной кабине » » 360 — Прачечные: механизированные 1 кг сухого белья 25 — немеханизированные То же 15 Душевые в бытовых помещениях промыш- 1 душевая сегка — 270 ленных предприятий в смену покрываются за счет разрядки бака-аккуму- лятора, а его зарядка, как правило, осуществ- ляется равномерно в течение цикла, охваты- вающего либо сутки, либо их отдельные часы (например, ночные). В жилых зданиях такие баки размещаются редко в связи с повышен- ными требованиями техники безопасности и защиты от шума. В ином положении находятся общест- венные здания, особенно являющиеся зна- чительными 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-аккумулято- 88 ров подпиточной воды пос ic ее подготовки и до подачи в i епловыс сет является обязательной для всех i сплоисгочников (ТЭЦ, котельных). В лих нормах oi оворены значительные масппабы pei у пирующей ем- кости таких баков, cooibck тующей 8—10- часовому запасу 1еп ины при среднесуточном расходе ccieiioii нот на юрмчее водоснаб- жение. Однако устнонка о.зкон-аккумуляторов горячей воды в iен iohciочниках сказыва- ется только па выборе их оборудования и режимов рибозы, но не на них режимах для теиновых ссзей, коюрые при наличии таких баков определяются максимальными расходами ее зевой воды, включая разбира- емую в системы зорячезо водоснабжения.
I v'leioM >ioiо обстоятельства в нормах [22] HpMVi мп i pimaeicfl возможность размещения iipii oihpi.noii схеме до 75% всей необходи- мой pri v шрукмцсй емкости в баках-аккуму- iHiopnx, усишавливаемых в районах тепло- iioipt’o ihihh (на районных или групповых ten юных iiyiiKiax). Режимы работы тепловых ♦ rii'd io них тепловых пунктов в таких ♦ Ix'iunx Moiyi рассчитываться исходя только in । рг тих иу1очных расходов сетевой воды нн t in । i'mi.i юрячего водоснабжения. Дино ши । ельные осложнения, связанные । рг иошсрсменными в> суточном разрезе ре- ♦ HMiiMii пшрузки систем горячего водоснаб- «СЧ111Н. пи шикают из-за необходимости под- н*11*н1111и шданных нормами минимальных If Miiepu । ур i прочей воды перед водоразбор- ными приборами в периоды резкого сокра- iln iiHH рнсходов этой воды, например в ноч- П((₽ нргмм В эти периоды тепловые потери । рхГюнронодов систем горячего водоснабже- нии in in малых скоростей воды приводят к (ннжепию ее температуры в конечных УЧН11М1Х систем, в связи с чем не только пнруннно ।ся нормативные требования к тем- нерп type юрячей воды перед водоразбор- ными приборами, но и возникают дополни- ie ii.in.ic расходы воды и теплоты из-за слива ноipc6niелями остывшей воды из системы. Дни сокращения таких потерь должна при- мени! вся постоянная циркуляция неразобран- ной поды по замкнутому контуру, резко пикающая влияние тепловых потерь на irMiicpaiypy воды в конечных участках llll'lCM. В нормах [19] содержится требование обеспечения циркуляции воды в централизо- мнпных системах горячего водоснабжения, и 1акже учета тепловых потерь подающих и циркуляционных трубопроводов при опре- делении расчетных и суммарных расходов Iоплоты, подаваемой в эти системы. Таким образом, эти расходы для систем горячего водоснабжения определяются: е[в = б>рсв(бр-^) + етрп; (7.27) - г?) + 6%]'. (7.27а) Здесь значения измеряются в кг/с, G[yM — в кг при разности температур t[ — - fP = 50 °C. Тепловые потери Q? п и Q?n определя- ются протяженностью и диаметрами трубо- проводов систем, а также разностями 1ем- ператур между водой в этих трубопроводах и окружающей средой. Для компенсации этих потерь .необходим добавочный расход цирку- ляционной воды Gg сверх его расчетного расхода, определяемый [19] из соотношения GP-(.TOBAfP. (7.28) Здесь — расчетные или суммарные тепловые потери подающих трубопроводов систем горячего водоснабжения, a Atg — расчетный перепад температур между подаю- щими и циркуляционными трубопроводами этих систем, принимаемый равным 10 °C [19]. При закрытой схеме вода из циркуля- ционных трубопроводов поступает для до- грева в водонагреватели. Поэтому протяжен- ность двухтрубных сегей iпряча о водоснаб- жения определяется выбором меш оположе- ния теплового пункта для размещения этих водонагревателей, а точное определение зна- чений п, и G1] возможно iojii.ko при проектировании соответствующих централи- зованных систем горячего водоснабжения. При проектировании тепловых ceien до iси- ловых пунктов приходится прибоан. к ори- ентировочной оценке этих значений В cooi- ветствии с описанной в [95, 143] метликой такой оценки все виды тепловых поIерь учитываются поправочным коэффициешом Кт п на расходы теплоты, отпускаемой из систем горячею водоснабжения. При эюм формулы (7.27) видоизменяются следующим образом: Q[B = (1 +K?n)GPcB(tP-tP); (7.29) Q[yBM = (1 + К тсупм) G[yMcB (tP - ?Р). (7.29а) В приведенных в [143] значениях К, п учтено, что в часы максимального водораз- бора расходы циркуляционной воды, а также теплоты на ее догрев незначительны. В су- точном разрезе эти расходы состоят из следующих слагаемых: 0,1 на полотенцесу- шители; 0,1 на тепловые потери трубопрово- дов 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 =0,25. При неизо- лированных стояках это значение возрасзас! до К]ув' =0,35. а в случае отсутствия по io тенцесушителей его следует принимать р.ш ным соответственно 0,15 или 0,25. Определение суммарных расходов н-в ю ты на горячее водоснабжение здании н> формуле (7.29) обычно выполняем.я кю< в суточном, либо в годовом разрею В in р вом случае в эти формулы подеши i»n«> и • соответствующие значения m i.m i / и 7.4 применительно к расходам lopn'iii воды за сутки наибольшего водоноi рю и инн т. е. с учетом коэффициента При ш" температуру холодной воды Ц1 cue iyci при нимать равной ее темпера!урс в m нипни.' питьевого водоснабжения даппою н.в < в и НО!о пункта применительно к н.нню io лодному месяцу юла.
Годовые расходы теплоты на горячее юдоснабжение зданий определяются по эормуле Q17 = (1 + КРХ) су1св [z01 (гр - fP от) + + 8 ,(ггод - z01)(fP - гр ')]. (7.30) Здесь значения Gfp су1 измеряются в сг/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 г10Ц = 350 сут исходя из двухнедельного пере- эыва в работе систем горячего водоснабже- 4ия в летний период для проведения ремон- тов. Наконец, коэффициентом 3, = 0,80 учи- тывается снижение суточных расходов горя- чей воды в .летний период. 7.3. Укрупненные показатели расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение При разработке схем теплоснабжения для определения расчетных расходов тепло- ты на отопление и вентиляцию зданий вместо методики, изложенной в нормах [20], необходимо из-за отсутствия исходных дан- ных использовать специально разработанные укрупненные показатели, что и предусмот- рено нормами проектирования тепловых сетей [22]. Такие показатели, полученные на основе анализа результатов точных расчетов по расходам теплоты на отопление и венти- ляцию зданий, обычно относятся к 1 м3 наружною объема соответствующих зданий. 11осконьку расходы теплоты на отопление (Л,, и пеш и няцию QBeHr, как видно из формул и (7 5), бе у учета внутренних тепловы- |г ii'inHi примерно пропорциональны раз- ит in । (мнера । ур наружного воздуха и воз- оч,| и н<iMi'ii н-ннях |Вц — ?н, в качестве таких уу>ру ни» иных iiok.i ia ючей на 1 м3 наружного >|Г1|.ч-1 >hiiiii(i I,, принимаются следующие П| 1|М 4 I Hint (7.31) QE._______ С? Ш-И1 Л \ । .Р »р вентх ’ (7-31 а) ''ин ) 1Г HiiiHiii ,/ , и .... Hi/(m‘ К), опреде- •«|< <|> ।х ।.1 ми (/И) и (7 3|а), называ- ... « • <«•<< ин iiiiti учетными отопитель- ными •• > .himii urn।и 1НЦИОНПЫМИ харак- i> pin ин.. > >< и пых । пиши или их групп. Hpi'iK'i............ между расходами iciHioii.i о । ....... > iniiiiii и разностями температур воздуха тнн — napyniji-н и и । чу- чае учета внутренних ien hhh.i u icniih Поэтому аналогично oiiiouhc ii.hi.im низо- вым потерям по форму ie (7 I?) <><> и, >>i>>•< но- ванно рассматрива 11. ш.тения </ , н<> формуле (7.31) как удельные харак icpii, ihkh к питых потерь q, п, xapaKicpiiiycMi.il < >н>|шппгпнсм 0вн f н । । < И I... 11. ' Такое уточнение п< и < <.......... иотму, что обязательное 11. ни i.i нт ..... irii'io- выделений в жи n.ix ii.iihph • >i > >| •« ii«i ннп.- ко в последней pc i.ikihhi норм | ’<>| и ранее разработанных про» м.н .............ip< ir 1гпии расчетных расхочоп 1<111<<111 ..........11 юнис уЧИТЫВаЛИСЬ Ю И.КО IiIIIhiii.H lioopil 11ННИЙ через ограждапнипс »< нш । ру в min < pni'iiia- ными надбавками Значения </|11(|| по форму >< i ' Ни) < icayci определять исхо 1я и > рн ...........i ины па подогрев наружно............> и» । Пропор- циональность МСЖ 1У hi 1 << ПИЯМИ Vhhii и fBH — fH сохранней я о. ом. при у< ioimn под- держания П0С1 ОЯИ1КЧ о ||||1Н|« НИ) ptllilCMOI о в калориферах napy-i........ notiy».i ьМ11 что, как правило, iimcci .............in ipmiix при- точной вентиляции при к iiHpatypilX ною воздуха не ниже /['" " Значения у ic п.поп « >р о. icpin iнии теп- ловых потерь । i.iiiiin ./ HiHiit hi hi miioi их факторов и пре,к и H.IIO oi in ношений наружных iioiiepMio. ।> п <о ши-пых нндов ограждающих коп< ipyinun > 1 и • laaiHill к их объему, а 1акж< ..................... шпчепий сопротивления о..........р< шн noiici- рукций. В соозвен нш» > нормами |М| у надует выделять 'icii.ip. ....... <н рнж ihhhhhm кон- струкций УД.1 II ПН < П Н ИН" наружные ............................. иоиерх- ностью Fu. м и > .xipoiitH ipihipm iон iiiiicpc- даче T?LI, m ' k И < зап о ни ни >i. к. 1 • < и 11 • нроимой (1 1 *11, бал- конных llicpilll иииврции 1M11 I (||„ M2, И сопро I III' I. IIH. 1 I I II IO|l₽pP 1НЧГ Knp, m2 • K/B1. покры i и>1 и <> 1 ..... >i(=p( kpi.i 1 ни г на- ружной поп, 1"и. <ii" I , >i‘ 11 1 nii|Hi 1 пале- нием I Cl I I" 11, 1 >>< h м ‘ I' III nepchpi 11 и., x , > >>•• и» > мни 11 по ши ii.hmh с наружно............. ...... 1 ( »Г и ioiipo- тивлешп м .........‘p> >4 к H ( m' k'lli 3ll. I'll Illi. I I tin nil II) 01 рпж- даюнпн I "Il >1 I null inipr 11 iHloli и пн oc- hobiioii Ф"| . • । I) II тиру ню иных рас- четах он. »><’ nuinpi. ( iHiHiii наружные cieni.il>. > > рн inn pm 1 мп 1 piiini 11. 1 oiiMccr- no < ............1 in iucitiiii.ix нрогмни при их < у । ., . <> ""in рмкк'i и, рапной
I' пир ~ /'ci + tip (7.33) ( Xuiicc сопрогивление теплопередаче на- ружных еден с заполнениями световых проемов составляет /^нар = (1 Рост) /^ст + Рост^пр (7.33а) Здесь рост — коэффициент остекления Рост = F пр//'' нар- (7.336) Значения росТ определяются требова- ниями норм [9] к естественной освещен- ности 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 нор- мах методике определяется необходимое соотношение между площадью световых проемов и площадью пола соответствующих помещений. Для жилых зданий значения коэффициента остекления обычно находятся в интервале росг = 0,104-0,25 [113, 135]. По тем же нормам увеличение площади световых проемов сверх соответствующей норматив- ной естественной освещенности запрещается. Минимальные значения сопротивления теплопередаче различных видов ограждаю- щих конструкций, кроме заполнения световых проемов, должны с учетом санитарно-гигие- нических требований соответствовать указа- ниям норм [8], в которых приведены зна- чения максимальной разности между рас- четной температурой воздуха в помещении и температурой внутренних поверхностей различных ограждающих конструкций А1К = = 15н ~ 1Г Эта разность температур для жилых и многих групп общественных зданий по нормам принимается равной Аг™ = 6 °C для наружных стен, 4—5,5 °C для покрытий и чердачных перекрытий и 2 —2,5 °C для других перекрытий. Этим заданным значе- ниям Аг®н соответствуют минимальные зна- чения 1?кИН, равные у^МИН __ п (1£н - от) (7.34) ^вн^к В частности, для наружных стен при ави = 8,7 Вт/(м2 • К), Аг™ = 6 °C и ис1 = 1 получаем пмин К ст fP _ fP от 1 вн 1 н 52,2 (7.34а) Для/покрытий и чердачных перекрытии при At®^ = 4 4-5,5 °C и ипок = 1 в знамена- тель формулы (7.34а) следует подставлять значения 34,8 — 47,8, а для перекрытий над подвалами или подпольями при Л(„"р = = 24-2,5 °C и ипер = 0,6 — значения 29,0 — 36,2. Для заполнения световых проемов ис- пользуется одинарное, двойное или тройное остекление, а иногда стеклопакеты или пусто- телые стеклянные блоки. Значения Rnp для таких конструкций, приведенные в нормах [8], определяются в основном количеством слоев стекла. В тех же нормах для раз- личных типов зданий, а также интервалов значений расчетной разности температур воздуха 1£н — 15 01 оговорены следующие ми- нимальные значения Я^р" для жилых и мно- гих групп общественных зданий: при 1£ц —1£от до 25 °C, т. е. при 1£н = = 18 °C и 1£от до —7 °C, Я>”’” = = 0,17 м2-К/Вт, что примерно соответствует одинарному остеклению; при fgH — 1£от от 25 до 44 ’С, т е при 1£н = 18 °C и 1Р°Т от -7 до -26 °C, Я"’1" = = 0,39 м2 -К/Вт, что примерно соответствует двойному остеклению или двухслойным стек- лопакетам; ПРИ гвн — гн от от 44 до 49 °C, т. е. при тРн = 18°С и гР°т от -26 до -31 °C, КпрН = 0,42 м2 • K/Вт, что примерно соответ- ствует двойному остеклению в деревянных раздельных переплетах; при 1£н — 15от свыше 49 °C, т. е. при 1РН = 18 °C и 1Р°Т ниже -31 °C, Я”рин = = 0,52 м2 K/Вт, что примерно соответствует тройному остеклению или сочетанию двух- слойных стеклопакетов с одинарным остек- лением. Подставляя эти значения Я„рИ вместе со значениями ЛетВ * * 11” по формуле (7.34а) в фор- мулу (7.33а), можно при заданном коэффи- циенте остекления рост определить минималь- ные значения R„"p для наружных стен совместно с их световыми проемами. При известных значениях FK и RK для ipex основных типов конструкций (наружных стен со световыми проемами, покрытий и перекрыт ий) расчетные тепловые потери гдапия могут быть определены по формулам (7.2) при (щ = 1вн и гн = гн от, а соответст- вующие значения удельной характеристики геп'ювых потерь г?т п (без учета повышаю- щею коэффициента 0Надб) — по формуле q =________6Ll___ = чтп у (ГР — tP От) гздЦвн *Н * — 1— | FнаР | Нпок/^ПОК | HnepFnep \ 35) Нд \ /^нар /^пок /^пер / Здесь по нормам [8] нпок = 0,9 4-1,0; лпср = 0,4 4-0,9. При этом (за исключением редко встречающихся зданий сложной кон- фиг урации) можно исходить из вертикаль- ною расположения наружных стен, имеющих Q1
остоянную высоту h и толщину по всему аружному периметру здания в плане с сум- |арной длиной этого периметра PiX, а также з горизонтального расположения плоских окрытий и перекрытий, поверхности кого- ых лишь незначительно отличаются от лощади, занимаемой зданием в плане FV1. огда можно принять д; FHap = = hP3 р Fn0K st Fnep st F3 откуда для значе- ий q} п получается выражение ’"= глг + т(-«—+ (Н ,7'35а) г здлнар п \ лиок лпер/ Значения удельной характеристики теп- ювых потерь qr п по формуле (7.35а) состоят в двух слагаемых, из которых первое зави- сит 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 эхарактеризована безразмерным коэффи- гиентом СКОНф, определяемым соотношением ^конф = (7.36) эгкуда (7.36а) Наименьшее значение коэффициента <онфигурации, т. е. наименьший периметр Р,л при заданной площади здания в плане F3J, соответствует окружности, для которой СК()нф = 2J/л = 3,545. Несколько 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 • 1пачепия Сконф по формуле (7.37) воз- |iin 1.Ш11 вместе с отношением т = 1/Ь от 4 при hi I до 6,96 при т = 10. Union. iy я равенство V3l = hFXi и соот- ношение (7 Ui), выражение для qx н можно ирг К I <11111 I I. и виде , конф / h , " к + 14 мир *1 | И* формулы (7 37а) следует, что при шд.шпых шачеииях входящих в нее величин, кроме наружно! о объема здания И,д, удель- ная харакюриоика тепловых потерь qT п nociencHno снижается по мере увеличения этою обьема. При заданном объеме здания имеется оптимальная высота его /г0||1, соот- ветствующая минимальному значению <утп, возрастающая пропорционально кубическому корню из объема п составляющая онычно не более половины ширины здания [113]. Однако сооружение зданий m.ihhi ih.kони при значительной площади в и i.nie начн- ется экономически нецелесообра шым и квад- ратная конфигурация здании, кроме одно- этажных, несовместима с норма питыми ipc- бованиями к естественному m ненннто по- мещений [9, 52]. В результате з гания в им и.ока н выше имеют обычно ирямоу! о и.ну к» копфш ура- цию в плане с oi ношением i ihhi.i к т = 1/Ь от 2 до 10 Д и, он из формула (7.37а) можш ом и. пр< и в следующем ви ге 2fl + — \ т / I 4 от = . П^нар h imipiine । П1ПИЙ 1 ап iciia (7 38) ь 111 । Как видно из (7 ЗК) при 11 нншоп ширине здания Ь снижение ei о \ и и.ноп хиракге- РИСТИКИ ТеПЛОВЫХ НО I epi. мо Ф) 1 1Ч.Ш. ДОС1И1- нуто прежде всего за nui уы шлепни 01110- шения длины к ширине т I Ь и в шачи- телызо меньшей сiслепи ы , 41 i унсчичепия его высоты. Основным КО1К I ру К I IHHII.1M фпмором, влияющим на тси кнн.н нонрн । шинй, яв- ляется выбор матерна 1.1 пиру кпых з 1 си и их толщины, чем oiipc ie пион и шпченпн Ktn. Увеличение этих значении и • t применения конструкций наружных inn 111 мнicpiuuiOB меньшей теплоиропо ню< । и и in Рочыней толщины сопряжено t mnpin пишем капи- тальных вложении па (ооруж<ние щания, которое должно бы 11. онрап ыно ни ни немой экономией расходов ни ion. 1 ни по оюп- ление. В отличие oi M111111M.1 п.пыу шпчепий ЯуТин, заданных нормами | к | <ш i пмпньпые значения R™ опреде пион и ну им (ехиико- экономического panni.i <п p.i* i.iioinnx кон- струкций, ЯВЛЯЮЩС1 О( 31 01'11 1.1 О ll.HI.IM при типовом проектировании । i.iiiHii Меюдика такого расчета, i репу loin.ni nnuni. киыпия большого количеенза ш м> инн i.nnn.ix, опи- сана в [8, 94] Важную ।><. о, при ним играют климатические n.ipiMiipii inunoio населенного пункта, ihhhuiu ичп опреде- ляются годовые теп ion к тигрн пншия, а стало быть и 10 iohi.h i.np.in.i пи ею отопление. Как слепи in (/ ’I) н (7 ?2a). эти годовые тепловые нонрн i.hhhui от одного комплексною к чимч i шн ... пира- метра FKJ1, а именно PKJI = zol(r',’, г;,1 'I ( 7 39) Входящие в форму ।\ (/ l‘i| (пнчепия средней длительности о iони ।с и.но, <> черно-
да zol и средней температуры воздуха за лог период ог для многих населенных пунктов приведены в нормах [6], а частично в прилож. 1 Как оговорено в нормах [94], значения экономически целесообразного сопротивления теплопередаче приближен- но могут быть представлены формулой = А /Г’ = 4 [Лог(гР,^?нр^). (7.39а) Здесь А — коэффициент, определяемый г ехнико-экономическими показателями ог- раждающих конструкций, а также стои- мостью тепловой энергии. Расчегы ограж- дающих конструкций по (7.39а) подтверждают целесообразность повышения их сопротивле- ния теплопередаче по мере перехода к райо- нам с более суровыми климатическими условиями. При общепринятом изготовлении наруж- ных стен жилых зданий из сборного железо- бетона в виде крупных блоков или панелей необходимое сопрогивление теплопередаче достигается за счет включения в конструк- цию стен специального теплоизоляционно!о слоя (утеплителя) в виде изделии иг мине- ральной или стеклянной ваты, пенопластов и т. п (см гл. 5). В конструкциях стен из кирпича стан- дартных размеров повышение их сопротив- ления теплопередаче можег быть достигнуто в основном за счет увеличения количества слоев кирпича в кладке Согласно нормативным документам [51] в задании на разработку типовых проектов зданий должна быть оговорена расчетная температура наружного воздуха для систем отопления fP°'. причем в качестве базового принимается значение баз = ~ 30 С, что примерно соответствует средним климатиче- ским условиям на территории СССР (см прилож. 1). Помимо базовою в типовых проектах часто разрабатываются варианты с другими значениями tgог, обычно крат- ными 5 °C. При этом в пределах диапазона значений разностей температур Аг[’01 = = +2,5 °C возможно использование единых проектных решений с заданными значениями Лег, Лпок и Кпер, а стало быть, с постоян- ной удельной характеристикой тепловых потерь qT п. В таких случаях пересчет тепто- вых потерь зданий с принято! о в типовом проекте значения на соответствующие другому значению /{]01 производится по формуле = Р40) / 1 вы ' н тип Вмес+с с тем возможности изменения значений „ при переходе к друг им рас- четным темпера гурам наружного воздуха fjj °’ ограничены требованиями норм [8] в части минимальных значений сопротивле- ния теплопередаче отдельных видов ограж- дающих конструкций при любых расчетных температурах г[ог Соответствующие этим минимальным значениям суммарные тепло- вые потери зданий с учетом коэффициента Рнагб могут быть представлены следующим образом. 2^ ПМИН ^пр Лпок^пок ПМИН Г'ПОК ЛпсрЛпер — Рнадб ®вн (ЛcTAfCiM" + покупок р — tP ОГ1 + FnqXeHp) + (7 4оа) Все слагаемые расчетных тепловых по- терь 2?пакс в формуле (7.40а), кроме послед- него, соответствующего остеклению световых проемов, вообще не зависят от расчетной разности температур воздуха rgH — ff? О1 В по- следнем слагаемом нормированные значения Я]|р", как отмечено выше, существенно воз- растают при переходе к большим значениям разности температур — г£ол, а потому fP _ fP °! значения —----у— в малой степени зависят ПМИН ^пр от этой разности. Если приближенно принять, что суммарные тепловые потери <2тпакс по формуле (7.40а) остаются примерно постоян- ными даже при существенных изменениях расчетной разности температур г£н — гн°', го соответствующие им значения удельной характеристики зепчовых потерь qt п обратно пропорциональны расчетной разности темпс- рагур гЕн-гГ1, а именно: tP — tP or _ ,.оа I 1 вн Hi оаз 1 11 " fP _ fP от 1 вн ‘н В гтом случае для поправочного кли- мат ического коэффициента PKjI к тепловым потерям, учитывающего для данного насе- теннот о пункта отклонение его расчет пои температуры г[от от принятой за базовую гноаз, получается выражение г£н - № fP _ tP от 1вн 1Н значениях (741) Лт_п_ = в = „баз НКЛ q 1 и частности, при = — 30 °C имеем в = __*L_ кк1 18-fP°T (7.41а) = 18 С В и г£8аэ tP 1 вн (7.416) Значения 1 по формуле (7.416) убываю г по мере снижения расчетной наружной тем- пера гуры 01 от 2,67 при гР°т = О°С до 93
Таблица 7.5. Значения поправочного коэффициента ркл к удельным характеристикам тепловых потерь зданий £?т.п при разных расчетных температурах наружного воздуха р.от Расчетная температура наружного воздуха fP от ‘н > °C Значения коэффициента Ркл при г£н = 18°С по различным источникам Представительный город для расчетов по формуле (7 426) По СНиП П-36-73* [22] По инструкции [77] По формуле, при- веденной в [122] По формуле (7.426) для представитель- ного города Наименова ние города Oionn ie п.ныЙ период Пэодолжи- тьность о ; а*-.» я ё а 0 1,42 2,05 1,76 -1 (1,41) (1,97) 1,70 1,96 Батуми 1’1 + 7,6 — 4 (1,36) (1,75) 1,54 1,77 Баку 1 19 + 5,1 -5 (1,34) 1,67 1.50 — - — -9 (1,27) (1,47) 1,35 1,53 Дербент 1)5 + 3,8 -10 1,26 1,45 1,33 — - — -15 (1,18) 1,29 1,21 1,32 Форт Шевченко 1 '•8 + 0,6 -20 1,09 1,17 1,12 1,19 Луцк 18/ -0,2 -25 (1,05) 1,08 1,05 1,08 С га роду 6 .’() 1 -2,3 -30 1 1 1 1 Саранск л о -4,9 -35 (0,94) 0,95 0,96 0,93 Свердловск .’.’8 -6,4 -40 0,88 0,90 0,92 0,87 Томск -8,8 -45 — 0,85 0,89 0,80 Илимск Н,2 -50 — 0,82 0,86 0,74 Турухапск .’КО -19,1 -55 — 0,80 0,84 0,70 Якутск -21,2 Примечания: 1. Значения, приведенные в скобках, получены hvicm ппн-йноП ни 1срноляции соответствующих табличных значений. 2 Климатические данные по представительным городам приняты по [ь| h м тиижг прилож. 1). 3. Значения климатического параметра Ркп для представительных io|><i|(>» п<пк чп тинные по формуле (7.39), составляют от 1258 для Батуми до 4809 для Саранска (ба юное ниртгнпс) и до 9957 для Якутска единицы при гР°т=-30°С, а затем до 0,658 при /Р 01 = -55 °C. Для получения укрупненных показателей расходов теплоты на отопление обычно используются значения Ркл, определяемые только расчетной наружной температурой от и находящиеся в интервале между еди- ницей и итачепиями, соответствующими фор- муле (7.416). В частности, эти значения могут быть подсчитаны по укрупненным показа- телям расчетных расходов теплоты на отоп- ление зданий, приведенным в нормах [22]. Такие значения, включенные в табл. 7.5, находятся в интервале от 1,42 при от = = 0 °C до 0,88 при ([}*” = —40 °C. Наряду с ними в рампах источниках приводятся значения 0КЛ, сущсы венно более отклоняю- щиеся or единицы, чем полученные по нормам [22]. Так, но данным [77] они нахо- дятся в интервале от 2,05 при г[ От = 0°С до 0,80 при г)) от = — 55 С (см. табл. 7.5). В отдельных с туч.тих | I.'?) приводятся формулы для опреде iciihm шипений |3КГ1 по известным температурам т|;„ и г|<причем определенные по таким формулнм тначсния, также включенные в ihIm / \ находятся в интервале между юотисц шуиппими дан- ными [22] и [77) О нитки пи птачения и формулы приведены ист <>тпн понлиня и не увязаны с методикой техники жоиимических расчетов, изложенной в тюрмнх 194] и основанной не на значениях т|;а на про- должительности отопи тс Панч <> периода zOT и средней температуре пару мни <> тютдуха за этот период /„р от. Поэтому более опт <>>><<лши>(1 является оценка значений Клима i тгич к<н о кои|>фици- ента ркл исходя именно hi них климати- ческих параметров Иииинот приближен- ную формулу (7.39а) ми Ки некоторые дополнительные допунн инч можно получить следующее приближен! ни иырджгнне для
/ nt 11 Illi 6l'l'.l i) ,y 42) ' .ij»!,',, f'u.......... Ill 11 ip.l III I'll II 11 l> к > > <t| <<| 111111IC11 I 11 ' /,„ «л..... Mr " w 4 / pk, >... । Дп ii.iii linn । \ii|iiiiiiciiiii‘ формуиы (7.42) пн । in .к 11 и in к iin'itiiiiiM hi пес пычсний kll <t| i<| III1111 < II I il I <i|||li II I Hl Ml. IX мсиными IkiilloMII'U > kllMII ф,|к IHpilMII II не Hill ПС Я1ЦНХ in к niMii urn i «их uupiiMe i p< m llu иная 4 — 1,,,, II" IX'IIIM I in in пн и. uni.Hinn форму ii.i (7 4?a) nc- "iikiilllMH "III Ilk.I I I.I KIIII.I x 111111 К' 111111 ' и июни ь iiiyiniiiii* рпсчснюй пару a null n mid p i > у pi '•) (' Как пн ши hi при io* I iiiiHK* нш чепне in tpr’uieii и у in i i." и »• иs 111|к> uhi, hi Kiiio- рых и k.i'ii't i tu npi и । uni n ii.iini о ni.i6p.in ('.ipinick M<ip инн kun \i i I' | '10 cyi, Ci’im'i 4.9 ( , lhO'>) I Ipii iitiacia- HOBKC них Ill.riCIIIIII .1 lllk-ki’ - IK C в формулу (7 4?.i) ниц'ним (i‘> l‘i Ik. (7.42Г») I ..и1' "'I Применяя фирму iy (' I'li) Можин опре- делить значения (I, , i hi iinbui и н.п e ieinioi о пункта с швееiiii.imii iii.i'h iiiuimii ,,( и f»1’"'. Полученные iukiim инн ином не шчппы |k, представляюiся ионе ..............и hi4i.hiih.imii. чем приведенные в p.i । iirmi.ii п< i очинках | 22, 77, 122]. Для их еошн ।ап н пин < ipyiiiMii дан- ными необходим ui.nHip up. и । и и и । с ii>i 1ы х 'ородов для p.i । ।ii'iiii.iх p.H'uiiii.ix ii'Miicpa- гур наружно! о nniiyxii t,',1'' ' и пре icaax л 0 до - 55 (' С этой не H.IO и iii'ii ! х иринедены начения 0к, но фирму и р Гн при рпиич- 1ых расчетных iгмш p.i i у рпх t|J им 12 |редстави1сл.иых iiipoioii ими ic с cooi- етствующимп III.I41IIIIими ,,, и г,',1"" Сопостан iciiiie i.ikiix uni'll null (lfc, с при- еденными в дру| их in । пчникач пока ii.iiniei, то при гемпер.11 \ p.i х р ” ui.iinc W С ни близки к hiiHiopi иным и |//| с прс- ышением их не нош чем пн V„ Kmccic тем при pauiei иых icmhi paiypitx (Ц ниже -30 °C по форму и (/J’l’» ио ।уч|и'।ся сутс- твенно mciii.iiiiii iiupiriiiiii |lkч^1 но ним анным, причем при /|;'( ратина остигает И",, В HCKoiopi.ix in lo'iiiiik'ix | //. 109, 122] аряду co iii.i 4i'i । и нм и |>,, iipiiuii/iH ня >абли- ы, a Hinn i.i и форму in । in определения значений <yT n при базовой расчетной темп ратуре = —30 °C в зависимости толы, от наружного объема здания Как явс вует из формул (7.37а) и (7.38), такие знач ния нельзя считать обоснованными, так кг помимо зависимости от наружного объех/ 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 обоснованну! зависимость значений г/т п от объема 1/31 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 лаг ные, приведенные в [113]. Значения п вместе с основными ра' мерами зданий приведены в табл. 7.6. Ка явствует из нее, при увеличении объема здг ния с 750 до 25 000 м3 наблюдается ci шественное снижение значений </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 нг ружными стенами из крупных железобетон ных блоков или панелей [120]. Как виды из табл. 7.7, значения г/т п для таких здани помимо их наружных объемов существенн зависят от числа секций, т. е. от длинг здания, а также отношения длины к высоту В результате наибольшие значения удельно характеристики тепловых потерь „ = — 0,56 Вт/(м3 • К) соответствуют двухсекцион ным зданиям в 16 этажей, а наименьши с/i п = 0,385 Вт/(м3 • К) — восьмисекционных зданиям в 9 этажей (при длине секци! кеки = 17 — 22 м). Большим разбросом по . сравнению жилыми зданиями характеризуются значени удельных характеристик тепловых потерь дл общественных зданий, поскольку они суще ственг<Ь зависят от их назначения, особенш за счет различной степени остекления. Разнообразие конфигурации в плану общественных зданий различных групп, свя занное с их назначением, исключает возмож ность применения формул типа (7.38) для обоснования каких-либо общих зависимос- тей, характеризующих значения у/т п для таких зданий. Кроме того, эффекты инфильтрациг наружного воздуха и внутренних тепловыде- лений в общественных зданиях также опре- деляются их назначением. В результате для таких зданий приходится ограничиться толь- ко использованием значений их удельных отопительных q0T и вентиляционных <увен1 характеристик, определяемых по формулам
Таблица 76 Значения удельной характеристики тепловых потерь q1 п для кирпичных жилых зданий при расчетной наружной температуре /}, °' = -30 °C по данным [113] Наименование Этажное'ь нэт 1 1 О 3 3 4 5 Высота А. м Ширина Ь„ м Отношение длины к ши- рине т = ИЬ Наружный объем К1Д, мч Коэффициент остекле- ния рост Удельная характеристи- ка гептовых потерь c/tn, Вт/(м’К) 4,1 12 1,27 750 0,085 0,60 4,1 12 2,54 1500 0,108 0,52 7,8 12 3,17 3500 0,120 . 0,46 12 12 4.33 7500 0.125 0,34 12,6 14 5,07 12 500 0,140 0,30 16 14 6,43 20000 0.150 0,285 19 14 6,71 25 000 0,160 0,27 Таблица 77 Значения удельной харак терне тки тепловых потерь п для многосекционных жилых зданий из сборного железобетона при расчетной наружной температуре tjj 01 = —26 °C по данным {120| Шифр типового проекта Конст рукция наружных ci ен [Этажность । ПЗЧ Число ‘ секций «сек 1 Наружный объем зданий j м’ 1 L । Длина секции /сек, м 1 _ _ . _ S V з -Ci 5^0 , Удетьная характеристика тепловых потерь </т п. Вт'(м’ К) OiHoiuei дтины с к ширит w,cen = 1-510-2 Крупноблоч- 5 2 5900 18.4 1,53 0,49 1-510-3 ные железобе- 5 3 9300 18,4 1.53 0,45 1-510-4 тонные 5 4 12 700 18,4 1,53 0,43 1-510-4 5 5 16 000 18,4 1,53 0,42 11-49-04 Крупнопа- 9 4 25 800 21,2 1,77 0,43 11-49-06 нельные же- 9 6 38 500 21,2 1,77 0,42 11-49-08 лезобетон- ные 9 8 51 100 21,2 1,77 0,385 П-18-01 Крупноблоч- 12 2 14 200 17,4 1,45 0,48 II-18-02 ные железо- бетонные 12 4 27 700 17,4 1.45 0 42 1-МГ-60 Крупнопа- нельные же- лезобетон- ные 16 2 24 100 22,4 1,87 0,56 (7 31) исходя из приведенных в проектах расчетных расходов геплоты на отопление и вентиляцию таких маний Сводка значений <7от и <7ве1п вместе с другими удельными показателями, зависящими от назначения общественных зданий, а гакже соответствую- щими интервалами их наружных объемов приведена в табл 7.8, сосзаеденной в основ- ном по данным [135, 145]. Классификация общественных зданий по группам принята согласно нормам [29], а отопительные и вентиляционные характеристики подсчитаны при значениях расчетной температуры, близ- ких к базовому: = —30°C. При разработке схем теплоснабжения на перспективу [60], а также при ориенти- ровочных оценках роста тепловых нагрузок на различные сроки необходимо использо- вание удельных показателей этих расходов для жилых и общественных зданий, отнесен- ных к одному жителю Переход от значений удельных характеристик тепловых потер» зданий, например приведенных в табл. 7.6- 7.8, к этим значениям в расчете на одною жителя наиболее просто осуществляется для жилых зданий. При этом за основу прини- мается существующее в данном юроде и планируемое на различные этапы ею разви-
I । i> । и н n /К < liniiwi e ii.iii.iv и петиляпионные характеристики, а также удельны udt.tMf.i и iiii|imh iiiiiiii.ii' iiokh 1И1СЛИ на 1000 жителей для различных групп общественных зданш к <)<>ti !. 1 ЧП 1 ill.II 1 1 Hi IIlll.l X 14 Illi It Illi 1 pXIIIIIIM Имес । и мое ib и in пропускная способность па 1000 жи!елеи н,общ Удельный наружный объем на единицу вместимости ( ООШ’ 41 Ин (ерналы значений нару жно! о объема tданни И,л, тыс хр Значения характерно: Вт/(к О1ОТ||11СЧЬНОЙ 7oi при /1;"'- 30 ’С удельных гик зданий, Р К) вен гиля- ЦИОННОЙ 7 вен 1 1 Лечебно-профилактические учреждения и спортивные сооружения Ьо и.пнiii.i и чшоансеры 12-13,5 коек 120-200 10-200 0,29 0,40 0J0 0.36 По пн. niiiiikii, амбулато- рии Дома oi U.IKU, интернаты и ii.iiit ношпы (спальные корим И) 26 -35 посе- щений в день 4—12 мест 7,5-12 40-80 3-12 10-40 0,35 -ОДО 0.32-0,48 0,35 (),50 ( пор।нниыс залы 36-150 м- площадн пола 12-40 10-40 0,27-0,40 0.8 1,2 II Учреждения просвещения Детские дошкольные уч- реждения (>() 90 меш 38-45 26-33 1.6-4 6 - 16 0,42-0,60 0,18-0,30 Общеобразова гельные школы 130- 1X0 учебных мест 23-29 17-22 5- 12 15 -30 0,45-0,54 0,40-0,60 Средние специальные н 50 80 28-44 10-30 0,33-0.40 0,40-0,50 профессионально-тех- нические училища (бе 5 учебных мастерских) учебных мест III. Учреждения культурно-просветительные и зрелищные Клубы 20 — 25 мес1 в jpnie ль- ном зиле 20-40 5 -35 0,45-0,50 0,55-0,75 Дома культуры, пионе- 19-21 меш о 35-45 10- 20 0,34-0,40 0,40-1,0 ров и школьников 60-90 30-200 Театры, цирки и кон- 10- 18 мес I 50- 60 36 - 180 0.25-0,40 0,40-0,60 цертные залы Кинотеагры 20-50 мест 15-22 25 - 30 5 - 25 40 - 90 0,40-0,65 0,60 О.оо IV. Учреждения комму на ii.iioi о ^няйсгва Гостиницы 1 3 — 6 меш 1 75 100 I |5 - 250 1 0,40 — 0,45 I 0. '<> о м> V Предприми!» бы । оно! о обслуживания Бани Прачечные механизиро- 3 — 7 меш 90- 120 м с\- Ю S Ь 8 у •) К) J0 0,25 РДх 0,35 0,60 1 .!> 1 ‘> 1 ’ ' II ванные Дома быта, комбипан.1 хо! о бе и.я и смену 9 11.2 раоп (.0 SO 1 80 0 .)> 0. /и 0 (.1) II 'и । бЫТОВОГО Обе lyXIIlt.llHIM чих меш
Продолжение табл. 7.8 Характеристика общее! венных зданий по группам Вместимость или пропускная способноеib на J 000 жителей '’’общ Удельный наружный объем на единицу вместимости гобШ’ Интервалы значений наружного объема зданий И)Д, тыс. м’ Значения характерис- Вт,(\ отопительной </от при fP°T= -30 с удельных гик зданий, i’.K) вентиля- ционной б/ вент VI. Предприятия торговли и общественного питания Магазины продовольст- венных товаров Магазины непродоволь- ственных товаров и уни- вермаги Предприятия обществен- ного питания, кафе, сто- ловые и рестораны 80-90 м2 торговой площади 105-140 м2 торговой площади 28 — 40 мест 5,5-7,5 । 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 учрежде» шя управленг я, строитель гтва н науки Организации* управле- ния, общественные, про- ектные и конструктор- ские организации, науч- но-исследовательские ИНС1И1уТЫ 3000-5000 м* 1 — 10 20-250 0,45-0,75 0,35-0,55 0,10-0,20 0,35-0,50 Примечания. I Значения шозш для различных групп общественных зданий, кроме при- веденных в скобках, заимствованы из норм [27], причем меньшие значения относятся к первой очереди строите шсгва, а 66 шшие - к расчетному сроку, кроме бань, 1де большие значения отно- сятся 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 ин1ервалах значений qOT нижние пределы относятся к верхней границе ишервалов наружных объемов зданий, а верхние пределы — к нижней границе этих ин- терна IOH тия среднее значение обеспеченности жителей общей (полезной) площадью в жилых зданиях /пот, м2/чел, а также соотношение между сум- марным объемом жилых зданий и этой пло- щадью, называемое объемным или кубатур- ным коэффициентом: (И, |/Fno,) = гпо1, м3/м2. Значения /п0, средней обеспеченности жителей общей (полезной) площадью для существующего состояния города заимству- ются 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 строитель- ства и 18- м2/чел для расчетного срока. Удельный расход теплоты на тепловые потери жилых зданий ИуП, отнесенный к одному жителю, определяется выражением ./* _ Ж (гр гр от\ /по.1^ _ ЛТ. П “ ЧТ П V вн 1н / ~~ фпО I = «тжп(^н-^от)^21-, (7.43) Фи где h и h3T — соответственно высота жилого здания и высота одного этажа (между отмет- ками пола смежных этажей), м; по нормам [28], й)Т = 2,8-гЗ м; фпоч — отношение сум- марной полезной площади здания к его пло- щади в плане; <рЭ1 — отношение суммарной площади квартир одного этажа к площади здания в плане для современных многоэтаж- ных жилых зданий, фэг = 0,67-4-0,73.
1начспия обьемного коэффициента жи- 1нц щиний ГцОЛ, м3/м2, связаны с их значе- ниями |(>П11,| соотношением <’нол = • (7.43а) Фпол 14 ни ио • всех этажах жилого здания прими hi одинаковая планировка квартир, то, цромр ин о, имеем фпол = иэтфэт и h = нэт/гэт, । д* ин число этажей, а потому /llT fnon = —• (7.436) Фэт lh ходя из приведенных выше значений Ф„ - 0,67 г 0.73 ' и высоты этажа /гэт = ж J,H « 1,0 м, получается интервал значений т - 1,8 +4,5 м3/м2. Отсюда при <у*п = = 0,12 » 0,40 Вг/(м3-К) для удельного расчет- ною расхода теплоты на тепловые потери • иных «даний, отнесенного к одному жителю, Нплучмется в соответствии с формулой (7.43) следующее выражение: И| II = Яг п/пол^пол (^вн — ) = = (1,2 +1,8)/п0 | (f£H — г{] 0|). (7.44) Удельный расчетный расход теплоты па инфилырацию наружного воздуха в жииых «линиях в соответствии с формулой (7.7) принимав।ся равным х?11(|.- Кж/по,1(гР|-гР''сн') = - KJ,...Ф^Г'^и-гЕ01). (7.44а) Здесь Кж ~ 0,60 4-0,72 — отношение жи- иой ПЛОПН1ДИ квартир к их общей (полезной) ниощади [135]. Oicioaa при ср?®01" = -0,6 + 0,8 (см. § 7.1) получаем <|.ф - (0,36 + 0.58)/;1О1(/Р, - ГР °'). (7.446) Внутренние тепловыделения в жииых «линиях по нормам [20] должны учи пи- наться в размере 21 Вт на 1 м2 площади пола отапливаемых помещений, чю в пере- счете на общую площадь составляет при- мерно 17—19 Вт. Используя эти значения, можно получить следующее приближенное выражение для удельного расчет нот о расхода теплоты на отопление жилых зданий, отне- сенного к одному жителю: „ж _ „ж . „ж ж _ Лот ~ЛТ[| ' лннф и — -/по.э[(1,56 + 2,38)(гРн - ггт) - (17+ 19)] (7.45) Исходя из формулы (7.45), можно оце- нить характерный для жилых зданий интервал значений условной температуры наружно! о воздуха ф При этом в соответствии с формулами (7.13а) и (7.45) для расчетной величины относительных тепловыделений Ф?,в в этих зданиях получаем выражение юр = ___ т Г В Ж । Ж Хд- п 3" хинф __________17+19 ~ 7+J2 * (l,56 + 2,38)(fP, - /Р01) * С-'Г1' Отсюда для условной температуры на ружного воздуха при /[]„ = 18 °C получа ется следующий интервал значений [см формулу (7.14а)]: - Фтв(Гвн - 'и'”) " = 18-(7 + 12) = 6+ 1ГС (7456 Интервал значений по формуле (7 456 близко соответствует оговоренным в норма [6, 22] температурам наружного во «духи принятым для начала и конца отопитель ного периода, а именно г„лкс = 8+10 С ler. самым подтверждается обоснованное!ь m in женного выше способа определения условно! температуры наружного воздуха t* для жшц.! зданий. При определении отнесенных к одном1 жителю удельных расходов теплоты на oioii ление и вентиляцию общественных «дани! помимо средних значений удельных отопи тельных и вентиляционных харак!срис!ш для различных групп общественных «дани! требуется применение дополнительных удемь ных показателей и прежде всею удельны наружных объемов зданий каждой i руши fo6ua отнесенных к единице их вместимоси или пропускной способности. Такие значения заимствованные из типовых проектов н дан ных, приведенных в [135], также вкдючепт в табл. 7.8. Для перехода от количества жителе! к соответствующей вместимости или пропуск ной способности различных групп общее! венных зданий могут быть использован! нормативные или фактические знамени обеспеченности населения зданиями кажщй I руппы, выражаемые в виде количества ме« i коек и т. п. из расчета на 1000 жители! Приведенные в табл. 7.8 значения m,,r„ заимствованы из норм [27], причем и меньшие значения относятся к первой очереш с I роительства, а большие — к конечном сроку гениального плана. После том» Тин !ем или иным способом получены пока in (ели /побщ и 1>общ для всех групп, cooiiici ствующие значения и удспьпы расчетных расходов теплоты на oiohichii и вентиляцию общественных зданий. Hi отнесенных к одному жителю, полечи н.нш ются по формулам 2^Общ1’общ?ОТШ ~ 01) J 1000 ’ „общ _ 2d ЛОТ “ ----
Общ _ Е ^общРобщ^^эт (fBH - гн вент) Хвент । ллл каждой группы подставляются в формулы (7.46) из табл. 7.8, а значения — из табл. 7.1. Следует иметь в виду, что в [27] значе- ния тобш по группам общественных зда- ний, 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 (микро- районами, жилыми районами, общественны- ми центрами жилых и планировочных райо- нов, а также городов в целом) исходя из ступенчатой системы обслуживания населе- ния. Естественно предположить [135, 145], что в малых городах с населением при- мерно до 20 тыс. чел. перечень обществен- ных 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 одно- го жилого района с таким центром. В сред- них и больших городах наряду с микрорай- онами и жилыми районами следует учиты- вать раздельное размещение общественных зданий в общественных центрах жилых и планировочных районов в соответствии с нормами [27], а в крупных и крупнейших городах дополнительно учитывать разме- щение общественных зданий областного, краевого или республиканского значения. В качестве Типичных можно привести [145] следующие интервалы нормативных значений суммарного объема общественных зданий, м3/чел, в расчете на одного жи- теля; 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 от нося гея к первой оче- реди 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 водо- снабжение, поскольку за основу определения последних принимаются суточные расходы горячей воды на одного жителя g[yT 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 обществен- ных зданий применительно к суткам отопи- тельного периода с максимальным потреб- лением воды следует в соответствии с фор- мулой (7.29) использовать соотношение у _ , „общ _ (1+КтсУ)св(Г[-ГР) г 86400 X (Ксут^ут + 0,001 Е тобщ^т) (7.47) Здесь К[упм = 0,15-? 0,25; ^-^-^- = 2,422 п 86400 (см. п. 7.2), а значения тобщ и ^ут Для каждой группы общественных зданий долж- ны приниматься по табл. 7.2, 7.4 и 7.8 с последующим суммированием значений произведений тобщ по всем группам. Кроме того, для жилых зданий в формуле (7.47) 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 ду- шами 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, перечис- ленным в табл. 7.2 и 7.4, при подста- новке значений по табл. 7.8 при- водят к ориентировочным значениям 24 -=- 28 кг/(сут чел) для первой очереди строи- тельства и 29 — 35 кгДсут чел) для расчетного срока, соответствующим суммарному объему общественных зданий на одного жителя 19 и 30 м3/чел, оговоренному выше для больших городов с численностью насе- ления 100-250 тыс. чел. При меньшей чис- ленности населения вместе с суммарными объемами общественных зданий на одного жителя сокращаются также расходы теплоты на их горячее водоснабжение. Исходя из приведенных выше типичных средних зна- чений этих суммарных объемов для городов с различной численностью населения, можно [145] получить для них следующие при- мерные 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 регулирование отпуска теп- лоты в зависимости от изменяющейся потребности в ней присоединенных систем -еплоиспользования осуществляется по мень- _е.'. мере как двухступенчатое Первой д.'е.-ьл? является регулирование отпуска -е~_тоты от теплоисточника в его тепловые сети Такое регулирование называется цент- ральным. им определяется график измене- ния температур, а иногда и расходов воды в подающих трубопроводах тепловых сетей. Вместе с тем наряду с центральным не- обходимо регулирование отпуска теплоты из сетей в различные системы геплоиспользо- вания присоединенных зданий. Такое регули- рование называется местным и осуществляет- ся на местных тепловых пунктах (МТП) зда- ний (см гл. 1). В соответствии со способами местного регулирования определяются расхо- ды сетевой воды при ее заданной темпе- ратуре в подающих трубопроводах, необхо- димые для отпуска количеств теплоты, тре- буемых системами теплоиспользования при данном режиме. Суммированием таких расхо- дов воды сначала по различным системам 'егпоиспользования каждого здания, а затем "о группам зданий, снабжаемых теплотой -срез рассматриваемый участок сегей, полу- -лются необходимые при данном режиме гхсходы воды в подающих трубопроводах . ющих участков. Тот режим, при эти расходы оказываются макси- Wi. с-о.ми в годовом разрезе, называется рг - э.м а по гучаемые применительно к •srw. г^хгды воды по участкам являются асл-д.-г*ми дгя гидравлических расчетов сете? з -легкости при определении диа- метре а -ру' то Участкам (см. гл. 9). Однич». из основных видов систем тепло- использова.-.ня являются сисземы отопления, приточной вентиляции или кондициониро- вания возду ха потребность в теплоте которых определяется переменными метеорологичес- кими параметрами, в основном температурой наружного воздуха гн Основным способом регу шрования от- пуска теплоты в наиболее распространенных системах водяного отопления является ка- чественное регулирование путем изменения в зависимости от метеорологических пара- метров, прежде всего температуры наружного воздуха гн, температур воды в подающих трубопроводах этих систем при ее постоян- ном расходе. При таком способе регулиро- вания максимальные (расчетные) температуры воды в подающих трубопроводах систем оюпления г§т под достигаются при расчетной температуре наружного воздуха для этих систем °\ При качественном регулировании темпе- ратуры воды в подающих трубопроводах систем отопления снижаются по мере по- вышения температуры наружного воздуха гн от расчетной 01 до соответствующей началу или концу отопительного периода Одновременно снижаются так?ке сред- ние температуры воды в нагревательных приборах, их теплоотдача воздуху в поме- щениях и, наконец, температуры воды в обратных трубопроводах систем. Расчетный расход циркулирующей в этих системах воды при качественном регулировании под- держивается постоянным и определяется рас- четной разностью температур воды в подаю- щих и обратных трубопроводах систем. Качественное регулирование при постоян- ных расходах циркулирующей в системах воды обеспечивает устойчивость гидравли- ческих режимов отдельных нагревательных приборов этих систем при переменных тепло- вых нагрузках. Если же в течение отопи- тельного периода имеют место резкие коле- бания 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 резуль- тате — к отклонениям значений их тепло- отдачи от требуемых при данном режиме (разрегулировка системы). В связи с этим количественное регулирование отпуска тепло- ты 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 подаю- щих трубопроводах, т. е. применение сме- шанного качественно-количественного регу- лирования. Перенесение способов регулирования от- пуска теплоты, принятых в системах во- дяного отопления, на центральное регули- рование в теплоисточниках обосновывается 101
преобладанием 1аких систем и их суммарных тепловых назрузок в балансах озпуска icipio- ты от источников, а также широким применением простейшей схемы присоедине- ния лих сишем к тепловым сшям I ззкой схемой является схема с подачей воды в системы непосредственно из подающих зрубо- проводов сшей. В целях снижения расчсз- ных расходов сетевой воды ыкая подача при обычной температуре rj^i н<> 9$ осу- щешвляется, как правило, через смесизеиь- ные устройства с подмешиванием к иоде из подающего трубопровода сшей воды из обратных трубопроводов езкзем оюипения Если такие устройства. как но обычно имеет место, рассчиины на рибозу с по- стоянным коэффициеиюм (.мешения в iечеипе отопительного периода (полос зруйные з зева- торы), то качеезвенному рез уинронашпо оз- пуска теплоты в системах оюшзения сооз- ветствует центральное качеез венное рез у пиро- вание только за счез изменения зсмисразур воды в подающих зрубонроиодах сезей при постоянных расход;!х зз ой воды (зак на да- ваемое центральное качес з венное рез узирова- ние по отопительному 1 рафику земнеразур) Такое регулирование может бык. сохранено и в тех случаях, козла наряду < cihic мами водяною отопления, оборудованными смесительными устройствами с носзоянным коэффициентом смешения, к сезям присоеди- нены такие системы по друз им схемам (через устройства с переменным коэффициен- том смешения или водоназ реваз ел и), а кроме того, системы воздушного отопления, вензн- ляции или кондиционирования воздуха Однако при заданном отопительном з рафике температур воды в подающих трубопроводах сетей се расходы на такие системы должны пескопько изменяться в течение отопитель- ною периода, что при малой доле их зсиловых нагрузок в общем балансе от- пуска з еплот ы не может существенно повлиять на гидравлические режимы сетей. Возможности применения центрального качественного регулирования существенно ограничиваются при необходимости при- соединения к единым сетям помимо систем отопления и вентиляции — систем, относящих- ся к другому типу систем горячего водо- снабжения, поскольку для последних харак- терно очень слабое влияние метеорологи- ческих факторов на тепловые нагрузки (см. § 7.2). По нормам [19] в таких системах необходимо поддержание температуры горя- чей воды перед точками ее разбор.! в задан- ных пределах (от 50 — 60 до 75 ( ) ( ими же расходы эзой воды устап.пз ....и «з iioipc- бителями, .1 поюму НО I'llin »ttt» 11 ч 30 II,КО статистическим зикопомз ри । нм 1Ь>1юму зз системах зорячезо водоснабжения возмож- но юлько количественное рез улировапис при поддержании заданной температуры воды на входе в систему. При присоединении к двухзрубным ма- з истрачьным сетям систем отопления и горя- чего водоснабжения сохранение в них центрального качественного регулирования в течение всего отопительного периода оказы- вайся, как правило, невозможным, посколь- ку земпературы воды в подающих трубо- проводах таких сетей rL IIOJ1 должны под- держиваться не ниже необходимых для обеспечения заданных земнеразур воды перед BO/Юразборнымн приборами (как правило, Йе ниже 65 — 75 (’) Iакне земнеразуры воды в подающих । рубонроиодах зенловых сетей 1104зи всезда ока ii.huiio зся выше соответ- ш вующих о 1(»н и з с пазом у з рафику при темпе- ра зурах наружною воздуха, биизких к приня- 1ым для Н11Ч11ИП н конца озоззительною периода (б7'"“ - N 10 (') При заких земне разурах наружною воздуха необходимо поддержание и подающих зрубопрово шч сезей постоянной iCMiiepn зуры воды на уровне 65 - 75'С. Нижняя ipiiiiiiiui той обтк зн соозвез сз ззуез земиераз уре наружно! о во i iy mi нрн коюрой но । рафику юбшонагк н равенство -М низ 15 (‘ I ак кик нрн земнеразуре имеш месю ином июни icjimioio зрафнки земнеразур с iicpt чо юм оз наклонною к з орп нш з ачыюму учи» ik> (зочка и Моми з рафика), ю ofiimii. 1смн₽рн зур воздуха, боксе высоких, чем г"11 нчна паск.я юной hi'Iomii > рафика При (.охранении обычной < чгмы при соединения сишем оюнченнн к ичнн рю среде)вом смеси|С'п>ных ycipoiti in i noi юян ным коэффициеиюм смешения) в к те н i ыма зрафика наблзодасзеи сушес iucihihII пгрг расход геплони ш caci перс i пн a oiiihih ваемых помещений lio ус iранение в Ирин ципе возможно за счг! внедрении hkhimh тического рез у чирошишм oinyt к a i cu ioi ы hi дельными паз реви iснызыми npiibopiiMii и in ИХ Группами С НМНу'П.ЮМ ill ICMHrplII У|Ч! воздуха в оз ап пинаемы к 1юмешенннн Ник называемое anioMaiuaci кие ипливн зуи ii.iiut регулирование)! 14? | ( Минко внедрение iiikii* регуляторов во всех oiiihihihicmi.ix IIOMCIIH ниях сопряжено с tiaeiii. зюн-нщми каши в и. ными вложениями, и поюму на Ирак иже, в первую очередь з ih жн зык iiihihiII, i ih устранения нереюшн! и юно hi комн i рифнкн используюзся упрощенные с погибы мег i hoi о или зрупновозо pci у inpoiuiiHiM Iiikoc ipyn повое рез улироианне. m утеш ваяемое ив сне циа зын.зх з рунионых к*п юных нункзах (I III), в настоящее время pm с ми i ривнсзся как необходимое но юпорн жгнннм нндсжносзи 102
и маневренности в работе крупных систем теплоснабжения (см. гл. 23). Из этих сообра- жений наиболее целесообразным представ- ляется размещение ГТП в местах при- соединения распределительных тепловых се- тей к магистральным (см. § 1.2). При открытой схеме с подачей сетевой воды в системы горячего водоснабжения эта подача при ее температурах в подаю- щих трубопроводах выше 60 —65 °C должна сопровождаться охлаждением воды до этой температуры. Такое охлаждение в отопи- тельный период достигается, как правило, пу- тем смешения воды из подающего трубо- провода сетей с водой из обратных трубо- проводов систем отопления, что позволяет частично использовать для горячего водо- снабжения теплоту воды, охлажденной в этих системах. Тем самым достигается возмож- ность 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 об- ратных трубопроводах систем отопления и вентиляции 65 —70 °C, соответствующих низ- ким температурам наружного воздуха, близ- ким 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 пре- вышает ее расчетного расхода на соответ- ствующие системы отопления. Расход сетевой воды на систему горячего водоснабжения всегда достигает максимума в точке изло- ма графика. При закрытой схеме в отли- чие от открытой возможны варианты схемы присоединения водонагревателей к сетям. Простейшей из них является схема включения этих водонагревателей между подающим и обратным трубопро- водами сетей на тепловом пункте, т. е. параллельно контуру циркуляции сетевой во- ды в системе отопления (одноступенчатая параллельная схема). Эта схема пригодна при любых соотношениях расчетных тепло- вых нагрузок систем горячего водоснабжения и отопления, но при ней расчетный расход сетевой воды на водонагреватели, соответ- ствующий точке излома графика, получается наибольшим по сравнению с другими схе- мами, частично использующими теплоту воды в обратных трубопроводах сгстем отопления. Такое использование трёбует перехода от одноступенчатой к двухступен- чатой схеме включения, причем в первой ступени водонагревателей осуществляется подогрев холодной воды за счет охлажде- нйя воды, поступающей от систем отопле- ния в обратный трубопровод сетей. Для догрева воды на выходе из первой сту- пени до ее поступления в систему горя- чего водоснабжения используется вторая сту- пень водонагревателей, в которой греющей является вода из подающего трубопровода сетей. Если эза вторая ступень включена так же, как и при одноступенчатой парал- лельной схеме, то такая схема обычно называется двухступенчатой смешанной и она пригодна при любых соотношениях расчетных тепловых нагрузок систем горячего водо- снабжения и отопления и вместе с тем обеспечивает существенное снижение расчет- ных расходов сетевой воды по сравнению с одноступенчатой схемой. Другим возмож- ным вариантом является включение второй ступени водонагревателей перед системой отопления с подачей в эту систему ох- лажденной во второй ступени сетевой воды в смеси с поступающей непосредственно из подающего трубопровода в обвод этой сту- пени (двухступенчатая последовательная схе- ма). Переход от двухступенчатой смешанной к двухступенчатой последовательной схеме позволяет получить некоторое дополнитель- ное сокращение суммарных расходов сетевой воды на все системы теплоиспользования и даже свести добавочный расход этой воды на системы горячего водоснабжения до близ- кой к нулю величины (см. § 8.3). Вместе с тем в отличие от других схем вклю- чения водонагревателей двухступенчатая по- следовательная схема применима только в ограниченных пределах, определяемых соот- ношением расчетных нагрузок систем горя- чего 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 регуля- тора 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 этих 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- <ок систем । орячего водоснабжения можег быть достигнуто за счет установки после водонагревателей или смесите чей баков-акку- муляторов горячей воды емкое пло, достагоч- ной для сглаживания пиков расходов л ой воды в течение заданною периода, обычно суток (для зданий предприя|ий смены), при равномерной подаче воды и» водопщ реваic- лей в баки в течение мою периода В ном случае при определении суммарных расходов сетевой воды вместо максима in.пых можно принимать в качестве расист пых средние значения расходов воды в системах i оря- чего водоснабжения та 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 учиты- вать расходы теплоты на горячее водо- снабжение только в размере их средних значений за отопительный период, т. е. без введения коэффициентов часовой и даже су- точной неравномерности. Такое указание при отсутствии баков-аккумуляторов горячей во- ды и любых схемах присоединения систем горячего водоснабжения, кроме двухступен- чатой последовательной, может быть обосно- вано, и притом лишь в части коэффициента часовой неравномерности, только исходя из перераспределения в суточном разрезе расхо- дов сетевой воды между системами горя- чего водоснабжения и отопления. Такое перераспределение обязательно имеет место при отсутствии автоматических регуляторов расходов воды перед системами отопления и при требуемом нормами [22] оснаще- нии систем горячего водоснабжения авто- матическими регуляторами расхода сетевой воды из подающих трубопроводов для под- держания заданной темпера туры воды на входе в эти системы. В таких условиях при пиковых нагрузках систем юрячею водоснабжения возрастает расход сеiсвой воды на эти системы, снижается перепад давления между подающим и обратим трубопроводами сетей на тепловом пункте. При постоянном удельном i идранли- ческом сопротивлении системы oi он пения, 104 включая смесию'ньпые ус ......... в ном случае снижается 1акжс рас\<> i < < к н<>п ш>дм на эту систему и, стало бы i ..... тп нны в отапливаемые помещения 11.м।, при резком сокращении расходов по n.i it । ш юмих горячего водоснабжения, например и ночные часы, снижается расход се 1 спои но ты ни ни системы, а потому Boip.ici.ici ее рпехид па систему отопления, а слано оын., и подача теплоты. Такие внуiрисуiочные консЧишия подачи теплоты в системы оюннсния мшут быть допущены при усаонии, чю они не приводят к колебаниям температур вотдуха в отапливаемых помещениях, превышающим ±(14- 2) °C [20]. Необходимым условием при этом яв- ляется соблюдение расчетного баланса по- дачи теплоты в систему отопления в су- 1 очном разрезе в сочетании с достаточной ।спновой инерцией ограждающих конструк- ции oiaii'innacMbix зданий. Для соблюдения 1С11ЛОНОЮ ба ьшеа среднесуточные темпера- 1уры воды в подающих трубопроводах сетей в 1аких случаях должны приниматься не- сколько большими, чем по отопительному графику. Величина ною превышения опре- деляется темпера гурой воды в обратных трубопроводах систем оюнления и соотно- шением между суточными на1 рузками систем горячею водоснабжения и отопления. Соот- ветствующие! рафики центрального регулиро- вания отпуска теплоты с учетом нагрузок горячего водоснабжения называются кор- ректированными (или повышенными). Такие 1 рафики могут применяться как при откры- той схеме, так и при закрытой с разными схемами включения водонагревателей. В част- ности, при двухступенчатой последователь- ной схеме повышение температуры сетевой воды сверх соответствующей отопительному графику должно компенсировать ее охлажде- ние во второй ступени водонагревателей. Корректирование отопительного графика сводится к минимуму, а иногда и к нулю при температурах наружною воздуха, близ- ких к расчетной от, при которой тепло- вые на!рузки систем юрячего водоснабже- ния moi ут покрывайся в основном за счет исполыования теплоты воды в обратных трубопроводах систем оюнления. Наиболь- шее коррекгирование требуется в точке изло- ма । рафика, при которой расходы воды из подающе! о трубопровода на системы горя- чо о водоснабжения являются максималь- ными. Кроме того, необходимое повышение температуры воды сверх соответствующей отопительному графику возрастает вместе с величиной соотношения суточных тепло- вых нагрузок систем горячею водоснабжения и отопления. При отсутствии на тепловом
пункте дополнительных регуляторов или ограничителей суммарных расходов сетевой воды необходимое повышение ее температуры тем больше, чем меньше ветчина ороше- ния располагаемых перепадов давления меж- ду подающим и обратными трубопрово- дами 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 оюутствии нагрузок горячего водо- снабжения Это условие во многих случаях может быть обеспечено при наладке систем Применение такого способа корректиро- вания отопительно! о графика при всех схемах включения водонагревателей, кроме двухсту- пенчатой последовательной, связано с перехо- дом на качественно-количественное регули- рование во внутрисуточном и сезонном разре- зах 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 тепло- вых сетях наблюдаются при температуре наружного воздуха tKJI, соответствующей точке излома графика, и при максимальном расходе воды в системах горячего водо- снабжения Соответственно наибольшие расходы воды в системах отопления и наименьшие в тепловых сетях имеют место при расчетной температуре наружного возду- ха Тн от для этих систем. При центральном регулировании кор- ректирование отопительного графика должно быть ориентировано на типичные жилые »дания, для которых отношение расчетных nai рузок г орячег о водоснабжения и отопления может быть оценено по укрупненным по- ка «июлям (см §7 3) Регулирование по совместной нагрузке течем отопления и горячего водоснабжения i переходом на корректированный график «смпсрагур, ио без дополнительных регуля- iitpoit на тепловых пунктах, обладает рядом ( viHcci венных недостатков, прежде всего из-за о । су и. । ния каких-либо ограничений в части «кмснспий расходов воды в системах отоп- п'ння, причем неограниченные колебания этих pm ходов в сочетании с внутрисуточными и «мснсниями нагрузок горячего водоснабже- ния приво «я I к существенным колебаниям pin чолов поды в сетях и нарушениям режимов рабо«ы оборудования теплоисточ- ников Кроме юг о, при отсутствии ограни- чений но расходам сетевой воды возможны режимы с практически по шым прекраще- нием циркуляции - в системах отопления, а нрн <нкр|.|1<ш схеме — лаже с опрокидыва- ть м пирку 1ЯПИИ вобр.нпых ।рубопроводах сетей при покрытии пиков нагрузки горячего водоснабжения Все эти нежелательные последствия усиливаются по мере повыше- ния соотношения между расчетными нагруз- ками систем горячего водоснабжения и отопления Устранение или по меньшей мере ослабление таких последствий при сохране- нии регулирования по совместной нагрузке систем отопления и горячего водоснабжения возможно при условии установки на подаю- щих трубопроводах сетей в тепловых пунктах до ответвления к водона« 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 провер- кой на режим с максимальным расходом воды на горячее водоснабжение в сумме с минимально допустимым расходом ее для системы отопления. При установке регулято- ров, ориентированных на тепловые пункты типичных жилых зданий, заранее ограничи- ваются масштабы качественно-количествен- ного регулирования систем отопления и соот- ветствующего корректирования отопитель- ного графика температур При этом цент- ральное регулирование сохраняется в основ- ном как качественное в сочетании с кор- ректированным графиком температур Коле- бания расходов сетевой воды при такой схеме происходят только за счет тепловых пунктов нетиповых зданий с системами отопления, присоединенными через смеси- тельные насосы или водонагреватели, причем масштабы таких колебаний аналогичны тем, которые имеют место при центральном регулировании по отопительному графику температур. Таким образом, схема обеспечи- вает стабильность режимов работы сетей и оборудования теплоисточников Иногда вместо регуляторов постоянства суммарного расхода сетевой воды на тепло- вых пунктах рекомендуется установка ограни- чителей 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 сети и систе- мы отопления работают как и при обычной схеме без регуляторов постоянс«ва расхода или его ограничителей, а стало бьнь. и со всеми недостатками, присущими такой схеме. Методика расчетов отопите и>но« о «ра- фика температур при качественном рс«ули- ровании описана в § 8.2, а коррек! припай- ных । рафиков — в § 8.3. IOS
8.2. Определение температур и расчетных расходов сетевой воды при центральном качественном регулировании по отопительному графику В общем случае качественно м, пнич i венною регулирования сисюм оюн гении текущие значения средневзвешенной i емнери туры воды в отопительных приборах ги|1|1 1 , = у Пот под + ГОт обр), а 1ДКЖС ее i смиср.11 vp в подающих и обрашых ipyGoiipoiio ых систем отопления tor под и гО| оЛр онреденяю i ся [145] из следующих cooi ношений Гот ср — ГвН + (феи)1 + ' (for ср — г вн); (8 1) Гот под — Гот ср — (Гот пол ~~ Гот обр); (8.2) 2/от Гот обр = Гот ср ~ ~~ (Гот под ~~ Гот обр) (8.3) 2Jot Здесь Гвн — нормированная температура воздуха в помещениях (см § 7.1); фот = = Qot/Qot — относительная отопительная на- грузка, равная отношению текущей бот (при любой наружной температуре Гн) и расчетной бот отопительных нагрузок; п — показатель, зависящий от схемы включения отопитель- ных 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 п = 0,15 Вообще же значения пока- зателя степени и для различных приборов находятся в интервале и = 0,14 4- 0,45 [122]; Уот = Got/Got — отношение текущего Got и рас- четного G£t значений расхода воды, цирку- лирующей в системе отопления, Гот под и Гог обр — соответственно расчетные значения температур воды в подающем и обратном трубопроводах системы при расчетной темпе- ратуре наружного воздуха для систем отопления Гн от. По нормам [20] для жилых и многих общественных зданий рекомендует- ся принимать rgT под = 95 °C. Температуру Гот обр обычно принимают равной 70 °C независимо от значений Гот под [122]. 106 Рпсчетная средневзвешени.гмпг|и1 1 ура полы и отопительных приборах ранни Д (я решения уравнения (8 1) оишси- icii.no (|>п| можно принять упрощенные чи- m llin.ic формумы [145]: । г । „ 0,8n (1 — фО1) . (Ф.,11 1 " * Ф.„ Т —------------- (Н 411) 1 + п при I л О,** и I (tp.,,)1 ’ " * ф,и I 1()’4” (8 46) I I п при 0,5 • (р.п • 0,2 (ели при pacneiax i рафика icMiicpaiyp воды не учи1ыва1О1ся внутренние icruio- выделения, чю, однако, проюворечи! указа- ниям норм [20] в час)и жилых зданий, применительно к которым должны разраба- тываться режимы регулирования тепловых сетей в жилых районах, то значения фот определяются формулой Гвн — Гн ,о Ф°т — .р .р от • (8 5) Гвн — Гн То же с учетом внутренних тепловыделений: ty - t = (85а> 41 где Гн — так называемая условная наружная температура воздуха, при которой тепловые потери здания через ограждающие конструк- ции и за счет инфильтрации воздуха пол- ностью компенсируются внутренними тепло- выделениями в нем (подробнее см § 7 1) В нормах [22] рекомендуется принимать расчетное значение температуры воды в по- дающих трубопроводах водяных тепловых сетей гГ„од = 150°С Эта расчетная icmhc ратура увязана также с указаниями норм [20] в части расчетных темпера iyp в по дающих трубопроводах систем оншн-ния г^т под, принимаемых в пределах oi 8*» ю 150 °C. Присоединение таких си» к-м к кию вым сетям может осущесi пая 11 * п •icpci смесительные устройства (во «и i р\ilni.ic элеваторы, насосы). Работа смесительпо! о м ipoii. tut ш'р₽н системой отопления xap.ih н ри и < о и юиф фициентом смешения где Goi и <> о и " .Hii.iom рн ю ДОВ ВОДЫ llllpl \ ш| о I Г1 « о If IP iilull ления, в 11 и •• п ' о о» н и »i v СПСICMX
Таблица 8.1. Значения температур воды в подающих трубопроводах тепливыл vc>«.n /спод и в обратных трубопроводах систем отопления готобр при качественном регулировании (г? ПО» = >S0 "С; гР, под = 95 °C; tgt обр = 70 "С; (Р, = 18 »С и » - 0,32) Значения фот Температура воды в подающих трубопро- водах сетей гспод То же в обратных трубопроводах си- стем отопления /от Обр 0 18,0 18,0 0,05 28,0 24,0 0,10 36,0 28,0 0,15 43,5 31,5 0,20 50,5 34,5 0,25 57,4 37,4 0,30 64,2 40,2 0,35 70,7 42,7 0,40 77,2 45,2 0,45 83,6 47,6 0,50 89,9 49,9 Значения фот 0,55 0,60 0,65 0,70 0.75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,0 — Температура воды в подающих трубопро- водах сетей /с под 96,1 102,3 108,4 114,5 120,5 126,4 132,4 138,3 144,2 150,0 — То же в обратных трубопроводах си- стем отопления Гот Обр 52,1 54,3 56,4 58,5 60,5 62,4 64,4 66,3 68,2 70,0 — Коэффициент смешения «от в общем случае качественно-количественного регули- рования системы отопления определяется из выражения _ /ог(Гспод-Готср) 1 ,в,. «от —----~р--------р----- ——. (o.oaj фот (Гот под — Гот обр/ 2 Гот под и Гот обр рассчитываются по форму- лам ПОД ^ОТ ср Фот (^ ПОД rgT ср), (8 9) Гот ПОД = Гот ср + 2 под — ^ОТ обр)» (8.10) Соответствующий расход сетевой воды на систему отопления при данном режиме равен Гот обр — Гот ср (Г?т под rgT обр). (8.11) Gc от Сот 7от(Гс под ~ Гот ср) фот(<от под — Гот обр) (8.7) Расчетное значение коэффициента смеше- ния составляет Пот = ЛР tP Гс ПОД ~ Гот под Гот под — Гот обр (8.8) При Гр под — Г&г под < 0. При обычно принимаемых значениях Г?под =150 °C, Гот под =95 °C, Гот обр = 70 °C имеем «от = 2,2. При выборе графика температур для центрального качественного регулирования отпуска теплоты от теплоисточников в водя- ные 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 назы- ваемый отопительный график температур (см. § 8 1). При этом графике температуры воды в подающем трубопроводе тепловых сетей Гс под, а также в подающем и обрат- ном трубопроводах систем отопления 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 = м§т = const по формуле (8.9), что соот- ветствует 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 качест- венном регулировании по отопительному графику при п = 0,32 Расчетный расход сетевой воды на отоп- ление, кг/с, при центральном качественном регулировании рассчитывают по формуле Gc от — Як СВ (Гс ПОД ^от обр) (8.12) где <2от — расчетный расход теплоты на отопление, Вт, св — теплоемкость сетевой воды в интервале температур 50—150°C, принимаемая равной 4,19 кДж/(кг-К) [106]. Для учета впияния графика температур воды на ее расчетный расход следует исполь- зовать показатель удельного расхода воды g, кг/МДж. Расчетный удельный расход сете- вой воды на системы отопления равен _G?„10»_ 238,7 вс°т = --= ,р---------Гр--- <8-13 s/от Гс под — Сот обр 10'
! При заданной расчетной температуре Г воды в обратных трубопроводах систем ; | отопления, как правило, Сот обр = 70 °C, у дель- цу ный расчетный расход сетевой воды на эти И системы существенно снижается по мере по- II вышения ее расчетной температуры в подаю- )1 щих трубопроводах сетей. । j| Нормами [22] предусматривается воз- 11 можность повышения температуры с£под свыше 150 °C — вплоть до 200 °C, чем обеспе- 1[ чивается снижение удельных расчетных расхо- (I дов сетевой воды на системы отопления I с 2,98 до 1,84 кг/МДж. Однако такое повы- I шение расчетной температуры приводит к || существенному повышению расчет ного давле- [ ния для трубопроводов и оборудования I тепловых сетей и пунктов, а также коэф- фициента смешения (при с|? 11од = 200 °C до м§т = 4,2), что практически исключает воз- можность применения элеваторной схемы. Поэтому повышенные расчетные температу- ры воды сРпод в пределах 170-200 °C исполь- зуются только в транзитных тепловых сетях с сохранением для магистральных сетей обычной расчетной температуры Сспод = = 150 °C. Теми же нормами [22] при соот- ветствующем технико-экономическом обосно- вании допускается также применение в ка- честве расчетных для подающих трубопро- водов тепловых сетей более низких темпе- ратур, чем 150 °C (вплоть до 95 °C). Однако такое снижение, приводящее к резкому возрастанию удельных расчетных расходов сетевой воды (9,55 кг/МДж при г[по1 = = 95 °C), может быть обосновано только при очень малых масштабах отпуска тепло- ты от теплоисточников. Помимо жилых зданий к тепловым сетям жилых районов всегда приходится присоединять общественные, а иногда и про- изводственные здания с расчетными значе- ниями температур Гвн, tn, t&r обр, а также и, существенно отличающимися от положенных в основу отопительного графика. Если такие отклонения имеют место только в части значений foT под и t§T обр, то можно огра- ничиться изменением расчетного значения коэффициента смешения «от в соответствии с общей формулой (8.8). При этом возмож- но сохранение элеваторной схемы присоеди- нения систем отопления. При небольших отклонениях значения показателя степени п от принятого при расчете графика темпе- ратур (п = 0,32) можно вообще отказаться от учета этого фактора при выборе схемы присоединения системы отопления к тепло- вым сетям. Однако при существенных от- клонениях от положенных в основу графика значений температур гЕн и t%, часто встре- чающихся в общественных и производ- ственных зданиях, необходим iu> инпжпнис их систематического недозон.г и ш ш |>< чипа переход от элеваторной схемы upiu не мне- ния систем отопления к ссгям ipyt их схем. Наиболее универсальном hi них яв- ляется схема с применением смесиicui.iii.ix насосов, обеспечивающих возможное и. himc- нения в широких пределах коэффициент смешения. Вместе с тем при расчетом режиме и этой схеме сохраняют силу фор- мулы (8.8) для значений «от, (8.12) для G*or и (8.13) для Для независимой схемы присоединения систем оз оп пени я к сетям через водо- нагреватели харакгерны более высокие зна- чения удельного расчснюго расхода сетевой воды на системы оюнления. В пом случае „р __________2-<7_________ (8 ,4) Здесь АГкон — расчетная разность темпе- ратур между сетевой водой на ее выходе из водонагревателя и водой из системы отопления на входе в него, обычно прини- маемая равной 10 °C. Кроме того, при незави- симой схеме расчетная температура воды в подающем трубопроводе системы отопления t§T под должна быть принята более низкой, чем в подающем трубопроводе сетей «С под. на величину Дг£ач = 1{?под - г£т под> со- ставляющую по нормам [22] до 20 °C. По существу к независимым должны быть отнесены гакже схемы присоединения к водяным cei ям сисгем воздушно!о отопления, приточной и приточпо-вытяжнои вентиляции или кондиционирования воздуха. В этих системах подогрев воздуха осуществляется сетевой водой в поверхностных воздухо- нагревателях (калориферах). Режимы работы калориферных установок определяются их назначением. В связи с этим можно выделить три категории установок — отопительные, вентиляционные и отопи- тельно-венти гяционные. К отопительным oi- носятся установки, обслуживающие системы воздушного отопления при наличии ог- дельныхсисгем приточной вентиляции с подо гревом воздуха или при отсутствии налог г ности в них, если оказывается досгаючгюй, как это имеет место для жилых i i.uiuil. естественная вентиляция за счет ипфшп. i рн ции наружного воздуха или аэрации (< м § / 11 Расчетные температуры сезево...»>гы н» входе в калориферы систем ...........он ления и на выходе из них нрпнимшок м. как правило, такими же, как и гпя игигм водяного отопления при о i су г г. 1111111 vmciii тельных устройств, т. е. 150 и 70 ( Пиипмг удельные расходы сетевой поды /11» >пп систем соответствуют форму не (8 I 1) 108
К вентиляционным относятся калорифер- ные установки систем приточной или при- точно-вытяжной вентиляции, предназначен- ные 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 поме- щений вредных веществ (газов, паров, пыли), не зависят о г разности температур t£H — tH, а потому остаются постоянными при любом режиме. Для таких систем вентиляции рас- четные температуры наружного воздуха при- нимаются теми же, что и для систем отоп- ления вен| = от. При этом расчетные темпе- ратуры воды на входе в калориферные уста- новки и на выходе из них принимаются такими же, как и для систем отопления. Расчетный расход сетевой воды на венти- ляцию, кг/с, в этом случае определяется по формуле, анало!ичной (8.12): бвент G? =_______________________ с вент с (tp _ fp , V Св\1спод 1от обр7 (8.15) где бвент - расчетный расход теплоты на вентиляцию, Вт. Расчетный удельный расход сетевой воды на вентиляцию, кг/МДж, составляет 7 ^вент^ ^---------- (8.16) 1С ПОД £О1 обр Для систем приточной вентиляции, рас- считанных на удаление из помещений из- бытков теплоты или влаги, р качестве рас- четной по нормам [20] принимается средняя температура наружного воздуха tpвеН1 — = t„p хол для наиболее холодной части ото- пительного 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 г£вен1 до tfJ0T расход теппоты на венти- ляцию должен оставаться постоянным и равным расчетному: QBeilT = Свет- Расчетный удельный расход сетевой воды на системы вентиляции, кг/МДж, с расчетными темпера- турами наружною воздуха fPBeHT определяет- ся по формуле = ^вент-Ю6 _ 238,7_____ о вент „р р вент _ р > ' ' > Увент ‘с под 1вент обр где расчетные температуры сетевой воды tc под1 и Гвент обр принимаются по графику центрального качественного регулирования применительно к значению фве"т по формуле (8.5), соответствующему температуре tH = — ?н вен\ Как отмечено в § 7.1, значения фвепт при гРн = 18°С обычно находятся в интервале 0,6 —0,8, которому по табл. 8.1 соответствуют температуры tpc под = 102 -г 126 °C и Г§Вобр = 54 = 62 °C. Обычно в рас- четах принимают округленные значения грпод = 120 °C и г?ент обр = 60 °C. При учете в графике температур для центрального регу- лирования внутренних тепловыделений в жи- лых зданиях эти температуры воды несколько снижаются по сравнению с приведенными выше. Наиболее универсальными и экономич- ными являются отопительно-вентиляцион- ные калориферные установки, обслуживаю- щие 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 р от воздуха для систем отопления t„ . Расчет систем зентиляции и воздушного отопления с определением расходов сетевой воды и ее температур в обратных трубо- проводах 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 являют- ся нормативные температуры горячей воды перед водоразборными приборами, состав- ляющие по нормам [19] Гг=60°С при открытой и 50°C при закрытой схеме. С учетом охлаждения воды в трубо- проводах систем горячего водоснабжения здания в тех же нормах расчетные расходы горячей воды приведены исходя из ее темпе- ратуры Гг =65 °C при открытой и 55 °C при закрытой схеме (см. § 7.2). В нормах для теп- ловых сетей [22] рекомендуется принимать минимальную температуру воды в подающих трубопроводах сетей г^под = 60°С при от- крытой и 70 °C при закрытой схеме. Первое из этих значений не соответствует нормам [19] и поэтому должно быть повышено до tc под = 65 °C. Значение гсМпод = 70 °C при за- крытой схеме обычно обосновывается не- обходимостью поддержания расчетной на- чальной разности температур между грею- щей и нагреваемой водой в водонагре- вателях Дграч = - tp = 10 °C. При этом разность температур воды на выходе из водонагревателей и на входе в системы горячего водоснабжения зданий, равная 60-55 = 5 °C, 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 учиты- вается необходимость покрытия тепловых потерь, связанных с системами рециркуля- ции В нормах [22] добавлено указание о необходимости дополнительного учета тепло- вых потерь в системах горячего водо- снабжения в зданиях путем введения по- вышающего 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 по- вышение на 20 % расчетно! о перепада темпе- ратур нагреваемой воды hp — tp в частности при ее исходной температуре tg = 5 °C с 50-5 = 45 °C до 54°C, а с учетом компен- сации тепловых потерь в распределитеть- ных тепловых сетях — примерно до 60 °C, т е температуры воды после водонагрева- телей до tr=65oC Соответственно мини- мальная температура воды в подающих трубопроводах сетей tcnoa при закрытой схе- ме должна быть повышена с 70 до 75 °C, что подтверждается опытными и расчет- ными данными, приведенными в [143] и указывающими на целесообразность еще большего повышения этой температуры, а именно до 80°C Однако в дальнейших расчетах в качестве исходных как мини- мальные приняты значения г^под = 65 °C для открытой и 75 °C для закрытой схемы Соответствующие им значения относи- тельной отопительной нагрузки фотЛ согласно табл 8 1 при качсч । пенном pci у троипнин по отопительном) i рафику 1емнср нур исхо дя из значений tp,l(, - IM) ( /[,„ |Н С и п = 0,32 составляют ф",' 0 М)5 при (икры той и 0,385 при закрыюи схеме )| н niii'ie ния соответствуют точке ниюми oiomiii н ного графика температур i<ik как при iiii'ir ниях фот, меньших фо’1 (юна и i юмн i рнфнкн) температуры воды в подающем ipyOonpo воде сетей должны под тержинаися шил пин ными независимо от изменения кмндрнур наружного воздуха в upeieiax oi i" к» Гнакс и равными т"н< ( ( (см 8 I) При других значениях i емпер.11 ур т|’ , /[,„ н fот пол, положенных в основу расчет i pi» фика, значения <Pof* Moiyt быть iioacmiinn.i по приближенной формуле гЯ.-*- 4.'„| --------р "р |К по ПО I 1 BII Для оценки продо 1жи1е.1ыни । н >iiuhi отопительного периода, cooibcic hi у ion и й io не излома графика, в предо tax коюрой температура воды в подающих ipy(>oiipoi»o дах сетей остается постоянной, пеобхо щмо сначала определить температуры наружно! о воздуха, соответствующие различным мщчс ниям фотП Эти температуры при oik.hc от учета в графиках внутренних тепловыде- лений в жилых зданиях составляют (819) При учете внутренних тепловыделений эти температуры определяются по формую .ИЗ Л .у „И3|г V ,рО1. /О tn — tn — фот (hi — tii ) (8 19а) В табл 8 2 приведены значения отно- Та блица 82 Значения Ризл (отношения продолжительности стояния температур наружного воздуха tH в зоне излома отопительного графика zll3I к общей продолжительности отопительного периода z0T) при различных расчетных температурах воздуха для систем отопления tp от в .интервале от —15 °C до —55 °C Расчетная Значения Отопительный период При различных минима тьных температур ix воды в подающих 1рубопроводах сетей Наимено темпера- отношения Средняя *с под и расчетных температурах вание тура воз- 18 - гр от Продо ч- темпе- воздуха города духа 10 tp 01 житель- ратура ,МИн _ 65 °C МИИ _ 75 °C Р°т оС IV /н ность воздуха *с под *с под ‘н ’ -от, сУт °т, °C грн= 18 °C г* = 10 С 4 = 18сс - 10 С Ташкент -15 1,32 151 4 3,4 0,15 0,52 0,35 0 67 Рига -20 1,27 221 4-0,6 0,07 0,53 0,47 0,65 Минск -25 1,23 220 -0,9 0,22 0,54 0,42 0 60 Г орький -30 1,20 234 -3,7 0,19 0,47 0 40 0 60 Свердловск -35 1,18 246 -5,3 0,23 0,46 0 41 0 58 Томск -40 1,16 252 -7,6 0,29 0 45 0,42 0 56 Якутск -55 1,12 268 - 19,7 0,28 0 36 0,36 0,42 Примечание Значения /р от z0T и /лр от для соответствующих городов приняты по прилож 1 (см также [6]) а значения |3ИЗЛ подсчитаны по данным при юж 2 (см также [99]) 110
шения средней продолжительности стояния температур наружного воздуха от t}J3JI до 1накс, т. е. в зоне излома графика, гИзл, к общей продолжительности отопительного периода zOt. Значения ризл = гизт/иот под- считаны для различных населенных пунктов по данным, приведенным в прилож. 1 и 2, о продолжительности отопительного перио- да, а также стояния температур наружного воздуха через каждые 5 °C, начиная от Гнакс = 10 °C и ниже. Как видно из табл. 8.2, учет внутрен- них тепловыделений приводит к существен- ному 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 трубопро- водах в сочетании с максимальным расхо- дом воды в системах горячего водоснабже- ния 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 систе- ме горячего водоснабжения равный Grp = KcyTK4Gfp сут, (8.20) где GrP с>т — расход за средние сутки ото- пительного периода, суммированный по всем водоразборным приборам здания; КСут и Кч — поправочные коэффициенты на суточ- ную и часовую неравномерность (см. § 7.2). При открытой схеме системы горячего водоснабжения в течение отопительного периода присоединяются к тепловым 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 темпера- туры, установленного за смесителем и под- держивающего заданную температуру воды на выходе из него независимо от расхода. Если между смесителями и обслужи- ваемыми ими системами горячего водоснаб- жения 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 трубо- провода сетей Gc.r на смесители систем горячего водоснабжения определяются из теплового и материального балансов сме- шения и при любом режиме соответ- ствуют соотношению Gcr- = Р, = - Гот обр__ (8 21} Gr tc ПОД — Гот обр Расходы воды на смесители из обратно- го трубопровода сетей Gr — Gc г опреде- ляются по формуле Gr ~ Gc г = 1 - рг = под - гР (8.22) Gr tc ПОД — Гот обр В точке излома графика температур tc под = tc под = tp, ПОЭТОМУ Рг — 1 И 1 — Рг = 0, что соответствует максимальному расчетно- му расходу сетевой воды из подающего трубопровода сетей на горячее водоснабже- ние Gg r = Gg. Расчетный расход сетевой воды при максимальной нагрузке горячего водоснабжения, кг/с, ____0?_ = (УРСуТКсуЛч <B(tg~tP) CB(trP-t£) (8.23) где Qp и Qrp суг — максимальный и средне- суточный расходы теплоты на горячее водо- снабжение, Вт: гр — расчетная температура воды, в источнике водоснабжения или водо- проводе, которую по нормам [22] в среднем для отопительного периода рекомендуется принимать равной zp — 5 °C. При этом удель- ный расчетный расход сетевой воды gg:, кг/МДж, при максимальном расходе теплоты в системе горячего водоснабжения, выраженном через среднесуточный расход воды Gpp сут, составляв! _ Gg г • 106 _ 238,7КсутКч ер tp-?? При tP = 65 °C получаем gg, = 3,98КсутКч кг/МДж, а при Кч = 2,4 (минимальное зна- чение для большой группы жилых зданий) и Ксут = 1,2 gg, — 11,46 кг/МДж. Такие расчет- ные расходы сетевой воды на системы горя- чего водоснабжения могут иметь место толь- ко в зоне излома графика. При температу- рах наружного воздуха ниже tnJJ' по мере повышения температуры воды в подающих трубопроводах сетей tcno.i и в обратных трубопроводах систем отопления tor обр расходы воды из подающих трубопроводов быстро сокращаются и при открытой схеме (tor обр = tp = 65 °C и Per = 0) вообще обра- щаются в нуль, см. формулу (8.21). Как видно из табл. 8.1, такое обращение в нуль соот- ветствует значению фот = 0,87. При дальней- шем росте значений фот до единицы нагруз- ки 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 т’ расходы в системах горячего водоснабжения, т что соответствует неравенству Т Gp (j рР=^_< 1. (8 25) Gc 01 4 При Gf = G£0T, что соответствует значе- Ч ниям р, — Gi /Gc от = 1, Рг = 0 и foi обр = гГ, Ч весь расход воды из системы отопления * используется в системе горячею водоснабже- 1 ния Это вызывает прекращение циркуляции воды на прилегающем к данному тепловому пункту участке обратных трубопроводов тепловых сетей. Если р, > I, то на этих ( участках обратных трубопроводов тепловых сетей наблюдается опрокидывание циркуля- ции. Если системы отопления оборудованы регуляторами, поддерживающими при всех режимах расход сетевой воды на отопление равным расчетному G£OT, то при такой автоматизированной схеме суммарные рас- четные расходы сетевой воды на системы отопления и горячего водоснабжения, имею- щие место в точке излома графика, равны сумме G£0T + G£r по формулам (8.12) и (8.20) или (8.23). На протяжении отопитель- ного периода расходы сетевой воды в по- дающем трубопроводе при такой схеме и отопительном графике температур непрерыв- но снижаются вместе с температурой наруж- ного воздуха, а при открытой схеме и (рот = 0,87 4- 1,0 становятся равными расчет- ным расходам воды только на системы отопления. При закрытой схеме расходы се- тевой воды на системы горячего водоснаб- жения определяются выбором схемы вклю- чения водонагревателей этих систем. При простейшей из этих схем, при- годной при любых соотношениях расчетных нагрузок систем отопления и горячего водо- снабжения, а именно при параллельной схеме, расходы сетевой воды на одноступен- чатые водонагреватели горячего водоснабже- ния Gc г и нагреваемой воды Gr связаны соотношением ~ = |3г = — , (8.26) Or Гс ПОД — Г<_ г обр где Гс 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 гх. Расчетным при этом является режим с максимальным расхо- дом нагреваемой воды Gp в зоне излома графика при гсмпод = гР + Дг?ач р, где Дггнач р - расчетная разность температур между сете- вой водой на входе и нагреваемой водой на выходе из водонагревателя, которая обыч- но принимается равной 10 °C, при гр = 65 °C Геши = 75°C Максимальный расход сетевой воды на водонагреватели при расчетом ре- жиме соответствует отношению Gp тр г1’ ° с 1 _ аР _ Гг ~ Л-p РГ .МИН Gf Гс по, — Гс । обр (8 27) Здесь Гс г обр — температура се г свои воды на выходе из водонагревагепя при расчетном расходе нагреваемой во ты Gp и мини- мальной темпера!урс воды в подающем ipy- бопроводе сетей г?'шн - 75 ( При отворен- ной в нормах [22] расчстои 1емперагуре холодной воды ыя oi они icui.iioi о периода гР = 5 °C значения А/,1"’" ’’ /[’, о(,р - гр обыч- но принимаются в ишервале 15 —25 °C, которому cooiBCicmyioi 1емпературы fP, обр = 20— 30"С. При понижении значений ДГ|°"Р сокращаются расколы соевой воды на водона!реватели, но вместе с <ем воз- растают их необходимые новерхнос i и тепло- обмена. В нормах [22] рекомендуемся гакже принимать значение гр о6р = 30 С Расчетный удельный расход селевой волы на системы горячего водоснабжения при одноступенчатой параллельной схеме равен р Gp,106 238,7КСутКч -,р д Vi fc под 1с г обр (8.28) При Гсмпо1 = 75 °C, Гсрг обр = 30 °C и KcyTK,f = 1 получаем gf = 5,30 кг/МДж, т. е на 33 % больше, чем при открытой схеме, что свидетельствует о недостаточной де- фективности одноступенчатой параллельной схемы. При повышении температуры воды в подающем трубопроводе сетей с ГсМпоз = 75'С до Грпо1= 150 °C расходы сете- вой воды на водонагреватели снижаются до минимального значения, равного ,р_ ,р GMHH (ЭМИНг-.р ^-.р «I <Х сг =Рг G( - Gi - мйй-- Гс ПО 1 — Гс I обр (8.29) Здесь Г?г обр - минимальная температу- ра сетевой воды на выходе из водонагрева- теля при гр|1О1 — 150 С. составляющая обычно 10—15 °C Температуры воды гс г обр при лю- бых температурах Гспод в интервале от 75 до 150 С и различных нагрузках горячего водоснабжения могут быть определены по методике [145] При параллельной схеме сохранение ка- чественного perулирования в системах оюп- ления независимо от колебаний расходов воды на водонагреватели возможно только при установке регулятора постоянства расхо- да сетевой воды на подающем трубопроводе теплового пункта после ответвления от него к водонагревателю. В этом случае суммар- ный расчетный расход сетевой воды на 112
системы отопления и горячего водоснабже- ния в точке излома температурною гра- фика равен сумме G%y| + Gf, по форму- лам (8.12) и (8.28) Удельные расчетные расходы сетевой во- ды на системы горячею водоснабжения могут быть несколько снижены за счет пере- хода от одноступенчатой параллельной к двухступенчатым схемам включения водо- nai ревателей. Из таких схем универсальной является двухступенчатая смешанная схема, пригодная при любых соотношениях расхо- дов теплоты на системы горячею водо- снабжения и отопления, а также при любых режимах работы и схемах автоматизации теиновых 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 tr = 65 °C, а потому необходим ее дополни- тельный подогрев во второй ступени, в кото- рой греющей является вода из подающего трубопровода сетей. Смешанная схема отли- чается тем, что эта вторая ступень вклю- чена, как и в одноступенчатой схеме, параллельно системе отопления, а охлажден- ная во второй ступени вода подается в обратный трубопровод системы отопления и после ее смешения с водой из этой системы поступает в первую ступень водо- нагревателя При двухступенчатой смешанной схеме с регуляторами постоянства расхода перед системами отопления и отопительном гра- фике температур в сетях суммарный расход сетевой воды Genoa на тепловом пункте при отсутствии систем вентиляции равен сумме ее постоянного расхода на системы отоп- ления G£0T по формуле (8.12) и переменного расхода этой воды на вторую ступень водонагревателей Gc г: GcyM = GFoT + Gcr (8 30) Расчетный расход сетевой воды на горя- чее водоснабжение G{?r, соответствующий режиму с максимальным расходом нагревае- мой воды GP, в точке излома темпера- турного графика равен fJPGf, где при сме- шанной схеме _ G?r = jo /-р .мин __ .изл ’ ' ~ ' г 1с под ‘от обр здесь At”d4 р — расчетное значение разности температур греющей сетевой воды на входе в первую ступень водонагревателей и нагре- ваемой на выходе из нее G, принимаемое согласно нормам [22] равным 5 °C. Значения Готобр определяются по отопительному гра- фику температур в точке его излома. При выводе уравнения (8.31) принято, что тем- пература сетевой воды на выходе из второй ступени Гс”обр равна температуре сетевой воды на выходе из системы отопления гот обр- Обоснование этого равенства при- ведено в [145]. Расчетный удельный расход сетевой воды на горячее водоснабжение, кг/МДж, при сме- шанной схеме равен „ . Gg,10> 238.7РГ /)Р - -р— д, АсутАч. (6.32) Уг Гг—1х Для закрытой схемы при т[ = 65 °C и Л-75 °C имеем фот'= 0,385 (см. выше). Этому значению соответствует температура tor обр = tel‘обр = 44,2°C. Принимая в соот- ветствии с рекомендацией норм [22] д,нач р = 5 оС при fp = 65 оС, fp = 5 оС и КСут^ч = 1 получаем <?р г = 3,34 кг/МДж, т. е. на 37% меньше, чем при одноступенчатой параллельной схеме включения водонагрева- телей Методика расчета температур tc обр и расходов сетевой воды Gc : при смешанной схеме и любых наружных температурах и нагрузках 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 при- водит 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 тепловом нагрузке систем отопления и горячего водоснабжения При присоединении к двухтрубным теп- ловым сетям наряду с системами отопления также систем горячего водоснабжения, тре- бующих круглосуточного и круглогодичного поддержания заданной температуры воды перед водоразборными приборами, область применения центрального качественного ре- гулирования существенно сокращается. При температурах наружного воздуха, превышающих г„зл (зона излома графика, см § 8.2), вплоть до соответствующих началу и концу отопительного периода Гнакс (по нормам 8 — 10 °C) температуры воды в подаю- щих трубопроводах сетей должны поддержи- ваться постоянными и равными t“3„Ofl. Как показывают расчеты (см. табл. 8.2), продол- жительность стояния температур наружного воздуха в пределах этой зоны х(13Л состав- 113
ляет примерно от 25 до 60% всей длитель- ности отопительного периода z0T. В пределах этой зоны отпуск теплоты в системы отоп- ления и горячего водоснабжения регулиру- ется на тепловых пунктах изменением рас- ходов сетевой воды на эти системы (мест- ное или групповое количественное регулиро- вание). Вместе с тем даже в той части отопи- тельного периода, в пределах которой воз- можно применение центрального качествен- ною регулирования по отопительному гра- фику температур, режимы работы систем горячего водоснабжения при отсутствии авто- матических регуляторов постоянства расхо- дов сетевой воды перед системами отопле- ния воздействуют на гидравлические и теп- ловые режимы этих систем. Такое воздейст- вие вызвано непрерывными изменениями рас- ходов 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 горяче- го водоснабжения на присоединенные к тому же тепловому пункту системы отопления, является изменение в сезонном разрезе отно- шения 0! — Gc r/Gr между расходами грею- щей сетевой Gc г и нагреваемой воды Gr, вызванное повышением температуры в по- дающих трубопроводах сетей с Гс’пол= 65 или 75 °C в зоне излома графика до г£под = = 150 °C при расчетной температуре наруж- ного воздуха от. В связи с этим макси- мальные (расчетные) расходы сетевой воды на горячее водоснабжение G£ г всегда имеют место в зоне излома графика, а минималь- ные — при расчетной температуре воды в подающих трубопроводах сетей. Необходимые для обеспечения заданной температуры воды в системах горячего водо- снабжения расходы воды из подающих тру- бопроводов сетей поддерживаются автомати- ческим регулятором температуры, установ- ленным перед смесителем при открытой схе- ме или водонагревателем при закрытой схе- ме. Соответствующие расходы сетевой воды изменяются в широких пределах: от близких к нулю значений при расчетной температуре воды в подающих трубопроводах сетей г? под до значений, иногда превышающих рас- ходы нагреваемой воды в зоне излома гра- фика. При отсутствии на тепловых пунктах автоматических регуляторов постоянства рас- ходов сетевой воды на системы отопления эти расходы подвержены значительным ко- лебаниям. Расчет тепловых сетей на расходы сете- вой воды G£yM, равные сумме расчетных расходов ее на системы отопления и макси- мальных на системы горячего водоснабже- ния, является нецелесообразным, так как при- водит к возрастанию диаметров трубопрово- дов, 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 раз- резе существенно снижается. В связи с этим в нормах [22] оговорено, что при определе- нии расчетных расходов теплоты теплоисточ- никами эти расходы в части i орячег о водо- снабжения должны учитывался как средние часовые за отопительный период, т. е. без введения коэффициентов Ксут и Кч. Такие коэффициенты подлежат учету лишь при расчете распределительных тепловых сетей с отпуском теплоты только системам горя- чего водоснабжения. Для обоснования таких указаний при отсутствии баков-аккумулято- ров горячей воды на тепловых пунктах обычно предполагается, что воздействие внутрисуточных колебаний расходов горячей воды на режимы работы систем отопления не приводит к недопустимым колебаниям температур воздуха в отапливаемых помеще- ниях за счет использования тепловой инерции (аккумулирующей способности) ограждаю- щих конструкций зданий. Обязательным условием при этом является соблюдение расчетных балансов отпуска теплоты систе- мами отопления в суточном разрезе. Двухступенчатая последовательная схе- ма 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 направля- ется 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 по- стоянства расхода, установленного на обвод- ном трубопроводе второй ступени. Таким образом, при последовательной двухступенчатой схеме гидравлические режи- мы систем отопления поддерживаются ста- бильными, но вместе с тем колебания тепло- вых нагрузок второй ступени приводят к соответствующим изменениям температур сетевой воды на входе в систему отопления и ее теплоотдачи. Изменения расходов сете- 114
вой воды на системы i орячего водоснабже- ния, которые обусловлены графиком цент- рального регулирования ее температуры в подающих трубопроводах сетей, при двух- ступенчатой последовательной схеме могут быть уч1ены путем перехода от отопитель- ного графика температур к другому графику Такой учет сводится к надбавке на соответ- ствующие отопительному графику темпера- туры воды в подающих трубопроводах сетей в размере, компенсирующем охлаждение этой волы во второй ступени Полученные таким образом графики температур сетевой воды при центральном регулировании обычно называются повы- шенными или корректированными. В таких графиках в отличие от отопительною учтено воздействие на режимы работы систем отоп- ления изменений расходов сетевой воды на системы горячего водоснабжения, а потому такие графики можно охарактеризовать как соответствующие регулированию по суммар- ной тепловой нагрузке систем отопления и горячего водоснабжения. В частности, при корректированном графике темпера гур в со- четании с двухступенчатой последовательной схемой включение в суммарные расходы сетевой воды этих расходов на вторую ступень водонагревателей может оказаться иг лишним. В этом случае суммарные расходы сегевой воды для тепловых пунктов при oicyiciBnii систем вентиляции совпадают с иковыми для систем отопления Тем самым достигаются минимальные значения удель- ного расхода сетевой воды суммарно по системам отопления и горячего водоснабже- ния, кг/МДж, равные _р _ GPCOT106 = Срсот-106 ScvM 25т + е,р Ш1 + СТР) =--------------------s------• (8.33) (1 + стр)(грпо1 - грт обр) Здесь величиной ст[ характеризуется отношение расчетных расходов теплоты на горячее водоснабжение и отопление для дан- ного зчания или группы однотипных зданий, связанное с отношением расчетных расходов сетевой воды на эти системы pF = G[/GPT следующей гависимостью • Р= JUpP__A-:fr г OP г tP _ гР , Vot 1спод *от оор (8.34) Значения стр для жилых зданий могут быть получены с помощью укрупненных по- казателей удельных расчетных расходов теп- лоты отдельно на отопление и на горячее водоснабжение этих зданий, отнесенных к од- ному жителю. Методика определения таких показателей описана в § 7 3. Поскольку в нор- мах [19] удельные расходы горячей воды для жилых зданий в расчете на одного жителя приведены применительно к средним суткам отопительного периода gLrp сут, кг/сут, в фор- мулу (8.34) целесообразно подставить также средние суточные значения отношений ст[р сут и р/р tyT, связанные между собой зависи- мостью ор tp - tp с ср С\Т Рг _ -.ср сут *С ПО1 1ОТ обр (Q Рг = r tp-tp ,( 3' ЛсутЛг fr 4Х Значения ст[р сут для жилых зданий при пяти значениях расчетной температуры на- ружного воздуха грот в интервале от —15 до —55 °C сведены в табл 8.3, отдельно при учете внутренних тепловыделений и без такого учета. Эти значения представлены в виде интервалов, нижняя граница которых соответствует значению удельной характе- ристики тепловых потерь q*п = 0,32 Вт/(м3-К), а верхняя — значению q*n = 0,40 Вт/(м3- К) при г^аз = —30 °C с дополнительным уче- том климатического коэффициента ркл при других значениях расчетной температуры »Р от 41 Для двухступенчатой последовательной схемы при отнесении суммарных расчетных расходов сегевой воды на тепловом пункте к сумме -этих расходов на системы отопле- ния и средних за сутки отопительного пе- риода на системы горячего водоснабжения получаем р = Gpo1-106 = GpCOT-106 = gcyM е§т + егрсут е§т(1+ <ггрсут) =----------------------------. (8.36) (1 _|_ ПСР Сутч _ fP . ) ' > Ы I °Г 1 V с под ‘от обр/ При рр = 1, Ксут = 1,2 и Кч = 2,4 находим ст/р сут _ о 26, а потому при tp под — 150 °C и & обр = 70 °C gpyM = 2,37 кг/МДж. Для расчета корректированного графика температур при двухступенчатой последова- тельной 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 характери- зуются значениями /г = G^aKC cyT/G[ = 1/Кч [см. формулы (7.25)] и соответственно рМакс сут, равными гамаке сут пр -макс сут = _{г______ Рг _ Р' Gp0T Кч = КсуХР сут (f? под - & Обр) (8.37)
Таблица 8.3 Значения отношения ст[р су1 расчетных расходов теплоты на системы горячего водоснабжения в среднем суточном разрезе и на системы отопления жилых зданий при расчетных температурах наружного воздуха грот от —15 °C до —55 °C Расчетная гемпература наружного воздуха р о> с 'н • Значения климатиче- ского коэф фициен га Ркл Интервал значений с[р суг при расходе горячей воды g[p сут = = 105 кг/сут на одного жителя в жилых зданиях, расчетной разности температур гр — гр = 60 °C и различных удетьных расчетных расходах теппоты на отопление зданий на одного житечя х*. без учета внутренних тепловыделений в зданиях при обеспеченности полетной ii ющадью на одного жи те тя fno ] при уче<с внугренних 1енловыде- лений в маниях и обеспеченности полезной н юнга <ыо на одного жшеля /1Ю, 13 5 м2 18 м2 13.5 м' 18 м2 -15 1,32 0,252-0,345 0,188-0,259 0,315-0.468 0,236-0,357 -20 1,19 0,238-0,325 0,178-0,244 0.293 0.439 0,220-0,329 -30 1 0,216-0,294 0,162-0,221 0.270-0.384 0.196-0,288 -40 0,87 0,198-0,270 0.149-0,202 0,236 — 0,344 0.177-0,258 -55 0,70 0,185-0,250 0,138-0,187 0,216-0,312 0,164-0,231 Примечания 1 Значения удельных расчетных расходов теплоты па oion iciihi жилых зданий, отнесенных к одному жителю, подсчитаны либо без учета внутренних леи юны ie юппи либо с их учетом при значениях полезной площади 13 5 и 18 м2 на жителя и шачепин обьемного коэффициента для жилых зданий 4,5 м3/м2 [см формулы (7 44) и (7 45)] 2 Значения с^р сут представлены в виде интервалов при удельной ха рак юристке лепловых потерь жилых зданий в пределах и = 0.32- 0,40 Вт/(м3 К) при расчелной leMiicpaiypc наружного воздуха тр 01 =—30 °C При остальных расчетных температурах эти значения нодсчиланы с учеюм климатического коэффициента Ркп по лаба 7 5 При расчете температур сетевой воды для корректированного графика и двухсту- пенчатой последовательной схемы предпола- гается, что в системах отопления поддержи- вается в среднесуточном разрезе отопитель- ный график температур При этом темпера- тура смеси потоков сетевой воды, поступаю- щих в систему отопления tc от как через вторую ступень водонагревателя, так и в обвод ее, соответствует отопительному гра- фику, рассчитанному по уравнению (8 9), а расходы сетевой воды при всех тепературах наружного воздуха одинаковы и равны Ор расчетным Gc от == Gp от = —-р _ ------- £ в Испод ‘ от обр/ см формулу (8 12) Тогда температуры гот обр в среднесуточном разрезе также соот- ветствуют температурам воды в обратных трубопроводах систем отопления по отопи- тельному графику, г е. формуле (8 И) При этих допущениях температура воды в по- дающем трубопроводе сетей при корректи- рованном графике составляет t —t , _макс сут/.р _ । д.нач мин, гс под гс от । Рг ’ Vr Гог обр । rXq ) (8 38) Соответствующая температура сетевой воды на выходе из первой ступени в обрат- ный трубопровод сетей составляет х _ _х _макс сут/ж хр Ахначминч ‘с обр *ОТ обр Рг VO7 обр ‘X ^Ч ) (8 39) Соответствующее тначение (3, = GC1/Gr равняется Рг = --------------------1 -----------------. (8 40) _макс сут ,_______С о г ^от обр______ ю »Р . , А/нач мин Ч — гот обр + Дц В формулах (8.38), (8.39) и (8 40) можно принимать Дт"ач мин = tor Обр — /у = 2 ПС, где Г| — температура нагреваемой воды после первой ступени. Наиболее обоснованным следует считать сохранение точки излома в корректированном графике для двухступен- чатой последовательной схемы при той же температуре наружного воздуха г"31, что и в случае отопительного графика, как преду- смотрено нормами [22] Нагрев воды в водонагревателях горя- чего водоснабжения до расчетной темпера- туры при Qf только за счет теплоты воды, покидающей системы отопления, г е в первой ступени, возможен при rH = О| и гот обр — 70 С и соблюдении неравенства дер сут iz v- pF - —г—Т-рА < 1 [см формулы (8.35) ^01 и (8.36)], которому соответствует ст[р сут < <0,26. Этим неравенством ограничивается возможная область применения двухступен- чатой последовательной схемы. Помимо двухступенчатой последователь- ной схемы применение корректированного графика в целях сокращения удельного
расчетного расхода сетевой воды суммарно по системам отопления и горячего водо- снабжения 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 свя- зан с переходом на качественно-количест- венное регулирование систем отопления. При этом внутрисуточные колебания расходов се- тевой воды на системы горячего водоснаб- жения приводят только к изменениям рас- ходов воды на системы отопления при ее постоянной температуре в подающих трубо- проводах этих систем. Ниже изложена методика расчета рас- ходов 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 закры- той двухступенчатой смешанной схеме их включения [145]. При наличии таких регуля- торов 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 рас- ход может быть выбран с учетом допусти- мо! 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, и при закрытой схеме — также в их обрат- ных трубопроводах (см. § 8.1). При открытой схеме постоянный при всех режимах суммарный расход воды в подающем трубопроводе теплового пункта должен составлять СсТод=ЛтСРс.от + Р1СГ, (8.41) 1 Де Л>т = G0T/GgT и Рг = Gc r/Gr. Расчет графика количественно-качествен- ного регулирования должен базироваться на режимах при среднем расходе сетевой воды на системы горячего водоснабжения за сутки максимального водоразбора G^aKCCyT. Этому режиму при точке излома принятого графи- ка должно соответствовать расчетное от- ношение А расхода воды в системе отопле- ния Got'1 к расходу Gp, при принятом способе регулирования и расчетной температуре на- ружного воздуха: jgT = G™7GPT. (8.42) Как показывают расчеты [145], при ка- чественно-количественном регулировании систем отопления оптимальным является соотношение между относительным расходом воды в системе j01 и относительной отопи- тельной нагрузкой фог, равное jS?T = (ФотГ, (8-43) где показатель степени т зависит от схемы подачи воды в отопительные приборы. Для наиболее распространенных однотруб- ных схем такой подачи т = л/(1 4- и), где п — показатель, зависящий от схемы включе- ния отопительных приборов (см. § 8.2). Так как при расчете графиков темпера- тур сетевой воды следует исходить из близ- кого к максимальному значения п = 0,32 (см. § 8.2), то для оптимальных значений получа- ется соотношение Jo?T = (Фот)0'242. (8.43а) В соответствии с этой формулой значе- ния jo"T 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 оптималь- ных значений а также необходимости сохранения минимальной циркуляции в сис- темах отопления в точке излома графика при максимальном расходе воды наиболее обоснованным при значениях сут по табл. 8.3 (но не выше 0,26) является выбор интервала значений jgT = 0,7 -е- 0,8. При открытой схеме суммарный рас- четный удельный расход сетевой воды, отне- сенный к сумме расходов теплоты расчетного для систем отопления и среднего за сутки отопительного периода для систем горячего водоснабжения, при корректированном гра- фике составит п _ GPCYM-106 GPcyM106 ум е£т + е?рсут Ш1+ <^рсут) 238,7 Г 7'РТ ксута[рсут~ 1 + стср.сут |_tР под _ tPT обр гР - tP При любом режиме кроме точки излома графика значения j0T — GOT/GPT определяются по формуле . = jW - Г?) + КСуХР СУТ (Грс.под - ^т.ср) 7от „ ср. сут ,Р _ + ----(,Р _ ,от ер) Фот (8.45) После определения значений jor для любого режима с известными величинами Фот и СрРсут соответствующая температура воды в подающих трубопроводах сетей определяется из уравнения с.ПОД ^от.ср 4" . (ГР.ПОД ^от.ср), (8.46) Jot 117
при этом значения t0TCp, 10ТП0Д и tOTo6p находятся из уравнений (8.1), (8.2) и (8.3). Расчет корректированного графика тем- ператур по формуле (8.46) при открытой схеме приводит в области низких температур наружного воздуха к значениям ]от, большим единицы, а стало быть, и к температурам воды в подающих трубопроводах сетей tc Г10Д более низким, чем при отопительном гра- фике. Точка пересечения отопительного и корректированного графиков соответствует значению j0T = 1 или соотношению >?-«Х _,р (1-Д,№Г-Ф ,о,7> пер —‘с под ‘от ср „ „срсут ’ Фот J'CyT^l Для определения по этой формуле значения ф"®р, соответствующего точке пересечения графиков, можно использовать приближенное выражение, пригодное при фот > 0,5. В этом случае при г? под — 150 °C, tgT ср = 82,5 °C, tp = = 65 °C, tp — 5 °C и Ксут — 1,2 получаем „ ' (8-48) 3 IQ _ ’ Стср СУТ В области высоких температур наруж- ного воздуха, соответствующих малым зна- чениям <рот, наибольшее превышение тем- ператур 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 трубопро- водах сетей выше tp = 65 °C не представляют таких преимуществ, как при закрытой, а поэтому такое превышение целесообразно использовать для сокращения зоны излома графика. Тогда значения ФоГ и г£лср при корректированном графике в точке его излома, при которой t”3^ = tr = 65 °C и Jot = Jot> должны быть связаны соотношением ,р_.ил гр _ гр ‘г ‘от ср _ ‘с ПОД ‘от ср /о ДО) ф£л JgT Для определения ф”3'1 из соотношения (8.49) следует использовать приближенную формулу (8.46), пригодную для интервала значений 0,2 < фот < 0,5. При качественно-количественном регули- ровании и открытой схеме отношение рас- четных расходов воды на горячее водоснаб- жение и отопление р[ — G[/GgT должно быть, как и в случае качественного регулирования, меньше единицы, что при Кч = 2,4 и Ксут = = 1,2 соответствует неравенству ст[р сут < 0,26. Выполнение этого условия обеспечивает от- сутствие опрокидывания циркуляции воды 118 в обратных трубопроводах тепловых сетей (см. § 8.2). Применение корректированного графика температур с регуляторами постоянства рас- хода воды на подающих трубопроводах теп- ловых пунктов особенно целесообразно при двухступенчатой смешанной схеме, поскольку ее применение не ограничено какими-либо предельными значениями отношения расчет- ных нагрузок горячего водоснабжения и отопления. Расчет такого корректированного графика в основном соответствует описанно- му 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 р^акс сут по формуле (8.37). Применительно к двухступенчатой сме- шанной схеме удельные расчетные расходы сетевой воды, отнесенные к суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабже- ния, составляют л - СРсум-Ю6 238,7 у ум + е?р сут 1 + <тгр сут >Р RPк псР СУТ ” X ---------------+ . (8.5О) _ ПОД ^ОТ обр ?Г f X В рассматриваемом случае целесооб- разно принимать /рт = 0,75-=-0,80. Значение РР определяется из выражения, см. формулу (8.31) ,р ,изл । Лгкон Р пр _ И - tpT обр + = .ВЛ _ .ИЗЛ ‘с под ‘от обр fP _ )И31 . д»кон р _ ' ‘от обр + /о 5 п fp _ *изл , д.нач р • ' ‘г ‘от обр + а‘П Значения ДГ[|ач р соответствуют принятым в формуле (8.31), а Дг”®'1 р — разности между температурой воды в подающем трубопро- воде сетей г“3]ол и расчетной температурой горячей воды tp, которая по нормам [22] принимается не менее 10 °C. После выбора значений и определе- ния температуры воды в подающих тру- бопроводах сетей при корректированном графике температур и любых значениях фот определяются по формуле (8.46) с подста- новкой в нее следующих значений jor: Jot UP ~ * х) , Rn / р р , _ Р” —ср сут ~ Рг Нс под 1от обр/ у __ ^сут^г____________________________ tP - Я - f0, ср + At]Ha4 *сут<т[рсут Фот ~ у Uot под — ^от. обр) (8.52)
Значения /от по формуле (8.52) могут быть также использованы для определения температур воды в подающих и обратных трубопроводах систем отопления при любом режиме с известными значениями t0T ср и фот, 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 необходи- мым этапом их проектирования, следующим за определением расчетных тепловых нагру- зок, выбором трассы и определением рас- четных 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 предназна- чены для решения следующих основных $адач: 1) определения по заданным расчетным расходам воды внутренних диаметров труб дчя каждою участка сетей, причем этими диаме1рами в сочетании с длинами трубо- проводов и способом их прокладки в основ- ном определяются капитальные вложения и расходы металла на сооружение сетей; 2) определения перепадов давления теп- лоносителя в пределах каждого участка при in данных расходах его, а также известных пну|ренних диаметрах и длинах труб на данном участке. Эти перепады давления ЯИПЯЮ1СЯ исходными для последующего определения потребных напоров перекачи- вающих сетевых насосов, а в сочетании с данными о давлениях воды в сетях при неработающих насосах (статические режи- мы) — также для анализа гидравлических режимов сетей при работающих насосах (динамические режимы); 3) определения расходов теплоносителя на данном участке, соответствующих извест- ным диаметрам труб и выбранным значе- ниям 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 ре- конструкции. Гидравлические расчеты водяных тепло- вых сетей базируются на основных поло- жениях и закономерностях механики жидко- стей применительно к движению воды в стальных трубопроводах. В этих сетях вода находится при температурах, которые в по- дающих трубопроводах изменяются в преде- лах от 60 до 150 °C (в перспективе до 200 °C), а в обратных трубопроводах — от 30 до 80 °C. Изменения физических пара- метров воды в этих интервалах температур оказывают существенное влияние на законо- мерности 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 приме- нительно к давлениям, соответствующим ки- пению воды заданной температуры (так называемые параметры линии насыщения). Значения плотности воды рв, кг/м3, при давлениях от 0,6 кПа (0,0006 МПа) до 1,555 МПа и температурах на линии насыще- ния 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 = Мв/Рв- (9-1) Значения динамической цв и кинемати- ческой vB вязкости воды на линии насыще- ния при температурах от 0 до 200 °C при- водятся 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 трубопро- водов необходим определенный набор зна- чений внутренних диаметров труб, соот- ветствующий принятому сортаменту этих труб для тепловых сетей. В основу сорта- мента положены значения условных проходов труб Dy, мм, по ГОСТ 355-67 (см. гл. 3), соответствующие значениям условных прохо- дов труб от Dy 25 мм (минимальный по
Таблица 9.1. Плотность воды при различных давлениях и температурах на линии насыщения Давление абсолютное pB6t, 0,0006 0,0009 0,0010 0,0012 0,0015 0,0017 0,0020 0,0023 0,0030 0,0032 0,0040 0,0042 МПа (10* Па) Температура воды /В,С 0 5 6,98 10 13,03 15 17,51 20 24,10 25 28,98 30 Плотность воды рв, кг/м3 999,8 1000,0 999,9 999,7 999,4 999,2 998,8 998,3 997,3 997,1 996,0 995,7 Давление абсолютное р'™,1 0,0050 0,0056 0,0060 0,0070 0,0074 0,0096 0,0100 0,0120 0,0123 0,0150 0,0157 0,0199 МПа (10* Па) Температура воды /в, °C 32,90 35 36,18 39,02 40 45 45,83 49,45 50 54,00 55 60 П тотность воды рв, кг/м3 994,8 994,0 993,6 992,6 992,3 990,2 989,9 988,2 988,0 986,2 985,7 983,2 Давление абсолютное /?вбс, 0,0200 0,0250 0,0300 0,0312 0,0385 0,0400 0,0474 0,0500 0,0578 0,0600 0,0701 0,0800 МПа (10* Па) Температура воды /в, С 60,09 65 69,12 70 75 75,89 80 81,35 85 85,95 90 93,51 Плотность воды рв, кг/м3 983,1 980,5 978,2 977,7 974,7 974,2 971,6 970,8 968,4 967,8 965,2 962,7 Давление абсолютное р*60, 0,0845 0,0900 0,1000 0,1013 0,1208 0,1433 0,1500 0,1690 0,1985 0,2000 0,2321 0,2500 МПа (10* Па) Температура воды tB, °C 95 96,71 99,63 100 105 110 111,40 115 120 120,23 125 127,43 Плотность воды рв, кг/м3 961,7 960,4 958,4 958,1 954,5 950,7 949,7 946,8 942,9 942,7 938,8 936,8 Давление абсолютное />вбс. 0,2701 0,3000 0,3131 0,3500 0,3614 0,4000 0,4155 0,4500 0,4760 0,5000 0,5433 МПа (10* Па) Температура воды /в, С 130 133,54 135 138,88 140 143,62 145 147,92 150 151,85 155 Плотность воды рв, кг/м3 934,6 931,5 930,2 926,9 925,8 922,6 921,4 918,7 916,8 915,1 912.1 — Давление абсолютное р^, 0,6000 0,6180 0,6500 0,7001 0,7500 0,7920 0,8000 0,8500 0,8925 0,9000 0,9500 МПа (10* Па) Температура воды гв, °C 158,84 160 161,99 165 167,76 170 170,42 172,95 175 175,36 177,67 Плотность воды рв, кт/м3 908,3 907,3 905,3 902,4 899,5 897,3 896,8 894,3 892,1 891,8 889,4 __ Давление абсолютное рвб\ 1,0000 1,0027 1,1000 1,1234 1,2000 1,2552 1,3000 1,3989 1,5000 1,5551 — МПа (10* Па) Температура воды /в, °C 179,88 180 184,06 185 187,96 190 191,60 195 198,28 200 Плотность воды рв, кг/м3 887,0 886,9 882,3 881,5 878,3 876,0 874,3 870,4 866,7 864,7 — — Примечание Значения плотности воды подсчитаны по данным [106]
Таблица 9.2. Динамическая и кинематическая вязкость воды при различных температурах на линии насыщения Температура воды tB, °C Динамическая вяз- кость воды цв • 106, Па • с Кинематическая вяз- кость воды vB • 106, м2/с Температура воды tB, С Динамическая вяз- кое! ь воды цв • 106, Па с Кинематическая вяз- кое н. воды vB • 106, м-’/с 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1792 1308 1003 797,7 653,1 547,0 466,8 404,4 354,9 314,9 282,1 1,792 1,308 1,005 0,801 0,658 0,554 0,475 0,414 0,365 0,326 0,294 НО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 - 254,9 232,1 212,7 196,1 181,9 169,6 158,8 149,4 141.0 133,6 - 0,268 0,246 0,228 0,212 0,198 0.187 0,177 0,168 0,161 0,155 - Примечание. Значения динамической вязкости «аимствованы из [106], а по ним и по формуле (9 I) подсчитаны значения кинематической вязкости. нормам [22] условный проход, допускаемый к применению только в ответвлениях к отдельным зданиям) до £>v 1400 мм (макси- мальный условный проход I руб, применя- емых в настоящее время в i силовых сетях). При ном каждому значению условного прохода соответствует только одно значение наружною диаметра труб, но несколько зна- чений ючщины их стенок, а именно: от 2 3 мм при наименьших условных про- ходах Dy 25-? 40 мм до 9 — 16 мм при наибольших условных проходах Dy 1200-? 1400 мм. Связанные с этим изменения шаченим внутренних диаморов труб dBH, м, при одном наружном диаметре dH, м, должны учитываться при определении площади попе- речного сечения трубы в свету /вн, м2, по формуле Лн = = 0,7854</вн. (9.2) 4 Выборка из сортамента труб для тепло- вых сетей со значениями Dy, dB, dBH, 5С1 и /вн приведена в табл. 9.3. Согласно табл. 9.3 наибольшие значения отношения Ан/.Лвн = -т-1,9 соответствуют переходам между значениями условных про- ходов 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 прео- доление сил трения, возникающих при сопри- косновении поверхности движущейся жидко- сти с внутренней поверхностью труб (так называемые линейные потери). Кроме того, дополнительные потери энергии возникают в местах резко! о изменения направления (по- вороты, изгибы) или площади сечения потока жидкости (переходы с одного диаметра труб на другой), при ее прохождении через арма- туру 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 про- текающей через это сечение жидкости за единицу времени уравнениями неразрыв- ности потока 1/=УВни'ср = ~^^вни'ср = 0,7854^BHwcp, (9.3) 6 = Ср = /внН'срР = ^-^н^ерр = 0,7854г/2ни'срр. (9.3а) 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 энер- гии к массе потока жидкости приводит к уравнению Бернулли: пУЧ уч уч (9.4) Р Р Р или ДРуч = Рнач Ркон ~ Ртр 4" Pg (Zrqh 2нач)- (9.4а) 1Э1
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 и числа Рейнольдса при скорости воды 1 м/с и температуре 100 °C Условный проход груб Dy, мм Диаметры труб Толщина стенки труб 8СТ, м Площадь попе- речного сечения труб в свету /вн- м? Массовый расход воды при скорости 1 м/с и тем- пературе 100 °C GB, кг /с Число Рей- нольдса Re при скорости воды 1 м/с, и температуре 100 СС наружный dH, м внутренний г7вн, м 25 0,032 0,026 0,003 0,531 10“3 0,5088 70400 25 0,032 0,028 0,002 0,616 10~3 0,5902 95 100 32 0,038 0,032 0,003 0,804- 10“3 0,7703 108 800 32 0,038 0,034 0,002 0,908- 10“3 0,8700 115 500 40 0,045 0,039 0,003 1,195 10“3 1,145 132 600 40 0,045 0,041 0,002 1,320-10“3 1,265 139 900 50 0,057 0,051 0,003 2,042- 10“3 1,957 173 200 65 0,076 0,070 0,003 3,848 - 10“3 3,687 237 800 80 0,089 0,082 0.0035 5,281 • 10“3 5,060 278 600 100 0,108 0,100 0,004 7,854- 10“3 7,525 339 700 125 0,133 0,125 0,004 12,27- 10“3 11.76 424 600 150 0,159 0.150 0,0045 17,67- 10“3 16,93 509 600 175 0,194 0.184 0,005 26,59 -10“3 25,48 625 000 200 0,219 0,207 0,006 33,65 • 10“3 32,24 703 200 200 0,219 0,211 0,004 34,97 -10“3 33,51 716 800 250 0,273 0,259 0,007 52.69 -10“3 50,48 879 800 250 0,273 0,263 0,005 54,33- 10-3 52,06 893 400 300 0,325 0,309 0.008 74,99- 10“3 71,95 1 050000 300 0,325 0,315 0,005 77,93- 10“3 74,97 1 060000 350 0,377 0,359 0,009 0,1012 96,96 1 220000 350 0,377 0,367 0,005 0,1058 101,38 1257000 400 0,426 0,408 0,009 0,1307 125,23 1 386000 400 0,426 0,414 0,006 0,1346 128,96 1 406000 500 0,530 0,512 0,009 0,2059 197.28 1 739 000 500 0,530 0,518 0,006 0,2107 201.88 1 760000 600 0,630 0,610 0,010 0.2922 278,07 2 072 000 600 0,630 0.618 0,006 0,3000 287,44 2 099 000 700 0.720 0,698 0,011 0,3826 366,58 2 371 000 700 0,720 0,706 0,007 0.3915 375.11 2 398000 800 0,820 0,796 0,012 0.4976 476,77 2 704000 800 0,820 0,806 0,007 0,5102 488,84 2 738 000 900 0,920 0,892 0.014 0,6249 598,74 3 029000 900 0,920 0,904 0,008 0.6418 614,93 3 071 000 1000 1.020 0,990 0,015 0,7698 737,57 3 363 000 1000 1,020 1,004 0,008 0,7917 758,55 3411 000 1200 1,220 1.188 0,016 1,1085 1062,1 4036000 1200 1.220 1,204 0,008 1,1347 1087,2 4083000 1400 1,420 1,388 0,016 1,5131 1438,4 4715000 1400 1,420 1,400 0,010 1,5394 1474,9 4 756 000 Здесь р„ач и р^„, Па — давления жидкости в начальном и конечном сечениях груб в пределах участка; р, кг/м3 — плот- ность жидкости; z£a4 и z£o„, м — ординаты, соответствующие центрам начального и ко- нечного сечений трубы относительно произ- вольной горизонтальной плоскости Геодези- ческие отметки); g, м/с2 — ускорение силы тяжести в гравитационном поле Земли, кото- рое в гидравлических расчетах можно при- нимать постоянным и равным g = 9,81 м/с2. Величина руТр соответствует перепаду дав- ления жидкости между начальным и ко- нечным сечениями трубы на участке, вызван- ному расходом энергии потока жидкости на преодоление сил трения между этим потоком и внутренней поверхностью трубо- провода, а также на местные потери. Вели- чина Azy4 = z^H - z,^4, м, которая может быть либо положительной, либо отрицатель- ной, соответствует разности между геодези- ческими отметками начального и конечного ITT
сечений трубы на участке. Эта величина рав- на нулю для горизонтально уложенных тру- бопроводов, а также для любых замкнутых контуров циркуляции жидкости, которые ха- рактерны для двухтрубных водяных тепло- вых сетей с подающими и обратными трубо- проводами. Поэтому суммарный перепад давлений по всем участкам трубопроводов, образующим такой контур, равен Е РуЧ = Е Ртр = рс нач — рс кон. (9.5) В (9.5) рснач и рскон — значения давления сетевой воды в начальной и конечной точ- ках циркуляционного контура, обычно замы- кающегося в источнике теплоснабжения, при- чем разность давлений рс нач — Рс кои поддер- живается за счет работы циркуляционных сетевых насосов. В общем случае величина состоит из двух слагаемых, соответствующих линейным и местным потерям, причем линейные потери в пределах участка из труб одного внутрен- него диаметра и с одинаковыми на всем про- тяжении расходами воды пропорциональны длине /уч этого участка. Второе слагаемое Арм соответствует местным потерям энергии в пределах участка. Таким образом, имеем Дртр = АРтр^уч АРм- (9.6) Чдесь Артр, Па/м — удельный перепад /шипения на трение, отнесенный к 1 м длины y<iaciKa. Его величина определяется уравне- нием Дарси — Вейсбаха Артр = ^-TpPwcp/2^BH • (9-7) Подставляя вместо скорости wcp выраже- ние через массовый расход жидкости G по формуле (9.3а), получаем Артр — = 0,8106 “внР </внР (9.7а) Безразмерный коэффициент Х1р носит название коэффициента гидравлического тре- ния или гидравлического сопротивления. Определение по формулам (9.7) перепадов давления жидкости, затраченных на преодо- ление трения в трубах, требует предвари- тельного 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 темпера- туры. Так, при малых скоростях и большой вязкости жидкости отдельные частицы пото- ка движутся параллельно оси трубы, причем максимальной скоростью обладают частицы, расположенные по этой оси (ламинарное течение жидкости). Характеристикой режима течения жид- костей, в частности критерием перехода ламинарного течения в турбулентное, явля- ется безразмерный параметр (число Рей- нольдса) Re, характеризуемый соотношением Re = ^ср^вн _ wcp^bhP (98) v М ’ Комбинируя формулы (9.3а) и (9.8), можно получить следующее выражение для числа Re в зависимости от массового рас- хода жидкости: Res=^=U732G (М) itdBHpv Р^вн Скорости воды в трубопроводах тепло- вых сетей при расчетном режиме обычно находятся в интервале wB = 0,5 4- 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 ско- рости воды wB = 1 м/с и ее температуре 100 °C для всего сортамента труб, приме- няемых в тепловых сетях. Расчеты по формуле (9.9) показывают, что значения Re, меньшие 2000 — 2300, соот- ветствующие ламинарному течению в трубо- проводах водяных тепловых сетей, практи- чески не встречаются. Даже при минималь- ном диаметре трубы dBH = 0,026 м и низкой температуре воды в обратных трубопроводах гс обр — 30 °C такие значения Re соответ- ствуют ничтожной скорости течения wB = = 0,06 4- 0,07 м/с. Поэтому в дальнейшем рас- сматриваются гидравлические расчеты толь- ко 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, напри- мер из латуни или нержавеющей стали, а также для стальных труб при малых числах Re влияние шероховатости на гидравличе- 103
ское сопротивление практически неощутимо, а потому такие трубы называются гидравли- чески гладкими. Зависимость коэффициента Хгр от числа Re при турбулентном течении в гидравлически гладких трубах в интервале значений Re = 5 • 103 + 105 выражается фор- мулой Блазиуса Xrp = O,3164/Re025. (9.10) При числах Re, больших 105, получаемые по формуле (9.10) значения Х.тр занижены, поэтому в интервале Re = 105 + 3 • 106 следует пользоваться формулой Никурадзе 0 221 Лтр = 0,0032 + (9.10а) не 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 исполь- зуя (9.9) для числа Re, получаем выражения для удельного перепада давления на трение в гидравлически гладких трубах: при значениях Re = 3 • 103ч-105 0,25(^1.75 “О-*1 при значениях Re = 3 • 106+ 10’ z-1.723 Дртр = 0,1942-™ Р^вн (/" \ о — ^вн ) (9.11) (9.11а) ц0.237 Коррозия стальных труб, не защищенных специальными покрытиями, нанесенными на их внутреннюю поверхность, приводит к появлению на этой поверхности неравно- мерной шероховатости, детальная характе- ристика которой неосуществима, а потому для таких труб используется понятие экви- валентной шероховатости еэкв, основанное на сопоставлении опытных значений Дртр для труб после их длительной эксплуатации с соответствующими данными для труб с искусственно созданной равномерной шеро- ховатостью (см. ниже). Значения коэффици- ента Хтр для труб с такой шероховатостью в общем случае зависят от числа Re и от безразмерного параметра еш, называемого относительной шероховатостью и равного £ш = ^ш/^вн- (9.12) Здесь еш, м — высота бугорков, при искусственной шероховатости равная диа- метру песчинок, закрепленных лаком на по- верхности трубы (зернистая шероховатость). Эта зависимость коэффициента Хтр от отно- сительной шероховатости проявляется лишь при больших числах Re и полностью отсутствует при ламинарном течении, а также при турбулентном с малыми числами Re, причем влияние относительной шерохова- тости еш проявляется тем раньше, чем ее значения больше. При больших значениях еш это влияние наб подается при переходе ламинарного течения в турбулентное. При турбулентном течении с малыми значениями еш имеется интервал чисел Re, в пределах которого значения коэффициента Лгр зависят только от числа Re, но не от шероховатости труб, а поюму 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 насту- пает предел, после превышения которого значения удельного перепада давления на трение Дргр практически перестают зависеть от числа Re и определяются только отно- сительной шероховатостью еН1. Эти предель- ные значения числа ReHp 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 рас- хода жидкости, поэтому область чисел Re, превышающих предельные значения Renp, часто называется областью квадратичного закона гидравлического сопротивления. • При обработке опытных данных по зна- чениям Х.тр в области квадратичного закона сопротивления используются теоретические исследования Прандтля по турбулентному течению в шероховатых трубах, в соответ- ствии с которыми зависимость значений Х7р от относительной шероховатости ещ в этой области имеет вид [114] —L- = 41g—+ В. (9.13) |/ ^-тр Еш Наилучшее соответствие между получен- ными в опытах Никурадзе значениями Хгр для турбулентного течения в трубах с искус- ственной шероховатостью и рассчитанными по формуле (9.13) достигается, если принять А — 2 и В = 1,14. При этом получается сле- дующая формула Никурадзе: 1= 1 1 \2 / 3 715\2 1,14+ 2 1g--- 21g^^ / \ / (9.13а)
Таблица 9.4. Гидравлический коэффициент трения для шероховатых труб в области квадратичного закона сопротивления по формуле Никурадзе Параметр шероховато- сти Бш Гидравлический коэффи- циент трения Др 0,03333 / 1 д у зо" J 0.05966 0,02857 / 1 \ у7з? / 0,05594 0,02500 / _1\ У 40/ 0,05299 0,02222 /д_А У 45 / 0,05058 0.02000 / Д \ У 50 / 0,04856 0.01667 1 -О У 60/ 0,04534 Параметр шероховато- 0,01429 0,01250 0,01111 0 01000 0 00833 0.00714 С1И Би, / 1 \ / 1 \ 1 1 Д 1 1 1 1 1 Гидравлический коэффн- У 70/ У 80 / У 90/ У 100 / У 120 / У 140 / цист трения 7.т 0.04286 0,04088 0,03924 0,03785 0,3562 0,03389 Параметр шероховато- 0,00625 0,00556 0.00500 0 00400 о.ооззз 0,00286 С1И £ш / 1 \ Гидравлический коэффи- У 160 / V 180 / У 200 / У 250 / у 300 / У 350 / циент трения /.тр 0,03248 0,03132 0,03033 0,02838 0,02693 0.02578 Параметр шероховато- 0 00250 0 00222 0 00200 0 00167 0 00143 0.00125 СГИ бш 1 1 \4оо/ 1 1 1 У 450 / / 1 \ У 500 / / 1 \ У'боо / / ! \ уТоо / / ! У уДоо / Гидравлический коэффи- циент трения Zrp 0,02485 0,02406 0,02339 0,02230 0,02144 0,02073 Параметр шероховато- 0 00111 0,00100 0,00083 0,00071 0,00062 0.00056 С1И Бп, 1 1 У 900/ ( 1 У 1000/ / 1 \ УД 20(7 / ( 1 У 1400 / ( 1 УТбОО / / J \ у180(Г/ Гидравлический коэффи- циент трения Д 0,02013 0.01962 0,01877 0,01810 0,01755 0,01709 Параметр шероховато- 0,00050 0,00040 О.ОООЗЗ 0,00029 0,00025 0,00022 1 III / 1 \ уДооо/ / 1 \ У 2500 / / 1 \ \3ooo/ / 1 \ У 3500 / / 1_\ уДооо / / 1 \ У 4500/ I идравлический коэффи- циент трения Др 0,01668 0,01588 0,01526 0,01477 0,01436 0,01402 Параметр шероховато- 0,00020 0,00017 0,00014 0,00012 0,00011 0,00010 С1И Бш 1 1 1 [ 1 / 1 \ / 1 \ / 1 \ ( 1 У 5000 / \ 6000 / У 7000 / У 8000 / У 9000 ) у 10000/ 1 идравлический коэффи- циент Др 0,01372 0,01322 0.01283 0,01244 0.01221 0,01200 Примечание Значения Др подсчитаны по формуле (9.13а). Формула (9.13а) получила эксперимен- Iальное обоснование опытами Никурадзе только в интервале значений еш = 0,0014- 0,0333. Исходя из теории турбулентного течения, разработанной Прандтлем, формулу можно распространить также на значения параметра еш, меньшие 0,001. Вместе с тем применение формулы (9.13а) при значениях |’.ц„ превышающих 0,0333, является необосно- ванным. Значения коэффициента лгр в области квадратичного закона сопротивления, рассчи- танные по формуле (9.13а) для интервала шачений параметра шероховатости е1Н от 0,0333 до 0,0001, приведены в табл. 9.4 Как видно из нее, при сокращении относительной шероховатости еП| значения лтр снижаются сначала быстро, а затем все медленнее. В частности, при еш = 0,025 имеем Др = 0.053, а при еш = 0,0001 Др = 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: АРтр = 0.2026G2 , Д 3,715т/ Д2 рт/Д 1g--------- (9.14) 174?
Из этой формулы для массового рас- хода жидкости G при известных значениях внутреннего диаметра dm и шероховатости трубы /ш, а также удельного перепада давле- ния на трение Дртр получается выражение G = 2,221 (р Дртр)0’5^51g -----в-н (9 14а) сш Вместе с тем определение исходя из формулы (9.14) внутреннего диаметра трубы dBH при заданных значениях G, Дртр и еш требует применения способа последователь- ных приближений. Поэтому представляют интерес приближенные степенные формулы для определения значений А.тр в области квадратичного закона сопротивления. Наибо- лее удачная из таких формул предложена Б. Л. Шифринсоном: (\ 0.25 ' <9Л5) “вн / Сопоставление значений Х.тр 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 па- раметра наблюдается быстрое возраста- ние 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 Дртр ~ 0,08916G2e°’25 Р^№5 (9 15а) Приближенная формула для определения внутреннего диаметра трубы dBH по задан- ным значениям G, Дртр и еш такова: JBH = 0,631 '0,381 „0,0476 (рДРтр)0Л905 (9.16) Аналогично для определения массового расхода G по заданным значениям JBH, еш и Дртр получаем G = 3,348 -(Р-ДМ°-5ДН— (9.16а) ъ Ш Упрощение гидравлических расчетов труб в области квадратичного закона сопро- тивления достигается за счет введения пара- метра удельного гидравлического сопро- тивления Sy;3 трубы, соответствующего удель- ному перепаду давления Дртр в ней при» массовом расходе жидкости G, равном 1 кг/с: Sya = Aprp/G2; (9.17) ApTp = SyaG2. (9.17а) Размерность удельного гидравлического сопротивления Па • с2/(м • кг2) или 1/(м2-кг). По формулам (9.14) и (9 15а) значения 5у;1 в области квадратичного закона сопротивле- ния определяются только внутренним диа- метром и шероховатое! ью труб, а также плотностью жидкости, а именно: с 0,2026 рС 1g - ~ BJL (9.18) 2 ’ (9.18а) \ / то же в соответствии с приближенной формулой (9.15): _ 0,08916ещ 25 УД “ Pd^5 Исследования по I идравлическому со- противлению стальных труб с естественной шероховатостью, проведенные Кольбруком и Уайтом, Г. А. Муриным и Ф. А. Шевеле- вым, показали, что в областях гидравли- чески 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 облас- тями имеется промежуточная область, в пре- делах которой коэффициент гидравлического трения Х.тр зависит как от числа Re, так и от параметра шероховатости £ш. Для стальных труб с естественной шероховатостью, начи- ная с определенного числа Renp, значения коэффициента трения Хтр, по-прежнему пре- вышающие соответствующие гидравлически гладким трубам при том же числе Re, непрерывно снижаются, асимптотически при- ближаясь к соответствующим квадратичному закону сопротивления Наличие общих закономерностей для любых шероховатых труб, в том числ’е сталь- ных, позволяет базировать их гидравличе- ские расчеты на специальном параметре, называемом эквивалентной шероховатостью еэкв. Под эквивалентной шероховатостью подразумевается шероховатость стальных, а также других шероховатых тр>б, соответст- вующая значению Х.тр по формуле (9.13а) для труб того же диаметра с искусственной шероховатостью в области квадратичного закона сопротивления. Значения такой ше- роховатости для любых груб определенного внутреннего диаметра dw могут быть под- считаны исходя из замеренных в области квадратичного закона сопротивления удель- ных перепадов давления в трубах Дртр при известных значениях массового расхода GB и плотности рв. При этом, вводя параметр относительной эквивалентной шероховатости Еэкв = ^экв/^вн и используя формулы (9.7а), (9.13а), получаем
X,„ = = ---------------- ,р G2B / 3,715 У 2 1g------1 \ ^экв / Отсюда ] „ eJKB = еэкв6?вн = 3,715dBH-10 2/хтр = _ °’45Gb = 3,715JBH • 10~ (РдРтр)°'5 rfBH25. (9.20) Полученные значения эквивалентной ше- роховатости стальных труб по порядку близки к усредненным фактическим значениям шероховатости, но могут несколько превы- шать их (примерно на 30 % по данным [114]). Надежность и точность полученных при этом значений еэкв могут быть обеспечены толь- ко при гидравлических испытаниях труб в лабораторных условиях. Г идравлические испытания отдельных участков трубопроводов тепловых сетей, на- ходящихся в эксплуатации, не могут обеспе- чить высокой точности измерений. Кроме юго, полученные таким путем значения удельных перепадов давления Дртр отражают влияние множества факторов помимо собст- венно шероховатости труб, а именно откло- нений от области квадратичного закона сопротивления, наличия местных сопротивле- ний в пределах испытанных участков, засо- рения труб и т. д. В трубопроводах горячего водоснабже- ния от тепловых пунктов при закрытой системен отсутствии необходимой обработки подогреваемой воды возможно также обра- зование на внутренней поверхности труб плотных отложений солей. Такие отложения приводят не к увеличению шероховатости груб, а к сокращению их поперечного се- чения в свету и к увеличению перепадов давления на трение. Такое сокращение соглас- но нормам [19] подлежит учету в гидравли- ческих расчетах трубопроводов горячего во- доснабжения, для которых в этих нормах приведена специальная номограмма. Согласно приведенным в [109, 114] дан- ным эквивалентная шероховатость стальных труб еэкв, м, находится в следующих интер- валах: для новых чистых: бес- шовных труб . . . .0,00001—0,00002 сварных труб.............. 0,00003 — 0,00010 оцинкованных труб . . . 0,0001—0,0002 для бесшовных и сварных труб с незначительной кор- розией 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 эксплуа- тации .................. 0,0008 — 0,0015 при сильной коррозии 0,002 — 0,004 По нормам [22] в гидравлических расче- тах 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 еноРм = 0,0005 ____1_ экв dBH 2000JBH (9-21) При подстановке нормированного значе- ния относительной шероховатости е"кВрм при- веденная выше формула (9.13а) для коэффи- циента гидравлического трения Хтр в области квадратичного закона сопротивления прини- мает следующий вид: л норм______________(__________ _________1_______ тр ~ (7,742 + 2 1g 4,н)2 ’(2 1g 74304?вн)2 ' (9.22) Расчеты по формуле (9.22) показывают, что при переходе от минимального внутрен- него диаметра трубы dBH — 0,026 м к макси- мальному dBti = 1,40 м соответствующие нор- мированной эквивалентной шероховатости е“°Рм = 0,0005 м значения Х.“ррм снижаются с 0,0478 до 0,0155. В соответствии с фор- мулами (9.7а) и (9.22) для перепада давления на трение в области квадратичного закона сопротивления Дртр при нормированной ше- роховатости е“к£м — 0,0005 м для труб водя- ных тепловых сетей получаем выражение м;рм - ,,Оп°7дХ и- <9-23» Рв^вн (1g 7430dBH) Соответствующая формула для опреде- ления массового расхода воды такова: GB = 2,221 (рвДр?ррМ)°'5^н (3,87 + 1g dBH). (9.24) Использование приближенной формулы (9.15) взамен точной (9.13а) приводит к сле- дующим выражениям: д_норм _ .9’.Ql333(Zg_. (9 25) Ртр Рв^вн25 ’ ( } GB = 8,661 (рв Др”ррм)0,5 d2*25. (9.25а) 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 гидравличе- ского сопротивления 5уд при подстановке значения е“°врм = 0,0005 м принимает вид лнорм_________0,2026_______ уд ~ Рв^н (Ig 743(МВН)2 ’ (9.26) Приближенная формула (9.16) для опре- деления внутреннего диаметра трубы dBli по известным значениям GB, Дртр и рв при нормированной шероховатости е“°рм = = 0,0005 м упрощается следующим образом: 0,439GB381 (9.27) ^ВН (рвЛр^рм)0'1905 ' При отклонениях принятого эквивалентной шероховатости от ванного ев°врм = 0,0005 м в области квадра- значения нормиро- тичного закона сопротивления возможно использование поправочного коэффициента Р*в, вводимого прежде всего на значения А.вррм коэффициента гидравлического трения. Для такого поправочного коэффициента в соответствии с формулами (9.13а) и (9.22) получается выражение QKB ^тр ( 1g 7430^вн " ^рм 3,715JB„ еЭ1Св (9.28) Если же при этом исходить из при- ближенной формулы (9.15), то соответственно имеем фг=6.687'»5- е>.28а) Таким образом, значения (3*ь по прибли- женной формуле (9.28а) определяются только эквивалентной шероховатостью еэкв и не за- висят от диаметра трубы, в то время как по более точной формуле (9 28) такая зависи- мость имеется. Расчеты показывают, что зна- чения р*в по формуле (9.28а) близко соответ- ствуют более точным по формуле (9.28) при диаметрах труб dBH — 0,2 4-0,4 м, если эти значения меньше единицы, и при диаметрах труб dBII = 0,4 -г 0,8 м, если значения (3[в больше единицы. Такие результаты позво- ляют обойтись сокращенной табл. 9.5, в ко- торой для нескольких близких значений внут- ренних диаметров труб приведены единые значения поправочно! о коэффициента (3[в по формуле (9.28). В табл. 9.5 включены общие для всех диаметров труб значения р*в по приближен- ной 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 гид- равлического трения Х.гр или поправочного коэффициента р*в для труб различных диа- метров, соответствующие значениям е,кв до 0,007 м, а при диаметрах труб более 0,125 м даже езкв = 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 е1кв, превышающие 0,003 — 0,004 м, а при Таблица 9.5. Поправочные коэффициенты р*в к значениям коэффициента трения Х“°рм при нормированной шероховатости труб £^°рм = 0,0005 м в области квадратичного закона сопротивления Значения эквива- лентной шерохо- ватости труб ^ЭКВ’ м Внутренние диаметры труб <7ВН. м, по формуле (9 28) в интервалах Значения по приближен- ной форму- ле (9 28а) для всех диаметров труб 0,026 — 0,034 0,039 — 0,051 0,070 — 0,083 0,loo- о. 126 0,150 — 0,184 0,207 — 0,263 0,309- 0,367 0.408 — 0,706 0,796 — 1.400 0,0001 0,59 0,61 0,63 0,64 0,66 0,68 0,69 0,70 0,71 0,669 0,0002 0,73 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,795 0,0003 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,88 0,89 0,89 0,890 0,0004 0,92 0,93 0,93 0,94 0,94 0,94 0,94 0.95 0,95 0,946 0,0005 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0,0006 1,07 1,07 1,06 1,06 1,05 1,05 1,05 1,05 1,04 1,047 0,0008 1,20 1,18 1,17 1,16 1,15 1,14 1,13 1,12 1,11 1,125 0,0010 1,32 1,29 1,27 1,25 1,23 1,22 1.21 1,19 1,17 1,189 0,0012 — 1,39 1,35 1,33 1,30 1,28 1,27 1,25 1,23 1,244 0,0014 — 1,48 1,43 1,39 1,37 1,35 1,33 1,30 1,28 1,293 0,0018 — — 1,57 1,53 1,49 1,46 1,43 1,40 1,37 1,378 0,0022 — — 1,71 1,65 1,60 1,56 1,53 1,49 1,44 1,447 0,0026 — — 1.81 1,76 1,70 1,65 1,61 1,56 1,51 1,510 0,0030 — — — 1,86 1,79 1,74 1,69 1,63 1,58 1,565
диаметрах труб до 0,05 м — превышающие O.OOI 0,002 м, то это свидетельствует не о наличии соответствующей шероховатости, .1 о неучтенном влиянии других факторов. Исходя из этого в табл. 9.5 не включены падения Р)кВ, соответствующие значениям еэкв bo юс 0,0010 м при внутренних диаметрах ।pv6 до 0,034 м, а гакже значениях более 0.0015 м при диаметрах 0.039 — 0,051 м. Наиболее сложными являются гидравли- ческие расчеты стальных трубопроводов в попасти, переходной между соответствую- щей 1 идравличсски гладким трубам и квадра- iидиому закону сопротивления. При обра- OoiKc экспериментальных данных в пере- ходной области за основу принимаются выводы из теории турбулентного течения, рв |работанной Прандтлем и уточненной применительно к переходной области А Д. Альтшулем [114], согласно которым дня характеристики зависимости А.тр в этой области от параметров Re и еш использу- ется соотношение 1 = A 1g Re |Aip 4- В 1g 1 + С. (9.29) |/A.ip b"i При этом коэффициенты А, В и С под- бираются таким образом, чтобы по мере снижения параметра еш результаты расчетов но формуле (9.29) асимптотически прибли- жались к таковым по формуле Прандтля дня 1 идравлически гладких труб, а по мере возрастания этого параметра они также асимптотически приближались к соответст- вующей формуле (9.13) для области квадра- тичного закона сопротивления. Из таких формул наиболее удачной оказалась следую- щая, предложенная Кольбруком и получив- шая теоретическое обоснование в работах А. Д. Альтшуля: 1 - = - 21g f (9.29а) [А)р \Re|/xTp 3,7/ Для определения значений коэффициента А.гр по известным параметрам Re и А.1р, пользуясь формулой (9.29а), следует приме- нять способ последовательных приближений. В связи с неудобством такою способа А. Д. Альтшулем предложена приближенная формула, позволяющая непосредственно оп- ределять значения Х1р: / Ко\0 2 5 Х1р = о,11 е1КВ + —- . (9.30) При малых значениях £экв формула (9.30) асимптотически переходит в формулу (9.10) для гидравлически гладких труб, а при боль- ших значениях Re — в приближенную форму- лу (9.15) для области квадратичного закона сопротивления. Эти особенности формулы (9.30) несколько ограничивают область ее применения, поскольку приближенная форму- ла (9.15) приводит к результатам, близким к точной формуле (9.13а), лишь в интервале значений еш = 0,0004д-0,0030, которому при нормированной эквивалентной шерохова- тости е"квМ = 0,0005 м соответствуют внут- ренние диаметры труб в пределах 0,17— 1,25 м. При значениях е(кв, превышающих 0,003, формула (9.30), как и формула (9.15), при- водит к существенно заниженным значениям коэффициента лгр и потому в этой области следует пользоваться более точной форму- лой (9.29а). При значениях е,кв, превышаю- щих 0,033, все эти формулы становятся н еп р им ен им ы м и. Для гидравлических расчетов трубопро- водов в переходной об тает и существенным является определение траничных значений параметров Re и ejkb, при которых эта область должна стыковаться, с одной сто- роны, с областью । идравлически гладких труб, а с другой — с областью квадратич- ною закона сопротивления Поскольку струк- тура приведенных выше формул для переход- ной области основана на асимптотическом переходе к соответствующим формулам для значений Х.тр в соседних областях, более пра- вильно вместо переходных значений Re и еш рассматривать переходные зоны между об- ластями, в пределах которых определение значений А.гр по формулам для двух сосед- них областей приводит к примерно одинако- вым результатам. Практически в этих зонах можно выделить предельные значения пара- метров Re и ejkb, если задаться относи- тельным расхождением значений Хтр, подсчи- танных по формулам для двух соседних областей. Так, например, границу между областями гидравлически гладких труб и переходной можно определить как соответ- ствующую заданной величине отношения ^рРА?р= 1 + Аггр- (9.31) Здесь Х."рр и Х.'гр — значения А.гр, подсчи- танные по формулам соответственно для переходной области и гидравлически гладких труб при одних и тех же значениях Re и еэкв, а Д'гр — относительная погрешность, допускаемая в расчетах по определению значений А.тр. Аналогично граничные значе- ния параметров Re и е)КВ между переход- ной областью и областью квадратичного закона сопротивления можно охарактеризо- вать соотношением Ч’РА"р = 1 + А?р- (9.31а) Для обеспечения некоторого запаса в расчетах значения Д[р и Д[р целесообразно 5 Водяные геи ювые сети 129
принимать положительными и находящимися в интервале 0,01—0,02. Пользуясь соотноше- ниями (9.31) и приближенной формулой (9.30), можно получить формулу для подсчета зна- чений произведения параметров Re и еэкв, со- ответствующих границе между об частями гидравлически гладких груб и переходной: - 68 [(1 4- Аггр)4 - I] (9 32) Для 1раницы между переходной об- ластью и областью квадратично)о закона сопротивления тем же способом получаем =------------- (9.32а) vnep экн (1 4 дкв)4 _ J В формупах (9.32) фшурирует произве- дение параметров Re и е1КВ, которое можно рассматривать как комплексный параметр ReC,KB = (9.33) v Если принять для коэффициентов А'гр и А,р одно и то же значение 0.02, чо получим RenepSjKB = 5,60 и Re™pEn*P = 824. В нормах [22] рекомендуется определять значения лтр по формулам (9 13а) в области квадратичною закона сопротивления и (9.29а) в переходной области, причем дня последней допускается также применение приб тиженной формулы (9.30). В качестве граничного между этими двумя областями оюворено значение пара- метра RenepE^P = 560, примерно соответст- вующее формуле (9.32а) при А™ = 0,03. Ис- пользование формул для гидравлически глад- ких труб нормами [22] не предусматри- вается. Для границы между областями гид- равлически гладких труб и переходной А Д. Альтшулем [114] рекомендуется значение Renep£niKB ~ Ю, что примерно соот- ветствует значению А[р = 0,033. Анализ формулы (9.33) показывает, что скорость воды wB, соответствующая задан- ному значению параметра ReE)KB, не зависит от диаметра грубы и определяется только ее эквивалентной шероховатостью и вяз- костью воды, а именно: — ReE)KBvB ^еэкв (9.34) В частности, для граничного значения Renepe3KB = 824, соответствующего переходу в квадратичную область сопротивления, полу- ченные по формуле (9.34) граничные зна- чения скорости воды ивр при е'7кВм =0,0005 м составляют 0,48 м/с при температуре воды 100 °C и 1,32 м/с при 30 °C. Такие скорости являются обычными в водяных тепловых сетях, и потому значительная часть гидрав- лических режимов этих сетей соответствует переходной области. Остальные режимы се- тей попадают в область квадратичного закона сопротивления. Значения Re„“p, соот- ветствующие параметру R е^е"^ = 824 при К* * HGDM эквивалентной шероховатости езкв = = 0,0005 м, могут быть подсчитаны по формуле (RenKap)HOpM = i,65-104H. (9.34а) Большой обьем и сложность г идравлн- ческих расчетов по точным формулам, требующих применения способа последова- тельных приближений, оправдывают разра- ботку подробных таблиц, позволяющих облегчить эти расчеты и использовать такие таблицы дтя решения основных задач гидравлическою расчета определения значе- ний Артр по заданным значениям GB и dBH и определения значений Gu по заданным значениям Артр и йви Что касается третьей задачи, а именно определения необходимо) о диаметра трубы dB„ по известным значениям GB и Дртр, то для ее решения требуется, как правило, привлечение технико-экономических сообра- жений. Согласно нормам [22] при проектиро- вании тепловых сетей удельные перепады давления на трение Аргр должны выбирать- ся на основе технико-экономических расче- тов, так как при заданных расчетных расходах воды для каждою участка сетей в принципе может быть выбрано несколько диаметров труб, соответствующих разным удельным перепадам давления на трение Артр в пределах данного участка. В практике проектирования выбор оптимального вариан- та осуществляется сравнением нескольких вариантов, различающихся принятыми диа- метрами труб, тес повторением гидрав- лическою расчета Поэтому составление де- тальных таблиц значений Аргр для всех диаметров труб по их сортаменту (см. табл. 9.3) позволяет сокра) ить объем технико- экономических расчетов Детальные таблицы для гидравлического расчета водяных тепло- вых сетей по формулам (9 22) для значений А.тр в области квадратично) о закона сопротив- ления и (9.29а) для переходной области применительно к нормированной эквивалент- ной шероховатости = 0,0005 м и при- нятой за базовую температуре воды £ваз = = 100 °C 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 зна- чения массовых расходов воды GB (про- пп
I a 6 л и на 9.6. Удельные перепады давления A/’ip< Па/м, в стальных трубах внутренних дияме1ров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости — 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °C Массовые расходы Условный проход Труб Dy, ММ 25 32 40 50 коды GB. Внутренний диаметр груб dau м 0,026 0,028 0.032 0,034 0.039 0,041 0,051 0.05 7,94 5,44 — — — — — 0.06 11,3 7,73 — — — — — 0,07 15.2 10,4 5.26 3.97 - — - 0.08 19.8 13.5 6,81 5,00 — — - 0,09 24,9 17,0 8,55 6,27 — — — 0,10 30,6 20,8 10,5 7.69 - — — 0,12 43,7 29,8 15,0 10,9 5.42 4,20 — 0,14 59,1 40,3 20,2 14,8 7,30 5,65 — 0.16 77,0 52,4 26,2 19,2 9.46 7,32 — 0.18 110 66.0 33.1 24,2 11,9 9,20 — 0,20 136 91,5 40,7 29,7 14,6 11,3 — 0,22 165 111 49.0 36,8 17,6 13,6 — 0,24 196 132 58,2 42,6 20,9 16,1 5,25 0.26 230 155 75,5 49,8 24,4 18,9 6,13 0.28 267 179 87,5 57,6 28,3 21,8 7,08 (». 10 307 206 100 72.6 32.4 25,0 8,09 0.12 349 234 114 82,6 36,8 28,4 9,18 0,14 394 264 129 93,2 41.4 32,0 10,3 0.16 442 296 145 105 46,3 35.8 11,6 0.18 492 330 161 116 55,8 39,8 12,8 0,40 545 366 179 129 61.8 44,0 14,2 0.45 — 463 226 163 78,3 59,9 17,9 0.50 — 572 279 202 96,7 74,0 22,0 0.55 — — 338 244 117 89,5 26,5 0,60 — — 402 390 139 107 31,5 0.65 — — — — 163 125 39,0 0.70 — — -*• — 190 145 45,2 0,75 — — — — 218 166 51,8 0,80 — — — — 247 189 59,0 0.85 — — — — 279 214 66,6 0,90 — — — 313 240 74,7 0,95 — — — — 349 267 83,2 1,0 — — — — 387 296 92.2 1,2 — — — — 557 426 133 1,4 — — — — - — 181 1,6 — — — — — — 236 1,8 — — — — — — 299 2,0 — — — — — — 369 2,2 — — — — — — 446 2,4 - — — — — — 531 1 а блица 9.6а Удельные перепады давле- ния ргр, Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости <^°рм = 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °C Мас- совые рас- Усювный проход труб мм 2°J 100 125 150 | 175 ходы Внутренний диаметр труб rfBH, м GB.Ki/c олго 0.08? 0.100 0,125 0.150 0,184 0.50 4,29 — — — — — 0,60 6,12 — — - — — 0,70 8,27 — — — — 0.80 10,7 — — — — — 0,90 1 5 — — — — 1,0 16,7 7,35 — — — — 1,2 23,9 10,5 — — — — 1,4 33,4 14.2 5.09 — — — 1.6 43,7 18,5 6,61 — — — 1,8 55,3 23,8 8,33 — — — 2,0 68,2 29,4 10,3 — — — 2,2 82,6 35,6 12,4 — — — 2.4 98,3 42,4 14,7 — — 2.6 115 49.7 17,3 5.40 — — 2,8 134 57,7 20,1 6,25 — — 3,0 154 66.2 23,1 7,16 — — 3,2 175 75,3 26,3 8.13 — — 3,4 197 85,0 29,7 9,16 — — 3,6 221 95,3 33,3 10,2 — — 3,8 246 106 37.1 11,4 — — 4.0 273 118 41,1 12,6 4,90 — 5 426 184 64,1 19,7 7,60 — 6 614 265 92,4 28,3 10.8 - 7 — 360 126 38.6 14,7 5,11 8 — 470 164 50,4 19,2 6,64 9 — — 208 63,7 24,3 8,26 10 — — 257 78,7 30,0 10,2 12 — — 369 113 43,2 14,7 14 — — 503 154 58,8 20,0 16 — — — 201 76,8 26.1 18 — — — 255 97,2 33,0 20 — — — 315 120 40,8 22 — — — 381 145 49,4 24 — — — 453 173 58,7 26 — — — 532 203 68.9 28 — — — — 235 80.0 30 — — — — 270 91,8 32 — — — 307 104 34 — — — — 347 118 36 — — -- — .389 132 38 — — — — 433 147 40 — — — — 480 163 45 — — — — — 207 50 — — — — 255 55 — — — — — 308 60 — — — — — 367 65 — - — — — 431 70 — - — — — 500 131
Таблица 9.66. Удельные перепады давления Др1р, Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости = 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °C M.IC- совые рас- Условный проход ipyo D,. мм 200 250 4)0 ХОДЫ Внутренний диаметр ipyG </Н(). X! GB. кг с 0,207 0.21 1 0.259 О.26Т 0.309 0,315 10 5,60 5,07 — - — — 12 7,89 7,13 - - -- - — 14 10,7 9,71 — - — — 16 14,0 12,7 4.41 4.08 — — 18 17,8 16.0 5.45 5.03 — — 20 21,9 19,8 6.73 6.21 — — 22 26.5 24,0 8,14 7.51 — 24 31,6 28,5 9.69 8.95 — — 26 37,0 33,5 11.4 10.5 — — 28 43,0 38,8 13,2 12.2 — — 30 49,3 44,6 15.1 14,0 5,98 5.41 35 67,1 60,7 20.6 19,0 8.14 7,36 40 87,7 79,3 26.9 24,8 10.6 9,6! 45 1 11 100 34.1 31.4 13,5 12.2 50 137 124 42.1 38.8 16,6 15,0 55 166 150 50,9 46,9 20,1 18.2 60 197 178 60,6 55,9 23.9 21,6 65 231 209 71.1 65,6 28,1 25,4 70 268 243 82.4 76.0 32,6 29.4 75 308 279 94.6 87.3 37,4 33.8 80 351 317 108 99.3 42.5 38,4 90 444 401 136 126 53.8 48.7 100 548 495 168 155 66.5 60.1 1 10 — — 204 188 80,4 72.7 120 — — 242 223 95.7 86,5 130 — — 284 262 112 102 140 — — 330 304 130 118 150 — — 379 349 150 135 160 — — 431 397 170 154 170 — — 486 449 192 174 180 — — 545 502 215 194 190 — — — — 240 217 200 - — — — 266 240 210 — — — - 293 265 220 — — 322 291 230 — — — — 35"> 318 240 — — — - 383 346 250 — — — — 415 375 260 — — — - 449 406 270 — — — — 4X4 4.38 280 — — - 521 471 Т а б л и ц а 9.6в. Удельные перепады давления Дртр, Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости = 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °C Мас- совые рас- Условный проход труб Dv мм 350 | 400 500 ходы Внутренний диаметр труб </вн, м GB. кг с 0,359 0.367 0.408 0,414 0,512 0.518 40 4.83 4.31 _ — — — 50 7,55 6.73 — — — 60 10,9 9,69 5.56 5,14 — — 70 14.8 13.2 7,56 7,00 _ — 80 19,3 17,2 9.80 9,15 — - 90 24.5 21.8 12.5 Ц,6 — — 100 30,2 26,9 15,3 14,3 — — 1 10 36,6 32.6 18,6 17,3 — — 120 43,5 38.8 22,2 20.6 — — 130 51,1 45,5 26,0 24,2 — — 140 59,2 52.7 30,2 28,0 — — 150 68,0 60.6 34,7 32,2 10.6 9,93 160 77,4 68,9 39,5 36,6 12,0 11,3 170 87,3 77,8 44.6 41,3 13.6 12,6 180 97,9 87.2 50,0 46,3 15,2 14,3 190 109 97.2 55,7 51,6 16,9 15.9 200 121 108 61,7 57,2 18,8 17,6 220 146 130 74,7 69,9 22,7 21,4 240 174 155 88,9 82,3 27,0 25,4 260 204 182 104 96,6 31,7 29,8 280 237 211 121 112 36.8 34,6 300 272 242 139 129 42,2 39,7 320 309 276 158 146 48,0 45,2 340 349 3 11 178 165 54,2 51,0 360 392 349 200 185 60,7 57,2 380 436 389 223 206 67,7 63,7 400 483 431 247 229 75,0 70.6 450 612 545 313 289 95,0 89,3 500 — — 386 357 117 110 550 — — 467 432 142 133 600 — — 556 515 169 159 650 — — — — 198 189 700 — — — - 230 216 750 — 264 248 800 300 282 850 — — — — 330 319 900 380 357 950 — — 423 398
I п ь и и iia 9.6i Удельные перепады давления I la/м, внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости = - 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 °C М.к Ус говный проход труб P, м M 1 оНЫС рис- 600 700 800 \<мы Buy |реннпй диаметр труб </(i)). M -П •'! 0,610 0,618 0,698 0.706 0,796 0.806 ?00 7,49 7,00 — — - — ’М) 1 I.S 10,9 5.78 5.45 - — UN) 16.9 15.7 8.32 7.84 — - ISO 22,9 21,4 11,3 10,7 5.70 5,34 400 30,0 28,0 14,9 13,9 7,44 6.97 4 SO 37,9 35,4 18,7 17,6 9,42 8,42 SOO 46,8 43,7 23,1 21,8 11,6 10,9 S50 56,7 52,9 28.0 26,4 14,1 13,2 600 67,4 63,0 33,0 31,4 16,7 15,7 OSO 79,1 73.0 39,0 36,8 19.7 18,4 700 91,8 85,7 45,3 42,7 22,8 21,4 7 SO 105 98,4 52,0 49,0 26,2 24.5 SOO 120 112 59,2 55.8 29,8 27,5 sso 135 126 66,8 63.0 33,6 31.5 moo LSI 142 74,9 70.6 37.7 35,3 oso 169 158 83,5 79,7 42.0 39,3 1000 184 175 92,5 87,1 46,5 43,6 1100 227 212 112 105 56.3 52,7 1200 270 252 133 125 67,0 62,8 1 UK) 317 296 156 147 78.6 73,6 1400 367 343 181 171 91,2 85,4 isoo 421 394 208 196 105 98,0 1600 480 449 237 223 119 112 1700 541 506 267 252 134 126 1X00 - - 300 282 150 141 1900 — - 334 315 168 157 2000 — - 370 349 18b 174 2200 — - 448 427 225 211 2400 — - 532 501 268 251 2600 — — — — 314 295 2X00 — — - — 365 342 WOO — — — — 415 392 1200 — - - - 476 446 1400 - - - - 538 504 Таблица 9.6д. Удельные перепады давления Д/?гр. Па/м, в стальных трубах внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шерохова i ости — 0,0005 м и различных массовых расходах воды с температурой 100 С Мас- совые рас- Ус ювный проход труб Dy. мм 900 1000 1200 1400 ХОДЫ Внут рении? 1иамегр груб г/вн. IV G’B, кг с 0.892 0.904 0.990 1.004 1.188 1,202 1,388 1.400 500 6,41 5,98 — — — — — — 600 9,23 8,61 5.36 4,98 — — — — 700 12,6 1 1,7 7,29 6,77 - — — 800 16,4 15,3 9,52 8.85 — — — — 900 20.8 19,4 12,0 11,2 — — — — 1000 25.6 23,9 14,9 13,8 5,74 5,40 — — 1200 36,9 34,4 21,4 19,9 8,27 7,78 — — 1400 50,3 46,9 29,2 27.1 11.3 10,6 5.00 4,78 1600 65,7 61,2 38,1 35,4 14,7 13.8 6,53 6,24 1800 Х3.1 77,5 48.2 44,8 18.6 17.5 8,26 7,90 2000 103 95,7 59,5 55,3 23,0 21,1 10.2 9,75 2200 124 116 72,0 66,9 27.8 26,1 12,3 11,8 2400 148 138 85.7 79,6 33,1 31,1 14,7 14,0 2600 173 162 101 93,4 38.8 36,5 17,2 16,5 2800 201 188 117 108 45,0 42,3 20,0 19,1 3000 231 215 134 124 51,7 48,6 22,9 21,9 3200 263 245 152 142 58.8 55,3 26,1 25,0 3400 296 276 172 160 66,4 62,4 29,5 28,2 3600 332 310 193 179 74,4 70.0 33,0 31.6 3800 370 345 215 200 82,9 78,0 36,8 35,2 4000 410 383 238 221 91,8 86,4 40,8 39,0 4500 519 484 301 280 1 16 109 51.6 49,3 5000 - — 372 346 144 135 63,7 60,9 5500 — — 450 418 174 163 77,1 73,7 6000 — — 536 498 207 194 91,8 87,7 6500 - — — - 243 220 108 103 7000 — — — — 281 265 125 119 7 S00 — — — - 323 304 143 137 8000 — — — - 367 346 163 156 8500 — — — — 415 390 184 176 9000 — — — — 465 437 206 197 9500 — — — — 518 487 230 220 10 000 - - — — 574 S40 255 244 11 000 — — — — — — 308 295 12 000 — — — -- — — 367 351 13 000 — — — — — 431 412 14000 — — — - — - 499 478 133
Таблица 9.7 Массовые расходы воды с температурой 100 °C в стальных трубах различных внутренних диаметров по табл. 9.3 при нормированной шероховатости ^орм _ 0,0005 м и уделЬНыХ перепадах давления на трение Дртр = 50, 100, 150 и 200 Па/м Внутренние диаметры труб </в„, м Удельные перепады давления на трение Адтр, Па/м Внутренние диаметры труб 4н- м Удельные перепады давления на трение Дргр, Па м 50 100 150 200 50 100 150 200 0,026 0,13 0,17 0,21 0,24 0,408 180 255 312 360 0,028 0,16 0,21 0,26 0,30 0,414 187 265 324 374 0,032 0,22 0,30 0,37 0,42 0,512 326 460 565 653 0,034 0,26 0,35 0.43 0,50 0,518 336 477 583 672 0,039 0,37 0,51 0,62 0,72 0,610 518 730 895 1035 0,041 0.42 0,58 0,73 0,82 0,618 534 756 926 1075 0,051 0,75 1,04 1,28 1,47 0,698 735 1040 1270 1470 0,070 1,70 2,42 2,96 3.41 0.706 754 1070 1315 1530 0,082 2.60 3,65 4.50 5,20 0,796 1030 1460 1800 2075 0,100 4.40 6,25 7,65 8,82 0,806 1070 1510 1850 2140 0.125 7,95 11,2 13,8 16,0 0,892 1390 1975 2415 2790 0,150 13,0 18,3 22,4 25,8 0,904 1440 2050 2500 2890 0.184 22,2 31,3 38,2 44,2 0,990 1840 2590 3175 3680 0,207 30,3 42,8 52,3 60,5 1,004 1900 2690 3290 3800 0,211 32.0 45.0 55,0 63,6 1,188 2950 4175 5100 5900 0,259 54,5 77,0 94,5 109 1,202 3040 4300 5275 6100 0,263 56,5 80,0 98,2 114 1,388 4420 6280 7670 8860 0,309 86,5 123 150 177 1,400 4530 6400 7840 9060 0,315 91.7 129 158 185 0,359 128 182 223 257 0,367 136 192 236 273 параметра Re еэкв. Таким образом получаем пускной способности) для труб всех диамет- ров по табл. 9.3, соответствующие харак- терным значениям удельного перепада дав- ления на трение в них, а именно Дртр = = 50, 100, 150 и 200 Па/м. Таблица 9.7 может быть использована для ориентировочной оценки диаметров труб при различных технико-экономических про- работках. Поскольку в основу составления табл. 9.6 и 9.7 положены значения нормиро- ванной шероховатости труб =0,0005 м и температуры воды rBaj = 100 °C, возникает надобность в поправочных коэффициентах для пересчета табличных значений Артр на другие значения еэкв. Такой пересчет более просто осуществляется в области квадратич- ного закона сопротивления, для чего в со- ответствии с формулой (9.28) следует ис- пользовать соотношение Т , пбаз а пкв _ Л таол А.тр рв___. табл л кв Рв ^Ртр “ &Ртр ^~нор\Г ~~ ^гр Рв Рв (9-35) Значения р£в в формуле (9.35) заимст- вуются из табл. 9.5. Более сложным является пересчет табличных значений Лр"рр в переходной области, который может бьиь выполнен исходя из формулы (9.3а) для скорости воды wB, приближенной фор- мулы (9.30) для значений в переходной попасти и выражения (9 33) для комплексного Х"рр = 0,11 Если в формулу (9.36) подставить при тех же диаметрах груб dm и массовых расходах воды GB нормированные значения е"квМ’ 10 она приме! следующий вид ?4Р61 = о,п еУ ( _68v^( Y J 1 1 + норм ] WBH \ в с жв /. 0.25 • (9.36а) Здесь v6d3 = 0,294 • 10“ 6 м2/с — вязкость воды при 100 °C. Подставляя значения л"рР и Хтрол по формулам (9.36) вместо р£в в формулу (9.35), получаем =лр?р6жр=<М7) Хтр Рв 9.3. Местные гидравлические потери Расчет местных потерь энергии при те- чении воды в различных элементах трубо- проводов тепловых сетей, кроме труб на прямолинейных участках, производится из до- пущения пропорциональности между этими потерями и кинетической энергией потока жидкости: (9.38) Здесь £,м — безразмерный коэффициент местного сопротивления. В отличие от аналшичной формулы (9.7) для прямолиней-
ных участков коэффициент непосредствен- но не связан ни с длиной, ни с попереч- ным сечением соответствующего элемента i рубопровода. Кроме тою, это сечение яв- ляемся переменным по длине элемента, в связи с чем необходимо уточнить, при- менительно к какой площади сечения должна бы । ь подсчитана средняя скорость и'ср в формуле (9.38). С корость потока wcp следует определять применительно к конечному сечению участка |рубы длиной /вос, м, после которого ноишанавливается нормальное распределение i корост ей исходя из массового расхода жидкости G на этом участке по формуле (9 1и): Дрм = 0,8106 (9.38а) Р<4> Здесь JBH — внутренний диаметр трубы на прямолинейном участке, следующем за дан- ным элементом по ходу потока. Расход G жидкости на этом участке совпадает с 1ооте1ствующим для прямолинейного участ- ки, предшествующего данному элементу, если и ci о пределах не происходит разветвления исходною потока или объединения несколь- ких по!оков в один. Значения коэффициента '.м. как и длины участка восстановления /вос, 11И1ИСЯ1 ие только от конфигурации и кон- » ! рукции тлемента данного типа, но и от 'нн ini Re. Последняя зависимость заметна ioti.ko при малых числах Re, примерно до |()(ММ) [114]. Соответственно для длины участка восстановления можно во всех 4 !учаях принимать значения (30 ч-40)dBH. большие значения коэффициента наблюдаются при резких изменениях попереч- ною сечения потока в результате стыкования млжду собой труб различных внутренних iniiMcrpoB. Однако переход от одного 'UHiMCipa трубопровода к другому осущест- ИЧЯС1СЯ посредством конических патрубков, pm ширяющихся (диффузоры) или сужающих- t я (конфузоры) по ходу потока. В таких шучиях значения снижаются, и тем боль- ше. чем меньше угол конуса. Изменение пннравления потока жидкости в трубе одного диаметра выполняется отводами, изготов- ляемыми либо гнутыми, либо сварными. Потери энергии на трение в гнутых oiводах меньше, чем в сварных, при том же yi ле поворота и снижаются по мере увеличения отношения радиуса изгиба к диаметру изгибаемой трубы RtH/(/BH. Отводы 4 наименьшим соотношением RIH/tiBH — - I называются крутоизогнутыми. Для свар- ных отводов наибольшие значения коэф- фициента соответствуют таким, в которых огущеезвлен один крутой поворот (колено). Например, при таком повороте на угол а = 90э = 0,85 ч- 1,3, а при других зна- чениях а — соответственно £м = (0,85 ч- 1,3) х х (1 — cos а) [114]. Сварные отводы для труб больших диаметров свариваются из секций, в каждой из которых осуществляется поворот на поло- вину или треть всею угла, тогда значения снижаются. В тепловых сшях 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 зна- чений 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 £,м характерны для тройников, в которых осу- ществляется либо разделение, либо слияние двух потоков, обычно под углом 9(Г; наиболь- шие значения £м имеют место при слия- нии двух потоков, движущихся навстречу друг другу с отводом смеси под углом 90°. Малые значения с,м = 0,3 ч- 0,5 характер- ны ятя сальниковых компенсаторов, задви- жек и клапанов с косым шпинделем, а наибольшие (£,м — 6ч-7)-для клапанов с вер- тикальным шпинделем и подъемных обрат- ных клапанов. Значения коэффициента приведены в табл. 9.8. Иногда в гидравлических расчетах трубо- проводов с учетом местных сопротивлений вместо коэффициентов используются значения гак называемых эквивалентных длин труб для таких сопротивлений. Эти экви- валентные длины /JKB определяются исходя из сопоставления значений Артр/Экв п0 формуле (9.7) и Арм по формуле (9.38), а именно: ^Ер>ЧсРД. _ (9 39) 2«вн 2 Отсюда /экв = (9.39а) А,Тр Преимущеовом использования значений /экв для местных сопротивлений является некоторое упрощение расчетов по определе- нию суммарного гидравлическою сопротив- ления участка трубопровода Ap^J с постоян- ным диаметром труб </вн, включая местные потери. Если исходить из формулы (9.38), то для такого суммарного гидравлического сопротивления получается выражение [см. формулы (9.6) и (9.7)] Ар гр — Артр/уч 4- У, Арм — 135
Таблица 9.8. Значения коэффициентов местных сопротивлений £м для деталей трубопроводов, компенсаторов и арматуры Характернотка местных сопротивлений Значения U Чм Характеристика местных сопротивлений Значения Отводы Гнутые гладкие под углом 90° при: ^Гн/^ВН = 1 ^гнДвн = 3 ^гн^вн ~ 4 Гнутые со складками под углом 90 при: ^гн/^вн ’ 3 Ягн/<4н = 4 Сварные под углом 90 одношовные двухшовные трехшовные Сварные одношовные под yi- лом: 60° 40° 30“ го 0,5 0,3 0,8 0,5 0,85- 1,3 0,6 0,5 0,7 0,3 0,2 Тройники При разделении потоков: для прямого прохода для ответвления для прямого прохода при встречных потоках При слиянии потоков А р м а I у р а Задвижки Клапаны с косым шпинделем Клапаны с вертикальным шпинделем Обратные клапаны поворотные Обратные клапаны подъемные Сальниковые компенсаторы Грязевики 1,0 1,5 3.0 1,2-1,8 0,5 0,5 6 3 7 0,3 10 G2 pdL (9.40) При использовании эквивалентных длин местных сопротивлений соответственно имеем Др^ = О,81О6^М\.,+£/эки) = Р^вн = 0,8106 ± Ы (9.40а) Р^ви Здесь ₽М = (9.406) /уЧ 'Чр'уч Безразмерная величина [),, 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 расчет ах коэффициента рм по форму тм (9.40) может быть оправдано в тех случаях, koi да точная оценка местных сопротивлений исключается, поскольку для такой оценки необходимы рабочие монтажные схемы и детальные чер- тежи всех узлов трубопроводов Если такие данные отсутствуют, например при разра- ботке схем теплоснабжения, то единствен- ным способом учета местных сопротивле- ний является прикидочная оценка значения коэффициента местных пшерь рм. Для такой оценки следует использовать приведенные в нормах [22] значения ко тффициента рм для различных категорий сетей, условных прохо- дов труб и типов применяемых компен- саторов. Эти значения, сведенные в табл. 9.9, составляют от 0.2 для тратитных сетей с сальниковыми компенсаторами до 1,0 для сетей с П-образными комнепсаюрами из сварных отводов при условном проходе труб D, 450 4- 1400 мм. Таблица 9.9 Ориентировочные значения коэффициента местных потерь |\, для раз- личных категорий водяных «силовых сетей, типов компенсаторов н условных проходов труб (по нормам |22]) Типы компенсап оров Условные проходы Jруб мм Тран- зитные сети Осталь- ные кате- гории сетей Сальниковые До 400 — 0,3 450- 1400 0,2 0,4 П-образные с гну- До 150 — 0,3 тыми отводами 175-200 — 0,4 250-300 0,3 0,6 П-образные с кру- 175-250 — 0,6 тоизогнутыми или 300-350 0,5 0,8 сварными отвода- 400-500 0,7 0,9 ми 600-1400 1,0 1,0
9.4. Гидравлические режимы и пьезометрические графики Помимо описанных в § 9.2 гидравли- ческих расчетов водяных тепловых сетей при их проектировании приходится дополнитель- но производить расчеты по опредетению НП1ЧС1111Й давления воды в различных точках (с । ей и при разных режимах. Такие расчеты i ребую |ся для обоснованного выбора насо- 1он, используемых для перекачки сетевой иолы. - циркуляционных, подпиточных, под- mi чикающих, смесительных и г. п. Кроме того, шипения давления воды являются исходными при ра {работке схем присоединения к сетям мп-1 пых систем теплоиспользования. Так, при давлениях ниже атмосферною неизбеж- ны подсосы воздуха в сети и сис/емы чгрс। неплотности в них, что является не- ншусгимым. Определение давлений воды в различных I очках сетей базируется на уравнениях Бер- нулли для течения вязких жидкостей в зрубонроводах, см. формулу (9.4), а также уравнениях Дарси — Вейсбаха для перепадов /шипения на трение в трубопроводах, вклю- чпя местные потери, см. формулы (9.6), (9.7) и (9.40). Исходя из этих формул при определении суммарных перепадов давления пн |рение для совокупности последователь- но соединенных участков из труб различных HiniMcipoB и разной протяженности получаем Ар?Г =£(АРтР\ч + АРм) = = £Др,р/)Ч(1 +0М) = = 0,810бУ-тг(С^ч)2/^(1 — М (9.41) / > Рв^вн Значения Gy4, /у.„ dBH и лтр в эюй формуле должны приниматься отдельно по каждому учас/ку, в точных расчетах это относится Н1кже к значениям рм, определяемым по формуле (9.406). Однако в приближенных расчетах, производимых до разработки рабо- чих чертежей сетей, значения рм можно оценивать по табл. 9.9 в зависимости только oi общей характеристики данного участка Кроме того, можно пренебречь изменениями значений плотности воды рв в резулыа1е снижения ее температуры вдоль трассы се/ей, обусловленного их тепловыми потерями, и исходить из значений средней плотное in ноды, соответст вуюшей ее средней темпера i у- рс в данном трубопрово ie. При наличии в теплоисточнике одной I руппы сетевых насосов развиваемый ими перепад давления должен быть ориет иро- нам на тот местный leiriOBofl пунк/, ц/я которого при расчетном режиме окатывается максимальной сумма по всем участкам сетей до нет о следующих слагаемых: Ар?м = Др^од + Дрт п + ДРсСУоМбр. (9.41а) Здесь значения ДрсУпо1 и Ар^обр опреде- ляются по формуле (9.41), причем в закрытой системе расходы сетевой воды по подающему и обратному /рубопроводам на каждом участке одинаковы, если пренебречь незначи- тельной утечкой воды из сетей и при- соединенных к ним по зависимой схеме систем. В таких случаях значения Дрспод и Арсобр могУт различаться только за счет разных температур воды в подающих и обратных трубопроводах. Однако при рас- четах. не требующих особой точности, можно исходить из единой для обоих трубопроводов средней температуры воды в них, равной 1ВР = 0,5(fCpno4 + feP06P), и соответствующего значения плотности рв. Тогда формулу (9.41а) можно упростить следующим образом: Др^м = 2Др^1 + Дртп. (9.416) В открытой системе расходы сетевой воды в обратных трубопроводах на любом участке меньше, чем в подающих, на величи- ну разбора воды в системы горячего водо- снабжения, включенные в кольцо начиная с этого участка по ходу воды £ буч, а потому = (9.42) Поскольку диаметры труб подающих и обратных трубопроводов на участке по нор- мам [22J принимаются, как правило, одина- ковыми. в соответствии с формулой (9.41) перепады давления в обратных трубопроводах при открытой системе меньше, чем в подаю- щих, а потому при их суммировании по участкам следует исходить из общих формул (9.41) и (9.41а|. Тот тепловой пункт, для которою сумма значений Др£ум по формуле (9 41а) при расчетном режиме оказывается максимальной, часто называется определяю- щим, а соответствующая величина расчегно! о перепада давления сетевой воды в трубо- проводах и оборудовании этого теплового пункта Д/?7 п обозначается как Др'^'п- Если по /ученные для разных участков значения удельных перепадов давления на трение Др!р мало отличаются друг от друга, то определяющим обычно является тепловой пункт, наиболее удаленный от теплоисточни- ка по трассе сетей. При выборе сетевых насосов помимо значений Др£>м по формуле (9.41а) следует /акже учи/ывать суммарные перепады давле- ния 13 оборудовании и трубопроводах, раз- мещенных 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 тепло- источника: АрстУи = Др™д + Др°тбир (9.43) Обычно значения Др"б£ существенно меньше, чем В результате для опре- деления необходимого перепада давления, обеспечиваемого работой сетевых насосов, получается выражение ДрС н = РсанН - Р^ = Л^>М + = = ДрХд + Др°тпрп + Д^омбр + Лрс^. (9.43а) Для раздельного определения значений давления воды в нагнетательных рна1и и всасывающих pBCdc патрубках сетевых насосов необходимо фиксирование давления в какой- либо точке циркуляционного контура при рассматриваемом режиме. Такое фиксирова- ние осуществляется вместе с выбором схемы подпитки циркуляционного контура, необхо- димой из-за неполной герметичности сетей и систем. При закрытой системе такая подпитка соответствует только суммарной утечке из всех трубопроводов и оборудо- вания тепловых сетей вместе с присоеди- ненными к ним системами теплоиспользо- вания. В соответствии с нормами [22] расчетная утечка должна приниматься 0,75 % суммарного объема воды в трубопроводах и оборудовании сетей систем теплоисполь- 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 за счет подачи подпиточной воды помимо компенсации утечек должны покрываться расходы сетевой воды, разбираемой в системах горячего водоснабжения В зависимости отдели расчет- ных нагрузок этих систем в суммарных нагрузках сетей такие расходы могут состав- лять 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 (ди- намические режимы). В нормальных условиях эксплуатации статические режимы могут иметь место только при пуске сетей в период их запол- нения водой совместно с присоединенными к ним системами теплоиспользования. Раз- виваемые при этих режимах давления на нагнетательных патрубках подпиточных насо- сов должны быть достаточны для такого заполнения с небольшим запасом Др3, обычно принимаемым равным 0,05 МПа. При опре- делении давлений следует исходить прежде всего из геодезических отметок поверхности земли по трассе сетей zc, м, пренебрегая незначительными расхождениями между эти- ми 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 от- меток Дгс = zc — z0 могут быть положитель- ными или отрицательными. При зависимой схеме присоединения систем отопления и вентиляции, а при откры- той системе также и горячего водоснабже- ния, необходимо, кроме того, учитывать отметки наивысших точек этих систем отно- сительно отметки поверхности земли в месте ввода сетей в здание. Взамен разности этих отметок обычно используются близкие к ним значения высоты здания от пола первого этажа до перекрытия верхнего этажа /?зд. Эта высота для жилых зданий может быть принята равной произведению коли- чества этажей на высоту этажа /тэг (в сред- нем й,т = 3 м, см. § 7 3) Для перехода от разности отметок к необходимому перепаду давления, развивае- мому подпиточными насосами при стати- ческом режиме, может быть использована формула (9.4а), если в ней принять = 0 При этом давления на всасе под- питочных насосов равны атмосферному раТ: д сгат стат _ ,д , , , _ ^Рподп ~ Рподп — Рат ~~ &Рв + «зд/макс ~ = £Рв (Д^с + ИЭ!/ГэТ)макс. (9.44) В формулу (9.44) следует подставлять максимальное значение именно суммы Дгс + /гзд, так как размещение зданий наиболь- шей высоты часто не соответствует макси- мальным отметкам поверхности по трассе сетей. Принимая в формуле (9.44) g = = 9,807 м/с2 и рв = 988 кг/м3 применительно к температуре подпиточной воды 50 “С и добавляя запас Др3 = 0,05 МПа, получаем /^подп ~ Рат ~ 0,0097 (Дгс + ^зд)макс + + Др3 « 0,01 (Дгс + Лзд)макс + 0,05. (9 44а) При анализе статических режимов не- обходимо учитывать также наинизшие от- метки в системах теплоиспользования зда- ний, присоединяемых по зависимой схеме,
ittk kiiк при 1аких режимах давления воды ин них oiметках оказываются максималь- ными, по при этом они не должны пре- ниши н> расчетных давлений для приборов i ис । см р[’ИС1, определяемых как избыточные сверх шмосферного рат. Согласно [122] эти piic'iciiibic давления составляют 0,6 МПа дня сне । см с чугунными радиаторами или pcopnciыми трубами, а также со стальными Нинелями, 0,8 МПа для калориферов и 1,0 МПа для систем со стальными коп- ией юрами или гладкими трубами, а также ( (>с питыми панелями. Практически вместо наинизших отметок uicicm теплопотребления можно принимать i от не!сгвующие отметки поверхности земли по iрассе сетей в месте их ввода в здание, hu отметки также могут быть выше или ниже принятой за нулевую отметки z0. В носисднем, наименее благоприятном случае ни до исходить из значений суммы (Ад + йзд)макс + Дгсин, f де Д?Г" - превыше- ние нулевой отметки над наиболее низкой но 1 рассе сетей. Тогда получаем Ро<и - Рат =gPu [(Azc +Й?д)мам.+ Дг“НН] +Арз~ 't 0,01 [(Azc + Лзд)макс + Azc'M"] + 0,05. (9.45) Подставляя в формулу (9.45) вместо Рак! приведенные выше значения расчетного давления для систем рсист, можно опреде- лить 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 сгат Рсист — Рат превышает расчетное для систем отопления или вентиляции, необходимо при- менение взамен зависимых других схем их присоединения. Такие схемы могут потребо- ваться даже при ровном рельефе местности в случае застройки зданиями повышенной этажности — от 12 этажей и выше [22]. Если для трассы сетей характерны большие зна- чения Дг^и", го возможно применение не- зависимой схемы для зданий, расположенных на наиболее низких отметках Azc, при лю- бой этажности их. Если же к сетям при- ходится присоединять большое количество зданий повышенной этажности или располо- женных как на высоких, так и на понижен- ных отметках, то вместо независимой можно применять схему с выделением компактных групп таких зданий вместе с соответствую- щими участками тепловых сетей в отель- ные зоны, в каждой из которых поддержи- вается собственное статическое давление, удовлетворяющих условию “ Pai Рсист [22]. Помимо статческих режимов, связан- ных с заполнением сетей и систем по- средством подпиточных насосов при нерабо- тающих 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 трубо- проводах сетей ниже 100 °C, то сохраняются условия, характерные для нормального стати- ческого 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, обеспе- чивающую невскипание воды соответствую- щей температуры. При обычной расчетной температуре воды для подающих трубопро- водов сетей, равной 150 °C, необходимое превышение давления сверх атмосферного составляет рвск — 0,38 МПа (см. табл. 9.1). Такое превышение не учитывается при вы- боре подпиточных насосов, но в соответствии с нормами [22] оно может приниматься во внимание при выборе схем присоединения систем теплоиспользования. При динамических режимах с совмест- ной работой сетевых и подпиточных насо- сов в целях сокращения необходимых пере- падов давления подпиточные насосы вклю- чаются в циркуляционный контур в той точке его, где давление воды является наиниз- шим, а именно в узле присоединения обрат- ных трубопроводов к всасывающим патруб- кам сетевых насосов. Фиксированным в этом узле давлением воды рсМобр является необхо- димый перепад давления который дол- жен обеспечиваться подпиточными насосами при данном режиме. Перепад давления примерно совпадает с рабочим давлением на всасывающих патрубках сетевых насосов рГнС = РЙодп- При этом давление на нагне- тательных патрубках в соответствии с фор- мулой (9.43а) должно составлять № " = Р^ + АрЛоМд + Ар°Лр + Арсс обр + АрХ (9.46) Входящие в эту формулу значения р"лйн и Рподп определяются как рабочие, т. е. избыточные сверх нормального атмосфер- ного давления (0,1 МПа). Объединяя форму- лы (9.4а) и (9.46) при р = рвр, можно по- лучить уравнения для определения давлений в подающем р'с под и обратном р'с обР трубо- проводах для любой точки сетей, характе- ризуемой значениями перепадов давления воды между этой точкой и теплоисточником но подающему Ар'спод и обратному Ap'cogp 139
трубопроводам, а также отметкой Az'c по- верхности земли на трассе сетей относи- тельно z0. При этом получаем ! _ ДИН , /д сум А , \ . A сум Рс ПОД — Рподп “Г (А^с ПОЛ ~~ Ар С ПО 1/ + Лроор Т + Ар^р + Ар^р ± #рвР Az;, (9.47) Pt обр Pili' III "Ь Др Г И + Дре обр + gPeP Azc. (9.47а) В формулах (9.47) Ар'с под — сумма пере- падов давления на трение в подающих трубопроводах по участкам сетей от тепло- источника по данной точки, а Ар'с обр в об- ратных трубопроводах от гой же точки до теплоисточника. Эти перепады давления опре- деляются по формуле (9.41). Знак минус перед слагаемым #рвР относится к точкам сетей с положительными значениями Ас[, а знак плюс — к точкам с их отрицательными зна- чениями. Для закрытых систем можно при- нимать АРсУобр = ЛРсУпод И Ар; под = Ар'с обр. Разность значений р'с под — р'с обр, не зави- сящая от профиля местности по трассе сетей, представляет собой располагаемый перепад давления Ар'с между подающим и обратным трубопроводами в данной точке сетей, который може! быть использован для присоединения к ним циркуляционного коль- ца ответвления с местным тепловым пунк- том. Этот располагаемый перепад давления равен Арс = Рс пои Рс обр ~ (Арс'под ~ &Рс под) -I- (ДрсУобр — Ар'с обр) + Ар г р. (9.48) Для определяющего теплового пункта имеем Ар с под = АрсУют и Ар с обр = Арс^обр, а потому Ар; = Ар""£. В других точках сетей располагаемый перепад давления Ар'с превы- шает необходимый для присоединения опре- деляюшет о местного теплового пункта Ар]пр. Во избежание поступления в системы теплоиспользования излишних расходов сете- вой воды на всех тепловых пунктах, кроме определяющего, для которых Ар'т и Арт‘р, следует предусматривать устройства для дросселирования избыточного перепада давления с величины Ар'с до соответствую- щей требуемому при расчетном режиме расходу сетевой воды для данного пункта Ар? п. В качестве таких ус тройств исполь- зуются устанавливаемые на трубопроводах диафрагмы (шайбы) с малыми диаметрами отверстий, а иногда сопла в элеваторах. Использование частичного закрытия запор- ных задвижек для дросселирования запре- щается [73, 77, 79]. При выборе минимально необходимого давления рНолп следует исходить из соблю- дения ряда ограни чений. Это давление должно обеспечивать при совместной работе сете- 140 вых 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 осу- ществляется за счет совместной работы под- питочных и сетевых насосов с возмож- ностью использования для затю тения систем воды как из подающего, ш и из обрат- ного трубопровода на теп юном пункте. Наиболее удобным является заполнение из образного трубопрово га, по зго возможно только при соб 1юдеп1111 неравенства, см. фор- мулы (9.44) и (9 47а) Рпо in 4“ Ар । и + ApL (>бр /fPi,1 (Azl + /тзд) + Ар3 или (9.49) Рпо ш ^РнР (A^; + ,) + Ар (А/< о6р 4- Ар^Р). (9.49а) Сопоставление значении , |П получае- мых по формулам (9.44) и (9 49), покатывает, что при динамических режимах давления, необходимые для запо шештя сетей н мест- ных систем, могут быть сушез тнетшо мень- шими. чем при статическом, та счет дополнительных слагаемых Ap't ,>с,р 4-Ар?бр . Кроме того, если сумма ^p;p(Az; + /т1;()4-Ар3 больше, чем р'с обр, по меньше, чем р'с под, го заполнение систем подои возможно из подающего трубопровода I ели при этом давление воды на выходе пт системы в образный трубопровод теп ioiioio пункта ока- зывается выше давления в ном трубо- проводе, го на таком выходе следует уста- навливать регуляторы таи тения «/то себя» (регуляторы подпора). Применение таких автоматизированных зависимых схем вместо перехода на независимую схему представ- ляется оправданным в сочетании с разде- лением сетей на зоны с ра т тичными давле- ниями воды не только при статическом, но и при динамических режимах. При этом для подачи воды по по тающим трубопро- водам из смежной зоны в верхнюю зону с более высоким давлением необходима уезановка па этих трубопроводах подкачи- вающих насосных станций (см т л 26). На обратных трубопроводах верхней зоны для соблюдения минимальных значе- ний p;Jo"n ПРИ соответствующем рельефе местности может понадобиться установка ре- гулятора подпора, дросселирующею давле- ние в обратном трубопроводе верхней зоны то соответствующе!о давлению в образных трубопроводах нижней зоны. В других случаях, когда в выделяемой зоне требуется поддержание при динами-
ческих режимах более низких давлений, чем в смежной зоне, следует устанавливать под- качивающие насосы на обратных трубопро- водах, а регуляторы подпора в случае надоб- ности — на подающих трубопроводах верхней зоны для снижения давления в них до принятого для нижней зоны При любых схемах подкачивающие на- сосные станции мот ут быть использованы для обеспечения в смежных зонах различных давлений в статическом режиме при условии их оснащения быстродействующими запор- ными клапанами рассечки на подающих и обратных трубопроводах, а также устройст- вами для подпитки отсекаемой зоны Следующим фактором, определяющим выбор давления подпиточных насосов при динамических режимах, является требование недопущения вскипания воды расчетной температуры (обычно 150 °C) в подающих трубопроводах сетей. Соответствующее нера- венство для давления в тюбой точке этих трубопроводов имеет вид Р^дп + (Арс%од - Ар'с по О I- Ар^,бр + ApVT,’ 4- -I- Ар^р > £РвР Az; 4- pBLK + Арэ (9.50) Здесь при тр под — ISO^C имеем pBtK — — 0,38 МПа, рвск + Ар; — 0.43 МПа (см выше). Дополнительное слатаемое рВ(.к накладывает также ограничение на выбор давления воды в нагнетательных патрубках сетевых насосов при динамических режимах по формуле (9 46), которое до тжно удовлетворять не- равенству Р'<Т = Рп'о'п + Адс'юа 4- Ар?ЧГ + Арсс\йр + + Ар?уи gpBp AzcMdKc 4- pBU< 4- Ар, (9.50а) Для систем теплоиспользования, при- соединенных к сетям по зависимой схеме без смешения, в основном систем воздушного отопления и вентиляции, должно быть пред- отвращено вскипание воды расчетной темпе- ратуры tpc Г|ОД в наиболее высоко располо- женных теплоприемниках этих систем. В этом случае в. формулах (9 50) значения #pBpAze должны быть заменены на gpBp (Az^ 4- пзд)Маке. Третье ограничение, определяющее вы- бор значений р^дп и Рс^”- связано с необхо- димостью обеспечения при динамических ре- жимах в подающих трубопроводах тепловых сетей, а также в оборудовании тепло- источников, включенном в циркуляционный контур со стороны нагнетания сетевых насосов таких давлений, коюрые не превы- шали бы расчетных для этих трубопроводов и оборудования Для трубопроводов и обору- дования тепловых сетей при температуре воды не выше 200 °C наибольшее рабочее давление ррае совпадает с условным давле- нием ри, (ио I ОСТ 356-80) и принимается равным 1,6 и ш 2,5 МПа (избыточных) (см гл Т) Д'щ пароводяных подогре- вателей расист ное рабочее давление по сетевой воле состав ,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. Болес низкое 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 давления ю 1жны одновременно удовлстворять двум требованиям, а именно невскипания воды при температурах до 150 °C и Сохранения давления воды не выше расчетною дтя теплоприемников Если не удается совместить оба фебования, то сле- ду ei переходи 1ь на независимую схему или зависимую со смешением и пониженным рабочим давлением в геп юприемниках Если наибольшее давление воды в по- дающих трубопроводах на нагнетательных патрубках сетевых насосов превышает расчет- ное давление для соответствующего обору- дования геп юисточников, то возможно либо включение части ei о со стороны всасывания сетевых насосов, либо снижение давления на на! нетании до расчетною для оборудования в сочетании с сооружением на трассе сетей насосных станций с подкачивающими насо- сами на подающих трубопроводах Такое сооружение даже при ровном рельефе мест- ности может оказаться необходимым для транзитных магистралей большой протяжен- ности. По приведенным формулам можно определить давление воды в любых точках сетей при статических и динамических ре- жимах, а также расчетные перепады давле- ния для сетевых, подпиточных, подкачиваю- щих насосов и дросселирующих устройств па насосных станциях 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 тентовым сетям, в особенности схем теплоснабжения । ородов, огсугсгвует большая част ь исходных данных, необходимых для точных расистов ! идравлических режимов (трассы и диаметры труб для распределите гьных сетей, распо- ложение тепловых пунктов с соответствуто- щими отметками поверхности тем ш и i и.). Вместе с тем при такой разрабзмке не- обходимо обоснование решении в части харак । ерист ики оборудования насосных в ।ейчоисгочниках и на по начинающих стаи- 14!
циях. В таких случаях наиболее удобной оказывается упрощенная интерпретация основных уравнений гидравлики трубопро- водов, и прежде всего уравнения Бернул- 1и, см. формулу (9.4), при которой все синаемые этого уравнения приводятся к швейной размерности за счет их деления на ускорение силы тяжести g, м/с2: Рнач । „уч _ Рксур । „Oi т" ^нач ' '+ <?Рв £Р» пни 4 (9.51) #Рв Р-5 la) = р^,, - pIqh КРи gpB Входящие в уравнения (9 51) величины давлений сверх нормально! о атмосферного или их перепадов, разделенные на произве- дение gpB, называются напорами и измеряют- ся в литрах (более точно — в метрах столба жидкости при ее плотности рв, кг/м3). Игнорирование влияния зависимости плотности жидкости от температуры являет- ся источником пог решност ей. неизбежных при использовании уравнений Бернулли в виде форму г (9.51). Для практического применения этих формул, и в частности для суммирования напоров с разностью отметок ДоП - Знпч, необхотимо, чтобы эти напоры измерялись именно в метрах. Это достигается приня- тием плотное! и воды, равной ее максима ib- ному значению, а именно рв - 1000 кп/м3. В этом случае напоры (в метрах во гяного столба) Moiyr непосредственно суммировать- ся с разностью отметок, а кроме toi о. атмосферное давление может быть прибли- женно приравнено 10 м вод. ст. Значения грч уч уч уч гнач^ Д_нач _/.пач м /'кон /'кон г кон ~ 1 ПГ.Л 'ч’ьез и ~ . „„„ ~“нье" £рв 100Q? £Рв 1000# назы- ваются пьезометрическими высотами относи- тельно той же условной i оризонтальной плоскости, от которой отсчитываются ор- динаты центров сечения труб и ДоН. Эти значения соогветс1 вуют давлениям на дно сосуда, сообщающегося с атмосферой, столба жидкости высотой hl1be3, м, и плот- ностью рв, кг/м3. Если требуется по зна- чениям пьезоме1рических высот определить соответствующие давления во гы при темпе- ратуре гв, '‘С. и плотности рв, кг/'м3, то следует пользоваться формулой Рв = .gPfAbei • (9-52) Например, значение /гпьез = 10 м вод. ст. соответствует давлению рв = 98070 Па при температуре воды 4 ЭС и 89910 Па при 150°C, т. е. 8.3”„ меньшему (см. таб ь 9.1). в то время как 1 ai < < >• > i ы н i nyci 101325 Па. Перепад лав ichiih па ip.-mt и tpy<m проводе /фр, разле ienni.ni на ур„ и ii.ninriсч потерей напора на ipcimc I............. <н»рц зом, имеем, см форму ты ры и р О г''' <•»") .УРп Уравнение (9 к 11 ....р>. |.......паче ния напоров приоощ ia< । ни > + й = С 1 -Г,, I Ь., II <9 м.0 Величина И, в > <>•>....нш урапне- нием (9.51) 1ГОСЮЯНН oi .........irintll труб на участке, назын.н и...... । нанлрлм Если потери напор! на * । •. <ш инвцц к 1 М ДЛИНЫ ТрубиНропо.............. Ш11- метра, т о получим ci о у н нш,. >>>> и наипри = 0,08J(. < ‘ ' " ' ' 1'1 М) Удельные потери и....... W. / чй тю щиеся безразмерными >< ...... ш и низыййв- мые гидравлическими у>. । -и» ш .ышйЧйин- СЯ /‘гидр- При ЭТОМ ИМпм д/$м = уii рл = = 0,08265У 1 11 ' (ШЧи) ‘ Т рв</ I । Аналогично этому .и ш । . и । ыв чйВЧйНИй между нагнетательными и ч> а. ЫЙЦЙНЙНМН патрубками насосов /м , ыи*нн ти к развиваемым л ........... *мн НйНнрим Нн, равным Н„ = р... 1 ‘ 15) Перепады давлени । . о ни нноншмн и обратными грубопрон!. , ш ныИНи-щмыс для обеспечения подачи и , .«и niste тевой воды на icn i>-« .. h*i могут быть предсiан i ш . , ни it мин вегствующих потерь пап । Д/гт „ =• V • . 19 11ц) Перепады давлепи । । . .ц...но и* и оборудовании тепло1н i нлшых В ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КО!н I 11 п »•' щему и обратному i| . 11 • -мн у । быть представлены и . । • напори Д/г"°п и Д/Г1°п, onpe/ciH ....ли । формулой (9.55). Тог ы ' > i ш определения перепа юн ... >ш 14?
Рис. 9.1 Пьезометрический гра- фик при ровном рельефе мест- ности по грассе сетей: 1 — подпиточные насосы, 2 - сете- вые насосы. 3 — подкачивающие насосы по подающему трубопрово- ту, 4 — позкачивающие насо» ы по обратному трубопроводу, 5 - опре- деляющий тепловой пункт 6 — пьезометр подающею трубопровода основной зоны, 7 —пьезомор об- ратною трубопровода основной зо- ны, 8 — пьезометр подающего тру- бопровода следующей юны, 9 - пьезометр обратного трубопровода следующей зоны, 10 — чевятиэтаж- ные здания, присоединяемые к сетям ваемых работой сетевых насосов, (1 при пересчете на потерн напора приобретает вид //сн-Д/гсТод + Д/г^ + Л^^р! Л/А'Тг 19 56) Здесь значения Л/д'по > и Л/к ftp определяют- ся по формулам (9 4 JI и (9 53) Приведенные выше соотношения межд^ различными перепадам и тав'сипя и отмет- ками поверхности тем ш но трассе сетей также мотут бып, нре it i ан тепы в виде соотношении меж iy поирями напора и эти- ми отметками Например, нмст. то неравенст- ва (9 50) в зтом с |уч к- по lyiacM С’Н <6,, A/N -(^•vA^'^A/.',''' I A/.'\ft, Лф ,) (9 56а) Переход от дан icnnn и нерз па цш давле- ния к напорам и потерям напора ноттю- ляет упростить анализ т ндратошчзч кпх режи- мов сетей и нетто ть зова 11, i in нет о тра- фики напоров в сетях При графической интерпретации урап- нения Берну тли в cooineic i ппп < приве- денными выше форму тамп ни характе ристики изменений таи тения по ты в пре делах пнркуляционнот о мчи ура i степ лыюнь- зуются графики, на зыв.н мыс ш.е тометри- ческими или сокращенно нт с птмст рами (рис 9 1 и 9.2) По абсциссам пи\ трафиков отита ты вакэтся длины участков нт от опт сете- вых насосов (практнч(ч кп ш точка выхода трубопроводов из ii.iiiiiti к п юти точилка) вплоть до характерною \ । та па трассе этих сетей, обычно до опре к тянштето теп то вого пункта В качестве ор тип и на таких трафиках наносятся отметки потн-ронв тп нм пт по трассе сетей с привязкой к ним в случае надобности высот присоединяемых зданий /г3д. затем наносятся трафики изменения напоров в подающих и обратных тру- бопроводах по трассе сетей Построение < рафиков начинается с оцен- ки минимально необходимого напора на всасе сетевых насосов, совпадающего с на- пором на нагнетании подпиточных насосов / ггВсас п н.п п (Пен — -гI подл) Проверка достаточности принятою зна- чения Нпотп прои водится после прикидоч- нот о построения графика (см ниже) От- к тадывая значения п от условной нулевой отметки в исходной точке, соответствую- щей оси сетевых насосов, по тучаем наиниз- шую точку пьезометра дтя обратного трубопровода Добавлением к потерь напора в этом трубопроводе в пределах теплоисточника А/г°6ир при сохранении практи- чески той же абсциссы получаем точку, соответствующую напору на входе обратного трубопровода в здание тептоисточника На- чиная от этой точки пьезометр дня об- ратного трубопровода поднимается по трассе сетей с уклоном вверх и состоит из соче- тания наклонных линий для каждого участка, причем утол их наклона к гори- зонтали соответст вует гидравлическому укло- нх тгидр по формуле (9 54) Поскольку трасса сетей состоит из множества участ- ков с разными значениями расходов воды и тнаметров груб, значения гидравлических уклонов по участкам получаются различны- ми Однако изменения уклонов для сосед- них участков невелики, а потому в целях упрощения графиков используются усреднен- ные значения гидравлических уклонов, под- считываемые исходя из сумм потерь напора 143
ll li.‘, 1,1) rj 2,0 2,5 3.0 3,5 4,0 4,5 5,0 V< л,,/ Длины трубопроводов по трассе сетей, км 1‘и '» ' I h и । рп-к t Miii । рафик при понижающемся рельефе Mcci in' in ". . । n । ₽ > мрИ i .. nun''inn ihhiHii ' соевые насосы, J - подкачивающие насосы и............... unftii i<i . к < n 4 »<»|р» и 1МПМ1111Й 1гпловой пункт, 5—пьезометр подающего tpM<i<u| ”<к << ннвннй и . и < . -in» и н.п n iii.einMcip обратного трубопровода основной (верхнсп' ... iuein*i₽ip .. । ни.ни ip).... hi I 1едую1ией (нижней) гоны, 8 — тевятиэгажные < ioi.i. । .<i niiue.iHi' » се г ям о । ши । ih рн 1,1 участков по формуле d;4, 2>1р/£/уч. (9.566) 1а*нм г погибом, двигаясь по грассе » ini '111*110 нос। и। ну । ь наивысшей точки UlrluMripll ulip.ll пою трубопровода, соот- 1н и । ну |н111<‘|| опрсде гяющему тепловому ну ю tv II pn iioci роении пьезометров для мт in । рп hi.hi.ix сетей в качестве определяю- 11114 0 rii.ifiifp.ic। ся тепловой пункт на стыке mix rcicii с распределительными. Откла- П.Н111И и конечной точке пьезометра об- ритою фубопровода вертикальный отрезок, ранный Ай'Гп, получаем соответствующую пинии иную точку пьезометра подающего •рубонровода, начиная от которой этот пьезометр проходит с уклоном вверх по направлению 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 диамет- ров труб для подающих и обратных трубо- проводов гидравлически! । > ни in них совпадают (/"ндр = /ui'i’i-I..н-₽гим*И|»ы в этих трубопроводах < и । |.||.нчны iiiiio» ситеиьно г оризонтали. ! n<> i i<. । m hhiiH те- чению ординаты \ | i । i + Е,'гидп/сч, CM. форме IM l'l‘l I'JUill H (9.56). При открытой CHe I I I. . не имеет места, i.ik i u сегевой воды в месгны. водоснабжения при p.iimn г идравлические уклоны провода на учашке м, и. дающего (i°(°pP < ini t‘P) 1 ь, » два предельных случая । н • сетевой воды либо । । . трубопроводов, либо in и . Первый случай coion ной температуре во н । к проводе, равной ipcoyi < ю водоснабжения, /?'7 .. >1 НМЮЦП1М К .1 рцЩири . II. <|1НЧР| II ....... ! • I руб । .... ццПи. . । । и» но ' I". < Н1А11Ы “ 1’1 |П| ipiiM ............ 1 I'H I ПЫХ IIIIOlMlI чь- । I |1\|Ц| .|'Н'|Г ' I *1 'I
Во втором случае для этого раэбора достаточна температура воды в обратном трубопроводе, если она составляет 60 —70°C, что соответс । вует режимам работы сетей при наиболее низких температурах наружного воздуха, близких к расчетной для систем отопления Тн01 (§ 8.2). Согласно нормам [22 J построение пьезо- метров При ОТКРЫТОЙ СИС1СМС должно производиться для двух режимов, соответ- ствующих максимальному разбору всей воды только из подающего или то п.ко и? обрат- ного трубопровода. Для пересчета значений i идравлических уклонов с одного режима на друюи исполь- зуется формула (9.54), в которой обычно пренебрегают незначительными итмснспиями величины ХтР, связанными с перехо юм от расчетного значения расхода воды к друi ому (см. § 9.2). При таком допущении пересчет можно производить по упрощенной формуче: UtP = 'P.)1p( ) <*) 57) На построенных опт.питым способом пьезометрических трафиках фиксируется рас- положение горизон ы и.ных iiiiiiiii. соответ- ствующих необходимый п'порам при стати- ческом режиме в mvx iiapii.iii iах. а именно: дня обеспечения i.iiio пн ния но юи сечей и систем бе, учет i»< khii.diihi >ю ii.i по форму- ле (9 45) п с V4CIOM i.iKoio оОеспсчсния при расчет пои 'емпературе по,ты п подающем трубопроводе, । с । юн н> нчшем (читаемою h^K при /Р|Ю1 - ISO ( (.4 м. .м форму- лу (9.56а). В нижнеи ч.н in ni.eiomciричсских графиков размсшас।ся yiipoiiieini.in схема се- тей с расположением н.п ох он и пропечи- рующих устроим в В качестве примера на pin И I пред- ставлен пьезометрический i рафик ши ма- гистральных или гран зи । нм х lenil по папой протяженности (12 км) то опре к iит<>inei о тепловою пункта (микрораиошки о и пт ран онного) при близком к п iockomv pi шефе местности по трассе Основная iiihihi (i.iih веского давления выбрана и i умнннтя i.iho i нения местных симем ten loin по п. шканпя девятиэтажных здании iii.koiihi ’7 м что с запасом 5 м cooincii inyei н .и>*и шмому напору подпиточных и.к <к on при ним р< *нме Япоцп = 32 м. Для обеспечения ш ш кшынпи воды с темпера।урон |М> ( и верхних точках таких систем ши напор ц> iacii ih.iii. увеличен до 70 м Построение i рафиком при р.п ч, июм нт намическом режиме пропой нчн» iinoui hi значения средне, о i п ip п> пен , ми о ук loiiti с учетом ко >фф|1п1н и । । mii но.ix iiuii pi. (i м табл 9.7 и 9 9) II 1ПН1О । < цiiai iipiiiiiiiii значение т^др - 0.007, которому при длине грассы тепловых се,ей 12 км соответствуют суммарные потери напора на трение в трубопроводах, равные 84 м. При закрытой системе эта величина относится как к по- дающему, гак и к обратному трубопроводу. С учетом минимальной величины напора на всасе сетевых насосов, оцененной в Н®с„с = 7/^™ = 15 м, и потерь напора в обратных трубопроводах и оборудовании теплоисточника, включенных в ттог трубо- провод А/1?бр = 5 м, ноиучаем наивысшую от- метку пьезометра обратном) (рубопровода на входе в определяющий гепловой пункт й^обр — 104 м. Однако при гаком напоре, превышающем на 44 м расчетный для систем отопления с чугунными приборами, большую часть соответст вующих зданий пришлось бы присоединить по независимой схеме. В таких условиях целесообразно сооружение подкачивающей насосной станции примерно в середине трассы сетей. По- строенный пьезометрический трафик с такой станцией представлен на рис. 9.1. В данном случае требуется подкачка воды как по подающему, так и по обратному трубопро- воду, а развиваемый подкачивающими насо- сами напор должен составлять 42 м по подающему и 52 м по обратному трубо- проводам (с учетом потерь напора в пре- делах насосной станции в размере 5 м для каждого трубопровода). Соответствующий 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 по- дающего трубопровода 82 м вскипание воды с температурой 150 °C исключается как в (рубопроводах, так и в верхних точках систем девятиэтажных зданий. Однако при ном давления в нижних точках систем составят не менее 70 м, что недопустимо для чугунных приборов, и потому эти системы Moi yr присоединяться только по зависимой схеме со смешением. Заполнение водой систем девятиэтажных щапий при динамическом режиме может производиться из обратных трубопроводов, и, исключением зданий, присоединенных к их начальным участкам вблизи теплоисточ- ника и насосной станции, у которых такое ыпопнение возможно частично из подающего и частично из обратного трубопроводов. Подпитка второй зоны тепловых сетей после подкачивающей насосной станции в id ином случае возможна из подающего (рубопровода смежной зоны через регулятор давления «после себя». 145
На рис 9.2 пре тс га в лен пьезометрический [рафик, применяемый в условиях значитель- ного понижения отметок поверхности земли по ipacce сетей, а именно на 4U м ниже \с ювной нулевой отмезки при проз яжсшюсти । рай ы 6 км. При этом применение е [иного шачения напора при статическом режиме л oi всех участков искзючае1ся .ж как на Н'ювных участках он должен сошли 1яи> не менее 32 м, что при oimcik.k и конце । рнссы на О м ниже зь тскои нрпподиг к минорам в нижних точках «л < icm чих маний 7? м Разделение сетей при ш нп'нчком режи ме на две юны целее уш>р i ию щущсствить в ючке, соответгтнмопи и oimcikc поверх- тити земли на 20 м шьн пулевой, при которой статический i, пшр и нижних точках зданий оказыгас к । пишим и расчетному для систем с чу уш ими н| ।шорами В эюй же i’ll п< ici иовразно разме- щение позк iHiiB.ii и । n iiiHOLiioii станции, на котором io окт > । ir< । I и пи I ься снижение напора при . । < i и ич ком режиме, а по обратному ч ............... [акже и при дина- мических pia и । lx 1.1 1'iei установки пол > .i’ihh.iii'iiiii ч .нив ни ном трубопроводе Н нт 1мп к ( кич режимах пьезометр обратного трубопровода на выходе m n.i сосной станции целесообразно совмести у отметкой, совпадающей о ну ivnoii, чт потребует напора подкачивающих пл осин пн обратном трубопроводе, равно! > Ими vie том потерь напора 5 м в преле их п ин шнН При этом с учетом потерь напори и o(i разном трубопроводе нижней инн i ' м и также располагаемого напопа 2‘ м ш пире деляющем тепловом нунме и пи m । шй напор в месте выхода по рп- ни ।, руно провода из этого пункта т.н и , । uyei отмез/е 50 м Такой напор , i ......... ин прелоз вращения вскипания вон' и шгри ivpoft 150°С При отметке •< ни пн ч- ной точки пьезометра по i пип..... piihi- провода и потерях напора и и ....... рв гяжении трассы 42 м напор......... и uuio трубопровода из здания ' i t -и шишка составит 92 м. Необходимы । , ш >р , гшных насосов равен 117 м \ < к-ы ннюрь напора в по тающих труби, щ >>. > । > и крг ж шх тетоисзочника 25 м Пр...........и t шинки подкачивающих nacOvon и.........ииишему трубопроводу не требуется I >и.< пни г и.near сведения по посгроечин> ш । „.м, > phmr них ТрафиКОВ При раЗЛИЧНЫХ |Ч 4 Им о ilpliBO'I^Uhl в (77, 100 121] Глава десятая I 1.111ОНЫЕ РАСЧЕТЫ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНОРУ М1ИЙ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 10.1. Основные задачи । си юных расчетов изоляционных конструкций leii ioiu.ie расчеты изоляционных кон- i ipvkiiuil проводятся с целью определения нпчоных потерь трубопроводов с заданной киш фукцией тепловой изоляции при данном nine прокладки. а также с целью определе- ния но заданным значениям этих потерь СИОТВС1СТВуЮЩИХ толщин изоляционных слоев, выполняемых из материалов с из- НСС1НОЙ теплопроводностью В состав тето- ных расчетов входит также определение изменений температур теплоносителя в тепло- вых сетях в результате их тепловых потерь и проверка температуры наружной поверх- ности тепловой изоляции, которая при прокладке в помещениях по нормам [22, 61] должна быть не выше 45°C при темпера- туре воздуха в помещении 25 °C. При надземной и подземной прокладке > 11 но- HHI при >црнргНЫ И тепловых сетей в меш ы । шшщ об- служиванию (туннели 1ч । и । • ц'Н камеры, эстакады), допускаезся inn,....ин- ।емнери- туры поверхности зон пш. н н>»< нищи ДО 60 °C Максимальные до, । ...... тери трубопроводов ни > различных типах при ин > нормативных докумен и, | > । Исходной в задач i , тепловых сетей являем ч и и носителя гт на вхо .с < i - объеил, обычноучасток , ч, тяжении которого диам । ристика теп 1оизоляп1|1'|| ! > (толщина, теплопропи । । слоев) остаются неизмшш. при тепловых расчетах > температура окружаюнк ч । мазошей тепловые ни и • тепловых сетей. Хараз щ •' среды определяется нш > >.1 рщчща I ШЦЧ I 011 >10- , . I |Ш|1ШМЫЙ " <•* чн про- ч •чрнме- • м. ||>|КЦИИ '<»«= imimk 1 I -Ш ПН О, ' ы IHIIU » ‘ ИЩ1ИИ- " ||4*11ИЙ . I ШЦЩ1Й 146
сетей, эти типы могут быть сведены к двум основным, соответствующим надземной и подземной прокладке сезей. В первом с тучае окружающей средой для конструкции сетей является воздух (воздушная прокладка), а во втором — мас- сив грунта, в котором заложены эти конструкции. К воздушной прокладке отно- сятся все трубопроводы и оборудование тепловых сетей, расположенные внутри по- мещений или вне их на открытом воздухе. 10.2. Тепловые расчеты при воздушной прокладке тепловых сеюй Конструкции изолированны' трубопро- водов тепловых сетей состоят и; несколт,- ких с тоев но толщине, выполненных из различных материалов. Слоем прилет атощим непосредственно к теплоносителю, ян>1яс!ся стенка стальной грубы. На наружную по- верхность трубы согласно норм тм [22] должно наноситься антикор розиоппое покры- тие, а поверх нет о--основной изо1чцион- ный слой, состоящий при вотдуппюй про- кладке тепловых сетей обычно in штучных ИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗ ЮЛИЙ lOHHHIIbl пою стоя выбираются нт гехннко 1КО1ЮМНЧССКИХ сооб- ражений Поверх ociiobiioi о с тоя уклады- вается нокроннын с loit hi метач 1ИЧССКИХ листов или н Пешков ( умм.трная толщина ИЗОЛЯЦИОННОМ KOIK ipVKHIIH II ЦС ЮМ ДЛЯ водя- ных тепловых icieii при воi тушпой проклад- ке в зависимо! hi oi Тиамеiра труб должна быть не ео ibTiii- oi oBopi iinoii в нормах [22], а именно oi 0,07 м при />х 25 мм до 0,20м приDy = 7S() мм him ice При ном каж- дый слой И ЮЛЯЦИО111КШ Mull I pVKHIIII НЫНОЛ- няется одной толщины но окружит i и по- лируемой трубы. При такой кояфит храции и iiorivniiioii прокладке трубопровода можно пни.нт. температуры на границах меж ту двумя tou,,i ними слоями одинаковыми по окружит |Ц Тепловые потоки от трубы щ наружной поверхности изоляционной коне i рукпип при этом направлены по радиусам ее попсрсч ною сечения и одинаковы по венички» i hi любою сектора этого сечения т ы i.hhii.im утлом (радиальный теиловои поток) Iniin вые поюки для всей поверхности ню три ванною трубопровода (7, Bi, пропорции нальны ею длине /|(„ a i пт у ч.и i k.i ДЛИНОЙ 1 M Любого С ЮЯ II ч> IЯ1111111111011 конструкции и за тапнымп ii-Minp.i г;p.i’in наружной Т„л и внутреппеп .нш, рчкн i и определяются по форму к- «т.п-1’"1 II" II бр л Здесь с/г н - удельные тепловые потери, Вт/м, а Я(Л - термическое сопротивление данно! о с юя, м K/Вт. Для слоя из мате- риала теплопроводностью Хс „ Вт/(м К), огра- ниченного цилиндрическими поверхностями с внутренним диаметром d^ и наружным с/цЛ, м, величина R, , определяется основ- ным уравнением теплопередачи в ци- линдрических обьектах. 1 2nA,t । In н Отсюда 2лХсл (Qs-tf’) " - - /П ° (1е 1 URH (10 2) (Ю.З) Учитывая что толщина слоя составляет (<г? - <о представить так; формулу (10.2) можно ^СЛ — ~—7----In | 1 4 2 л/. - \ (10.2а) Из формулы (10.2а) видно, что значения термического сопротивления слоя Яс, тем меньше, чем меньше отношение ei о ютшины к внутреннему диаметру AVI — 8С1/с/£н и чем больше теплопроводность материала слоя 7.С1. Поэтому такие значения оказывают- ся наименьшими для металлических стенок труб и их антикоррозионных покрытий и наибольшими для основного изоляционного слоя. При малых значениях отношения АС,Г| = 8С|/й'в] формулы (10.2) могут быть зна- чительно упрощены, если принять ]п(1+2А)* - (10.4) 1 -И А В табл. 10.1 приведены значения 1п(1 + 2 Ас,) в зависимости от безразмерного napuMcipa Ali = 5CJ]/JbJ при ею значениях oi 0.025 до 3. При значениях Дс1. меньших 0.4, нот решность приближенного соотноше- ния (10.4) составляет менее — 3 %. Исходя из формулы (10.4) можно полу- чин. следующие приближенные выражения |1я термическою сопротивления слоя, а так- же дня удельных тепловых потерь на 1 м чинны ।рубонровода: кК I Ф'вн 4- 8. г) ’ (10.5) । ('вн - 'и')f I + • (10.5а) \ ^сл / 147
Таблица 101. Значения параметров In (1 + 2AtJ) и (1 + 2ДСЛ) In (1 + 2ДС1) при значениях At, oi 0.025 до 3 Значения Асл Значения 1п(1 + 2АСЛ) 0,025 0,0488 0,0514 0,030 0.0583 0,0618 0,040 0,0770 0,0832 0,050 0,0953 0,1048 0,075 0,1398 0,1608 0,100 0,1827 0.2188 0,12т 0.22 < 1 0.2784 Значения (1 + 2Дсл)1п(1 +2^) Значения Дс.( 0.1 >0 0.175 0,200 0,225 0,250 0,300 0 1т() йычения 1п( 1 + 2ДСЛ) 0,2(Р4 0.7001 0,3365 0,3716 0,4055 0,4700 0 т <О(> Значения (1 + 24л)1п (1 +24,) 0,7441 0,4051 0,4711 0,5388 0,6082 0,7520 О.‘)О '0 Значения ДС1 0.400 0,450 0.500 0,550 0,600 0.650 0 '()() Значения 1п(1 + 2ДС|) 0.S8/к 0,6418 0,6931 0,7419 0,7885 0,8124 0 8 / т Значения (1 +24,)1п(1 + 24,) 1 OSSO 1,2194 1,3862 1,5580 1,7347 1,9157 ’ 101 ’ Значения Ас, 0,/•>() 0,800 0,850 0,900 0,950 1.00 1 10 Значения !r.(, 1 | ‘Л ,) о.'ИбЗ 0,9555 0.9932 1,0296 1,0647 1,1PM. 1 )(> И Значения (1 + 24i) In (1 1 ,। 2.2908 2,4843 2,6816 2,8829 3,0876 7.29S). < / ’ • 1 Значения At , 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1, '0 1 80 Значения in( 1 1 ' \, ,) 1,2238 1,2809 1,3350 1,3863 1,4351 1,IMG 1 '• 7>0 Значс1 inч (1 1 2 \ ,1 In (1 1 ’ \ ,) 4,1609 4,6112 5,0730 5,5452 6,0274 6 5 I')() (11‘И, 111 I’ll пни , 1,90 2,00 2,20 2,40 2,60 1 80 1 00 й| 1'н inn! In* 1 । ’А, ,) 1,5686 1,6094 1,6863 1,7579 1,8245 1,Х\ / 1 1 ‘1 1 ill 1 'll IIIIII I1 1 \. ,||||(| 1 24,,) 7,5293 8.0470 9,1065 10,196 11.312 Р » .*. 1 । ь ' I 1Ipniin пленные значения удельных тепло- 14 is uoicpi. по формуле (10.5а) совпадают । ц|‘1пым11 (ия этих потерь применительно । и ни кому слою толщиной 8Ст с поверх- 7г/ и и и.io, рппной Тсл= — (С+^н’), М2’ так как । in ii'ioikoio слоя имеем л _ 1/вн — ) J’cn . _ , У г п ' " (10.6) ^сл В этом случае Кел = ЗслД’сл- (10.6а) Здесь размерность /?С1 — м2 • K/Вт. При /\л = л1 (dgf, 4- 8с7) из формулы (10.6) получаем формулу (10.5а). Величину Гсл = п/+ SCJI) можно представить также как Kcl^pl. где </ср =~(^вн + ^н‘) ~средний диаметр цилинд- рического слоя. Применение приближенной формулы (10.4) позволяет также упростить решение задачи определения необходимой толщины слоя по заданной величине его тепловых потерь qT п и температурам поверхностей '148 fBH И ?нЛ- Из ОСНОВНОЙ фирм' III (Kill получаем Отсюда с учетом фирме h.i 1 ю ’ о 5сл = ^(е2^Л ' " ДСЛ ~ 1„ I , = ~ е ч< и I (III Н Это сложное выражение, по н.п .и । при ближенной формулой (10 т.ц м>.. нциц тить следующим образом T^BtAc.1 (бш О. 1 9тп “ ' (И) Кц) Расчет по формуле (10) .0 upHiuiun к несколько преувеличенным ш г» ипчм >>, но не более чем на 5",, при hi.i'h’iihmx W*bh - ^Л) параметра ——--------— мсис< о i ?т п В предыдущих форме lie ........ ность материала слоя ?vci при......инн
ной. Если н i и» inn’ll*।е н.ной ।о iiiiitiii.i имеет меск.......... iirprii.i i импсрнiyp £вн — гн'. I(’ 'ii.i’it min 1С1Г1ОИ1.Н iioiokoii В ЭТОМ C loc l< llllirl lillllll IIMo( I I. 1С1И10- проводши I II OI I cMliepn I V phi )iy 1ПН11СИ- Mocib i;i ai к iiiii'iii ic'h,пых niiicpmtuax темпера i yp мижпи iipimiiii. пшейипй n cooi- Beiciiiiiii । у равнением A -A(l I |M (10.9) I nil. i сннонроводпос! i. при 0 C, a P, i емпери i ypm.iii ко )(|)(||ициен i, шачения kolopillO Д11Я 11 (ОЛЯЦИОНПЫХ мидриазов niixo/iHiси и пределах 0,0001 -0,0003 Вт/(мК2) (см. hi. 5). При таких малых величинах Р, Moiyi бьпь сохранены основные формулы (10.1) - (10.3), если в них заменить постоян- ные значения Лсл на средние = С + ₽ft$. (Ю.9а) Для плоского изоляционного слоя его средняя температура г£р равна средней ариф- метической из температур обеих поверх- ностей: ^ = 4^ + ^). (10.10) О । сюда ₽2'С + О- (10.10а) Э।у же I.IHIICIIMOC 11. с малой погреш- ностью можно н< но hi. toiia 11. применительно К ЦИЛИПДрПЧСЧ hllM ( IOHM Для MIIOI octolllll.l X II IO H HI [НОННЫ x кон- струкций c koiiiicii । pii’im.iM рпспоножением отдельных слоев oinut nicii.no осн 1рубы формулы (10.1) Moiyi ih.iii. ( oxpiiiiciii.i, если вместо значения юрмн'нч i<ni <> < nupoi ниасния одного слоя Rl , и них по к । пип11. ( умму этих сопротивлений по тем < шпм и направ- лении от стенки ipybi.i io iiiiiu'pxiioci и ИЗОЛЯЦИОННОЙ конструкции llpll II 1>м II ohlllCM случае К=УКСЛ==Я1Р + Я^ । ' С." •"•Hi Здесь RTp, R"pK, R„„ А’’",” "пнин ственно термические соироi нв icmni hitimi трубы с внутренним диамшром 11 пару* ным dlp, антикоррозионно! <> inn pi 11 ни . внутренним диаметром i/,'1’ и пару i.ним г/"рК, ОСНОВНОГО ИЗОЛЯЦИОННО! о I ion I 1111(1 ренним диаметром i/"pK и наружным и наконец, покровного СЛОЯ II 10'111111111 i КПУ I ренним диаметром rf),'1 п наружным Каждое из этих значении A’ .чц» « ш. । ся по формулам (102) < iu> u i,iu.>iii»hi » них соответствующих ni.rieinui ни iHiip.m. । ности материала кур. А'.'р". ' И|...... । наибольшим из сашаемых всегда является 1срмическое conpoiивление основного изо- ляционно! о слоя Rin, а следующим по величине — юрмическое сопротивление по- кровно! о слоя R[^K. Величины R"£K незначи- зелызы из-ia малой толщины покрытий труб, a R|р — из-за большой теплопровод- ности металла. В тех случаях, когда не учитывается сопротивление како! о-либо слоя, соответ- ствующая разность [емператур гВн ~ при- нимается равной нулю. Таким образом, температуру внутренней поверхности основ- ного изоляционного слоя практически всегда можно приравнять температуре наружной поверхности трубы (t“„ = f„p), а при ите- рировании термического сопротивления по- кровного слоя температуру наружной по- верхности этого слоя можно приравнять температуре наружной поверхности основно- го изоляционного слоя (Гн°к = f“3)- При тепловых расчетах заданными яв- ляются не температуры различных поверх- ностей, а температуры теплоносителя t7, дви- жущегося по трубопроводам, и окружающей среды при воздушной прокладке — воздуха, омывающего наружную поверхность изоля- ционной конструкции гвозд. В связи с этим в суммарное терми- ческое сопротивление этой конструкции от теплоносителя к воздуху R£yM в общем случае должны быть дополнительно вклю- чены два слагаемых, учитывающих сопро- тивление теплоотдаче оз теплоносителя к внутренней поверхности трубы R1 и от на- ружной поверхности изоляционной конструк- ции к окружающему воздуху RBma. Это суммарное термическое сопротивление со- ставляет К?м = Кт + ХКсл + Квозд. (10.11а) Суммарное термическое сопротивление RiVM называют также сопротивлением тепло- передаче 31 ой конструкции. Слагаемые RT и R|ll)M, м К/Вт, для цилиндрических изо- ляционных конструкций определяются по формунам R = -1— возд сч, (10.12) (10.12а) 1десь а,, Вг/(м2 • К) — коэффициент тепло- (>| limn oi теплоносителя к внутренней по- iirpxifociи грубы; аиз, Вт/(м2-К) — коэффи- luicii । iciinooi дачи оз наружной поверхности и ю 1ЯЩ1ОП11ОЙ конструкции к окружающему iuh'ivw С их учетом формулы (10.1) и (ПИ) цпн iciuioBbix потерь изолированных 149
трубопроводов приобретают вид _ h ~ ^ВОЗ I _ G ^возд_________ «Т "Ь X ^СЛ + ^возд _________MfT ~ ?возд)_____ (ЧП ITT 1 lVl]nC __________________L _ Olr^BH + 2/_jAci П С + Яиз^и0К Значения коэффициентов леплоотдачи а3 и аиз определяются условиями теплообме- на с окружающей средой В водяных сетях течение воды всегда яв 1яется турбу тентным а потому сопротивление теплоотдаче от теплоносителя к стенке трубы незначительно, так что в расчелах трубопроводов этих сетей величиной Ят можно пренебречь и считать температуру внутренней поверхности труб равной температуре воды в них (1Вн = G) Коэффициент теплоотдачи аиз от наружной поверхности изоляции к омываю- щему ее воздуху следует учитывать всегда, гак как значения этог о коэффициента для изолированных трубопроводов водяных тепловых сетей невелики и составляют примерно 6—14 Вт 1м2 К) при их прокладке в помещениях и до 60 Вт/(м2 К) при про- кладке на открытом воздухе с сильным вел ром [138] Низкие коэффициенлы теплоотдачи от наружной поверхносли изоляции к непод- вижному воздуху определяются преоблада- нием теплообмена за счет свободной кон- векции, при которой значения коэффициентов зависят только от разности температур ЛЮК _ t 'н *возд При прокладке на открытом воздухе и на гичии ветра вместо свободной появ- яе-’ся вынужденная конвекция, что приводит к увеличению коэффициента геплоотдачи, определяемого в таких случаях скоростью ветра Помимо теплоотдачи за счел конвектив- ного теплообмена при воздушной прокладке необходимо учитываль радиационный тепло- обмен, связанный те ь о с наличием раз- ности температур теплоог дающей поверх- ности и воздуха В связи с этим значе- ния коэффнциенла теп юогдачи от поверх- ности изоляции к воздуху аиз следуел определять как сумму двух коэффициенлов apd3 за счет радиационного и чК01й _,а счет конвективного теплообмена 13 ~ ^-р I I ^КОНВ ( 1 0 14) Величины 7рз [, Вт/(м2 К), зависят от зна- чении температур г[гок и гвозз а также од излучатетьнои способности материала по- кровного слоя изоггцил характеризуемой его коэффициентом лучеиспускания алуч Для поверхностей, поглощающих всю энергию потока излучения (абсолютно черных), коэф- фициент сгзуч равен 5,67 Вт/(м2 К4) Для материалов, применяемых в изоля- ционных конструкциях при изготовлении покровного слоя, значения коэффициента на- ходятся в интервале 4 5 — 5,5 Вт/(м2 К4) и в качестве средней величины можно принять ст,уч = 5,2 Вл/(м2 К4) [138] При известных значениях о1ЧЧ а также г"ок и гво3( коэффициент определяется до формуле гу --------- _____------Г(г Ю8(С-Гвоз । (^возл (1015) Значения дра1 подсчит„-г^е ~о формуле (1015) при стззч = 52 Вт гх' К" *емперату- рах воздуха fB03J от _с -40 С и разностях темперал с р нархжл- и озеохности изоляции и воздуха г ‘ - от 5 до 40 °C составляют от _ * В- м* К) Таблицы этих значении ~гизе_е-эи з [1'8] Значения akOHB огределя- *.> ''’_е~ьно для условий свободам* и - - жженной конвекции по следующим г- ~х . при свободной КОНЗС1- Z аконв=16Ь1 —И0 16) при вынужденной х Аонв = ' - 1 16а) где ивозд - скорость ве*г_ Первая из этих форм . —е з. ~ри (СК)3аГ - i Тл - . з _ю- даегся при г™’' - гВо, - э < -- - - 2" м а при гнпок- ^,3=1° С ес х - ' > 22 м Таблицы значений д, , _ д-'рм\те (1016) при разностях ем-ед4 * - во31 от 5 до 40 С дриве_енгх - и обычно составляют '-А В- * _ -о’ому при прокладке труос^геэ'д = - * *е_е=иях значения общего коэф*ри_ие-’_ т.\ '•’дачи находятся в пределах - т, = — 6 — 14 Вт (м2 К) в час*= *? —? оде дней температуре воздуха =2 С ? = * — 12 Вт/(м2 К) В качестве характерно* д. я */л «сло- вим приводится [13я] знп е-ие = = 10,5Вд/(м2 К), которое моге* ' -= исполь- зовано при расчетах не лреб.ю—' *ьшой точности При прокладке на отг?=»* м зоздухе для определения значении д, следует применять формулу (1016а . п« д»*4.човкой расчетных значений скорое и вещщ на ,зд для данной местности, соответствен-* о _иля
отопительного или летнего периода — по данным [6] При расчетах по формуле (10 16а) аконв = 5 - И Вт/(м2 К) при ивозд = = 2 м/с и аконв =17 — 38 Вт/(м2 К) при и>возд = 15 м/с Таблицы этих значений при- ведены в [138] Суммируя значения арад по (1015) и Аонв по (Ю 16а) можно получить значения общего коэффициента теплоотдачи аиз в усло- виях вынсжденной конвекции, превышающие на 3 — 8 Вт (м2 К) приведенные выше для 7к0НВ при разных скоростях ветра В качестве средних рекомендуются зна- чения 7,п = 20 Вт/(м2 К) при скорости ветра и воз3 = 5 м/с и аиз = 35 Вт/(м2 К) при ичсз, = 15 м/с [138] Необходимость использования прики- дочных значений аиз в качестве первого приближения при точных расчетах тепло- вых потерь изотированных трубопроводов связана с тем, что эти значения зависят от температуры наружной поверхности изо- ляции г“3 и эта температура может быть точно определена только после расчета тепло- вых потерь Приведенная ниже формула для расчета г”3 получена из формулы (10 13) с учетом значений б/т н, подсчитанных исходя из коэффициента теплоотдачи аиз без учета покровного слоя — 1вОЗД~Ь *иХГ1п 2ХИЗ 4тр (10 17) Подставляя в эту форму iv ориентиро- вочно оцененное значение х113 по приведен- ным выше данным, можно найти температуру наружной поверхности изоляции с”3 По этой температуре и формулам (10 14), (10 15), (10 16) и (10 16а) можно уточнить значения аиз Для однослойной изоляционной кон- струкции, пренебрегая всеми остальными слагаемыми кроме Киз и 7?В13Д, формулу (10 13) для тепловых потерь можно упростить следующим образом п — __£т *возд _ Угп ~ Д_ О ~ JX. 13 Т 1\ВО )Д = '“"jl , - (10 17а) •1 1-. “н . 1 2л. ятр + а, </нз ^ЛИЗ “н Д-ИЗиН Во многих случаях формулы (10 17) могут быть упрощены за счет использования приближенного соотношения (104) при малых значениях параметра Диз, равного отношению толщины основного изоляционного слоя к наружному диаметру трубы Аиз = би.М?, (10 18) что приводит к следующим приближенным формулам 9т П «--------------------------------, (10 18а) 5из 1 ХИЗ(^Р + 8ИЗ) аиз(^р + 28из) .из , _________1т ^возд ________ ‘н ~ ‘возд"1 <- , 1Тп , ч | _| ^ИЗ^ИЗ (^н +28из) ^из (^НР + 8из) (10186) Если требуется учесть термическое со- противление покровного СЛОЯ /?и°К толщиной 8ПОК и теплопроводностью ХПОк, то, посколь- ку отношение 8Г|ОК/г/”3 невелико, для этого сопротивления можно во всех случаях исполь- зовать приближенное соотношение (10 4), принимая R'iT =-----Д—7,— (10 19) А,„( 1 + ~ ) ОПОК / Тогда вместо формулы (10 17а) получаем ____Л (1т ~ Gion)_ ’1 , я- -- In + 2Лиз ®из( dn + 28ПОК (10 19а) Наружная поверхность изоляционной конструкции при этом соотвегствуег поверх- носл и покровного с лоя, а ее л емпература равна -ПОК _ t ,________91 п________ _ ‘Н — (ВОЗД Т -и< . А? ч — яИиз (dH + 28ЛОК) .______________1т 1возд________________ [1 + айз(С + 28noh)] X 1 , с 1 х ------In—”- ч---------------------- 2Х, JTp / л"3 \ |_2.л.из «н . / . Дн \J ' пок! 1 + О 1 \ ^пок/ (10 196) Для решения обратной задачи определе- ния необходимой то тщины изоляции по заданным тепловым потерям изолированного трубопровода т е величины 8ИЗ или J„3 при известных значениях п, гт — 1ВОЗД } из и аиз, формулу (10 17а) целесообразно представить
Таблица 10.2. Значения параметра риз при значениях пари мс i рои 0.0М ?.О и циз = 0,020 0,400 Параметр A«-, = 5из/<А|Р Параметр циз = (1.30(1 О, 1 >0 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,150 0,200 0,25(1 0,025 0,068 0,087 0,106 0,125 0,144 0,192 0,239 0,287 0. з 34 0, 38 1 0,050 0,113 0,132 0.150 0,168 0,186 0,232 0,277 0.32 3 0,368 0,41 3 0,075 0,157 0,175 0.192 0,209 0,227 0,270 0,314 0,357 0,401 0,444 0,100 0,199 0,216 0,232 0,249 0.266 0,307 0,349 0,39 I 0.4 3? 0.4 74 0,125 0,239 0,255 0,271 0,287 0,303 0,343 0.383 0,4? 3 (1.46 3 0,50 3 0,150 0,278 0,293 0.308 0,324 0.339 0,378 0,416 0,455 0.49 3 0,532 0,175 0,315 0,330 0,345 0,359 0,374 0,41 1 0.448 0,485 0 5.’.’ 0.559 0,200 0,351 0,365 0,379 0.394 0.408 0,444 0.479 0,5|э 0 551 0,586 0,225 0,385 0,399 0,413 0,427 0,440 0,475 0,509 0,544 О 5/8 0,61.3 0,250 0,419 0,432 0,446 0,459 0,472 0.505 0,5 V) 0,5 72 0 605 0,639 0,300 0,482 0,495 0,507 0,520 0,5 32 0,56 1 0.S95 0 (i ’6 0 (.5 / 0,689 0,350 0,542 0,554 0,566 0,578 0,589 0,619 0,648 0,()/8 0. /0 / 0,736 0,400 0,599 0,610 0,621 0,632 0,643 0,671 0,699 0,7м 0 /5 | 0,782 0,450 0,652 0,663 0,673 0,684 0,694 0,721 0,747 0,773 0.800 0,826 0,500 0,703 0,713 0,723 0,733 0,743 0,768 0,793 0,818 0 8 13 0,868 0,550 0,751 0,761 0,771 0,780 0,789 0,8 13 0,837 0,861 0,885 0.908 0,600 0,797 0,807 0,816 0,825 0,834 0,857 0,879 0,902 0 9 ’5 0.947 0,650 0,842 0,850 0,859 0,868 0,876 0,898 0,920 0,942 0,9(> 3 0,985 0,700 0,884 0,892 0,900 0,909 0,917 0,938 0,959 0,980 1,001 1.021 0,800 0,963 0,971 0,979 0,986 0,994 1,013 1,032 1,052 1.0/1 1.090 0,900 1,037 1,044 1,051 1,058 1,065 1,083 1,101 1,1 19 1,13/ 1 154 1,000 1,105 1,112 1,119 1,125 1,132 1,149 1,165 1,182 1,1 99 1.215 1,100 1,169 1,176 1,182 1,188 1,194 1,210 1.226 1,241 1,257 1,2/2 1,200 1,230 1,236 1,241 1,247 1,253 1,268 1,283 1,297 1,312 1.32/ 1,300 1,286 1,292 1,298 1,303 1,309 1,323 1,337 1,350 1,364 1,3/8 Г,400 1,340 1,346 1,351 1,356 1,361 1,374 1,388 1,401 1,414 1,42/ 1,500 1,391 1,396 1,401 1,406 1,411 1,424 1.436 1,449 1,461 1,474 1,600 1,440 1,445 1,449 1,454 1,459 1,471 1,483 1,495 1,506 1,518 1,800 1,530 1,535 1,539 1,543 1,548 1,559 1,570 1,580 1,591 1,602 2,000 1,613 1,617 1,621 1,625 1,629 1,639 1,649 1.659 1,669 1,679 в следующем виде: -в-^= 1п(1 + 2 Аиз) + _____2^-ИЗ_____ aH3dJp(l+2АИЗ) (10.20) Для решения уравнения (10.20) отно- си юльно АИ) рекомендуется использование метода последовательных приближений [138]. Между >ем д >я решения обеих задач — онредепения icii юных noiepi. июпяциоппых к о 11 с । ру к । щ 11 при ia i.tiiiii.ix । о и 11 in n.i x июня- iiiiii nan )i иx in ilium no i.ii.i n 11 i.iм icirio ui.iM iioicpiiM loiiaio'ino oiiioil ijiiiiini.i lipil V< lolillll llpl'ol >p I loilllllliH (|iopM\ n.i (10 '()) 1.1 ( 'К' I OIK II IIIOI l|l\ X l>( 11 l.l I MC| ll 11,1 x 11,l|>.I M< i рои помимо парами i pa \n, nll( ,1^'. ,i IlMCIII lo p„, — '...> (Hi */i и pl(1 2?vH)/cxHp (10 20Ю Пирный in них параметров xap.iKiepii ।\сi oMMiipiioe термическое сопротивление и ю 1ЯШЮППОЙ конструкции, а второй — интен- сивно!, и. 1сплоотдачи с ее наружной по- (I lull (I I <0 (I г-м О 188 (I 5|(, ()<|< 0,5 '(I (I, 5>и, (),<> ’ 0,64 / 0,6/1 0,720 0,766 O.K 10 0.852 0,893 0,932 0,970 1,007 1,042 1,109 1,172 I М2 1.288 I Ml I. 39? 1.440 1,186 1,5 30 1.61 3 1,680 верхности. Используя три безразмерных пара- метра по формулам (10.18), (10 20а) и (10.206), формулу (10.20) можно представим,: риз = 1п(1 + 2АИЗ) + -. (10.21) 1 + 2 Аиз Если составить таблицу значений пара- метра риз при различных значениях пара- метров Аи, и циз, то, пользуясь этой табли- цей, можно по заданным Аиз и циз опре- це чин. р„„ а пнем и тепловые потери: 2я^-и)0| Ош,л) ( К)21а) ( 1111 lx । (11111.11 > мои же |,П> НПН.1 по 1.1 (ап- III.IM m.i'icniiiiM </, ,, и in р,,, л 1акже рН| хи 1,1,1111 опрс п mil. \„, lo niiiuiy и ю |яции X 1 1 I* ‘ill 'll luII II I .III I 10 1 II lol'H'i I нс III ходных при- ii>iii,i ин 11 pna и.i 111. i •! e 111111 n.tp.iMcipa Аиз = oi o,o’5 .io .’.о, а параметра )iH1 'Y_ ni o.o.’o io 0,40 I) утих npe- 'Gn'/i'i1’ I S2
делах значения риз находятся в интервале 0,07- 1,7. Если требуется определить толщину изо- ляции при заданной температуре ее по- верхности т„3, то следует исходить из фор- мулы (10.17), которую также можно преобра- зовать в соотношение между тремя безраз- мерными параметрами, а именно: ^(1+ jA.JInJ!+2 М (1022) Р-из Здесь безразмерные параметры Лиз и циз характеризуются приведенными выше форму- лами (10 18) и (10.206), а третий параметр ти) яв 1яе1ся безразмерным отношением раз- ностей температур: t - гиз ?из= изт_ н -• (10 22а) ^возд Отсюда г”3 = твозд + ——(возд . (10.226) 1 + *из Поскольку формула (10 22) проще анало- гичной формулы (10.20а), для расчетов по ней достаточно приведенной табл. 10.1, в ко- торой помимо значений ln(l +2Д) при раз- личных значениях Д в интервале 0,025 — 3 до- бавлена графа соответствующих значений произведения (1 + 2Д)1п(1 + 2Д). Используя 31 у таблицу, можно либо находить значе- ния rHJ при заданных значениях Д,13 и |диз, т е определять искомую температуру по- верхности изоляции г“3 по известным темпе- ратурам тн и 1ВО)Д, а также по значениям d„p, ^из, ^из и аиз> либо, наоборот, находить значения Диз при заданных значениях тиз и циз, т. е. определять искомую толщину изоля- ции 8ИЗ по известным температурам тг, твозд, Гц3, а также по значениям d^p. kH3 и аиз. Определение толщины изоляции по за- данным значениям тепловых потерь изоли- руемого трубопровода, пользуясь описанной выше методикой, чаще всего приходится выполнять, исходя из нормативных значе- ний этих потерь. Такие нормативные значе- ния обосновываются технико-экономически- ми 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 изго- товление изоляционных конструкций, которое должно окупаться экономией теплоты, до- стигаемой за счет снижения годовых тепло- вых потерь изолируемого трубопровода. Методика технико-экономических расче- тов изоляционных конструкций примени- тельно к различным типам прокладки тенто- вых сетей приведена в [147, 148, 165] По- лучаемые в результате расчетов оптималь- ные значения толщины основного изоля- ционного слоя для нескольких наиболее перспективных и экономичных конструкций и соответствующие им значения тепловых потерь принимаются за основу при норми- ровании этих потерь. Такие значения по- мимо 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 удельными капиталь- ными вложениями в изоляционную конструк- цию, отнесенными к 1 м3 ее объема в деле, и принятой стоимостью единицы теплогы (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 тепло- вых потерь ЗтТ'4- Вт/м, при средних темпе- ратурах теплоносителя г3р = 50, 100 и 150 °C и средней температуре окружающего воздуха ?вРзд = 5 °C в табл 10.3 включены соответ- ствующие им значения удельных норматив- ных тепловых потерь q¥„, Вт/(м-К), т е. приведенные к 1 °C разности температур и подсчитанные по формуле 4тТ 2лХИ2.= ?ТП 1ТСР-^зд Риз —-In 1 + 1------ 2киз \ d$> J аИз^р(1 + 28из) Как видно из табл. 10 3, значения нормированных тепловых потерь q^M при повышении расчетной разности температур Др — 1вРзд возрастают пропорционально при- мерно квадратному корню ]/t3p - г^зд Та- кая пропорциональность является точной в случае изоляции плоских или слабо искривленных поверхностей. Поэтому при определении значений нормированных тепло- вых потерь г?тОрм (при температурах г3р и 1ВР33), несколько отличающихся от указанных в табл. 10.3, следует для пересчета исполь- зовать соотношение /—.ср _ .ср ^норм = (4Н0Птаб1 / (10.23а) ' ‘т :возд где (^т°прм)табт — табличные значения норми- рованных удельных тепловых потерь при температурах т^орм и (ВоРд- 153
Таблица 10.3 Нормы удельных тепловых потерь <?HTopM, Вт/м, и приведенных тепловых норм ПО! ерь <?-Д =--------------- Вт/(м' К), для изолированных поверхностей трубопро- водов при воздушной прокладке [64] На- Нормированные Соотве гствующие руж- значения удельных значения приведен- ные тепловых потерь ных тепловых по- диа- метры 1 рубо- прово- Вт/м. температурах носителя при гепло- С >ерь Вт/(м К), при разностях тем- ператур fCp - /врзл. С ДОВ - 50 100 200 -15 95 195 0,048 20 33 70 0.44 0,34 0,36 0,057 22 38 76 0.49 0,40 0,39 0,076 24 43 86 0,54 0,45 0,44 0,089 28 48 93 0,62 0,50 0,48 0,108 30 53 101 0,67 0,56 0.52 0,133 35 59 ИЗ 0,78 0,62 0,58 0,159 38 66 123 0.85 0,70 0,63 0,219 47 81 148 1,03 0,86 0,78 0,273 53 92 164 1,19 0,97 0,84 0,325 62 102 181 1,37 1,08 0,93 0,377 69 114 199 1,52 1,20 1,02 0,426 76 123 219 1,68 1,30 1,12 0,476 81 134 229 1,81 1,41 1,17 0,529 88 144 250 1.96 1,52 1,28 0,630 102 164 281 2,27 1,73 1,44 0,720 114 181 309 2,5.3 1,91 1,59 0,820 127 200 342 2.82 2,11 1,75 0,920 138 223 373 3,08 2.35 1,91 1,020 150 241 400 3,33 2,53 2,05 Примечания 1 Значения удельных нор- мированных тепловых потерь относятся к средне- годовой температуре окружающего воздуха ;Срзд = 5С и годовой продолжительности изо ти- рованных трубопроводов более 5000 ч 2 Значения приведенных уде тьных тепловых потерь получены делением соответствующих удельных нормированных значений этих потерь на средние значения разности температур !3Р — ^рзд, равные 45, 95 и 195‘'С 10.3. Тепловые расчеты при подземной бесканальной прокладке тепловых сетей Разнообразные консл рукции подземной прокладки трубопроводов тепловых сетей могут быть сведены к двум типам. Пер- вый 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- струкции различные виды подземных про- кладок называются бесканальными. При расчете тепловых потерь к бесканальным должны быть также отнесены изредка при- меняемые прокладки, у которых между строительными конструкциями и заложенны- ми в НИХ ИЮЛИрОВ<Т111Н.1М11 I руилмн |<< I I iyin ная прослойка нйю <>к v к ihm i чи<н» сводится к монтажному та i<ip\ Тепловые потери ipyt)<>ii|>i)in> ion при бесканальной прокладке завися! <>i iciiho- проводности окружающею массив.! ipynia, а также от условий распространения в нем тепловых потоков от трубопроводов lnkiic условия являются наиболее простыми нрн прокладке непосредственно в грунте одно! о трубопровода, и потому изложение методи- ки тепловых расчетов при бесканальной прокладке целесообразно начать с однотруб- ных конструкций, хотя они редко приме- няются в тепловых сетях Наличие теп to- ot дающей поверхности грунта вблизи трубо- проводов тепловых сетей при их подзем- ной прокладке приводит к тому, что на од- ном и том же расстоянии от оси трубо- провода температуры грунта оказываются наинизшими в направлении вверх и наивыс- шими в направчении вниз по вертикали. Распределение температур в массиве грунта и соответствующие суммарные тепло- вые потери горизонтально уложенною на- гретого трубопровода поддаются точному расчету только при допущении постоянства теплопроводности грунта, а также его темпе- ратуры как по всей поверхности такот о трубопровода г?1, гак и по поверхности грунта г?£в. В этом случае, как показы- вают расчеты, температура грунта в любой точке его сечения, перпендикулярного оси трубы наружным диаметром </Jp, на рас- стоянии этой точки от вертикали, прохо- дящей через центр сечения трубы, равном х, и при ее заглублении от поверхности грунта, равном у, определяется уравнением Ггр = + ЙР - ?Т) Х (10.24) Соответствующий суммарный тепловой поток от трубопровода, уложенного без изоляции в грунт, г. е его тепловые потери на 1 м длины, 4?тп, Вт/м, равны .тр fnOB ___________ч р __ Цлп- Кгр (10.24а)
В формулах (J0.24) /1 — заглубление оси трубопровода от поверхности грунта, м; Хгр — теплопроводность грунта, принимаемая постоянной для всего массива, Вт/(м К); Rrp — термическое сопротивление массива грунта вокруг трубы, мК/Вт: R'’=d”ln + /ОгУ-Ч- (,0-246> 2пЛгр dH ! уац / [ Как и при воздушной прокладке (см. § 10.2), в формулах (10.24) температуру наружной поверхности трубы г„р можно без ущерба для точности заменить на темпе- ратуру теплоносителя, движушегося по тру- бе, тг, а также рассматривать эту темпе- paiypy как одинаковую по всей окружности сечения трубы. Поскольку укладываемые в грунт трубо- проводы тепловых сетей снабжаются тепло- вой изоляцией, формулы (10.24) должны быть дополнены с учетом термического сопротив- ления этой изоляции. При этом в совре- менных конструкциях бесканальной проклад- ки тепловая изоляция наносится на трубы до их укладки в грунт и выполняется, как и при воздушной прокладке, из не- скольких цилиндрических слоев, концентрич- ных трубе. В этом случае средние темпе- ратуры поверхности каждого слоя примерно соответствуют подсчитанным по приведен- ным в § 10.2 формулам для радиальных тепловых потоков в этих слоях. При таком допущении формулы (10.24) могут быть рас- пространены также на изолированные трубо- проводы, если в них заменить наружный диаметр трубы с7нР на наружный диаметр изоляционной конструкции (<(и0К при наличии и d”3 при отсутствии покровного слоя), а температуру наружной поверхности грубы ?нР — на температуру наружной поверхности этой конструкции (тЦ0К или Т„3) Для определения тепловых потерь изо- лированной трубы, уложенной в грунт, можно использовать формулу (10.11а), если в ней рассматривать термическое сопротивление Rrp массива грунта вокруг изолированного трубопровода как слагаемое, заменяющее со- противление теплоотдаче от наружной по- верхности изоляции к воздуху' RB0,a при воздушной прокладке. Тогда для суммарного термического сопротивления при однотруб- ной бесканальной прокладке, пренебрегая, как и при воздушной прокладке, слагае- мыми RT и RTp, можно получить: RKcyM = Яиз + Кпок + Кгр. (10.25) Используя формулу (10.246), для терми- ческого сопротивления грунта вокруг изоли- рованного трубопровода при наличии покров- ного слоя получаем выражение Развернутая формула для определения тепловых потерь изолированного трубопро- вода с покровным слоем при однотрубной бесканальной прокладке имеет вид Rh3 "L R|1OK 4" Rrp (10.26a) _________________________ 1 J”’ 1 , 7—ln .Tp + f ln"ТиТ + ЛИз “н ^пок U]f При отсутствии или незначительности термического сопротивления кокровно! о слоя в формулах (10.25) и (10.26) следует заме- нить Тн°к на t”3, а — на так что вместо формулы (10.26а) получим Rm + ^гр (10.27) При этом для температуры наружной поверхности изоляции получается выражение ди f Rm(^T ~ 6р ) люв . ^гр(1 г ~~ frp ) Гм = Гт-------------с--= Гго “г --t—-----£— = + ^?гр Rm Лгр f __ .ПОВ = и-------------------------------. (10.28) Для упрощения расчетов по формулам (10.24) — (10.28) целесообразно ввести безраз- мерный параметр, равный отношению глуби- ны заложения трубопровода /? к потовине наружного диаметра изоляционной консгрук- ции: Дгр = 2Й/^ОК (10.28а) При отсутствии покровного слоя следует принимать в этой формуле с/"ок = с/н\ а для неизолированных труб <7н°к = ^иР- Безразмер- ную величину ргр =-- 2nArPRrp можно охаракте- ризовать как удельное термическое сопротив- ление массива грунта вокруг трубопровода, равное ргр = 27tX.ipRrp = In [Дгр 4 ]/(zVp)2 ~ !]• (10.29) В табл. 10.4 приведены значения ргр по формуле (10.29) при Д1р = 2-т-20, нахо- дящиеся в интервале 1.3 —3,7. 155
Таблица 10.4. Удельные термические сопротивления массива ipyinu рч, при п<ч'кннал1>11ои прокладке трубопроводов по формуле (10.29) Относительная глубина за- 2 1,317 2,5 1,567 3 1,760 4 2,063 5 2,295 6 2,478 7 2,634 8 2,769 ложепия трубы АГр = 2h/C Удельное термическое противление грунта Ргр ~ In [Агр |/(АГр) — со- 1] Относительная глубина ложения трубы Агр = 2Й/^3 за- 9 10 12 14 16 18 20 - Удельное термическое противление грунта Ргр = In [Агр + |/(Агр)2 - со- 1] 2,887 2,993 3,178 3,332 3,467 3.581 3,689 — При расчетах по формулам (10.27) и (10.28) значения величин In —— = In (1 + 2ДИЗ) ЯиР Температура в побои ючке грунта вокруг изолированною i рубоиронола в соот- ветствии с формулами (10.24) и (10.26а) , 2h и|п = 1п [Агр + ]/(Агр)2 — 1] могут быть заимствованы из табл. 10.1 и 10.4. Как явствует из табл. 10.4, при зна- чениях Агр > 4 значения In [Агр + |/(Агр)2 — 1] меньше 1п(2Агр) не более чем на 1 %. Поэто- му при встречающихся на практике значе- ниях А1р формулы (10.26) — (10.29) можно упростить. При этом помимо параметра А|Р по формуле (10.28а) целесообразно использовать параметр Аиз = Зиз/г/нР по формуле (10.18) и выражение для Диз по формуле (10.17а). В результате при отсут- сшии покровного слоя получаем составляет (10.31) Эту формулу <акже можно сущест- венно упростить, если в cooi вегствии с преды- __ In (2Агр) 2лХгр (10.29a) дущим принять а по- __2л(1т —<грВ) 1 . ~d"3 1 . 4h ) П + X П dm 'ЧП UH A-i p «Н этому In получим Тогда гр = + (tT - trnpB) X inL-JL х2 + (h - y)2 2я(/, - rj'p’j , 1 In (I + 2АИ1) + 1 In (2A,P) X, p (10.30) Э ^rP In I In 2 1 1П^+1П^ __ А-ИЗ “Н «Н (10.31a) _ ПОВ T--------7 . • (Ю-ЗОа) । । Аиз In (2Arp) Хгр In (1 + 2АИЗ) При подземной прокладке трубопрово- дов вблизи поверхности грунта температуру этой поверхности уже нельзя считать повсю- ду одинаковой, как это было принято при выводе формул (10.24) — (10.31). Действитель- но, температуры поверхности грунта должны быть максимальными на участках, располо- женных над осью трубопровода, и постепен- но убывать по мере удаления от этой оси 156
и uuv viupvHbi. ivdK UUVlUXHHJfU При ЛОМ 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 некото- рого фиктивного слоя грунта, размещаемого над этой поверхностью и имеющего тол- щину бГр = ^р/йвозд [148, 164]. Тогда в приведенных выше формулах для опреде- ления тепловых потерь трубопровода факти- ческая глубина его заложения h от поверхности грунта до его оси должна быть увели- чена на юлщину фиктивного слоя грунта, т. е. принята равной h + ХГр/аВозД- При этом можно сохранить формулы (10.29а), (10.30) и (10.30а) за счет корректировки выражения для безразмерного параметра Дгр, который без учета фиктивного слоя определяется по формуле (10.28а), а с его учетом при отсутствии покровного слоя равен 2 / 3 \ Д-Р = -р5гР+ -Г-Р- • (Ю.32) Ян \ С^ВОЗД / При использовании формулы (10.32) можно принимать в качестве ориентировоч- ного значение авозд = 9 Вт/(м2-К). Формулы с учетом фиктивного слоя грунта также могут быть значительно упро- 2 / х. \ ~ “йГ1 + —LE_)- Соответствующие упро- си \ ®возд / щенные формулы таковы: гиз = fH (10.33а) f _ t . h___________f B02£ x <тр “ ‘ВОЗД ' 2 А (10.34) (уПОВх _ Огр /макс — (£1 — £возд)1п( 1 + - ^^ГР -j \ и^возд/ In-H + In — (h + 1 ДТР т дИЗ I МН \ ^ВОЗДу В03Д 3 ДИЗ A-I Pi Cl р Хиз“'^Р авозд/_ (10.34а) Значения (СгрВ)Макс по формуле (10.34а) соответствуют максимальной температуре по- верхности грунта над осью трубопровода, при х = у — 0. Если получаемые при этом разности температур (гРрв)макс — Гвозд меньше 3 °C, что возможно при малых разностях температур t”3 — t°pS, а также больших зна- чениях отношения h/d"3, то влиянием тепло- вых потоков от изолированных трубопро- водов на температуру поверхности грунта можно пренебречь. Однако в этом случае нельзя исходить из температуры поверх- ности грунта как расчетной, поскольку эта температура подвержена резким колебаниям в суточном разрезе и не указывается в справочниках [99]. В таких случаях следует в формулы (10.25) - (10.30) подставлять в качестве расчетной вместо температуры t?pB поверхности грунта его естественную темпе- ратуру на глубине заложения оси трубо- провода tfp. Такие температуры, замерен- ные 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 изо- ляции при заданных тепловых потерях трубо- провода в грунте без учета небольшого изолирующего эффекта покровного слоя осно- вано на использовании формул (10.21) и (10.30), преобразованных следующим об- разом: _ _ 2лХ.из (tT trp) риз — Ят п (10.35) Отсюда оиз = In ^- = In (1 + 2АИЗ) = ЯН 4 h Риз^-гр — ^-из In Тр = —7—(1О-З5а) Все величины, стоящие в правой части уравнения (10.35а), являются при расчете за- данными. Поэтому по величине оиз можно 157
наиги искомую толщину изоляции: 8ИЗ = Лй Л р = | (еп'« - 1). (10.36) , ЧП 1п RJP- 1 2тЛ,г in < ’а;'г> 2ttA, ,, (1(1 40а) Этот способ применим и при учете сопротивления теплоотдаче от поверхности грунта воздуху. Для этого достаточно при- нять Для двухтрубной бесканальной проклад- в оглпчие от однотрубной применимы 'из ^грРиз ^-113 1^1 4 Л >-гр й+ __гр "Н \ ^возл. ^тр ’ ^-иэ (10.37) 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 встречающего- ся случая прокладки на одной глубине двух груб — подающей и обратной — одина- кового диаметра JhP. но с различными температурами теплоносителя 6 и tr, причем Гт больше г'т, а потому и с разными толщинами основного изоляционного слоя. В этом случае тепловые потери каждой из труб б/'т п и 4т п составляют ки упрощенные форму 1ы (10.29а) Особенностью прокладки этого типа является необхопи- мость учета термического сопротивления R12. отражающего взаимодействие тепловых потоков в массиве грунта от соседних труб. Эго термическое сопротивление R12 опреде- ляется отношением i дубины заложения обеих труб h к расстоянию между их осями по горизонтали Au, а нигде теплопроводностью грунта лгр и не завиип ни от диаметра труб, ни от характеристики их изоляционных конструкций In R12 — 2тгХгр (10.41) г —^ГрХ-^ИЭ 4~-Rrp) (G 4*р)^12 /<л по. qin ’ (K;„+KI'pXK"3+R';p)-Rf2 ’ По аналогии с удельным юрмическим сопротивлением грунта ргр по формуле (10.29) можно ввести безразмерный параметр р12, характеризующий влияние взаимодействия тепловых потоков соседних труб и равный — ^ГрХ^ИЗ 4~/?гр!______(]т__1гр)^12 (10 38 т) (7?'3 + я;рХ/?из + Кгр>-к?2 Р12 = 2nArpRu = In В этих формулах R'H3 и R'm — терми- ческие сопротивления основного изоляцион- ною слоя соответственно для подающей и обратной трубы, определяемые по фор- му нс (10.2а): = yln(l + 4xi2). (10 41а) Здесь х12 = Й/А12. (10.42) К».= UO.39) 2лХиз dH 2л7. из \ dH j I ^из 1 , / , 28иэ \ -In ——-----------п 1 -|------S3- . 2тгА'3 V ’ 2лХиз (10.39а) Здесь о'и1 в 8из - толщины основного н 1011Я11ИОНН01 о слоя соответственно для по- лнощен и обраиюй грубы при теплопро- НО11КК1И )1ИХ С 1ОСН VHJ и Х'й3. Поскольку н in 1ЧЦНОННЫЙ I чой на обеих трубах обычно 1Н.Н1ОНЫС1СЯ hi одною и тою же мате- ри । 1.1 можно нринимап. Х'из = Х'й3 — \„3. Зна- ч< пн» н рмнческого сопротивления грунта ini ю к,п hi изолированных груб в соот- ы и, инп i упрощенной формулой (10.29а) < ।>< 1.1)1 О1Н>1 В табл. 10.5 приведены значения удель- ного термического сопротивления pi2. под- считанные по формуле (10.41а) при значениях параметра хи = 0,6- 8 и находящиеся в интервале ри = 0,5 — 2,8 Учет параметра Ri2 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 ри, т. е. чем меньше расстояние в осях труб А и при заданной глубине их заложения h. Масшта- бы этого снижения зависят также от соот- ношения между температурами теплоноси- теля t'T и г" для каждой из труб, пред- ставленного в виде безразмерного пара- метра Тт = '4МК (Ю.42а) 6 - t?P In 4- R\р - -^«2- = (10.40) В двухтрубных водяных сетях разность средних температур воды и грунта в по- дающих трубопроводах t'T — г[р всегда сущест- венно выше, чем в обратных Г 3 — Г?р, так что 158
i rtujiMUd ю.д удельное (ермичесьое сопротивление за счет взаигиотействия тепловых потоков в грунте рр при двухтрубной бесканальной прокладке трубопроводов по формуле (10.41а) Отношение 1 дубины заложения груб k к расстоянию между их ося- ми х = /г/А'р Параметр pt, --- ~1п(1 + 4х?_) 0,6 0.496 0,8 0,635 1,0 0,805 1,2 0.955 1,4 1,090 1,6 1,210 1,8 1,318 Отношение т дубины заложения труб h к расстоянию к^ между их о. ями Х12 ~ ^’К\г 1 ? 2,0 2,5 3,0 3,5 4.0 4,5 5,0 Параметр р.Л — - 1п(1+4х7;) 1.417 1,629 1,805 1,95b 2,087 2,103 2 q07 Отношение глубины заложения труб h к расстоянию к между их осями ХГ2^“Л'^12 5.5 6,0 6,5 7,0 7,5 8 Параметр рк2 = -~ 1п(14-4х[2) 2,402 2,488 2 568 2,642 2710 2,775 значения тт в средне! оловом разрезе со- ставляют 0,45 — 0,65. в частности для отопи- тельною периода 0,40 — 0,55, а для летнего 0,60-0,75. В святи с этим толщины основного изоляционного слоя для обратных трубо- проводов целесообразно принимать меньши- ми, чем для подающих, i. е R'm > R"13, но К' | R' при этом отношение —12- обычно не Киз + R'rp Г'т - ГГГ 1 D превышает отношения---------. В та- t'r - fFp Тт ких условиях значения числителя в формуле (10.38). а стало быть, и тепловых потерь подающего трубопровода ни при каких возможных соотношениях величин R„3-t R'ip и Ru не могут стать равными нулю. Вместе с тем в соответствии с формулой (10.38а) такое обращение в нуль числителя в этой фор- муле, а стало быть, и тепловых потерь обратных трубопроводов в принципе возмож- но, для чего достаточно соблюдение соот- ношения (t;-tPp)(R'„3 + Rrp) = Лц(Гт - tfp). (10.43) Значения R12. а также к 12, удовлетво- ряющие равенству (10.43). можно охаракте- ризовать как предельные; они составляют к?? = тт(к«3 + к;р). -ПЕ =______- . -~п__________ " * ' Г Хтр /[2Д;р(1+2Д^из]2гт_1 (10.43а) (10.44) Расчеты по форму ле (10.44) для характер- ных интервалов значений h Дгр и Д(П, а так- же при тт = 0,40-0,75 покатывают, что полу- чаемые таким путем величины к$ оказы- ваются меньшими, чем практически прини- маемые расстояния в осях изолированных труб, а потому обращение в нуль тепловых потерь обратных трубопроводов не наблю- дается. Приведенные выше формулы для опре- деления 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 (10.26а)] или теплоотдачи от поверхности грунта омывающему его воздуху. В последнем случае в этих формулах следует заменить г?р на гВ(Пд, а фактическую глубину зало- жения трубопроводов д — на увеличенную с учетом фиктивного слоя /' -I---. 'Увозд Для определения температуры в любой точке массива грунта rtp вокруг двух- трубной бесканальной прокладки использует- ся формула, являющаяся обобщением упро- щенной формулы (10 31а) для однотрубной прокладки. бр = 1Рр + In 1 + ——J + 4ТГЦ, х7 + (h - v)‘ J + ГГ ~1п Г1 + ----• (1 °'45) 4лАтР |_ (x-ki2) + (И-})2 _ 159
Здесь значения <j'T п и q\ п определяются по формулам (10.38), 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 t[p на гвозд и h на aid h н---. а координату у на у н------ ®возд ^возд При 31 ом для температуры в любой точке поверхности грунта, полагая у — 0, по- лучаем ,пов _ ЧТ П | гр *ВОЗД Г л 11 ’ 4лХ.гр \ ^возд. ^воч.1 (х h ) + д i п 4лХ.гс \ авозд/ аВозд [(X - к12)2 + й2] _ (10.45а) Здесь q\ п и q'j п также должны под- считываться с учетом замены в формулах (10.40) и (10 41) величины h на h -|—^Е-. В авозд отличие от однотрубной прокладки, при ко- торой максимальная температура поверх- ности грунта (1пов)макс всегда имеет место при х = 0, см. формулу (10.34а), в случае двухтрубной бесканальной прокладки эта температура может соответствовать различ- ным точкам этой поверхности, но обычно в интервале значений х = (0,2-ь0,4)к12. Для определения необходимых толщин и юляции подающих З'из и обратных 8B3 |рубопроводов по заданным величинам их । силовых потерь q'T п и q'r п, а также по и шестой величине R12 (или Pi2), поскольку она нс швисит от этих толщин, см. формулу (10 41), целесообразно представить формулы (Ю 18) и i чедуюгцем виде: '/1 и (К к । I R । р) + q 1 nR12 — tT trp, (10.46) •/1 и (KH । 1 К । p) 1 7т n-^12 rr ~~ 4-p- (10.46a) t K ',P = (10.47) (10.47a) Iiikhm образом, определение толщин 1НН11ЯП11И, соответствующих заданным тепло- вым поюрям при двухтрубной бесканальной прок ыдкс, с помощью формул (К 47) может im.iii. тедепо к этому определен! раздель- но лчя каждой трубы при ее одиночной прокча ihc Используя соответствующие фор- мулы (10.35) и (10.36) для но laioincH ipyOw, находим Риз = —г^- =2плИ1(кИ1 ! к;р) = 7т п = -tPp-^n«i2), (10.48) 7т п о'из = In (1 -I- 2А'ИЗ) = -tfp-^nK^-^in—- = ---------------------Йтр_ (10 48а) Х,р — Лиз Отсюда искомая толщина изоляции для по- дающей трубы составляет 5ИЗ= у^р(^в- 1). (10.49) Аналогичные формулы для определения значений ри3, oB3 и 8'й3 применительно к обратной трубе могут быть получены путем замены в формулах (10.48) и (10.49) значений Гт на Гт, q'-rn на q\ „ (или наоборот) и Аиз на АИз- В случае надобности в них формулах может быть учтена теплоотдача от по- верхности грунта омывающему ее воздуху. Этот учет сводится к корректировке формул для значений р'из и ри3, в которых сле- дует заменить г[р на гвозд, а также для <7'из, Оиз и Ri2 с заменой в этих формулах h на h 4—^1£_ авозд Определение толщин изоляции по задан- ным значениям тепловых потерь при двух- трубной бесканальной прокладке произво- дится исходя из нормативных значений этих потерь. Такие значения приведены в нормах (ВСН 399-79) [65]. Структура норм сущест- венно 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] норма- тивные значения тепловых потерь приведены отдельно для подающих и обратных трубо- проводов водяных тепловых сетей, а также суммарно по э I им трубопроводам. Включение таких суммарных значений обосновывается тем, что из-за ограничен- ности сортамента толщин изоляционных изделий соблюдение за их счет норматив- ных значений тепловых потерь отдельно по подающим и обратным трубопроводам часто неосуществимо, особенно для обратных 160
Таблица 10.6. Нормы удельных потерь Вт/м, и приведенных тепловых норм потерь -----, Вт/(м-К), для изолированных трубопроводов при двухтрубной беска- Лр - /ср 1 с up нальной прокладке водяных тепловых сетей |65| Наружные диаметры тру- бопроводов </др, М Нормированные значения удельных тепловых потерь для подающих и обрашых трубо- проводов. а также их суммы. Вт/м, при средних годовых температурах сетевой воды Соотве1ствующие значения приведенных теп- ловых потерь для подающих и обратных трубопроводов, а также их суммы, Вт/м, при средних годовых температурах сетевой воды Подающий тру бо- провод = 'с. под = 90сС Обратный трубо- провод ,ср к = (с. обр = 50 °C Оба трубопровода L ср , ,ср _ . 'с. ПОД~ ‘с ООр/ = 70 С Подающий трубо- провод лр = ‘с под = 90 °C Обратный трубо- провод >ср - = 'с. оор = 50 С Оба трубопровода 7 1'с.Рпод + гсРобр) = = 70 С 0,032 31 19 50 0,37 0,41 0,77 0,057 39 23 62 0,45 0.52 0,95 0,076 41 25 66 0.48 0.57 1,02 0,089 43 26 69 0,51 0,58 1,06 0,108 47 29 76 0,54 0,65 1,16 0,133 51 33 84 0.60 0,72 1,29 0,159 54 34 88 0,64 0,76 1,36 0,219 71 46 117 0,83 1,03 1,80 0,273 79 51 130 0,93 1,14 2,00 . 0,325 87 58 145 1,03 1,29 2,24 0,377 96 63 159 1,14 1,40 2,45 0,426 102 68 170 1,20 1,50 2,61 0,476 108 72 180 1,27 1,60 2,77 0,529 114 77 191 1,34 1,70 2,93 0,630 131 90 221 1,55 1,99 3,40 0,720 147 97 244 1,72 2,17 3,76 0,820 160 112 272 1,89 2,48 4,19 0,920 192 126 318 2,26 2,79 4,89 1,020 225 141 366 2,65 3,13 5,63 1,220 252 162 414 2,97 3,59 6,37 Примечания: 1. Приведенные значения нормированных удельных тепловых потерь относятся к средней годовой температуре грунта на глубине заложения труб тдр = 5°С и годовой продол- жительности работы трубопроводов белее 5000 ч. 2. Значения приведенных удельных тепловых потерь получены делением соответствующих нор- мированных значений удельных iioiepb на средние годовые разности температур, равные 85 °C для подающего, 45°C для обратною и 65 С для обоих трубопроводов. трубопроводов с малыми толщинами изоля- ции. Поэтому нормами [65] предусматри- вается возможность применения изоляции одинаковой толщины для подающих и обратных трубопроводов, с тем чтобы в таких случаях соблюдались нормы тепло- вых потерь суммарно по обоим трубо- проводам. Далее, эти нормы базируются на трех графиках температур, соответствующих расчетным температурам сетевой воды t£noa = 95, 150 и 180 °C в подающих трубо- проводах при общей для всех графиков расчетной температуре fp о6р = 70 °C в обрат- ных трубопроводах (см. § 8.2). Соответ- ствующие средние годовые температуры сетевой воды приняты равными в подающих трубопроводах tc под = 65, 90 и 110 °C при общей для всех графиков средней годовой температуре в обратных трубопроводах Гсробр = 50 °C. В качестве расчетной температуры окружающей среды во всех случаях при- нята средняя годовая температура грунта $ = 5 °C. Поскольку водяные тепловые сети проектируются с учетом их круглогодичной эксплуатации, а также с расчетной темпера- турой воды в подающих трубопроводах, равной или близкой г£под=150°С (см. § 8.2), в табл. 10.6 приведены нормативные значения тепловых потерь только при средних годовых температурах од = 90 °C , ГсРбр = 50°С, г[Р = 5°С и при годовой про- должительности работы более 5000 ч. Кроме нормативных значений «Йорм, <?н°рм и <?норм + <7 норм в табл. 10.6 включены соот- ветствующие значения удельных приведенных 6 Водяные тепловые сети 161
Таблица 107 Теплопроводность грунтов различной структуры и влажное!и по данным [8, 100, 138, 147] Характеристика грунтов Плот- ность сухого грунта Рсух кг/м’ Порис тость р Тепло- провод- ность сухого грунта ' сух Btz(m К) Т еплопроводность ?вп при массовой в 1ажн11х 1 рунюв влажное!и им ''о им °/ /о f ВТ Им °/ /о ВТ Им % ) ' ВТ Пески и супеси 1200 0,54 0,20 12 0 94 24 1,31 36 1,55 1600 0,38 0,31 16 1,24 32 1,76 48 2,15 2000 0,23 0,56 20 2,03 40 3,08 — — 1600 — — 8 1,10 22 1,92 38 2,44 2000 — — 10 2,03 23 3,31 — — Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) 1600 - 0,35 2 0,58 - - - Глины и суглинки 800 0,68 0,12 8 0 45 16 0,64 24 0,74 1200 0,54 0,20 12 0,62 24 0,86 36 1,00 1600 0,38 0 33 16 0 96 32 1,33 48 1,63 2000 0,23 0,58 20 2,00 40 2,60 — — 1600 — — 8 0,87 32 1,74 38 1,86 2000 — — 10 1,74 20 2,56 23 2,67 Гравий, дресва, щебень 2000 - - 10 2,03 16 2,73 23 3,37 Известняк 1400 0,49 3 0,58 — — — — 1600 — 0,58 3 0,81 — — — 1800 — 0,70 3 1.05 — — — — 2000 — 0,93 3 1,28 — — — — Мрамор 2800 — 2,91 — — — — — — Г ранит, гнейс, базальт 2800 — 3,49 — — — — — — тепловых потерь, отнесенных к расчетным разностям температур tcP — £гр, равным 90 - 5 = 85 °C для подающих, 50 — 5 = 45 °C для обратных трубопроводов и -^-(85 + 45) = = 65 °C суммарно по обоим трубопроводам Значения удельных приведенных тепло- вых потерь в табл 10 6, как и в аналогич- ной табл 10 3 для воздушной прокладки, предназначены для использования при пере- счете нормированных значений этих потерь на другие средние годовые температуры сете- вой воды под и *сробр, а также грунта tfg 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 1ельные тепловые потери для обратных трубопроводов при всех диаметрах труб больше, чем для подающих Это объясняется снижением значений удельных тепловых потерь, как и при воздушной прокладке, по мере повышения 162 расчетной температуры теплоносителя, в дан- ном случае с 50 до 90 °C Поэтому для бесканальной прокладки, так же как и для воздушной, ‘более точным является пересчет нормативных значений тепловых потерь на другие расчетные температуры t£p и *гр исходя из пропорциональности между этими потерями и квадратным корнем из разности температур, а именно / fCP _ fCP с под с под / под___________И 0 501 Чт п чтпнорм / норм _ .норм’ ' [с под £гр „с обр с обр Чт п — Чт п норм fcP л _ fcP Lc обр *тр х НОРМ хНОрМ 1с обр *тр (10 50а) При пересчете суммарных значений п°#орм + + Чт пбобр наименьшая погрешность дости- гается при использовании формулы с под , ,с обр _ / с под , с обр X х Ч т п ' Чт п — (Чт п норм Т Чт п норм? А /•Ср /.ср _ 2гср под ~ обр ^*тр (| Q 506) хнорм j хНОРМ . ЛхНОрм *с под обр гр
Для выполнения расчетов по приведен- ным выше формулам необходимо располагать значениями теплопроводности грунта 7.гр применительно к его характеристике на рас- сматриваемом участке подземной прокладки тепловых сетей. В соответствии с размерами твердых частиц в пористых грунтах различают грун- ты глинистые с размерами частиц менее 0,01 мм, песчаные с размерами более 0,1 мм, а также промежуточные по структуре (суглинки и супеси). При размерах частиц более 2 мм грунты называются крупно- обломочными (гравий, щебень и т. п.). При заполнении пор грунта водой его тепло- проводность 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 увели- чении их плотности [144]. В табл. 10.7 приведены значения тепло- проводности различных грунтов при темпера- турах 5 — 20 3С — как сухих, так и с различ- ной влажностью. Для сухих грунтов повы- шение их температуры до 30 —40°C, возмож- ное вблизи изолированных трубопроводов, оказывает незначительное влияние на тепло- проводность (см. гл. 5). Для влажных грунтов повышение темпе- ра 1уры сказывается в изменении их влаж- ное I и, быстро убывающей по мере такого повышения за счет частичного испарения влаги. При этом вблизи трубопроводов, даже изолированных, образуется цилиндри- ческий слой грунта с минимальной влаж- ностью, постепенно возрастающей при пере- ходе к удаленным от трубопроводов слоям с более низкими температурами грунта. Эти обстоятельства, а также требования норм [22] о применении попутного дренажа, пони- жающего уровень стояния грунтовых вод при прокладке тепловых сетей ниже макси- мального возможного значения этого уровня, позволяют принимать в расчетах значения теплопроводности грунтов Кр = 1,0 4- 2,0 Вт/(м К), соответствующие их средней объемной влажности wo6 = 10 4-20 % или массовой wM = 20 — 30 %, см. формулу (5.3а). 10.4. Тепловые расчеты при подземной канальной прокладке тепловых сетей Наиболее распространенным типом под- земной прокладки тепловых сетей является их прокладка в специальных строительных конструкциях (каналах, туннелях, коллекто- 6* рах), между внутренней поверхностью кото- рых и наружной поверхностью изолирован- ных трубопроводов сохраняется воздушное пространство, через которое происходит теплоотдача трубопроводов в окружающий эти конст рукции г рунт. Если габариты сечения строительных конструкций выбираются исходя из возмож- ности обслуживания трубопроводов в процес- се эксплуатации, то соответствующие кон- струкции называются проходными каналами или туннелями. В остальных случаях при- меняются непроходные каналы, внутренние габариты которых определяются только на- ружными 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 побудитель- ная вентиляция отсутствует, все тепловые потоки от изолированных трубопроводов через воздушное пространство и строитель- ные 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 коли- чества уложенных в нем труб. Только в изредка применяемых каналах круглого се- чения с размещением в них одной изолиро- ванной трубы условия распространения теп- ловых потоков от этой трубы через стенки канала в грунте соответствуют таким усло- виям 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 (10.25) двух дополнительных слагаемых, учи- тывающих соответственно-теплопередачу че- рез цилиндрическую воздушную прослойку между изолированным трубопроводом и стен- кой круглого канала, а также теплопровод- ность этой стенки. Но эта методика непри- годна при расположении в канале двух и большего количества изолированных трубо- проводов, а также при применении каналов с некруглой формой поперечного сечения, в частности преобладающих в строительстве тепловых сетей каналов прямоугольной формы. В подобных случаях пригодной ме- тодикой для определения тепловых потерь
является методика, основанная на использо- вании условной средней температуры воз- духа в канале ^озл- Для определения температуры при лю- бой форме сечения канала и количестве уложенных в нем труб применяется балансо- вый метод, подробно описанный в [147] и основанный на том, что суммарные теп- ловые потери всех труб в воздушное про- странство канала при отсутствии его венти- ляции должны равняться тепловым потерям этого канала в окружающий массив грунта. При составлении такого баланса для опреде- ления тепловых потерь каждою из изолиро- ванных трубопроводов используются при- веденные формулы (10.17а) или (10.19а) для случая воздушной прокладки с подстановкой в них вместо температуры окружающего воздуха Гвозд средней температуры ею в воздушном пространстве канала Наряду с этим для определения тепловых потерь канала в массиве грунта используется при- веденная выше формула (10.24а) для случая однотрубной бесканальной прокладки с под- становкой в нее вместо температуры тепло- носителя tT средней температуры воздушного пространства канала гВоз.т Необходимость учета теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала связана с тем, что значения соответствую- щего коэффициента теплоотдачи акан близки к таковым для коэффициента теплоотдачи от поверхности изолированного трубопрово- да к воздуху в канале а,п. а потому соот- ветствующим слагаемым в суммарном тер- мическом сопротивлении R*y!" в данном случае пренебречь нельзя, см. формулы (10.11а) и (10.25). Вместе с тем включение в суммарное термическое сопротивление до- полнительного слагаемого, соответствующе- го теплопроводности строительных конструк- ций канала, представляется излишним, по- скольку теплопроводность материалов этих конструкций, в основном железобетонных, изредка кирпичных, находится в пределах Хкан = 0,8 4-1,5 Вт/(м • К), т. е. близка к тако- вой 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 трубо- провода, может быть представлено в виде 41. П + Яг.п t’ — Гкан t" — fKaH *ВОЗД |_______1 г 1 возд R.<3 4“ ^ВОЗЛ ^„3 4“ ^воз,1 .кан ___ ,р кан _ ‘возд ‘ip 9т. п пкан । о ЛВОЗД ' Л1 Р (10.51) изоляционных конструкций трубопроводов и R'm в этом балансе определяются по формуле (10.2) применительно к основ- ному и покровному слоям изоляционной конструкции каждого трубопровода. Значения сопротивлений теплоотдаче от наружной по- верхности трубопровода в воздушное прост- ранство канала R'a(yil и RamA подсчитываются по формуле (10.12а). По этой же формуле определяется значение сопротивления тепло- отдаче от воздуха к стенке канала но с заменой диаметра г/',1™ на гидравлически эквивалентный диаметр сечения канала в све- ту, равный Д’К" = 4Г /Р 110 5"’) "кап кап/г кап- Здесь FK11H. м2 — поперечное сечение ка- нала в свету, а Ркаи. м — периметр этого сечения. В частности, для каналов прямо- угольного сечения шириной в свету hK.dn и высотой в свету Ака„ имеем (Ю.52а) ’’кап 4“ "кап Формулы типа (10.15) /тля определения радиационного слагаемо! о в коэффициентах теплоотдачи от изоляции к воздуху отИ) и от воздуха к стенке канала 7.К.1И неприменимы в условиях сложного радиационного тепло- обмена в воздушном пространстве канала между наружными поверхностями изолиро- ванных трубопроводов и внутренней поверх- ностью ограждающих конструкций канала. Поэтому вместо точного определения этих коэффициентов по способу последовательных приближений, описанному в § 10.2 примени- тельно к воздушной прокладке, в случае прокладки в непроходных каналах можно ограничиться использованием в формуле (10.12а) только приближенных значений этих коэффициентов, принимаемых равными а'из = = *из = «кап = 12 Вт/(м2-К). Основные затруднения при выполнении расчетов по формулам (10.51) возникают в связи с необходимостью оценки значений Ягр для каналов прямоугольного сечения, так как соответствующая формула (10.26) по су- ществу непригодна для каналов любого се- чения, кроме круглого. Экспериментальные данные по термиче- ским сопротивлениям грунта вокруг каналов прямоугольного сечения были получены ме- тодом электротепловой аналогии [150], а их результаты обобщены эмпирической форму- лой, которую можно представить следующим безразмерным соотношением: 7 Окан - tp ) ^грКгр = 9кан 164
3 5 । .^кач \ (?кан> 5,7 + о,5 ^кан (10.53) Здесь Нкан, м — глубина заложения кана- ла от поверхности грунта до горизонталь- ной оси канала. В соогветсгвии с формулой (10.53) значения Хгр/?|р для каналов прямо- угольного сечения зависят только от двух отношений их основных размеров, а именно от bKdH/hKai( и HKail/hKafl. Анализ типовых габаритов непроходных каналов прямоугольного сечения при разме- щении в них двух трубопроводов водяных тепловых сетей показывает, что в этих кон- струкциях значения отношения bKail/hKaH обычно находятся [128] в интервале 1,3 —2.1. Значения Нкаи составляют от 1 до 4 м. С учетом этих данных интервал значений HKaH/hKall 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 7.грЯ|Р по формуле (10.53) при значениях Нкан/1гкаи от 1 до 5 и Ькан//1кан от 1,3 до 2,1, сославляющие от 0,16 до 0.44. При этом наименьшие значения Х|рВ|р имеют место при укладке труб боль- шою диаметра на малой Шубине, а наи- большие - при укладке труб малого диа- мщра на большой глубине. После подстановки в формулу (10.51) значений Киз, 8ВОц, 8В(щ, ^ноз, и ^tp средняя температура воздуха в канале гВр"д может быть определена по формуле ___________h_____н_____________frp .кан __________________________ ^щ-Ь^возд ^И)~1~^воз,1 ^возд + Ягр *ВОЗЛ 1 ‘ I 1 ‘ • /?из + Квозд ^uj + ^воы ^BOti + ^tp (10.54) В формулы (10.51) и (10.54) может быть внесена поправка для учета термического сопротивления теплоотдаче от поверхности грунта окружающему воздуху, для чего до- статочно заменить в этих формулах значения zfp на 1ВОзд, a h на h + - Вместе с тем ®возд необходимо иметь в виду, что формулы (10.24) или (10.34) для определения температур грунта, в частности температур его поверх- ности 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 Кгр для каналов прямоугольного сечения по формуле (10.53) От ношение Отношение />KaH//iKdll ^кан ^кан 1.3 1.5 1.7 1,9 2,1 1 0,187 0,178 0,171 0,164 0,158 1,25 0,222 0,213 0,205 0,198 0,191 1,5 0,251 0,241 0,233 0,225 0,218 1,75 0,275 0,265 0,256 0,248 0,241 2,0 0,296 0.286 0,277 0,269 0,261 2.5 0,331 0,321 0,311 0,302 0,294 3 0,368 0,349 0,339 0,330 0,321 4 0,405 0,394 0,383 0.373 0,364 5 0,440 0,428 0,416 0,404 0,397 могут быть получены, электротепловой ана- оценка средней тем- грунта над перекры- ния таких температур необходимо исполь- зование соответствующих эксперименталь- ных данных, которые i в частности, методом логии. Ориентировочная пературы поверхности тием канала прямоугольного сечения может быть получена исходя из допущения плоско- параллельного теплового потока в слое грунта между его поверхностью и перекры- тием канала с учетом теплоотдачи воздуху. Эго допущение приводит к формуле ,пов t Гр ~ 1возл возд I \ ®кан ,кан _ t возд ‘ возд_________ 1__L ^'гр / (10.55) Получаемые по приближенной формуле (10.55) значения температуры поверхности грунта несколько выше средних для всего участка этой поверхности шириной Ькан, рас- положенного над перекрытием канала, но несколько ниже максимальной температур^! в точках этой поверхности на ее пересечении с осью вертикальной симметрии канала. Определение необходимых толщин изо- ляционного слоя по заданным значениям тепловых потерь каждой из труб, уложенных в непроходных каналах, основывается на формуле (10.54), исходя из которой может бьпь найдена соответствующая этим значе- ниям средняя температура воздуха в канале: «д = tPp + (^.П п)(КвКозд + Я,р). (10.56) После определения этой температуры толщины изоляции, соответствующие тепло- вым потерям каждой из труб q\ п или <?" п, могут быть подсчитаны по способу, описан- ному в § 10.2 для случая воздушной про- кладки изолированных трубопроводов, с за- меной в формулах (10.20) и (10.21) гвозд на гкан 1возд •
10.5. Суммарные тепловые потери тепловых сетей Местные тепловые потери конструкций зависят прежде всего от размеров наруж- ной поверхности изолируемых элементов и технических показателей применяемой изоля- ции, могут быть подсчитаны путем обра- ботки соответствующих экспериментальных данных. Однако приведенные в [103] данные относятся в основном к фланцевым соеди- нениям 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 изо- ляционной конструкции. Так, например, для фланцевых соединений тепловые потери при засыпной изоляции в полуфутлярах в 2 — 2,5 раза больше, чем при мастичной изоля- ции. Кроме того, тепловые потери оказыва- ются примерно пропорциональными разнос- ти температур теплоносителя и окружаю- щего воздуха. Наличие такой же пропорцио- нальности для тепловых потерь изолирован- ных трубопроводов позволяет ориентировоч- но оценивать местные тепловые потери как соответствующие определенной длине изоли- рованного трубопровода при тех же услов- ных проходах и температурах теплоносителя и окружающей среды. При такой оценке для определения суммарных значений ли- нейных и местных тепловых потерь по участкам тептовых сетей может быть исполь- зована формула = бтТРп + б?п = <7т п(/уч + 2/ТэлТО- (10.57) Здесь <?т п, Вт/м — линейные тепловые потери на 1 м длины изолированных тру- бопроводов; />ч, м — длина участка, а /’кпв, м — эквивалентная длина изолированного трубо- провода, соответствующая местным тепло- вым потерям одного элемента определенно- го типоразмера при общем количестве этих элементов в пределах данного участка. Использование формулы (10.57) с постоян- ными значениями возможно при условии, что эти значения зависят не ог условного прохода и разности температур теплоноси- теля 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 1-1,5 м. Вместе с тем для арматуры необходимо учитывать зависимость значении oi ее условного прохода Dy Так, в [ 1031 рекомен- дуется при температурах гт = 100 °C и гвозд = = 25 °C 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, свидетельствую- щие о значительно большем разбросе значе- ний (/’кв = 3,2-? 6,6 м). Опытные данные по местным тепловым потерям через опоры, в основном подвиж- ные (скользящие или подвесные), отсут- ствуют. Для таких опор имеются только общие указания, согласно которым их тепло- вые потери рекомендуется оценивать единым повышающим коэффициентом К°"п на ли- нейные тепловые потери. Для этого коэф- фициента в [103] приведены следующие зна- чения: дня 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 прок падки в каналах соответствующие указания oicyicieyioT, но из-за более высоких температур воздуха теп- ловые потери через опоры в этом случае должны быть несколько меньше, чем при прокладке в помещениях. При бесканальной прокладке подвижные опоры не применя- ются. Кроме того, в приведенных выше значениях коэффициента К^\, 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°пп 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 коэффи- циента на линейные тепловые потери по формуле (2?угГ = КТС^ТП\Ч. (Ю.57а) При этом для коэффициента КтУп* при- ведены следующие значения: 1,15 — при под- земной 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, опреде- ляемые по формуле (10.57) или (10.57а), явля- ются 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 тепло- источника вплоть до тепловых пунктов, обычно до наиболее удаленных от источника по этой трассе. Расчеты базируются на теп- ловых балансах отдельных участков, которые для двухтрубных водяных сетей должны составляться отдельно по подающим и обрат- ным трубопроводам. Пренебрегая незначи- тельными слагаемыми этих балансов, связан- ными с утечкой сетевой воды и превраще- нием в теплоту работы трения при течении воды по трубам, их можно представить в следующем виде: /Эсп°1 — Г! г.ср/гнач _ ,кон i ХГП —VfcnO4LB испод Чпод/’ IIV.JO/ Стс Г = Gc обрСвср аНсаоЧбр - fc°o6p).(10.58а) Здесь Gc под и Gc обр, кг/с — расходы сете- вой воды соответственно в подающих и обратных трубопроводах данного участка, принимаемые постоянными по всей его дли- не; гсапод и гс°под, °C— температуры воды в подающих трубопроводах в начале и конце участка по ходу воды от теплоисточника; ?саобр и гс°обр> °C - температуры воды в обратных трубопроводах в начале и конце участка по ходу воды к теплоисточнику; <?вР, Дж/(кг • К) — средняя массовая тепло- емкость воды в соответствующих интервалах температур. Температуры сетевой воды в пе- риод эксплуатации сетей находятся в преде- лах 60—150 °C в подающих и 30 —70 °C в обратных трубопроводах. При обычных для тепловых сетей со- отношениях между диаметрами труб и соот- ветствующими расходами сетевой воды (см. § 9.2), а также между нормативными тепло- выми потерями на 1 м трубопроводов наибольшие изменения температур воды в подающих или обратных трубопроводах теп- ловых сетей значительной протяженности не превышают 5 °C. 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 полу- чается соотношение Г'СУМ^ПОД/ fc°no 1 = &I - 0,238 • 10 -3 -Ат-п--?т-^4, (10.59) Gc ПОД Ь'сум обр I Ор = г^-бр -0,238- 10-3^т^т-п,У\ (10.59а) обр При расчете изменений температур сете- вой воды в обратных трубопроводах по участкам исходными являются температуры и расходы воды в обратных трубопроводах тепловых пунктов, присоединенных к каждо- му 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 трубопрово- дов тепловых сетей (теплопроводов) заключа- ются в следующем: а) стенки труб испытывают напряжения от внутреннего давления теплоносителя мень- шие, чем изгибающие напряжения от ком- пенсации температурных удлинений труб и И31иба ог весовых нагрузок; б) температура труб не превышает 160 — 200 °C, при которой механические свойства сталей практически не отличаются от свойств при температуре 20 °C; в) характер и величина нагрузок суще- швенно различны в зависимости от способа прокладки труб (подземная в непроходных каналах, в проходных туннелях, бесканаль- ная, воздушная) и способов компенсации температурных удлинений; г) пространственные схемы трубопрово- дов, требующие наиболее сложных расчетов на компенсацию температурных удлинений, встречаются относительно редко, только в пределах зданий котельных, насосных стан- ций и др. Рекомендации по расчету на прочность и компенсацию температурных удлинений, содержащиеся в ряде руководств по проекти- рованию станционных паропроводов, при проектировании тепловых сетей могут ис- пользоваться в ограниченных пределах, так как они не учитывают условий работы и нагрузок, характерных для тепловых сетей. Проектные организации используют собст- венные типовые материалы, нормали и реко- мендации, в основу которых положены рас-
четные формулы и методы расчета, не увязанные между собой. В результате полу- ченные по разным методикам расчетные уси- лия и напряжения имеют большие рас- хождения. В ряде случаев используются расчетные предпосылки, не отражающие реальных усло- вий 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 приво- дит к необоснованному увеличению расхода дорогостоящих труб и общему удорожанию строительства тепловых сетей. Следует указать, что относительно не- большое уменьшение размеров П-образных компенсаторов позволяет получить су- щественную экономию в затратах дорого- стоящих стальных труб. При разработке методики расчета, рас- четных формул использованы также резуль- таты, полученные на опытных трубопрово- дах [134]. Установлено, что следует счи- таться с большой приближенностью в оценке сил трения в опорах трубопроводов и в саль- никовых компенсаторах. Поэтому не имеет смысла усложнять проектирование, как это иногда делается, используя большое коли- чество типовых расчетных схем и формул, например приведенных в справочнике для проектирования [100]. Достаточно ограни- читься рассмотренными ниже семью типовы- ми схемами. 11.2. Расчетные нагрузки и воздействия на трубопроводы тепловых сетей В расчетах на прочность должны учи- тываться следующие нагрузки и воздействия на трубопроводы, различающиеся по вели- чине 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 состав- ляют значительную часть общего, суммар- ного напряжения в стенках труб. Значительно меньше на прочность трубопроводов тепло- вых сетей влияет внутреннее давление, вели- чина которого обычно не превышает 1,6 МПа. Поэтому в отличие от многих других напор- ных 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 диа- метра (Dy 1000 -=-1400 мм), возможны раз- рывы стенок под действием и относительно невысокого давления. Ветровые на>рузки и нагрузки от сил трения в опорах значительно меньше других нагрузок оказывают влияние на прочность трубопроводов. При необходимости влияние трения может быть снижено простым конст- руктивным мероприятием — заменой сколь- зящих опор на катковые или (при надземных прокладках) подвесными, на тягах *. В практике проектирования трубопрово- дов тепловых сетей находя! применение нор- мативы для расчета магистральных газопро- водов и нефтепроводов, основанные на методе определения предельных состояний (СНиП 2.05.06-85), и технические условия, разработан- ные ЦКТИ (ОСТ 108.031.02-75), основанные на методе расчета по допускаемым напряже- ниям, которые приняты для расчетов на прочность энергетических установок и паро- проводов на ТЭЦ. 11.3. Расчет напряжений, вызванных внутренним давлением теплоносителя Определение толщины стенок труб 3, м, согласно СНиП 11-45-75 производится мето- дом предельных состояний где п = 1,1 — коэффициент перегрузки; р — внутреннее давление, МПа; R( — расчетное сопротивление для стали, МПа; D„ — наруж- ный диаметр труб, м; R[ принимается рав- ным минимальному временному сопротивле- нию стали на растяжение по ГОСТ в зави- симости от марки трубной стали, с учетом ряда снижающих коэффициентов: безопас- ности, степени надежности работы и других. Определение толщины стенок 8, м, по допускаемому напряжению согласно * Исключение составляют бесканальные тру- бопроводы, в которых силы трения (при «защем- лении» труб в грунте) могут достигать большой величины: подробнее об этом см. в [128].
ОСТ.108.031.02-75 производится по формуле: 8=-—PD»------; (Ц.2) 2<рстдоп + р где ст 10П — допускаемое напряжение, МПа; ф — коэффициент прочности сварных швов, зависящий от способа сварки, для бесшовных труб ф = 1. Для углеродистых трубных сталей, рабо- тающих при температуре не выше 200 °C, приняты следующие величины стюп: Марка стали ВСт2кп ВСтЗКп ВСтЗсп, ВСтЗпс Допускаемое напряжение ^доп’ МПа 95 НО 117 Марка стали 15, 15к, 20, 20к, 16ГС 16к 18к Допускаемое напряжение ^доп’ МПа . . 130 140 145 Для сравнения приведены результаты расчетов, выполненных по формулам (11.1) и (11.2) 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, стдоп = = 117 МПа, ф = 0,9. Диаметр труб Dy, мм..........1000 1200 1400 Толщина стенок 5, мм, по фор- муле (11.1).................. 3,7 4,3 5,2 Толщина стенок 6, мм, по форму- ле (11.2) при одинаковом давле- нии р.........................7,7 9,1 10,7 Величины, полученные по формулам (11.1) и (11.2), недостаточны, так как трубо- проводы испытывают одновременно допол- нительные напряжения изгиба от собственной массы и большие температурные, компенса- ционные усилия. Расчет прочности от дейст- вия суммарных нагрузок приведен ниже. Напряжения растяжения в стенках труб от внутреннего давления сть действующие в осевом направлении (аксиальное), и ст2 — в поперечном (тангенциальное), определяются по известным формулам: ст, = ир£>вн/48; (11.3) ст2 = ир£>вн/28, (11.4) где DBH — внутренний диаметр трубы. Осевая растягивающая сила Р по фор- муле р = (Ц.5) В трубопроводах с сальниковыми ком- пенсаторами, которые допускают свободное перемещение концов труб в осевом направ- лении (в местах установки комнспса юров трубопровод фактически разрезан на части), силы Р целиком передаются на неподвиж- ные опоры. Конструкции этих опор должны быть выполнены особо прочными — в соот- ветствии с расчетами по формулам, приве- денным в § 11.5. При больших диаметрах тепломагистралей (Dy 1000 4-1400 мм) силы Р достигают больших величин: 1250 — 2400 кН. С учетом трения в опорах и реактив- ных сил Рк в компенсаторах сила Р в общем виде определяется по формуле тг D2 P = np~^±ML+ Рк, (11.6) 4 где q — удельная нагрузка от массы тепло- провода, Н/м; L— расстояние от неподвиж- ной опоры до компенсатора, м; ц — коэф- фициент трения в опорах, знак « + » или « —» зависит от температурного режима (нагрев или охлаждение). В бесканальных трубопро- водах вместо щу 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 из- вестным формулам сопротивления материа- лов для расчета многопролетных неразрезных балок. Максимальный изгибающий момент над опорами М и в середине пролета между опорами М1/2, Н м, — M=ql2/\2; (11.7) Mll2 = ql2/24. (11.8) Максимальный прогиб /|/2, м, определя- ется из выражения /,/2 = д/4/384Е/, (11.9) I де I — расстояние между опорами (одинако- вое для всех пролетов), м; EI — жесткость поперечного сечения трубы; Е — модуль про- дольной упругости, Па/м2; I — экваториаль- ный момент инерции трубы, м4; q — расчет- ная весовая нагрузка на единицу длины трубопровода, Па/м. В трубопроводах с волнистыми (линзо- выми компенсаторами, которые создают шарнирность, т. е. допускают поворот сече- ний трубопровода на некоторый угол, макси- мальный изгибающий момент М, Нм, и прогиб fl/2, м, возрастают: -M = ql2/]0; (11.10) - ц/4/185Е/ Н1 11'
при максимально допускаемых расстоя- ниях между опорами, что позволяет суще- ственно снизить стоимость надземных про- кладок трубопроводов на эстакадах, кроме расчета на прочность, необходимо дополни- тельно определять прогибы по формуле (11.9) или (11.11). Большие прогибы могут вызвать образо- вание «мешков» в пониженных точках, в ко- торых будет застаиваться вода, что может приводить к гидравлическим ударам в пуско- вом режиме, например при прогреве паро- проводов. Установлено, чго полное осушение трубопроводов достигается при отсутствии «мешков», когда максимальный прогиб fl2 не превышает 0,25 относительного снижения опор Н за счет монтажного уклона осей 1 руб /: 0,25/7. (11.12) Пппример, в трубопроводе при / = 20 м, учоженном с уклоном /' = 0,005, т. е. 5 мм/м, про/иб не должен превышать fl/2 < • 0,25-0,005-20 = 0,025 м = 25 мм. В непроходных каналах расстояния меж- iy опорами целесообразно уменьшить, так кик это не отразится на стоимости соору- жения тепловой сети, а в то же время по/волит уменьшить суммарное действующее напряжение в стенках труб. Рекомендованы следующие величины /, м: Диаметр труб Dy, мм . . .25-50 80-300 400-900 1000-1400 Рассюяиие ме- жду опорами I м . . . . 40£>у 30£>, 20£>у 15Е\ Прочное11. 1рубопроводов с гибкими ........... компенсаторами должна про- воря пл я но ус ионию: р М I 1+ о, < Я2*, (11.13) / W щс I /’ расчешос осевое усилие; М — изги- бающин момент о/ весовых нагрузок; F и W - ii'uiiiiiiiii, сечения с/енок и момент сопро- iiibichiih поперечно/о сечения трубы; о;— рас/я/нплющее напряжение от внутреннего давнення, онредененнос по формуле (11.3). Со/ i.iciio < Ihill 2.05.06-85 /?2 равняется нор- ма шпион ветчине R4, полученной по наи- меньшему ншчепию условною предела теку- чсс/н с i.i'ui <т/( ко/орый зависит от механи- ческих снойс/н и качества (марки) трубной сзачи. с уче/ом снижающих коэффициентов надеж нос/и К„ и безопасности Ср * И । рхшшроводах с сальниковыми компенса- I op.lMII о । - (I 170 Например, для у/неродпе/ых шалей 10, 20 R2 = 210 МПа, для С/2сн /С 220 МПа. для 10Г2С1, BMCi2cn, BMt ihn R, = 240 МПа. При надземной прок та/ке / ру/юнроно дов в целях экономии мс/а i in i /е чу. i . i ре миться к максима ii.пому увс шчепню рп. стояний между опорами, пин юно ш вчо образно применяи. ipyoi.i . 11<n>i.i11ic1111i.iмn механическими пока ia i e i ямп ih.i.iih I 'I l( = 300 МПа (по IV I I 1 I(>*э / И и < i о ш марки 14Г2САФ /?, И.0 MI I.i Суммарный рлече/ими .............нН мн мент при одновременном пчн iihhi ннрушк в двух различных ПН.НКо. ПН |1ч pi пкч n.iiull и горизонтальной) = | М , I М И I 14) где Мг — момент oi nepi in>.i i> n»n нмхннЙ нагрузки; M2 — момеш ш i ори ...и । । и ной ветровой нагрузки. По этой же форму и- пир. >. in >. ч > ум марный изгибающим момеш при <> шнирэ- менном действии весовой ii.iipHHi и iiniiOi при компенсации гемнера i \ pm i* » > шппннй труб. Для снижения с/ронн- п.н.ш . 1.ч1чт-1II И расхода материалов в н-нюшн >. i ни про* кладываемых надземно (па >. i-ik.i ын ши#- сообразно использован, по ин. нм. иинры труб на тягах, распо ьп лсм/.н и нрим₽жу|- ках между мачтами [ I 58 | Для предварительною <.цр. н шипи рае стояний /, м, между опорами (mhbibmmI эстакады на компенсируем..о у... 1«нЧ fit»/ учета сил трения и ветровоп инрнкп мо*₽1 быть использована форму ы В табл. 11.1 приведено м.п пн . о по? pat стояние I для труб .'-о I 'ни чм ill стали 14Г2СА, R2 = 360 МПа Но .ч..<ини и. увеличения расстояний меж о оиорнчц нспО ходимо использовать при но. ouiiioii (нал земной) прокладке трубоиро.ю юн члпно диаметра совместно с бо п.пшми Но ни н< жимо при увеличении жеш ко. । и ....... р. чн.н о сечения малых труб по споочч up. . к.фгн ному в [158] и показанному ... рн. 11 | Усиливающие сечение про рюрц жесткости из полосовой (и ш м юн.ни , щ щ привариваются над опорами . « .. ih.hyi.ii изгибающие моменты мам нм । .. шч. ... щ чины. Длина ребер состав то вн hi р.ц стояния между опорами. 11р.п..рк. p.i.vp позволяет увеличить пролш м. > о .ч...|.пми в 1,5 — 2 раза при незнание и ..о < .......иш тельном расходе металла, и. пр. >•.о...... м 10% собственной массы тру о
Рис 11 I Трубопроводы, усиленные привар- кой ребер жесткости В табл 11 2 даны моменты инерции и моменты сопротивтения усиленного сечения труб Указанный способ используется также в проектировании и строительстве магистраль- ных газопроводов и нефтепроводов при их надземной прокладке на отдельно стоящих опорах При использовании в эстакадах под- весного пролетного строения на тягах, при- 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 воз- никают дополнительные изгибающие напря- жения (рис 11 2) Таблица 111 Выбор расстояний между опорами Наименование Усювный диаметр трубопровода Dy мм 250 300 350 400 ,450 500 600 700 800 900 1000 1200 Толщина стенки мм 7 8 9 7 8 9 10 И 12 14 14 Момент сопротивления сечения труб W, см3 380 616 935 955 1200 1680 2690 3900 5500 7660 10930 15 740 Расчетная нагрузка q кН/м 1 6 2 Од 2 59 2 8 3 4 5 1 5 5 7 0 8 7 102 13,3 17,9 Максимально допускаемые рас- стояния между опорами / дтя воздушной (надземной) прокзад- ки, м 25 28 32 33 34 34 5 38 39 40 41 5 43 45 Таблица 112 Моменты инерции и моменты сопротивления усиленного сечения труб Условный диа- метр трубопро- вода Dy, мм Толщина стен- ки, мм Размеры ребер, см Сечение труб без усилия У си тенное сечение Расстояние между опора- ми /, м Увеличение рас стояния 1, % Высо- та Тол- щина Дли на Момент инерции I, см4 Момент сопротив- ления И смА Момент инерции ' /, см4 Момент сопротив- чения W, см^ без усиле- ния С уси пе- нием 76 3 6 0,6 60 46 12,1 246 45 5 9,5 90,0 100 4 8 0,8 85 177 32,8 847 80 8 12 50,0 150 4,5 8 1 85 652 82 1840 145 9,5 12,5 32,0 12 1 85 652 82 2338 188 9,5 14 50,0 200 6 15 1,2 180 2279 208 8400 432 18 26,1 45,0 171
расчеты показывают, что для трубопро- водов Dy 100; 2504-300; 400 4- 500 мм допол- нительные напряжения изгиба аи3 находятся в следующих пределах: 154-20; 35 4-40; 604-70 МПа. В связи с возрастанием температурных напряжений применение подвесных опор на тягах для труб Dy 400 мм не рекоменду- ется. 11.5. Расчет усилий, действующих на неподвижные опоры Неподвижные опоры делят трубопрово- ды на участки, рассчитываемые на компен- сацию при помощи специальных устройств (компенсаторов) или за счет собственной гибкости (самокомпенсация) для снижения температурных усилий и напряжений в трубах. От рационального размещения не- подвижных опор во многом зависят напря- жения в трубах, которые не должны пре- вышать допускаемых. Расстояния между не- подвижными опорами и сальниковыми ком- пенсаторами установлены [101] следующие: Dy.........100 150 200 250 300 600 мм и более L.......... 80 100 120 130 150 160 м В бесканальных трубопроводах предель- ные расстояния L назначаются по расчету с учетом действия сил трения в грунте, пре- пятствующих температурному удлинению труб (см. ниже). Неподвижные опоры делятся на кон- струкции неразгруженною и разгруженного типа. К первым причисляются опоры трубо- проводов с сальниковыми и волнистыми компенсаторами, на которые передаются осе- вые силы Р от внутреннего давления тепло- носителя большой величины: Р = nD^p/4. К разгруженным относятся опоры трубопро- водов с П-образными компенсаторами и са- мокомпенсирующиеся, для которых Р — 0. Конструкции неподвижных опор норма- лизованы и приведены в альбомах МВН 1324-56 и МВН 1326-51 Большое распростра- нение 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 конструк- ция щитовых неподвижных опор, в которой грубы защищены от коррозии, приведена в [159] На рис. 11.3 приведены типовые рас- четные схемы компенсации температурных 172 Схема 1 Условные овозниченчк —— но Неподвижна* опара —tx— Задвижка —СЕ— Сальниковый кимнеш шпор —П П-образный кимпгш атар Рис 113. Типовые р.п че i hi it < х< мы гои определения сил, дет i нуюши« нн шлю цшж- ные опоры расширений теплопроко юн i oi рп< 'n in кон- струкций Опор, ytl.liion НЧ111ЫХ 11 1 НЧМ1Х А, В, С. Знаки « + » и » >• 1 отih к niyioi режимам нагрева п in ох ы* и пни нчоюпро- ВОДОВ, Ц И 12 — ДЛИНЫ 1)0 11.1111'1 I» 11 МГ1Н.НЦЧ о участков, Dj, D2 наружные пшм« ipi.i i руб на смежных участках / и ’ I’m че i i и i про- изводится при нестационарном р< жпмс рнбо- ты (при закрытых задвижках и < ну» кг поды из участков и /2), при коюром < и па Р, передаваемые на опоры, юииыин мнкси- мальной величины. В расчетных формулах лапы onia, дей- ствующие на опору В Си на и опорах -I и С определяются в зависимое in oi компенса- ционных характеристик примыкающих к ним участков по аналогичным форму ым Приве- денные семь основных схем компенсации исключают необходимость расчеюн по ва- риантам схем компенсации [10<>|
Для расчета схемы I (рис. 11.3) приме- нима формула ±Р = ±0,5Рк + p ~(Dl - £>f). (11.16) Для схемы II максимальная сила дей- С1вует при закрытой задвижке и спуске воды (охлаждение участка /J, Р=^-+Рк. (11.17) Для схемы III ±Р = ~^L+ql>P± Рк. (11-18) 4 Для схемы IV tP= ^{D22- D2) ± 0,5Рк ± - к). (11.19) Для схемы V: при Hai реве Р = —— Рк — Рч — дц(/2 +/3); 4 (11.20) при охлаждении Р = ^^2 — Рк + Px + qp.(l2 + l3). (11.21) Для схемы VI: при нагреве р = ер>1 + w/, -рк-р. (11.22) pnD2 , при охлаждении Р = -—-— + Рк + 4 + Р,+№~-- (11.23) Для схемы VII с углом поворота сила Р направлена по биссектрисе у1ла а, « + » при нагреве, «- » при охлаждении ±О.5РК±^6, - -М + \ 2) 4 sin р. Р = (11.24) Здесь и везде р — давление теплоносителя; ц — весовая на! рузка на 1 м длины тепло- провода; ц - коэффициент трения, равный 0,3 для скользящих опор и 0,05/г для катковых опор (г — радиус катка, см); +РК — сила зре- ния в сальниковых компенсаторах (см. ниже забл. 11.4, 11.5); Рх--сила упругого отпора П-образно! о компенсатора. В бесканальных теплопроводах вместо дц действуют силы трения Ртр, определяемые из опыта [128] — см. табл. 11.9. В рассмотренных схемах сальниковые компенсаторы могут быть заменены на гиб- кие, П-образные или другой конфигурации. В этом случае в расчетных формулах сле- дует приравнять нулю выражения: <2*1 „£^1, (11.25) 4 44 а силу трения в сальниковых компенсаторах ±РК заменить на силу ynpyioio отпора гиб- ких компенсаторов Рч, см. разд. 11.6, формулу (11.31). Сила трения в сальниках Рк, кН, может быть определена Рк = — (Ц.26) где Dlt — наружный диаметр стакана (патруб- ка) внутри корпуса компенсатора, м; / — площадь сечения набивки сальника, м2; и — число болтов для затяжки сальника; ц — ко- эффициент трения, ц = 0,15 для асбестового шнура, ц = 0,35 для резины; 8 — высота слоя набивки, м; 4 кН — максимальное усилие затяжки болта гаечным ключом, см. [134]. Для компенсаторов Dy 500 мм сжатие набивки можно принимать равным гидроста- тическому давлению теплоносителя. В типовых расчетах можно пользоваться следующими усредненными величинами Рк: £>у, мм 150 200 250 300 350 400 500 Рк, кН. . . 23 23 24 27 31 39 59 Ру, мм 600 700 800 900 1000 1200 1400 Рк, кН. . . 71 81 90 100 НО 130 150 Напряжение в сзенках корпуса сальни- ковых компенсаторов от давления теплоно- сителя рассчитываегся по формуле (11.4). Диаметр и количество болтов грунд- буксы (уплотняющих набивку сальников) на действие растягивающей силы Р определяют по формуле (11.5). Возможность вырывания подвижных ста- канов из сальниковых компенсаторов (в слу- чае нарушения прочности неподвижной опо- ры, установленной на трубопроводе) исклю- чается только при условии приварки к ста- канам предохранительных колец. Прочность колец и сварных швов на действие силы Р проверяют по формуле (11.5). 11.6. Расчет П-образных компенсаторов П-образные компенсаторы находят при- менение в тепловых сетях; подземных и надземных. К их преимуществам относятся: пт
Рис II I I' и 'it шин схема П-образных компенса iopui. н ючке О — начало осеи \ и । и ючкс S с координатами ih шд . р...... Щ ч<Н нН длины прямых участков небольшие усилия, in pt 1ai1.wMi.1c на не- подвижные опоры, он \ к инн необходимости обслуживания, бо и.in i>i компенсирующая способность. К недостачах....н>< инн большие габа- риты; увеличешн । и чыичпчечких сопротив- лений ТеПЛОПрОНо I' 'К V К 1|Ю40И1ИС стоимости теплопроводом и мн iii'icinir пн них метал- лозатрат h.i ' , В pawn । и no HoHipi.iM определяются ..и । нт uOiioci ь и размеры П-обра ни।' । 'Min in ntopoii, наибольшим pac- npoci pain inn м non. lyeiiM меюд, известный not iiiihiiiHiM Mrio/iii «упругого центра» [Р.Ч Hl| koli.pl,11| понюняет с большой ................ Klipe ICUI1 11. силы Px упругого oi nop.i koMiu и. ii ।ирон, пн ибаюшие моменты н напри♦ сипи и и ибн nh Ирк pni'icir обе неподвижные опоры, \< । анон iriiin.ic ио концам рассчитываемого viKikii । pviMHipoiio'ia, рассматриваются как ♦ct । ко hi ic IUIIIII.IC, в которых невозможен i noun ini.ul iiniiopoi сечений трубопровода. Ilnoi in i ih упрощения расчетных фор- му । in xu пн iti допущения о возможности сиобп nioi и попорота сечений (шарнирное опирание), при котором изгибающие мо- меппл в опорных сечениях предполагаются равными ну по В дейс1вительности этого не происходит Расчс! ы показывают, что ошибка в сторону уменьшения сил и напряжений изгиба при ном може! достигнуть 1,5 — 2-кратной величины Нередки случаи, когда П-образные ком- пенсаторы принимаются с излишне больши- ми размерами вылета, что приводит к неоп- равданному перерасходу труб на их изготов- ление (например, в расчетах заниженное до- пускаемое напряжение ск = 80—100 МПа) С достаточным запасом прочности и на- дежности расчет П-образных компенсаторов можно выполнить, принимая в качестве до- пускаемого изгибаюип! I I I I I | Ч| 4 < II II. М I III ак = 0,7К 'ч ill Л) Отсюда ак = 160 Mila । in i-u in. in aiu|hih из сталей 10Г2С, BM( i '< n < । *. n IIMt i kit и ak= 120 МПа ця u.i uu I" 'ii < i '• u При определении , ....... in v'iiiim- ваться напряжение ihiih.i >ч ih • uhuii пи* грузки. Для компенса i upon н < ip\o ^500 мм ак можем inni \n< hi н пн пи 10% Для паропрош» юн ' иннппгм не более 2.5 МПа и icmih р < । хр-ш iu ИО ’(’ допускаемые напряжении . июннин н н< — = 80—100 МПа Компенсаторы itiioinn ни >n .i. । hv ii.imh отводами с радиусом .... । /* l’ 3l а также co сварными ninuii <u in. .имен тов) c R = Dh, 1.5£>„ и ’/» и । kpviunii нутыми штампованными "in....ми Широко применяюнч ।..м.п in ,i.иры ui складчатыми (полурпф....мн) "inn тми, которые имеют на ’’О иi н «и»ую компенсирующую cikkoiuhh и и м i 1.1 тис отводы Расчетная схема кимшн. lu.p.i приве- дена на рис 11.4 ......... н и и . iii.uiiii- ления координат ynpvioiu и. in pi u i, Вследствие симметрично. । и \np\inn ш nip s лежит на оси у, поэюмх о В расчетах учитываем я <<«ip и i .iiiur inti кости изогнутых учашкои (<ч i»<> юн) ни (Си- рии Кармана (коэффицисн i / <м uumc) 111 28) где Lnp — приведенная пипа .пн компенса- тора, м: Lnp = ^2п + 2т + /> । ) К (I I 29) Значения шил ясны из pin I I I
Рис 11.5. Эпюра изгибающих моментов щие прямых участков (mR = pR = 0), рассчи- тываются по более простым формулам: IR3 ( 19.7 = ^ 9,42--^- к V кп + п (11.34) 9,42 - Далее вычисляется момент инерции упру- гой линии оси компенсатора относительно оси м3. М. Максимальный макс. Н ' М, 3,14 кп + тс МКЕ1к_________ (кп + 3,14) J изгибающий (11.35) . (11.36) момент J -Г9.42 , XS~L к 10,28m к 3,14m2 к + 0.67m3 + М = Р 'мМЗКС 1 : Ps- 3,14R кп + 3.14 (11.37) + 2m2 + 2m + р(m + 2)2 R3 — Д|ру2. (11.30) Сила упругого отпора компенсатора Рх, Н, рх=^Е1 (И-31) здесь Д/к — расчетная компенсирующая спо- собность, м; Е — модуль упругости стали с учетом температуры, Н/м2; I — момент инер- ции поперечного сечения трубы, из которой изготовляется компенсатор, м4 *. Максимальный изгибающий момент дей- ствует в верху компенсатора (на прямом участке в месте начала изгиба) (рис. 11.5) Ммакс = РЛН-У'), (11.32) где Н — вылет компенсатора. М — изгибаю- щий момент в сечении на стыке с трубо- проводом, обычно в 2 — 3 раза меньше. Для компенсаторов, укладываемых бес- канальным способом (например, с тепловой изоляцией гидрофобными засыпками или тугоплавкими битумами), свободный изгиб прямых участков в поперечном направлении сильно затруднен или вообще невозможен. Поэтому в уравнении (11.29) 2nR =0, откуда следует: Lnp = (2m + P + ^\R. (11.33) \ к / В результате уменьшения L,ip сила Рх возрастает на 30 — 40%, а компенсирующая способность уменьшается на 10—12%. Омегообразные компенсаторы, не имею- Коэффициент Кармана для гнутых отво- дов определяется по формуле к = при h > 0,3, (11.38) 10+12/г2 где h = R8/r2p — параметр; R — радиус гнутья отвода; 8 — толщина стенки трубы; гср — ра- диус поперечного сечения трубы (по середине толщины стенки). Для сварных и коротко- загнутых штампованных отводов (по иссле- дованиям ВНИИСТ) коэффициент Кармана определяется по формуле к = /г5/6/1,52, (11.39) где /r = RA%2P; Яэ= ^(1 +ctga); (11.40) * В формулах (11.28) - (11.30) и ниже р означает коэффициент пропорциональности длины прямых участков, а не давление теплоносителя. 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 = 1 Г. Необходимо указать, что в некоторых руко- водствах по теплоснабжению для сварных отводов необоснованно принято к = 1, что значигельно 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 ть зависящий от пара- метра h- Параметр h......... 0.5 0,3 0,15 0,10 0.07 0.05 Коэффициент М| . . . 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Более точно Ш] можно определить по формуле: для гнутых отводов mt = 0,84/1/Х2; (11.41) I7S
Таблица 11.3. Типоразмеры компенсаторов по рис. 11.6 Дна 1'Р Dy, ММ метр уб Dlt. ММ /7, м Ь. мм С, ММ (/. мм (\ мм J. мм Л, мм /, мм L. м Д/к, мм Примечания 50 51 0,6 0,8 1,0 1.2 1200 1200 1200 1200 500 500 500 500 200 400 600 800 100 100 100 100 150 150 150 150 200 200 200 200 314 314 314 314 2,05 2.45 2.85 3,25 50 70 100 120 L — выпрям- ленная длина компенсатора 100 108 1,2 1,6 2.0 2,4 2600 2600 2600 2600 1100 1100 1100 1100 300 700 1100 1500 200 200 200 200 300 300 300 300 450 450 450 450 707 707 707 707 4,28 5,02 5.82 6,62 100 150 250 280 Д/к — компен- сирующая способное! ь, при условии предваритель- 125 133 1,5 2,0 2,5 3,0 2970 2970 2970 2970 1310 1310 1310 1310 •440 940 1440 1940 250 250 250 250 300 300 300 300 530 530 530 530 832 832 832 832 5,08 6,05 7,05 8,05 100 180 260 310 ной растяжки при монтаже на Л/к/2. Допускаемые рабочее давле- ние до 2 МПа, 150 159 1.8 2,4 3,0 3,6 3520 3520 3520 3520 1560 1560 1560 1560 540 1140 1740 2340 300 300 300 300 350 350 350 350 630 630 630 630 989 989 989 989 6,0.3 7,23 8,43 9,63 120 220 280 350 itMiiepa । ура до 200 С ,’00 2 19 2,4 3,2 4,0 4,8 4600 4600 4600 4600 2100 2100 2100 2100 700 1500 2300 3100 400 400 400 400 400 400 400 400 850 850 850 850 1335 1335 1335 1335 7,94 9,64 11.14 12,74 160 240 350 420 ?5о 27 1 3,0 4,0 5.0 6,0 5500 5500 5500 5500 2500 2500 2500 2500 1000 2000 3000 4000 500 500 500 500 500 500 500 500 1000 1000 1000 1000 1571 1571 1571 1571 9,78 11,78 13,78 15,78 200 310 400 600 300 325 1.6 4,8 6,0 7.2 6800 <i800 6800 (>800 3100 3100 3100 3100 1100 2300 3500 4700 600 600 600 600 600 600 600 600 1250 1250 1250 1250 1963 1963 1963 1963 11.85 14,25 16,65 19,65 260 400 500 680 350 377 4,2 5,6 7.0 8100 8100 8100 3700 3700 3700 1200 2600 4000 700 700 700 700 700 700 1500 1500 1500 2355 2355 2355 13.92 16,72 19,52 320 470 640 400 427 4,8 6.4 8,0 9600 9600 9600 4400 4400 4400 1200 2800 4400 800 800 800 800 800 800 1800 1800 1800 2827 2827 2827 16,10 19,30 22,50 300 4)0 600 500 529 6,0 8,0 10,0 11000 11000 11000 5000 5000 5000 2000 4000 6000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 2000 2000 2000 3142 3142 3142 19,56 23,56 27,56 350 500 650
Рис. 11.6. Схема типоразмеров П-образных компенсаторов с гнутыми отводами 'Iтя сварных отводов wj =-- 0,9//i0-67. (11.42) Напряжения изгиба на изогнутых участ- ках компенсаторов следует определять по формуле gk = wi^’ (11.43) ите М определяется из уравнений (11.32) — (11.37). При проектировании тепловых сетей нет необходимости рассчитывать каждый из уста- навливаемых П-образных компенсаторов по вышеприведенным формулам. Это может потребоваться только при проверке проч- ности и компенсирующей способности ком- пенсаторов с заранее заданными размерами и ни при выборе их наиболее рациональ- ной 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 свар- ными отводами. В табл. 11.8 содержатся технические ха- рактеристики труб и отводов. В магистральных трубопроводах боль- шой проз яженности возможно снизить гидравлические потери при циркуляции теп- лоносителя заменой П-образных компенса- торов на L-образные, которые имеют в два раза меньшее местное гидравлическое сопро- тивление. При этом также уменьшаются тру- дозатраты на изготовление сварных отводов компенсаторов. Увеличение затрат .металла (груб) на изютовление L-образных компенса- торов не превышает 10—12%. Расчетная схема компенсатора представ- лена на рис. 11.7. Координата упрут ого центра м, _R (0,85 + 1,1m) + R(m + />)(0.58+ 0,7m) ys _ _ , 3,14 „ 2« -I-------h 2т + р к (1 1.44) Приведенная длина оси Z^p, м, Lnp = 2nR + — + 2mR + PR. (11.45) к Статический момент инерции Ixs, м3, (О 77 \ 0,4 + + /с / + т/?3(0,16 + — | + 0,37 — + к ] к + PR3 (0,58 + 0,7m) - Lnpy2. (11.46) Максимальный изгибающий момент Ммакс, Н м, Ммакс = Р. (0,lmR + 0,58/? - ys), (11.47) где Рч = A/K£///Xs. Компенсационное напряжение изгиба на изогнутом участке, в вершине компенсатора М ак + т, — К 1 W величина ок приведена выше. Напряжения изгиба от сы компенсатора в данном ваются. собственной мас- ел у чае не учиты- Рис. 11.7. Расчетная схема L-образных компенсаторов
Таблица 11.4. Осевые силы Рк, кН, для П-образных компенсаторов с гнутыми отводами при Д/к = 1 см Выле г компен- сатора Н. м Условный диаметр труб, мм Примечания 80 100 150 200 250 300 400 SQO 1,5 0,3 0,6 0,9 2,0 Приведенные в таблице вели- 2,0 0,18 0,3 0.6 1,8 3,0 чины Рк следует умножить на 2,5 0,1 0.2 0,4 1.0 2,0 3,0 расчетную величину удлинения 3,0 0,08 0,12 0,25 0,6 1,2 2,0 3.0 трубопровода А/к, см 3,5 0,10 0,20 0,5 0.9 1,4 2,0 3,0 4,0 0,08 0,15 0,3 0,7 1.0 1,8 2,2 5,0 0,05 0,10 0.2 0,4 0,6 0,9 1,4 6,0 0,12 0,25 0,4 0,6 0,9 7,0 0,10 •0.20 0.3 0,45 0,6 8,0 0,08 0,15 0,2 0,35 0,5 9.0 0,05 0,10 0,18 0,25 0,35 10,0 0,08 0.12 0,2 0,30 Таблица 11.5. Осевые силы Рк, кН, для П-образных компенсаторов со сварными отводами при А /к — 1 см Вылет Условный диаметр труб, мм компен 200 — 250 Примечание ел ора //, м 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 4 0,35 1,1 0,7 2,0 2,5 6,0 Приведенные в 5 0,20 1,1 1,5 3,0 4,0 таблице величины 6 0,15 0,45 0,75 1,0 2,0 2,5 3,0 4,0 Рк следует умно- 7 0,10 0,3 0,5 0.7 1,4 1,8 2,1 з,о 4,0 жить на расчет- X 0,22 0,38 0,5 1,1 0,8 1,3 1,6 2,2 3,0 4,5 ную величину уд- 9 0,18 0,30 0,4 1,0 1,2 1,6 2,5 3,5 линения трубо- 10 0,12 0,22 0,35 0,6 0,8 1,0 1,3 1,8 3,0 провода Д/к, см 1 1 0,25 0,5 0,65 0,8 1,1 1.6 2,4 12 0,20 0.4 0,5 0,7 0,8 1,5 1,8 13 0,18 0,35 0,4 0.5 0,7 1.0 1,6 14 0,30 0,35 0,45 0,6 0,8 1,3 |5 0,25 0,3 0,40 0,5 0,7 1.2 Таблица 116 Компенсирующая способность Д/к, мм, П-образных компенсаторов с гнутыми отводами Выле1 компен- сатора Я, м Условный диаметр труб, мм Примечание S0 - 80 100 150 200 — 250 300 400 500 1,5 НО 140 Составлено при стк = 160 МПа с уче- 2,0 250 250 160 150 160 140 том предварительной монтажной рас- 2,5 330 280 320 180 тяжки компенсаторов на 50% рас- 3 400 350 280 250 200 170 140 четного температурного удлинения 3,5 500 450 350 300 250 200 170 трубопровода 4 500 420 350 310 250 200 5 550 450 400 320 260 6 600 500 410 350 7 600 500 400 8 600 500 9 570 10 650
Таблица 11.7. Компенсирующая способность Л/к. мм, П-образных компенсаторов со сварными отводами Вылет компен- са гора Я, м Условный диаметр труб, мм Примечан ие 200 — 250 300 400 500 600- 800 900 — 1200 4 160 130 100 Составлено при <тк = 160 МПа с уче- 5 220 170 140 том предварительной монтажной рас- 6 270 220 180 160 тяжки компенсаIоров на 50% рас- 7 350 260 220 190 180 четного гемпературного удлинения 8 400 310 260 230 200 180 трубопровода. 1. е. на А/,/2 9 360 300 260 230 200 10 400 350 300 270 230 11 380 330 300 260 12 370 330 300 13 420 370 320 14 400 370 15 400 11.7. Расчет трубопроводов на самокомпенсацию температурных расширении Трубопроводы, самокомпенсирующиеся за счет собственной i ибкости, находят самое широкое применение в проектировании и строительстве тепловых сетей. Участки тру- бопроводов с самокомпенсацией наиболее надежны в эксплуатации, не имеют утечек теплоносителя и не требуют регулярного 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 А/, между отдельными участками, что перемещения труб, усилия и напряжения в них не будут превышать допустимых заранее заданных величин. Наибольшее применение имеют следую- щие самокомпенсирующиеся схемы трубо- проводов: плоскостные Г-образные с прямым или тупым углом поворота, Z-образные с тремя расчетными участками, пространствен- ные Z-образные схемы с тремя участками, расположенными в трех различных плоскос- тях (применяются только в пределах ко- тельных, бойлерных, насосных перекачиваю- щих станций). Для расчета компенсационных напряже- ний и усилий ниже использован извест- ный метод упругого центра, детально рас- смотренный в [128, 134]. Г-образная схема (рис. 11.8) получила наиболее широкое применение. В приведенных ниже формулах /, и 12 — длина прямых участков, R — радиус изгиба отвода, ys и xs — оси координат с началом н г очке s — упругом центре, xs и у„ м,— координаты центра упругости в системе .х, у с началом координат в точке В [134]: о 2 0,57 — + 0,5/i + l2R ys =-------к---------------. (ц.48) ^пр n2 0,5/f + l,R + 0,5--- xs=--------------------(11.49) ^np где приведенная длина оси Lnp, м 4, = /,+/2 + 1.574, (11-50) к момент инерции осевой линии Ixs, м3, относительно оси xs: Ixs = 0,354^ + 4 + l22R + l2R2 - Lnpy2s; К J (11.51) момент инерции осевой линии Iys, м3, относительно оси ys; /3 d3 iys = ~ + Hr + hR2 + 0,35 - ьпрх2 3 к Рис. 11.8. Расчетная схема Г-образных само- компенсирующихся трубопроводов
центробежный момент инерции осевой линии lxys, м3, относительно осей х, и г, рЗ /xys = 0,07- -LIipx ч (1154) к Силы упругого отпора 1\ и Р,. II р = ± Л/'1" J (|| 54) I 1 - Г- * Х5Л у& 1 X I S р = S) । те Д/у — температурное х i шпини' участка /. в направлении оси т м А/, тсмпера- । vpnoe удлинение участка /, и направлении оси х, м. Изгибающий момип в сечении А MA = PAh I К '>1 1\У>, (11 56) в сечении ( Mc~P.il । К г,) - Pyxs, (11.57) в сечении Н МВ=РА\. о "•/<) । J\(xs-0.29Р). (11.58) Коми> in .iiinoiiiioc напряжение изгиба ак на прямом s'lmikc crK = M/W, II.I II ИН ИХ I ом стк = MBmJW. Формулы (11.48) —(11 58) дают возмож- ное и. ЮЧНО1 о определения компенсационных напряжений в Г-образных схемах с прямым yi 1ом. Более сложный расчет Г-образных схем с тупым углом приведен в [128, 134]. Расчеты по формулам (11.48)-(11.58) по- казывают, что максимальные из1ибающие моменты и напряжения действую! в сечениях А и С более короткою участка в спучаях, когда 8 > п 2 при любом соотношении п/р (см. рис. 11.8), где n — li/R: р = 1,/R. На изогнутом участке в сечении В напря- жения 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 от 10 до 20. Учитывая, что по теории Кармана на изогнутых участках труб изтибаюшие напря- жения увеличиваются по сравнению с пря- мыми участками, следует проверять проч- ность в сечении В по формуле ак = Мвпц/№, и в тех случаях когда Мв меньше, чем МА или Мс- Для трубопроводов Г-образной конфигу- рации с длинными прямыми участками, Рис. 119. Расчетная схема Z-обратных самокомненсируюшихея трубопроводов дополнительную гибкость отводов можно нс учитывать, если или 12 больше (10 1 о А’. I. с. принять R = 0, к = 1, го! да форм\ ни (11.48). (11.58) существенно упрощаются (,’25Я;,И.59)/ ТГ ! 3 (I I 60) /„--' 3 1 0,25м2/^ - - ; (11.61) х\ СИЛЫ РЛ И l\ 1Н.1Ч1Н 11ИОЦЯ (11.54), (1155) Мам iiM.i ii.iii.iii п = 12/1\. где по формулам изгибающий момент на вено ишкипи опоре корот кот о плеча МА = PxVi - р, (/, х,) 11164) Расчет Z-образного самокомпеш прую- щетося теплопровода (рис 1110ооич i н>*сц Первоначально опре тс 1ятон я м»>|> пш.пы упругого центра. 0,5/]-0^4 К II. /,) Л,г -,14К 4 1,57 ~12 4О.з/' I н I / /, , ’/</, к к , I 1 I 66) т те /-up — 11 + I) + I1 I 1 I 1 11 1 67) за тем 1Х, = 4.7 R- + 5,14/, f 1 з/ К/' । 1 /! । к к - к т 4- l22R + i2R2 + r2i2 4- 4RI,P I .1/С/, (I I 68) Л, = -*/1 +у/з +Rli + К/l I A’ (/, I /,) + № 4-0,7----(1169) К
2 - (l2 + 2R)(0.5/1 + /,/?)- LapxsyF (11.70) Силы Px и P, определяются по форму- лам (11.54), (1155) Максимальные изгибаю- щие моменты, еспи /,>/]. действуют в се- чении на прямом у час । ко M/=P)(/3-(-/? — xs) — -Рх{12 + 2R -у,); (11.71) на изогнутом М/ /’, (х, + R) — Рх х *-(/2 + 2R — ys). (11.72) В случаях, когда l3 < /ls максимальные изги- бающие моменты депо пуки в сечениях I и С МА =Pxys- P'lh I R - xj; (11.73) Л/с = Px.vs -/\ (г, R). (11.74) Дня симметричных /-обрашых схем при /, /, с длинными прямыми учашками и при R 0, А = 1 формулы (11 65), (11.70) сущест- венно упрощаются: (11.75) ',. = 2/3/?; , (11.76) где и * l2/li- Силы Рк, Р, определяются по формулам (11.54), (11.55). в коюрых А/х — темncpiHурное удлинение чнух участков /j равной длины, А/у — удлинен не участка /2. ( у шественная экономия i руб и сокраще- ние । рудовых затрат на мои шжно-строи- le п.ные работы для теиновых магистралей ооиыпого диаметра oi инородных ТЭЦ и томных станций теплоснабжения (ACT) с прямыми участками бопыпой длины, про- кладываемых надземным способом, могут быть получены при испоныовании зигзаго- образной самокомпспснрующейся схемы [160], представленной па рис 11.10. Неподвижные закрепления труб располо- жены в точках пересечения осей трубопро- водов (зигзагообразных) с осью трассы. Компенсация температурных удлинений осуществляется за счет свободного перемеще- ния труб на углах поворота. Данный способ испытан и находит прак- тическое применение в строительстве ма- гистральных надземных i азопроводов, про- кладываемых в районах Крайнего Севера. Осевая компенсационная сила, переда- ваемая на неподвижные опоры, определяется из уравнения ЗсомрЕ/о^ (1|77) f * 1де ф — угол на пересечении оси трассы с осью теплопровода (рис. 11.10); f — расстоя- ние крайних точек (вершин углов поворота) от оси трассы, м; а — коэффициент линейно- го удлинения для стали. Максимальный изгибающий момент дей- ствует в угловом сечении: Ммакс ~ Р к/ Максимальное температурное перемеще- ние трубопровода на углах поворота, направ- ленное перпендикулярно оси трассы, А/ = /(L, + AL)2 + (д)2 (11.78) где Lj — длина участка от неподвижной опо- ры до угла поворота, м; L— расстояние между неподвижными опорами по оси трассы, м. Для расчета компенсации трубопроводов большого диаметра (Dv = 10004- 1200 мм) рекомендуются следующие исходные вели- чины: 200 м; f = 84-10 м, угол ср определяется из прямоугольного треугольника со сторо- нами: L15 L и f; для Dy = 1400 мм L = = 200 м, f = 10 4- 12 м. Окончательную пригодность предвари- тельно принятых при проектировании раз- меров прямых и изогнутых участков само- компенсирующихся трубопроводов следует проверять после определения сгк по вышепри- веденным формулам, полученным из условия Рис. 11.10. Расчетная схема зигзагообразного самокомпепсирующе! ося iрубопровота
Таблица 118 Техническая характеристика труб и отводов тр труб ;тр труб диаметр iруб । грубы мм я стенки см2 Момент инерции 1 см4 Ж X X и г* ладких отво сварных от h = — Коэффициеш Кармэна А Ко >ф фициснг концснт рации напря жсний т\ 'ер и 2 Ct X 2 Ct X ьс X W X X у о ж X ч X у у и 3 >х я 2 ® 5 О г X X 5 Ct X X х 2 Q. г >т X Ct X X 5 и о лощадь о У 2 2 <> диус гн; в R мм 2 >х is 1Я гнуты: гводов — 4£>у м 1Я CBdpHI 1 BOJOB ms о Ж 03 X 2 о о ж оз 3 I о С П 2 S £ S о и ц Г Г a cj н С ct о 0- £ о >> 03 5 5^ Г- С o' н *3 1 о Н о Н о 50 57 51 3 5 1 18 6 6 5 230 0 95 0 57 0 9 __ 70 76 70 3 6 8 45 9 12 1 300 — 0 71 0 п 1 1 — 80 89 82 3 5 9 4 84 18 9 360 0 69 1) 1 1 1 — 100 108 100 4 0 13 1 177 32 8 430 150 0 64 о ix 0 V) 0 15 1 2 2,6 125 133 125 4 14 337 50 8 530 175 0 51 0 17 0 ч 0 15 1 4 2,7 150 139 150 4 5 22 652 82 640 200 0 48 0 15 0 ’Ч 0 1 3 1 5 29 200 219 207 6 40 2279 208 870 250 0 46 0 14 0 ’’К 0 12 1 5 3 250 273 261 6 50 3 4484 328 1100 300 0 43 0 12 0 л 0 11 1 6 3 3 250 273 239 7 58 5177 380 1100 300 0 43 0 Г 0 ч 0 II I 6 3 3 300 325 313 6 60 1 7647 470 1300 350 041 0 1 1 0 5 0 I 1 6 3 5 300 325 309 8 80 10 000 616 1300 350 0 41 0 ( ( 0 75 (1 I 1 6 3 5 350 377 359 9 104 17 600 935 1400 400 0 3 0 1 (1 тт (1 1 1 7 3 7 400 426 412 7 88 20 300 955 1700 450 0 23 0 06 0 14 0 07 2 4 50 400 426 408 9 117 >5 625 1203 1700 450 0 23 0 06 0 14 0 07 2 4 5 44) 478 464 7 100 28 700 1200 1900 500 02 0 06 0 1 7 0 07 2 6 5 450 478 462 8 118 32 608 1364 1900 500 0 2 0 06 0 12 0 07 2 6 5 500 529 513 8 131 44670 1685 2100 550 02 0 05 0 13 0 06 2 5 5 8 500 529 511 9 147 49 720 1880 2100 550 0 2 0 05 0 13 0 06 2 5 5 8 600 630 614 8 156 75 600 2400 — 650 — 0 06 0 06 — 5 8 600 бзо 612 9 176 84 600 2690 — 650 — 0 06 0 06 — 5 700 720 704 8 190 113 100 3150 — 750 — 0 05 — 0 06 — 5 8 700 720 700 10 223 140 500 3920 — 750 — 0 05 — 0 06 — 5 8 800 820 802 9 229 188 600 4600 — 850 — 0 05 — 0 05 — 7 800 820 798 11 279 228 631 5576 — 850 — 0 06 — 0 05 — 7 900 920 902 9 258 267 300 2811 — 950 — 0 05 — 0 05 — 7 900 920 896 12 342 352 640 7666 — 950 — 0 04 — 0 05 — 7 1000 1020 1000 10 317 404 740 7936 — 1050 — 0 04 — 0 05 — 7 1000 1020 996 12 365 482 800 9467 — 1050 — 0 04 — 0 05 — 7 1000 1020 992 14 442 557 457 10930 — 1050 — 0 04 — 0 05 — 7 1200 1220 1198 11 417 762 883 12 606 — 1150 — 0 04 0 05 — 7 1200 1220 1196 12 465 834 200 13 630 — 1150 — 0 04 0 05 — 7 1200 1220 1192 14 530 960 594 15 747 — 1150 — 0 04 0 05 — 7 1400 1424 1400 12 531 1 316 000 18 540 — 1450 — 0 04 0 05 — 7 1400 1424 1396 14 618 1527230 21 510 — 1400 — 0 04 0 05 — 7 1400 1424 1388 16 706 1 740 000 24 520 — 1450 0 04 0 05 — 7 прочности при одновременном действии всех нагрузок В общем виде это условие выражено следующим уравнением Г- + (1179) где /?2 — нормативная величина (см выше) Рк — сила трения в сальнике компенсатора Мь — изгибающий момент от весовой на- грузки Мк — изгибающии момент от компен- сации температурных удтинений О] — нап ряжение от внутреннего давления по формуле (113) W— момент сопротивления попереч- ного сечения трубы (ибл 118) Для возтушппх (hi исмных) прокладок следует toiioiiiiih .. v штывать изгибаю- щее напряжение в трубах от ветровой нагрузки действующей в горизонтальной тоскости Расчеты на самокомпенсацию простран ственных схем трубопроводов значитегьно с южнее так как требуют опреде гения боль шо! о котичества неизвестных ветчин си i, изгибающих и крутящих моментов Графики разработанные KDpiencouoM [149], позволяют упростить и ускорим рас- чет пространственной схемы сосюящеи из трех прямых участков Расчета я схема представлена на рис 11 И Пример расчета по графикам рис 1112 — 11 17 Заданы стедующие величины L) = 200 см, Ь2 = 300 см I , - 600 см
Рис II II. Расчетная схема пространствен- ного трубопровода из трех участков. Рх, Рг Рг — составляющие компенсационных сич в направлении л, у, z, Мху. Мх. — изгибающие моменты, M)Z - крутящий момент Рис. 11.13. График определения коэффициента Рис 11.12. График для определения коэф- фициента а и силы, Рх, действующей в пространственном трубопроводе 4 jj/Z. 7 ** ^2 • с L 7 Рис 11 14. График для определения коэф- фициента с и силы Рг 183
Рис 11 15 График для определения коэф- фициента и и крутящего момента Myz Рис 1116 График для определения когф- фициента v и изгибающею момента М xz Рис 1117 График для определения коэф- фициента и и изгибающего момента Мху £)н = 21,9 см Тоицина стенки трубы 3 = = 6 мм / — 2280 см4, F =17000 кН/см2, д/ = 400 °C Коэффициент температурно! о удлинения д = 12,7 10*6 Ось х паразгегьна Lix ось у паралле щна оси Ь2, ось — участку Е3 Требу- ется определить состав гяющие реактивной силы Рх, Ру, Р. изгибающие моменты Myz, Mxz и крутящий момент Мху По соотношениям а гины участков п2 = L2/L! = 300/200 = 1,5, и3 = Гз/Li = = 600/200 = 3 По графикам находим числовые значе- ния коэффициентов а = 0,34, b = 1,18, с — = 2,25, и = 1,2 г =1,8 w = 0,75 Далее определяем силы реакции р _(E/(xAt)a_(17 000 2280 12,7 10*6 400) L2t 2002 Х х 0,34 = 4,91 0,34 = 1,67 кН, = (ЕГхДг)/> = = } L2 р = = 4 91 2,25 = 11 кН L 184
Изгибающие моменты, действующие в сечении а (см. схему) _(Е7аДг)и _(17000-2280-12,7-10“6-400) * yz~ Ц ~ 200 х 1,2 = 984-1,2 = 1190 кН см; Мхг = = 984- 1,8 = 1770 кН-см. Крутящий момент, действующий в плос- кости ху .. (ElaAt)w М ,v =---------= 984-0,75 = 738 кН-см. У Ц Напряжение изгиба при компенсации температурных удлинений стк определяется по результирующему моменту: М = \/м£+1и1г = = ]/1 19О2 +777О1 = 2140 кН • см; 'к — МРН 21 2140-21,9 2-2280 = 10,2 кН/см2, или 102 МПа. Напряжение кручения ^кр МкуРл 41 738-21,9 42280 = 1,77 кН/см2, или 17,7 МПа. Суммарное эквивалентное напряжение от изгиба, кручения, внутреннего давления теплоносителя и сил реакции по условиям прочности, уравнение (11.79), не должно пре- вышать нормативную величину R2- 11.8. Расчет усилий, действующих в бесканальных трубопроводах Особенности расчета трубопроводов на компенсацию температурных удлинений и на прочность заключаются в необходимости учи1ывать 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 мо- нолитными теплоизоляционными оболочка- ми (армопенобетон, битумоперлит, пенопласт и др.). Указанное обстоятельство требует устройства каналов на углах поворота трас- сы и в местах установки П-образных компен- саторов. Ограниченной подвижностью труб в поперечном направлении в некоторых опреде- ленных пределах обладают бесканальные трубопроводы с засыпной теплоизоляцией — г идрофобный, сепарированный мел (протексу- лейт), асфальтоизол, что позволяет частично использовать для самокомпенсации темпера- турных удлинений труб угловые, бесканаль- ные участки трассы, т. е. получить 100%-ную бесканальную прокладку по всей длине трассы. Вследствие действия больших осевых усилий от трения в грунте во время на- грева и охлаждения трубопроводов сильно увеличиваются сжимающие и соответственно растягивающие напряжения в стенках труб и усилия, передаваемые на конструкции не- подвижных опор. В ряде случаев это обстоя- тельство требует увеличения размеров щито- вых неподвижных опор и усиления упоров, приваренных к трубам. Уменьшение осевых усилий достижимо при уменьшении расстоя- ний между компенсаторами, однако это уве- личивает общую стоимость тепловой сети и затраты бетона и металла. Чисто теоретически силы трения в грунте Ртр могут быть определены из уравнений: Pip = .?Vtg(p; (11.80) N = рНкРнп. (11.81) В формулах (11.80) и (11.81) р — объем- ная масса 1 м3 грунта; tg ср — коэффициент трения грунта; Н — заглубление до верха теплоизоляционной конструкции трубопро- вода, м; Рн — наружный диаметр теплоизо- ляции, например для цилиндрической обо- лочки из армопенобетона. Для изоляции из битумоперлита, в которой перемещения теп- лопровода происходят внутри оболочки, Рн равен наружному диаметру труб; п= 1,2- коэффициент перегрузки. Формула (11.81) справедлива для труб малого и среднего диаметра, для которых интенсивность вертикального давления i рун- тар = pH равна горизонтальному (боковому) давлению q. Для трубопроводов диаметром более 250 мм следует учитывать неравенство этих давлений, при этом N (И82) где р = pH — интенсивность вертикального давления грунта, отнесенная к 1 м длины трубопровода; q = р^Н + ^tg2(45 - ср/2) (11.83) — интенсивность бокового давления iрунта. Расчеты усилий трения по формуле (11.80) требуют знания значений р и <р, кото- рые изменяются в широких пределах в за- висимости от характера и рода iрунта (песчаные, глинистые, растительные, каме- нистые и др.), что в ряде случаев не пред- ставляется возможным. Более точно силы трения Ртр определяются непосредственными измерениями на действующих трубопрово iax IKS
и существенно различны для различных бес- канал ьных конструкций и материалов тепло- вой изоляции Существует зависимость между темпера- турным удлинением бесканального трубопро- вода А/, и перепадом температуры At т е разностью расчетной и монтажной темпера тур в режиме его нагрева ити охлаждения В начальный период нагрева ичи охлаждения температурные перемещения возникают только на небольшой длине теплопровода, непосредственно около компенсаторов С уве- личением температурного перепада Аг пере- мещения распространяются на всю длину компенсирующего участка L при этом темпе- ратурное усилие Р, которое равняется Р, = otEAzF (1184) становится равным силе трения Грр = РтрС, где а — коэффициент линейного температур ного удлинения для стали, Е — модуль упру- гости стали, F — площадь поперечного сече ния стенок трубы, L— длина участка трубо- провода от компенсатора до неподвижной опоры Дальнейшее увеличение Аг обозначаемой Агмакс, не вызовет возрастания температур- ных усилий и напряжений в стенках трубо- провода с компенсатором т е Р г = Ртр = a£AzMaKC — pTpL, откуда АГмакс = РтрЬ/Я-ЕР (11 85) 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 тру- бопровода не встречающего сопротивления трения определяемое уравнением А/( = otLAt (11 86) Кривая ОЬВ (с прямым участком БВ) представляет собой зависимость температур- ного удлинения от AtMaKC для трубопровода, которому противодействуют силы трения в грунте В точке Ь2 которая соолветствует перепаду темпералур AfMaKt уси ше Рг дости- гаел максимального значения которое с дальнейшим изменением температуры оста- ется постоянным На участке кривой ОБ удлинения трубопровода в зависимости от At происходят по квадратичной зависимости, так как A/t по закону Гука будет умень- шена на величину деформации, вызванной силами трения и определяемой уравнением А/тр = pTpL2/2EF (1187) Рис 11 18 График зависимой и температур- ных удлинений А/( и осевых сил Ртр для бесканальных трубопроводов Коэффициен! 1/2 в формуле (11 87) соот- вет слвусч линейному закону распределения сил (рения р]р по длине участка тепло- провода — ог нулевого значения (у компен- сатора) до максимального в конце участка у непо (вижной опоры И (менение длины участка L из-за изме- нения температуры на At с учетом проти- водействия сил зрения определяется А/, = LotAt - '’'Р13 (1188) 2EF откуда по известным (из опыта) A/f и At определяется расчетная интенсивность сил трения РтР = (1189) Из графика рис И 18 б следует, что при AtMaKC измеренная А/( меньше теоретической, определяемой уравнением (1186), на так на- зываемую недокомпенсацию (отрезок прямой Б2Бз на графике), которая составляет 50% теоретической величины (отрезок прямой ОБ.) На рис 11 19 представлено распределе- ние сжимающих осевых сил трения в беска- нальных трубопроводах с тремя различными вариантами установки сальниковых компен- саторов, соответствующее периоду нагрева при пуске при условии, что температурный перепад превышает значение AtMaKC, опреде- ляемое уравнением (11 85) Наибольшие усилия действуют в местах установки неподвижных опор Значительно 1R6
PL+Рк сП pL+P* Условные обозначения: —Gr— Сальниковый компенсатор н.о Неподвижная опора Рис. 11.19. График распределения сил Ртр в бесканальных трубопро- водах в зависимости от принято, о способа (схемы) установки компен- саторов: <i с односторонними компенсаторами; б — с «плавающими» компенсаторами, в — с двухсторонними компенсаторами меньшее усилие действует непосредственно V компснсторов. Определяемые по уравне- нию (1127) силы трения относятся к нор- ми 'П.но работающим компенсаторам, не имеющим перекосов и заеданий в грундбуксе. При перекосах осей компенсируемых участ- ком i рубонровода, вызванных неравномерной осинкой основания под трубами, неизбежно itoipiiciiiioi силы трения Рк, не поддающиеся |еорг1ическому расчету. 11ри полном отказе работы сальникового KOMiieiicti I ора возможно увеличение напря- жений в щенках труб до большой вели- чины. равной ±о, = аЕАг. Hi представленных на рис. 11.19 трех i *им преимущество принадлежит схеме с п 1П11И1О111ИМИ компенсаторами, для которой расчетная сила трения: Р = р — -"тр итр 2 будет в два раза меньше по сравнению с другими схемами. Если компенсаторы уста- новлены в середине расстояния между не- подвижными опорами по схеме рис II 19, б, то возможно в два раза уменьши11. Ерни- чество устанавливаемы^ компепса юров по сравнению со схемами рис II 1‘>,</ и в Суммарное (сжимающее) напряжение в стенках труб при беск.пы и.кой прок ia ikc определяется по у равнению (116) i таменоп сил трения в опорах oii.imii iрения в грунте Рц, Рекомендуема и р.п че i ним ни i гш iii>n< h i ь сил трения upiijie н-на и ьн> i I Г> Нрн COOIBCI Cl liyiOIHCM III.loop.. \ ii. ii । / i с
Таблица 11.9. Расчетная интенсивность сил трения грунта для бесканальных трубопроводов (при заглублении Я = 1 - 1,5 м) Наименование Условный диамсф груб Dy мм 100 150 200 250 300 350 400 500 600 700 800 900 1000 Наружный диаметр труб с теплоизоляцией армопенобе- тоном, мм 250 300 350 430 480 550 600 740 840 940 1040 1140 1240 Интенсивность сил трения для армопенобетона /?тр, кН/м 6.5 8 10 12 14 16,5 18,5 21,5 25 28 32 34 36 Интенсивность сил трения для засыпной теплоизоляции АР, кН/м 3 4,5 6 7,5 9,5 10,5 12 16 - - - - суммарное напряжение не должно превышать значения R2, которое зависит от наимень- ше! о условного предела текучести трубной стали с учетом механических свойств при- нятой марки стали Для трубопроводов с Dy 250-е- 300 мм выбранную по расчету на прочность длину участка следует проверить по условию сохра- нения устойчивости труб на продольный ин иб Проверка необходима на случай возможною аварийного отказа в работе саль- никовых компенсаторов. При этом резко нотрастают осевые сжимающие усилия, кото- рые moi ут достигнуть критической величины, вызывающей продольный изгиб. Кроме ука- танною случая, расчеты на устойчивость необходимы для намечаемого проектирова- ния бескомпенсаторных трубопроводов, в первую очередь для обратных труб. Потеря устойчивости (по опыту про- кладки подземных газо- и нефтепроводов) наблюдается на изгибах труб от темпера- турных напряжений как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, с выходом груб и! траншей и приподниманием выше уровня । рун га, особенно часто наблюдаемым на участках трассы, с укладкой трубопрово- дов на небольшой глубине (/7 = 0,54-0,7 м). Следует заметить, что устойчивость бес- канальных трубопроводов значительно выше, чем при канальной прокладке, за счет упру- гою противодействия окружающего грунта, которое должно учитываться в расчетах. Точность приводимых ниже теоретиче- ских расчетов устойчивости трубопроводов на продольный изгиб зависит, главным обра- | зом, от точности определения реактивного, упругого отпора окружающей трубу грунто- вой среды, К, Н/м2. Критическое осевое 1 усилие, вызывающее продольный изгиб при нагреве труб, определяется уравнением: Ркр = 2|/ЁЁК, (11.90) IRR где £ —модуль упруюсти стали, Н/м2; I — момент инерции поперечною сечения трубы, м4; К — реактивный oinop ipyma, Н/м2. Для слабых водопасыщспных фунтов К = 5-104 Н/м2, для песчаных средней плот- ности К = 105 Н/м2, для ПЛО1НЫХ. утрамбо- ванных грунтов К = 5- 10s Н/м2. При проверке устойчивости на продоль- ный изгиб в вертикальной плоскости по формуле (11.90) реактивный отпор учитыва- ется коэффициентом К2. При малых (в пре- делах Н = 0,7=1 м) за> дублениях трубопро- водов К2 = 2,5-104 Н/м2; при больших (Н = = 1,5 = 2 м) заглублениях К = 5 • 104 Н/м2. В случаях, когда Ркр < Р( = aEAtF, для увеличения устойчивости следует уменьшить расстояния Е, м, между неподвижными опо- рами, которые могут быть определены по формуле L = В бескомпенсаторном трубопроводе при нагреве действует напряжение сжатия, опре- деляемое из уравнения o( = a£At-^, (11.92) ' 45 2it2EI (И.91) где 5 — толщина стенки трубы; р — давление теплоносителя в трубах. По условиям проч- ности можно определить максимально до- пустимую при эксплуатации температуру нагрева труб, принимая ст, = R2; R2 + Р£вн_ Д'макс = ------Д-. (11.93) а£ В соответствии с расчетом для р = = 1,6 МПа, /?2 = 300 МПа в среднем Аймаке = 130 °C. Следовательно, при темпера- туре воздуха при монтаже —30 °C нагрев труб при эксплуатации может достигать t = = 100 °C, а при нагреве труб в период мои-
тажа до 25 ГС температура теплоносителя в трубах может быть увеличена до 150 "С. Условие устойчивости бескомпенсатор- НЫХ ТрубОПрОВОДОВ На ПРОДОЛЬНЫЙ И31И6 требует выполнения условия: Р, <РкР, (11.94) I Де Р] = Проведенные расчеты указывают, что это условие (с коэффициентом запаса 1,5 и более) выполняется для всех трубопроводов диа- метром 200 мм и выше. Трубопроводы диаметром 150 мм и меньше, нагреваемые на 100 °C и выше, требуют установки ком- пенсаторов. Глав а <) в е н адц а та я ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 12.1. Сравнительная экономическая эффективность капитальных вложений Показателем сравнительной экономиче- ской тффек! ивности капитальных вложений является минимум приведенных затрат. При- веденные затраты по каждому варианту прсдс1авпяют собой сумму ежегодных издер- жек производства (себестоимость продукции) и каши альных вложений, приведенных к одинаковой размерности в соответствии с ко ирфициентом эффективности. Приведенные затраты определяются по формуле. 3£, = ЕЧК(,+ И(/, (12 1) । де <, приведенные затраты по варианту а\ II lt еже! одные издержки производства по нирнашу а; Ка — суммарные капитальные взожения по варианту а и Ен — норматив- ный ко»ффипиент эффективности капиталь- ных ипожепий. Покапиели К и И могут применяться как в ночной сумме капитальных вложений и in в-ржск производства (себестоимости про- екции). <ак и в виде отдельных величин на единицу продукции. И» числа рассматриваемых вариантов, квждый hi коюрых обеспечивает получение о iiiiuiKoBoi о количества и качества продук- ции. наиболее экономичным следует считать iHipiiaiii / для которого 3, - мин. (12.2) l i чн капитальные вложения рассредото- тии.1 и*) юлам строительства и имеет место период временной эксплуатации строящегося <»|>|.|*к hi. ю сравнение вариантов следует ирон нощи 11> приведением затрат более позд- них лет к текущему моменту nyieM приме- нения коэффициента приведения: 3, = £н £ К,(1 4-£н„Г‘ + И, (12.3) т= 1 где К( — капитальные вложения в год t; Ен — нормативный коэффициент эффектив- ности капитальных вложений; £н п — норма- тивный коэффициент приведения разновре- менных затрат; t - год приведения затрат, один и тот же для всех вариантов. За год г рекомендуется принимать год начала экс- плуатации объекта, т — период строительства (временной эксплуатации). Значения норма- тивных коэффициентов эффективности капи- тальных вложений Ен и коэффициентов при- веденных разновременных затрат Ен п прини- маются в энергетической отрасли; Ен = 0,12 и Ен „ = 0,08. Определение капитальных вложений и ежегодных издержек производства в сравни- ваемых вариантах должно производиться исходя из сопоставимого уровня цен (стои- мостей) и равной достоверности исходных материалов. При выборе наиболее экономичного варианта магистральных, а также распреде- лительных сетей с тепловыми пунктами капитальные вложения на их сооружение должны определяться по сметам (см. гл. 27) Однако такой метод слишком i рудоемок. Поэтому, как правило, в этих случаях исполь- зуют удельные укрупненные показатели затрат на сооружение. Такие показатели обязательно должны учи пивать местные условия производства pa6ot (местные мате- риалы и конструкции, транспортные расходы и пр.) При определении капитальных вло- жений на сооружение ма> ис( рачьпых сетей должны отдельно учи1ыван.ся нирана па специальные сооружения (см in 1‘>), как-ic
Таблица 12.1. Нормы амортизационных отчислений, % к балансовой стоимости Группы и виды основных фондов Шифр Общая норма аморт иза- ционных отчислений В том числе на полное восста- новление на капи- тальный ремонт Здания производственные одноэтажные бескар- касные со стенами облегченной каменной клад- ки 10003 4,7 2,5 2,2 Трубопроводы тепловых сетей стальные, ра- ботающие в условиях непроходных туннелей с воздушным зазором (подвесная изоляция) 30121 4.8 4,0 0,8 Электродвигатели мощностью, до 100 кВт более 100 кВ г 40200 40201 12,6 8,1 9,5 5,3 3,1 2,8 Насосы центробежные 41503 19,1 Н,1 8 Приборы для контроля и регулирования тех- нологических процессов (за исключением при- боров температуры) 47036 15,5 13,0 2,5 Приборы для измерения и регулирования температуры 47037 31,2 30 1,2 Машины электронные цифровые с програм- мным управлением общего назначения, спе- циализированные и управляющие 48000 12 10 2,0 Специальные автомобили (аварийные, мастер- ские и т. д.) 50412 15,5 9,0 6,5 Универсальные и специализированные станки массой до 10 т, работающие металличе- скими инструментами 41006 11,6 5,3 6,3 Краны на пневмоколесном ходу грузоподъ- емностью до 16 г 41703 12,7 8,7 4,0 Экскаваторы одноковшовые на пневмоколес- ном ходу с ковшом емкостью: до 0,25 м' от 0,25 до 0,4 м1 41805 41806 22 20 12 12 10 8 переходы через водные преграды, железно- дорожные пути, Mai истральные дороги и пр. Затраты на установку оборудования в тепловых пунктах и камерах должны вклю- чать затраты на монтаж и наладку. Ежегодные издержки производства в об- щем случае определяются по формуле И = иа + И, + ит, где Иа — сумма амортизационных отчислений на реновацию и капитальный ремонт; И, — расходы по эксплуатации; Ит — затраты на топливо. Сумма амортизационных отчисле- ний на реновацию и капитальный ремни Иа определяется применительно к нормам Госплана СССР. В табл. 12.1 приведены [66] нормы аморттационных отчислений для элементов, применяемых в практике строительства и экспл\а!ации тепловых сетей. В примечании к умчанным нормам указано, что подробная ра <бивка их в зависимости от технических харак icpiiciHK должна проводиться мини- с । с|н । нами-владельцами. Нам представляет- ся но особенно необходимым, учитывая явную ,ависимость срока службы тепло- провода от типа его прокладки (надземная, проходной и непроходной каналы, беска- iia iiaio) и диаметра труб (различная тол- щина пенок). В расходы по эксплуатации //, входят следующие составляющие: inn
заработная плата всего персонала, вклю- чая премии, всякого рода доплаты и отчис- ления на социальное страхование; расходы на приобретение вспомогатель- ных материалов, включая подпиточную воду, получаемую с теплоэлектростанций, текущим ремонт (затраты на материалы, транспор। и пр); прочие расходы (арендная плата, услуги коммуп<1пы1ых организаций, расходы по тех- нике бе ron.itпости и пр.). В прак । икс проектирования обычно экс- пи v«i । анионные расходы принимаются в про- HCinax пн анисовой стоимости сооружений. ( учсюм амортизационных отчислений они обычно принимаются в размере 8% балан- сной мнимости. Если амортизация сетей км ши 1 нс г 4,8%, то эксплуатационные рас- чопы принимаются в размере 3,2 %. Не- <м(нри на всю условность данного метода, он пока является единственным. Формально исходя из принятой в энерге- ।нмс методики разноски затрат расходы по перекачке геплоносителя на источнике тепло- па и на тепловые потери отражаются только н баштнсс энергосистем. Однако транспорт iCTiioii.i неразрывно связан с этими затра- тами. полому далее приведены способы ппрс тения лих затрат. ( |оимость тепловых потерь Дня определения тепловых потерь 2ТП, I киа/тод, а наружных тепловых сетях (до но тргбтп слей) можно воспользоваться сле- iiyioniuM выражением • тн₽ I/ тепловые потери I м (одно-, двух- ipvOmao трубопровода), ккал/ч, при средне- 11НЦ1НЫХ температурах воды и грунта для тан||онровода диаметром d, мм; / — длина участка трубопровода диаметром d, м; и чт чо часов работы теплопровода в тод । трмнерн।урами воды и грунта, принятыми нрн inn чете величины q. 1‘гк11мс11дуегся определение потерь теп- inii.i ирон оголить отдельно для отопитель- IIIH << и ЧС1ПС1О периодов. Определение потерь а майн । рн hi.пых сетях следует производить но учим кам, а в распределительных сетях in пни. loan । г. удельные показатели длины и • рг iih'iu диаметра на 1 МВт тепловой на* руин, определенные для одного (несколь- м1* I iiiiioiioio микрорайона. 1||Ч1'и'рсдс1 венная стоимость тепловых iioirpi. определяется умножением их абсо- ni.inoii нелпчины на стоимость единицы. »iy । iiiiiMocii. наиболее правильно прини- < к । н шмыкающим затратам. Эти затраты р.п • uii.iiii.i ННИПИЭнергопромом и приве- Та блица 12.2. Рекомендуемые замыкаю- щие затраты на тепловую энергию Экономический район Затраты. руб/Гка 1 Северо-Западный 14 Центральный 13 Волго-Вятский 13 Центрально-Черно темный 13 Поволжский 13 Северо-Ка вказский 13 У ральский 12 Белорусская ССР 14 Молдавская ССР 14 Донецко-Приднепровский 1S Юго-Западный 14 Южный 14 Прибал г ийский 14 Закавказский 13 Западно-Сибирский 1 1 Восточно-Сибирский 10 Дальневосточный 20 Среднеазиатский 14 Казахстанский 12 дены ниже в табл. 12.2. Приведенные затраты периодически уточняются в соответствии с замыкающими затратами на топливо и удель- ными капитальными вложениями на соору- жение ТЭЦ и котельных. Расход электроэнергии на перекачку теплоносителя, кВт • ч/год, G0Ap0 , G „ =--------И() +----И q, РЛну РПну где Go, G1 — средние расходы в сети соот- ветственно в отопительный и летний пе- риоды, кг/с, Ар0, &Р I — средние перепады давлений, развиваемые насосами, соответ- ственно в отопительный и летний перио- ды, Па: Ар = AptT 4- Арq Т Арао , Арст, Арс и Драб — потери давлений соответ- ственно на ТЭЦ (в котельной), в тепловой сети и в тепловом пункте потребигегя (абонента); р — плотность воды, кг/м3 (в сред- нем р = 975 кг/м3); Т|ну КПД насосной уста- новки ТЭЦ (котельной); и0, п~ ~ число часов работы насосов в отопительный и легнии периоды. Ежегодные затраты на перекачку теплоносителя по сети, руб/г од, И. = где 2Э — удельные замыкающие (аграты на электроэнергию, рубДкВг ч) 12.2. Определение диаметров тепловых сетей Определение диаметров lemoBbix сетей рекомендуется производи г ь. исходя иг предварительно определенных oniима п.п.ых 191
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 предназна- чена 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 програм- ме DIPR при прокладке (тупиковых) сетей: данные о трубах (удельная масса, удель- ная стоимость по типам прокладки, удель- ные потери теплоты), удельные затраты на тепловую и элект- рическую 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 коли- чество агрегатов; нормативный коэффициент эффективнос- ти капиталовложений; эквивалентная шероховатость труб; ограничения удельных потерь напора по участкам сети; ограничения напора на источнике теп- поты и основных потребителях. При решении задач по реконструкции и расширению сетей к указанным данным до- бавляются сведения о возможных затратах, связанных с перекладкой действующих участ- ков сети. Развитие централизованного теплоснаб- жения и особенно увеличение единичной тепловой мощности ТЭЦ и котельных, нали- чие в крупных городах нескольких крупных источников теплоты и требования надежности привели к созданию в этих условиях мощ- ных мно1 окон гурных (кольцевых) сетей. При оптимизации таких сетей может бьпь испо 1ьюван пакет прикладных про- грамм СОСНА, разработанный в Сибирском энергетическом unci и гуте СО АН СССР. 12.3. Выбор схемы распределительных сетей и 1 ендовых пунктов Выбор схем распрспетшсльных сетей и зенловых пунктов до i жен производиться на основе зехпико-жозюмических расчетов. Исходя из большою разнообразия местных условии, такие расчшы необходимо выпол- ни) з> по каждому пpoMi.nnлепному объекту, а для микрорайонов жи юн iiici ройки могут бызз> пыбр.з । и.। । пион!.зе образцы, по которым и следус! нроио из и. сказанные piiciciw, рас- прошрапяя 1П.11Ю и.। по ним ыя всею 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 пра- вило, должны подвергаться варианты с че- тырех-, трех- и двухтрубными теплосетями от ГТП (см гл. 23) При этом должны помимо обычного оборудования для каждого из вариантов предусматриваться соответст- вующие устройства, обеспечивающие воз- можность управления тепловым и гидравли- ческим режимами всей тепловой сети. В част- ности, это может потребовать при двухтруб- ной тепловой сети кроме приборов учета и контроля также установки смесительных насосов, приборов защиты от гидравличе- ских ударов и пр. Обычно в микрорайонах помимо жилых зданий располагаются школы, детские учреж- дения, магазины, тепловой режим которых значительно отличается от основных потре- бителей В соответствии с этим в тепловых пунктах таких зданий следует предусматри- вать дополнительные устройства и приборы, обеспечивающие экономию теплоты. В крупных тепловых сетях при откры- тых системах теплоснабжения нередко при- меняется независимая схема присоединения систем отопления с установкой подогревате- лей в ГТП В закрытых системах теплоснаб- жения 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 одновре- менной застройке всего микрорайона. Сравнение производится по капитальным затратам, которые определяются по укруп- ненным сметным расценкам и эксплуата- ционным расходам (амортизация, тепловые потери в сетях, расходы на перекачку тепло- носителя и стоимость обслуживания сетей и тепловых пунктов по нормам местных экс- плуатационных организаций). Приведенные годовые затраты по ва- риантам определяются по формуле (12.1). При равенстве приведенных затрат или их близости (±5%) предпочтение отдается ва- рианту, который обеспечивает надежность теплоснабжения, наиболее удобен и тре- бует меньших трудозатрат при эксп- луатации. кп
Раздел четвертый СХЕМЫ И СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Глава тринадцатая СХЕМЫ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 13.1. Принципы построения схем тепловых сетей В комплексной системе централизован- но! о теплоснабжения среди трех основных со элементов — источника теплоснабжения, Iсиловой сети и потребителя — тепловая сеть милясгся не только соединительным, гран- спор I ным средством, но и звеном, опреде- ляющим надежность теплоснабжения потре- би! слей, режим работы и показатели всей сисчемы теплоснабжения. В понятие «тепло- инн есть» при этом включаются не только I рубонроводы, соединяющие источник тепло- снабжения с потребителем, но и все устрой- ств мой сети — насосные станции и тепло- вые пункты. (силовые сети должны сохранять спо- собное 1Ь (свойство) непрерывной подачи 1 ин поносителя к потребителю в необходи- мом количестве в течение всего года, за иск'ночевием кратковременного перерыва для нрофилак1ического ремонта в легнее время. Продолжительность возможных перерывов и ноднчс I оплоты должна рассчитываться на нинбоцсс низкие температуры наружного воз- ле in дли данной местности. Требования к ни нежное i и возрастают по мере снижения prtiMciin.ix температур воздуха и повыше- нии jniiiMcipa трубопровода. Во втором слу- чйс помимо увеличения времени, необходи- мо! о дня ремонта, следует учитывать и и(и.см о!ключенной тепловой нагрузки. Так, ₽(ни повреждение трубопровода диаметром Ml мм ш.иывает, как правило, отключение онио! о жилою дома, то ремонт трубопро- но in jiniiMCipoM 500 мм приводит к пере- рыву в подаче теплоты целому жилому pulp щу (силовые сети должны обладать управ- пи moi И.1О, i.e. обеспечивать необходимый режим работы, возможность совмесгной ра- боты источников теплоснабжения и вшим- ного резервирования магистралей. Под необходимым режимом следует по- нимать быстрое и точное распределение теплоносителя по тепловым пунктам в нор- мальных условиях, в критических ситуациях (повреждения в сетях, частичный выход из строя основного оборудования на источнике теплоснабжения, недостаток топлива, прекра- щение или сокращение подачи холодной воды на ТЭЦ и т. д.), а также при совмест- ной работе источников теплоты для эконо- мии топлива. Управляемость сети должна быть осно- вана на надежном контроле за режимом работы всех ее элементов, быстром обнару- жении возникших утечек теплоносителя и локализации поврежденных участков сети или потребителей, что должно предохранить теп- ловую сеть от подачи необработанной воды. Режим работы магистральных тепловых сетей должен обеспечивать наибольшую эко- номичность при выработке и транспорте теплоты за счет совместной работы ТЭЦ и котельных, снижение расхода электро- энергии на перекачку теплоносителя и пр. Режим работы распределительных сетей должен обеспечивать экономию теплоты при ее использовании за счет регулирования па- раметров и расхода теплоносителя в соот- ветствии с необходимым режимом потребле- ния, упрощения схем тепловых пунктов, сни- жения расчетного давления для их оборудо- вания и уменьшения количества дорогостоя- щих регуляторов отпуска теплоты на отоп- ление. Технико-экономические показатели теп- ловых сетей, включая тепловые пункты, при повышении надежности и качества теплоснаб- жения не должны быть ухудшены по срав- нению с современными. IQ3
Рис. 13.1. Принципиальные схемы тепловых сетей: а —с индивидуальными тепловыми пунктами; б — с групповыми гел.юными пуикчами (ГТП); 1 — ТЭЦ (районная котельная); 2 — тепловая магистраль; 3 — распреде пне п.ные сети в микрорайонах; 4 — групповые тепловые пункты; 5- секционирующие задвижки па магистралях (задвижки на ответвлениях от магистралей условно не покашны) На рис. 13.1 в однолинейном изображе- нии приведены две принципиальные схемы построения тепловых сетей. На рис. 13.1, а показана тепловая сеть с местными тепловыми пунктами. Вся необ- ходимая трансформация режима, необходи- мая для систем теплоиспользования потре- бителей, 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 при- боры регулирования, защиты, контроля и учета, позволяющие удовлетворительно соче- тать режим использования теплоты с режи- мом 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 по- требителей, тем сложнее должны быть схемы присоединения потребителей. Высоким тре- бованиям (см. § 13.1) в настоящее время могут (при хорошей организации наблюде- ния и ремонта) удовлетворить лишь сети не- большой протяженности с ограниченным количеством потребителей, т. е. тепловые сети от котельных небольшой тепловой мощ- ности. Кроме указанного решения схемы сети с местными тепловыми пунктами, в каждом здании возможно второе решение — сооруже- ние группового (микрорайонного) теплового пункта (см. рис. 13.16) и лишь упрощен- ных местных тепловых пунктов в зданиях. Сооружение групповог о теплового пунк- та для микрорайона кроме технико-эконо- мических и местных градостроительных ус- ловий, определяется также и технологиче- скими. Тепловая устойчивость и точность распределения циркулирующей сетевой воды определяется в условиях оюутсгвия авторегу- ляторов гидравлической устойчивостью теп- ловой сети, что зависит в конечном счете от соотношения напоров в конце и начале сети. Создать такую устойчивость в магист- ральных сетях с большим радиусом действия невыгодно, но вполне приемлемо в распреде- лительных сетях с небольшим радиусом дей- ствия. 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 коли- чества ответвлений от магистрали. Эти осо- бенности увеличивают надежность магистра- ли (снижение количества камер с задвижками), повышают управляемость тепловой сети (на- личие крупных пунктов управления), и вместе с тем не вызывают увеличения затрат. Простой и часто применяемой схемой сетей является тупиковая древовидная. U I
Надежность ее, однако', совершенно недоста- ючна при се1ях с большим радиусом действия. Повышение падежное।и сетей возможно 1ремя основными метлами (а гакже сов- мес1ным применением их) во-первых. повышением надежности (без- О1кашос1н) <’i 1С1Ы1ЫХ шеметов, входящих в сие।ему В ыпном случае но надежная ан।нкорроuioiiiniH iaiiiHia ipy6. осушение ip.m i । а и.иля бесфланцевая apMaiypa и пр.; но и।орыч, применением «щадящего» ре- жима p.H'oii.i «.поемы в целом или наибо- 1сс попрел htcMi.ix ее шеменгов путем под- 1срж11пн11 icMiicpaiypbi воды в подающих IIIIIHMK НИ) (' и выше, а в обратных ли- iiiKiK “'б ( и ниже; и ipeii.iix, резервированием, т. е. введе- нием и i шлему дополнительных элементов, к 1111 ipi.ic Moiyi заменить полностью или 'iiiiiipiiio) >лементы, вышедшие из строя. >ioi способ наиболее универсален и широко ПрИМСПЯС1СЯ. 11оскольку тупиковая сеть является самой дешевой, то введение в нее дополнительных, ре 1ериирующих элементов должно быть обо- viioiiiHio. При определении необходимой сте- пени рс!ервирования должны быть учтены । |слу|о|цис факторы. I Книматические условия данной мест- in hi и, коюрые во многом определяют ха- piiKicp последствий при отключениях тепло- проводов для ликвидации повреждений (темп снижения гвн, возможность замерзания воды и 1 рубах систем отопления в подвалах и пр.). Но ной причине резервирование особенно ик|уально для местностей с расчетной тем- пера 1урой для отопления —20 °C и ниже и особенно для Крайнего Севера, где низкие 1смнсратуры наружного воздуха сочетаются г большими скоростями ветра. 2. Диаметр теплопроводов, радиус их ТСЙС1НИЯ и тип прокладки (наружная, про- ходной и непроходной каналы, бесканальная, наличие и качество антикоррозионной защи- 1Ы । руб, возможность быстрого доступа к фубам для ремонта). Чем больше диаметр фубопровода, тем значительнее количество отключаемых 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 под- разделения и пр.), что в конечном счете определяет необходимое время ликвидации повреждения и отключения потребителей. Это время зависит от диаметра поврежден- ного трубопровода. Так, по проекту норм времени на ликвидацию повреждений, разра- ботанных ВНИПИЭнергопромом и АКХ им. К. Д. Памфилова, для трубопровода диаметром 300 мм необходимое время сос- тавляет 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 опреде- ленных конструкций трубопроводов в раз- личных условиях (грунты, грунтовые воды и пр.). Анализ схем тепловых сетей городов неизменно показывает, что все жилые районы по условиям очередности строительства обеспечиваются несколькими тепловыми ма- гистралями, а все трубопроводы больших диаметров соединены между собой перемыч- ками. Такая практика соответствует и дейст- вующим СНиП на проектирование тепловых сетей, по которым при прокладке в одном тепловом районе города нескольких маги- стралей (по условиям очередности развития системы теплоснабжения) должны предусмат- риваться резервирующие перемычки между смежными магистралями. При этом необходимо учитывать, что наличие резервируемых магистралей позво- ляет с меньшими затратами (по сравнению с местными резервными источниками теп- лоты) обеспечивать надежное теплоснабже- ние потребителей первой категории — боль- ниц, родильных домов, детских учреждений и пр. К потребителям такой же первой кате- гории следует отнести и группы жилых зданий. При аналогии с городскими электри- ческими сетями численность жителей такой группы можно определить, например, в 20 — 25 тыс. чел (10 тыс. квартир), что соответствует для средних условий тепловой нагрузке 40—50 МВт. В средних условиях вероятность повреж- дения участка трубопровода (и следователь- но, отключения потребителей) возрастает по мере удаления его от источника теплоты; количество отключаемых зданий (квартир) и длительность их отключения — по мере увеличения диаметра поврежденного трубо- провода, а тяжесть последствий — по мере снижения расчетной температуры воздуха — местности (города). В табл. 13.1 приведены примерные со- отношения между указанными показателями в зависимости от диаметра отключенного трубопровода. Данные таблицы позволяют предполо- жить, что для средней полосы СССР в современных условиях резервировайие стано- вится совершенно необходимым, начиная с
Таблица 13 1 Зависимость продолжительности отклонения и количества жителей от диаметра трубопровода Наименование Условный диаметр трубопровода мм 300 500 700 1000 Расчетная тепловая нагрузка, МВт 25-30 100-120 190-220 400-440 Расчетная продолжительность отключения, ч 15 20 25 35 Количество жителей в отклю- ченных зданиях, тыс чел 12- 15 50-60 95-110 200-220 диаметра 500 мм Для более южных регио- нов 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 пунк- тов с тепловой мощностью 30 — 50 МВт полностью отделяет распределительные сети от магистралей и создает стройную иерар- хическую структуру источник теплоснабже- ния — магистральные сети — тепловой пункт — распределительные сети — тепловые пункты в зданиях и местные системы зданий Такая структура позволяет при мини- муме затрат на автоматизацию и телеме- ханизацию получить управляемую систему теплоснабжения, т е обеспечить возмож- ность точного распределения циркулирующей воды в нормальном и аварийном режимах, а при совместной работе тетоисточников — 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 микро- района примерно в 10 тыс квартир (при- мерно, тепловая мощность 30 — 50 МВт) Блок должен быть либо непосредственно присое- динен к коллектору теплоисточника (в дан- ном случае котельная), либо иметь двухсто- роннее теплоснабжение от тепловых ма- гистралей Радиальные магистрали, отходящие от теплоисточника (ТЭЦ или районная котель- ная), должны соединяться либо с магистра- лями от других теплоисточников, либо между собой Перемычки между магистралями для резервирования используются как в нормаль- ном, так и в аварийном режиме работы, т е рассматриваются как часть магистралей Количество и диаметры перемычек опреде- ляются исходя из режима резервирования при сниженном количестве теплоносителя (70% нормального) В точке присоединения блока распреде- лительной сети к магистратам должен преду- сматриваться микрорайонный тепловой пункт, который в дальнейшем изложении назван групповым (ГТП) ГТП должен рас- сматриваться как основной элемент тепловой сети, через который должно проводиться управление режимом работы и магистраль- ных, и распределительных сетей Необходимость двухсторонней подачи теплоты каждому ГТП с тепловой мощ- ностью 30 — 50 МВт не может особенно на современном этапе, рассматриваться в ка- честве безусловной Учитывая, что вероят- ность повреждения определяется протяжен- ностью подводящей магистрали, можно условно определить ту критическую длину магистрали, свыше которой резервирование становится необходимым В качестве такой длины, как первое приближение, рекоменду- ется принять 1,5 —2,0 км Такой случай, в частности, может иметь место в сетях, про- кладываемых от районных котельных Промышленные предприятия с большой тепловой нагрузкой должны присоединяться непосредственно к магистральным сетям че- рез тепловые пункты, схемы которых должны в основном соответствовать схемам ГТП Предприятия с малыми тепловыми нагрузка- ми должны присоединяться к распредели- тельным 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 во h.i может быть равна или выше, чем i ребус ня
noiрсбителям To же правило относится к ынлснию подаваемой воды. Давление в об- ритых ।рубах м<н ио ралей должно быть ниже или равно необходимому для потреби- 1снеи Дав 1СНИС в обратной и подающих 1ИНИЯХ распре ic нпельной сети может также koppcKi ирона । i.lh насосами в ГТП. Максимальная температура подаваемой но на н расчетых условиях должна опреде- III на я । схнпко- жономическими соображени- ями В распределительных сетях она не io (жил превышать 150 °C. 13.2. Схемы магистральных сетей Мшишрали должны быть наиболее на- шитым (лементом тепловых сетей и эта на 1г*1нн । ь должна повышаться по мере pin in количества потребителей и, следова- |р n.iht. диаметра магистралей. 1’ец’рнирование в тепловых сетях может г<ьн1. Титсе »ффскгивным, а дополнительные ни рты на нею шачительно снижены, если ш но и. ioihi 11. 1ехнологическую особенность I0IIHIHOIII режима сетей, а именно возмож- но) и. н 1счсние почти всего отопительного HfpHO'iu компенсировать снижение расхода цо I'liiiicMoB но1реби1елям воды из сети ее |₽мп₽р)| । урой Поскольку вероятность по- йреФ лснпн мт ио ради, как показывает ста- 1Истики, нс ШНИСИ1 oi |емнературы наруж- ны и uni/iyxii, io иснольюнание этой осо- Aphhikiii кндасч но|можносгь 100%-ного печения hoiрсЫисчя 1еилогой в течение Ннчт Ничи oioniiicTi.noi о периода. Если ni ин нения, как правило, работают |fluR4HiHi шип. при соблюдении расхода |Н4Ы н них ближим к 100%, то реали- НННИ IIOIII мс1ода ре<ервирования вошожна ||И1пь при подключении lhlicm отопления ЭДрет Ип>|о| рпинель или с помощью сме- t?HfeilH<H<i насоса В мн inn iiicicm большой тепловой мощ- но» in hi I >Ц нее чаще включаются водо- IреНныг imic4i.iii.ie, расположенные на магис- 11 м । ь 11 ы к ini юных сеч ях Режим работы та- ки* кон H.HI.IX прежде всею определяется и* р>> и ю и < in icmc ten лоснабжения. Котель- ная мнжш T'i.iii. шбо ю'1ько резервной. <нП|> in но и. юна I i.i я для покрытия пика |₽п п>|1>>|| niHpyiKii Как правило, районные н>> по р< Иные Ki>। г ii.in.ie в । оролах возникают ю пнч>| 11 (окружения IЭЦ, обеспечивая ।и, ни н.п.*.( ннг нернонача ii.iioi о комплекса on очин in о р»ч >н । с )сй, необходимого для >"»»' »|’"П impyiMi нерпой очереди ТЭЦ + ‘ <ц. к и., и. по и. юна 11. дсис1вующие ко- ..... .......пни Щ.1Н час II. пиковых кот- > I И| । 'пн ас и я, 410 в этом случае, помимо экономии капитальных вложений, будет иметь место и повышение надежное! и теплоснабжения Вариан! испо н.зования водогрейных ко- тельных нередко сочшаегся с условно повы- шенным температурным графиком для соеди- нительной магистра ти ТЭЦ — котельная, что снижает расчетный расход по магистрали и ее диаметр iруб бет повышения темпе- ратуры воды выше 150 С Однако это приводит к невозможности присоединения потреби!елей к соединитель- ной магистрали — все потребители должны присоединяться к сетям пиковой котельной, что вызывает их удорожание Эффект бес- спорен лишь при транзитном характере соединительной магистрали Чем больше потребителей должно присоединятся к сое- динительной магистрали ТЭЦ — котельная, тем все более будет снижаться экономиче- ский эффект от применения повышенно! о графика. Дополнительные расходы на при- соединение потребителей в этом случае не учитываются потому, что проек i ирование магистральных и распределительных сетей ведется разновременно и разными opi аниза- диями. 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 предусмотрено- от магистралей № 1 и 2 путем их соединения перемыч- ками, от магистралей № 3 и 4 путем совместной работы ТЭЦ № 1 в первом слу- чае с ТЭЦ № 2, во втором — с районной котельной (РК). Схема подключения районной котельной к магистральной сети для осуществления ее совместной работы с ТЭЦ по параллельной схеме приведена на рис. 13.3. Рассмотрим, как приведенная схема ели (см рис. 13.2) может выполнять те требова- ния к устройству и функционированию, кото- рые были сформулированы ранее. Непрерывность подачи теплоты обеспечи- вается кольцевой схемой магистральной се- ти. Все распределительные сети имеют двух- стороннее питание. Возможная длительное-!ь перерыва в подаче теплоты определяется временем, необходимым для переключения задвижек, что при наличии телеуправления ими может быть кра i повременным (напри мер, в пределах часа) Непрерывное । ь по Linn iсп п>i ы при ьш ной схеме ма> не ip.i и.поп цчп можеч oi.iii. нарушена при но iniikiioucniiii нопреж ichiiu в у эле (камере) прпмыкаппн I I II п м.н in i ра ЛИ В ЦС1ЯХ ИС к I lO'ICIIIDI ио... >1 ' х. . iiiMi ।
Магистраль^ 3 Рис. 13.2 Припципиа и.иая (Xvm.i юродских тепловых сетей с совмеыпои р.нююи icnao- источников и резервированием M.iiiKip.iien тэцм удели н> большое внимание надежности это! о у uia, I. е. установленных в нем задвижек (припарка бесфланцевых задвижек, усо- нср|иенс1вование сальниковых уплотнений, надежное электропитание и пр.). О । меченное в равной степени относится и к оборудованию, установленному в ГТП. ' Йемен । ы, не обладающие необходимой на- чежносн.ю. должны резервироваться. В част- ном и. но о।носится к насосным агрегатам, ci'iii предусма1ривается их продолжительная panoui Непрерывное и. подачи теплоты непо- 11»е iiiHciiiio ншребителю, т. е. зданию (объ- ему). рв ivMccivH, «ависит не только от обес- печении Н.Г1СЖНО1 о шыания ГТП, но также и oi падежное! н распределительной сети. Высокая iieiieiin управляемости приве- денной схемы oiipe'ieiiHCiCH- возможпот и.|о нос 1ОЯННО1 о контроля за параметрами icii iohociiicjih но всех ГТП, за распределением соевой воды, дистанцион- ной корректировки мою распределения; возможностью ||<меиин> 1 идравлический режим в магистральных соях, не шграгивая режима в распредели!ечьпых соях; возможностью широко! о варьирования температурным режимом ма> ист ралытой се- т и; быстрым обнаружением возможных по- вреждений, а также других нарушений ре- жима в распределительных сетях. Наличие ГТП позволяет отделить (при таличии насосов) тепловой и гидравлический 08 режимы в распре те inic п.пых < сi их (п. i юдо- вательно, у noi ребпiстен) <н режима кпн и- стралей. что обеспечив.ici оо и.пин- шпмож- носги маневрирования юпмо nixio ратину источников теплом.! при и.in (\чшем их ис- пользовании, прове ionic ча ыпюно» о режи- ма регулирования, жопомпчиып i рафик oi- пуска теплоты по часам (Хюк п пр Схема обладае! выююи ремоцнн1ри- ГОДНОСТЬЮ, В СИЛу ЧС1 О IIMlTd Я ВО 1МОЖНОС1 ь выполнения ремонитых p.iooi па любом Рис. 13.3. Приишппы ii.ii.ih (хгма подклю- чения районной кою ii.iioii к м.ппорали: 1 — тепловая мапюрап. ’ по кч репные комы; 3 — сетевые насосы 4 pci \ iniopi.i вы iciiiih, S - регулятор темпера i х ры ik'iii <т ныфр.нмы к расходомерам, 7 юр.пп.н oipomino
Рис. 13.4. Схемы теплоснабжения юрода от ТЭЦ и районных котельных: 1 - промышленные районы, 2 - ТЭЦ. 3 - район- ные котельные, 4 — тепловые мажсграли от ТЭЦ; 5 — перемычки, соединяющие cent ТЭЦ, 6 — груп- повые тепловые пункты (ГТП) участке магистральной сети почти в любое время года (за исключением 2 — 3 зимних ме- сяцев) без нарушения нормального тепло- снабжения потребителей. Проведенные расчеты магистральных се- тей на режим резервирования показывают, что наименьшее удорожание их достигается при симметричных схемах — одинаковая тепловая нагрузка и параллельное прохож- дение магистралей. Пример такой схемы приведен на рис. 13.4. На схеме предусмот- рено резервирование магистралей через пере- мычки, взаимное резервирование ТЭЦ через тепловые сети (на тепловую производи- тельность одного котла) и использование районных котельных в качестве резервных источников для коротких тупиковых ма- гистралей. Значительное удорожание mui и- стральных сетей имеет место в том случае, если схемы сетей несимметричны или резер- вирование потребителей осуществляется оз источников теплоты, работающих навстречу друг другу. Применение ГТП может проводиться и в сетях средней мощности, например от районных котельных, а также при объедине- нии котельных. На рис. 13.5 приведена тепловая сеть, объединяющая две районных и квартальную котельную. К этим сетям присоединены че- рез ГТП две новые распределительные сети, а также ГТП, объединяющий работу мелких местных котельных. Такая совместная ра- бота может обеспечить значительный эффект как по экономии топлива, так и по трудо- затратам. На рис. 13.6 приведена принципиальная схема теплоснабжения микрорайонов от рай- онной котельной. Магистральная сеть в этом случае в первый период является тупиковой и лишь на третьем — резервируется. В целях защиты труб от наружной кор- розии сети от котельных могуг pa6oiau> но щадящему режиму, т. е. с минимальной 1ем- пературой воды в подающей ма«ис1рани 100 °C. Рекомендуется следующий порядок про- ектирования сетей. На тепловой карте района орионiпро вочно намечаются мест ГТП. 1сп юнпн мощность ГТП должна находи! вся, кик при вило, в пределах 30 — 50 MBi и сношению вать номенклатуре рафабоншных 111110111.14 проектов. Радиус лейстия раенргпе пнг и, ных сетей за ГТП должен нахоли 11.< и. tiix правило, в пределах 600 К(И) м к и* u ill 199
--------- сети первой очереди ___сети Второй очереди ___сети третьей очереди ___1Г_Г.^ микрорайоны первой, LJljL J второй и третьей оче- реди застройки CZ3 групповой тепловой пункт Рис. 13.6. Схема тепловых сетей от район- ной котельной: 1 — районная котельная; 2 — тепловая магистраль; 3 — групповые тепловые пункты (ГТП) жилой микрорайон, общественный центр и промышленно-транспортный объект дол- жен иметь только один ГТП. При тепло- снабжении небольших микрорайонов реко- мендуется 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; промышлен- ные предприятия с постоянным потребле- нием теплоты на технологические нужды; группы (микрорайоны) городских потребите- лей с тепловой мощностью 30 МВт. Пита- ние потребителей первой категории должно предусматриваться от закольцованной маги- стральной сети или от двух магистралей или от двух теплоисточников. Перерыв в подаче теплоты указанным потребителям допу- скается 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. Количе- ство магистралей выбирается, исходя из того, что их должно быть не менее двух и диаметр каждой должен находиться в пре- делах 500—1000 мм. Тепловую нагрузку магистралей по воз- можности следует принимать одинаковой. Исходя из размещения ГТП, намечают- ся возможные (по условиям городской пла- нировки — см. гл. 14) трассы магистралей и перемычек между ними. Трассы магистралей выбираются по возможности с параллель- ным (или близким к нему) расположением, что облегчает сооружение перемычек. Выбор схемы и диаметров магистраль- ных сетей может выполняться по программе СОСНА, разработанной Сибирским энерге- тическим институтом СО АН СССР. На трассах магистральных сетей наме- чаются возможные (наиболее опасные) места повреждений. Производится гидравлический расчет сети при аварийных режимах для определения диаметров соединительных ли- ний (перемычек) и уточнения диаметров ма- гистралей. Расходы теплоносителя при ава- рийных режимах принимаются в размере 70% расчетных при нормальном режиме. Резервирование магистральных сетей че- рез распределительные сети (за ГТП) не до- пускается. Соединение распределительных сетей, питаемых от различных тепловых ма- гистралей, может быть осуществлено для их взаимного резервирования. Схема магистральных сетей должна учитывать необходимость совместной ра- боты ТЭЦ и находящихся в ее тепловом районе котельных с тепловой мощностью 60 МВт и более, а также взаимного резер- вирования городских ТЭЦ между собой на тепловую нагрузку самого производитель- ного котла. В небольших городах при суммарных тепловых нагрузках жилищно-коммуналь- ного сектора, например, до 200 МВт вполне обосновано сооружение групповых котель- ных с тепловой мощностью 20 — 30 МВт. В этих случаях нет необходимости сооруже- ния отдельно стоящих ГТП, так как обору- дование может быть предусмотрено непо- средственно в котельной, а тепловые сети могут быть трех- или четырехтрубными. Ис- ключение могут составлять те случаи, когда радиус действия тепловых сетей от котель- ной превосходит, например, 0,8 —1,2 км. Од- нако и в этих случаях целесообразно укруп- нение местных тепловых пунктов в пределах многосекционного жилого здания, что по- зволит упростить экслуатацию тепловой сети.
13.3. Схемы распределительных сетей Тепловые сети внутри микрорайонов в соответствии с их основной задачей рас- пределения теплоносителя по зданиям назы- ваются распределительными; они могут от- ходить непосредственно от котельных либо присоединяться к магистральным сетям от ТЭЦ. Присоединение распределительных се- тей к магистралям может производиться с помощью задвижек либо через ГТП, что наиболее целесообразно. При теплоснабже- нии микрорайонов от собственной котельной последняя должна выполнять также и роль ГТП. При непосредственном присоединении к магистрали распределительные сети про- кладываются двухтрубными, от ГТП (ко- тельной) сети могут быть также и трех- и четырехтрубными. Первоначально рассмотрим схемы двух- трубных сетей, которые могут найти приме- нение в обоих случаях. На рис. 13.7 приведены принципиальные схемы двухтрубных распределительных сетей (в однолинейном изображении). Распредели- тельные сети проектируются тупиковыми, и секционирующие задвижки в них устанав- ливать не принято. Это объясняется сравни- тельно небольшим радиусом их действия (обычно в пределах 1000 м) и небольшим диаметром труб, что дает возможность при правильной ор1анизации эксплуатации лик- видировать возникающие повреждения на них за короткие сроки (например, до 12 ч). Однако в ряде случаев (например, районы с низкими расчетными температурами, боль- ницы и пр.) и такие сравнительно небольшие перерывы в подаче теплоты не могут быть допустимы. Кроме того, необходимо счи- таться и с тем, что быстрая ликвидация по- вреждений в сетях требует организации спе- циализированной (и достаточно многочис- ленной) 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 снаб- жения потребителей, присоединенных на пер- вом участке сети; сооружением кольцевой секционирован- ной распределительной сети (рис. 13.7,6). При наличии двух параллельно проходя- щих тепловых магистралей возможно преду- смотреть соединение их распределительных сетей, чтобы обеспечить резервирование теп- лоснабжения присоединенных к ним потре- бителей. Для этого на рис. 13.7, в предусмот- рена перемычка с разделительной задвиж- кой. Наиболее надежным в этом смысле яв- ляется вариант рис. 13.7,?, в котором, кроме соединительной перемычки с задвижкой, предусмотрено секционирование сети с двух- сторонним присоединением каждого ответ- вления. Комбинируя схемами, можно обеспечить достаточно надежное теплоснабжение каждо- го из наиболее ответственных потребителей при минимуме дополнительных затрат. Сле- дует предостеречь от использования распре- делительных сетей для взаимного резервиро- вания 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 схе- мой, но и конструкцией их прокладки. Воз- можность 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 двух- трубных распределительных сетей микрорайо- на (в однолинейном изображении)
Вопросы надежности подачи юнлопоси- теля актуальны и для распределтельных се- тей, работающих от ГТП. При диух|рубных сетях они практически те же, чн> и in.iiiic рассмотренные. В четырехтрубных распредели i си ьпых сетях, несмотря на удвоенное ко дичее I во прокладываемых труб, надежное обеспечение одинаково с двухтрубными, uik кик piiuioe качество воды не дает hoimoxuiouii их взаимного резервирования даже и нс тсс время. Лучше это решается и i рсх i рубпых сетях, где две подающие ipytii.i (ни о i он пе- ние и горячее водоснабжение) moivi (xoih и не полностью) взаимно pc icpinipoim 1ь upyi друга. Количество oikuiob hi hi ппружпой коррозии на подающих i рубах примерно в 8-9 раз больше, чем на обритых Трехтрубные сети рациональны и шкры тых системах теплоснабжения, пж кик и них случаях наиболее эффективно i руннонпс |м* гулирование отопительной нагрузки. Одпнко и в открытых системах теплоснабжения они могут быть полезны в тех случаях, koi ди обеспечение водой из городского водопро- вода источника теплоснабжения (ТЭЦ, рай- онная котельная) недостаточно надежно и поэтому не исключена необходимость бы- строго отключения водоразбора из тепловых сетей. Выбор схемы распределительной сети, снабжаемой через ГТП, должен быть сделан, как правило, на основе технико-экономиче- ских соображений при полном учете местных условий. К ним относятся: количество, дис- локация и помещения тепловых пунктов, их тепловая нагрузка, возможность получения необходимого оборудования и пр. Групповое регулирование требует обяза- тельной и точно выполненной наладки гид- равлического режима во внутренней сети. Это в равной степени относится к сети как отопления, так и горячего водоснабжения. В сети отопления следует не только под- держивать определенную температуру пода- ваемой воды, но и точно в соответствии с тепловыми нагрузками систем отопления распределять по ним циркулирующий в сои теплоноситель, суммарный расход коюрто также точно должен соответствовать сум маркой присоединенной тепловой iiaipyiKc систем отопления (а в ряде случаен и при точной вентиляции). Проектируемая распределиiciii.ihim ten. за ГТП должна иметь дошаючпую i ii'ipnn лическую устойчивость. В первом iipninniже нии такая устойчивость доспи пеня nt «чс» определенною соотношения между ни и* рями напора в мссчных leiiuoiii.ix пуни ок о lueua юрами) и раснрсдс а и i с ii.m.i х и ihx Чем это соотношение бопыш нм м iniluii вее сеть, тем точнее можно pin щи в нш 1еплоноситель. Для средних yi нтпй >к> ш оIношение в ночном режиме n< i*m> >< ставлять от 2 до 3. Меньшая нс ni'iiiini ото сится к коротким сетям, большая к при гяженным с наличием дополите ii.imii па I рузки приточной вентиляции. Недостаточную гидравлическую vmill чивость нередко имеют и проектируемые I рушювые сисчсмы горячего водоснабжения (в режиме циркуляции), что ведет к недону- счимому снижению 1емпературы подаваемой воды в наибочес уда пенных системах и стоя- ках I п tpaiiuirifi кич у11ойчивость групповой ИК1СМЫ lopipii'iu по шспабжения может щ.нь к к । ш н у । a pa i шчными ну1ями. Наи- (Н1 ire yiiiiucpi а 1Ы1ЫЙ пун. повышение по- йди. напори и i гк н in hi ны х у iiiix (ипи (.1 пи- ках) (iHicMi.i п цирку 1ИН1И1Ш1ОМ режиме При обычно HpllHIIMIH MOM HlllllipC Ш1рКУ'1Н 1111*>1111* >1 <> HlHlKII *0 U) М HnlPpll llllliopil и t скннонных у i'iах । ir iyri iniieiiii при мерно по б Н м V ко питые iiniepii напора и <|ичкг нш секционном у । ir в цирку ihiiihhiihim режиме следус) подучиiь in * upi yi iiihobkii mi । юнкс НСД111СКО О| MCI III НрР IK II 1’1 II II (Шрку IHlIIIOll пую Mill III I рань ( Ill'll НН 1 ЬН< И < I У( I polh I nil, служащей» дин ин шипи м₽< ihoiо iniipn тивленин При Н1Н1ИЧИИ Н 11Н1ГМГ НпДЫ | К ЮПНПЙ к накипеобра 1ОП1Ш11Ю, нр< птч । и ip ноте вместо дроссепьных дпафра) м нрцмрнин. краны коне!рукции АК\ нм h /| I Ihmi|hi лова Применение шишок hi i рубы mpiii* шего сечения рекомендуем и ми ia iiiiiMPip отвершия дроссельной шифрп! мы ни iy<irt ется малым и при iniiii'iiiii kohi iру к mu НОЙ ВО 1МОЖ1ЮС1 II НК UIII4CIIIIH lilKnO IH IIIBKII В конечрукцию I ЮНКИ II I 111 It МИХ I ( РК ЦИОШ1ЫМИ YI'lilMH и Xll'lOl 1 I.IMII пирку IH ЦИО1ШЫМИ ' IIIMMIMII YIH'I II чешн I Ullpi 11 Illi IP НИИ у I HI pi kllMl II lyi’ll И Illi Illi III Hl I 401 coot lien i hviihih i и no (inipii 11иiм। 11*a пирку ДЯН1Ю111Ю1 nil НИКИ < >п । ими 1Ы1ЫГ iKiHpii iiiiinipa a * iuhkp ii iii । pk i iii< hi ном у i ie iirouxo iiiMi.и i >4 ю (1НЖ1ННИ yi 10ЙЧННОЙ pai н > i ы кож mil pa* i mu i pHUiii’Mt ill (in i ем 1.1 * i* iyi i nnpi a imii. uh in in * и 1111 и ii pc i у ii ь i a i он рн. -и । a noil in i к мы mi HIM I Ipoi рамма i а к । a 11 pai'iriii pu ipiHniiниц АКХ нм К Д I Iiimi|hi iHini Mi» 1И1ОЧНЫМ МОЖС1 bun. 111 <i 11 ii a i i* । pii< Dpi I* irlllir циркуляционных plh xii loll II ill । 11 мг и npr teunx oi 120°,, mi < iioiKax u ni । * к 11 и о и и i.i x у iiiix, расположении x на in шПНН’ ynii Ihitx сишемы, ДО KO”, poi'iri noio парку > M111111111 |(М О расхода на ммн 'IIII.IX
Расчетный циркуляционный расход по стояку или секционному узлу следует опре- делять, 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 за- порными органами на сети с целью отклю- чения и включения отдельных участков сети, управление насосно-перекачивающими и дре- нажными станциями и пр. Управление режимом работы — это про- ведение режима, оптимально! о в данных конкретных условиях по соображениям эко- номики (наиболее частый случай), обеспече- ния топливом, выполнения ремонтных работ на источниках топливоснабжения и на тепло- вой сети и т. д. Для рационального управления сетью необходима прежде всег о продуманная рас- становка запорных органов, в качестве ко- торых применяются в основном задвижки, но могут применяться и затворы, а на теп- ловых пунктах потребителей и клапаны. Чем чаще на тепловой сети установлены за- порные органы, гем меньше протяженность отключаемых для ремонта участков (и коли- чество отключаемых потребителей), меньше потери воды при отключении и продолжи- тельность ее спуска. Однако задвижки тре- буют периодического обслуживания и ре- монта и поэтому при подземной прокладке тепловых сетей необходимо сооружение спе- циальных камер. Все эго не только удоро- жает строительство сети, но и увеличивает трудозатраты при ее эксплуатации. Начиная с диаметра 400 — 500 мм задвижки должны иметь моторный привод, что приводит к не- обходимости подвода к этим камерам элек- троэнергии и в большинстве случаев к соору- жению над подземными камерами надзем- ных павильонов. При прохождении тепловой магистрали вдоль жилого района расстояние между за- движками определяется местными условия- ми и находится в пределах 700—1200 м. Это расстояние на транзитных участках маги- стральных 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 коль- цевых сетях. Если управление сетью с помощью за- порных органов носит эпизодический харак- тер, го управление режимом ее необходимо постоянно в связи с изменяющимися усло- виями как потребления теплоты, так и ее выработки. Управление режимом тепловой сети свя- зано с возможностью правильного распреде- ления теплоносителя по установкам потреби- телей. Управление режимом сети только с помощью изменения температуры подавае- мой 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 боль- шом количестве и разнообразии теплоэнер- гетического оборудования на источниках теплоснабжения и работе их на различных видах топлива постоянно возникает необ- ходимость в перераспределении выработки между отдельными источниками либо для получения дополнительной экономии топ- лива, либо для возможности вывода обору- дования в ремонт. Основным элементом, позволяющим обеспечить решение сложных задач по уп- равлению режимом крупной тепловой сети, сети с несколькими источниками теплоснаб- жения и т. п., является ГТП на границах ма- гистральной и распределительных сетей. Принципиальные схемы ГТП разнооб- разны и определяются местными условиями, а иногда и технико-экономическими сообра- жениями. Некоторые из них приведены на рис. 13.8. Оборудование и аппаратура, предусмат- риваемые в ГТП, должны давать возмож- ность: проводить наиболее экономичный ре- жим работы сетей и систем отопления (про- граммное регулирование по часам суток, количественное регулирование и пр.), а также групповых систем горячего водоснаб- жения; упростить в максимальной степени схемы местных гепловых пунктов для систем отопления, снизить рабочее давление для распределительных сетей и местных тепло- вых пунктов; организовать действенный контроль за расходом теплоносителя и теплоты потреби- телями; поддерживать необходимый перепал давлений до и после ГТП при регулирова- нии давления либо температуры воды нг коллекторах источника теплоснабжения (ба- лансовый метод регулирования); 20.
Рис. 13.8. Принципиальные схемы групповых тепловых пунктов: а. б — подключение ГТП к матстралям (варианты), в, г. д — схемы ГТП соо1ветственно с двух-, трех- и четырехтрубными распределительными сетями. 1 — смесительный насос, 2 - циркуля- ционный насос; 3 — регулятор давления; 4— регулятор температуры воды и ограничитель расхода; 5 — регулятор горячего водоснабжения; б - диафрагмы к расходомерам; 7 - реле- сигнализатор утечки воды; 8 — сбросное устройство сокращать отпуск теплоты потребите- лям (в критических ситуациях) путем избира- тельного снижения температуры воды без нарушения гидравлического режима внутрен- ней распределительной сети; при трех- и четырех! рубных сетях — путем полного пре- кращения подачи горячей воды на бытовые цели. ГТП являются ответственными элемен- тами сис1емы теплоснабжения, и поэтому их бесперебойная paGoia должна быть обеспе- чена резервированием. Эю прежде всею касасюя электроснаб- жения и в шимодсиш вия смеси <ельных на- сосов Согласно ВСН 97-75 «Уклания по про- ем пронацию ।происках *пск>рических сетей» »1ск(роприемннки I HI О11ЮСН1СЯ ко II ка- । п (ipiiii (п 48 Vk.i laniiii) Их hick i роспабже- IIIIC обычно Прово mien oi общих юродских । р.ин форма।орпых по/ic ।.шцни Исходя m |о|<> >но1 III ю 1ЖЩ.1 о(ц ivжип.111. крупные ЯЛ1П.11 микрорайоны, их tick । рони 1 анис мо*н<. крон ню и;। к oi i о!ц । пеппыч । рапс- ф. .р III. <pl11.1 X Пи к 1 .пиши • ... / к ни кормом проел >нроплпия ien- I ... > . > . |1 II.। 11. Д '| 11(1,0. '111 ИХ И ( MCI II тельных насосных должно устанавливаться не менее трех насосов, из которых один является резервным. В обычной проектной практике смесительные насосы обычно со- вмещались с подкачивающими, поэтому ука- занная рекомендация относится именно к та- ким насосным. Но ГТП по своему назначе- нию относятся к чисто смесительным насос- ным. 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: ра- бочем, koi да с его помощью корректируется (снижается) /емпература сетевой воды, по- даваемой в распределительную сеть за ГТП, и в аварийном — при прекращении подачи 1еплопоси1сля от источника теплоснабжения. Если в аварийном режиме для защиты си- шем оюпления от замерзания воды произ- води! ельность насосов должна обеспечивать подачу 70— 100% нормальной циркуляции, то в рабочем режиме их производительность cymeciпенно ниже и определяется графи- ком icMiicpaiyp внешней (магистральной) и распредс 1И1ечыюй тепловых сетей.
Исходя из этого, для ГТП, сооружаемых только со смесительными насосами, доста- точна установка всего двух насосов, считая, что подача каждого из них обеспечивает ре- жим корректировки, а работа двух — ава- рийный режим, т. е. кратковременный. В магистральных сетях с большим ра- диусом действия неизбежно возникает необ- ходимость в сооружении насосных станций для понижения давления в обратных трубо- проводах (наиболее частый случай), а иногда и для повышения давления в подающих тру- бах (рис. 119). Основное назначение насосных стан- ций обеспечение нормальных тидравличе- ских параметров теплоносителя для присое- динения потребителей по наиболее простым ншисимым схемам. Такая необходимость, как правило, веет да возникает при резких из- менениях рельефа местности (по сравнению с расположением источника теплоснабже- ния), а при ровном рельефе — на обратных I рубах при большом радиусе действия сети. На рис. 13.10 приведен примерный пье- юметрический график магистральной тепло- вой сети с радиусом действия 16 км при ус- ловно плоском рельефе местности. График напоров в обратной магистрали принят из условия, что напор ни в одной из ее точек не будет ниже 5 м и выше 45 м. Напор в 45 м предполагает наличие потерь давления в рас- пределительной тепловой сети, в первой с I упепи подогревателя горячего водоснабже- ние. 13.9. Принципиальная схема насосной станции на магистральной сети: 1.2 — насосы; 3.4 — обратные клапаны; 5 - ре- туляторы давления; б —диафратмы к расходо- мерам; 7 — сбросное (предохранительное) устрой- ство 16 х 500т/ч Рис. 13.10. Пьезометрический график протя- женной тепловой сети (пример): 1. 2 — напоры в подающей и обратной ма- тистралях; 3 - насосные станции; 4. 5 - зона напо- ров в распределительных сетях ния (при закрытой системе теплоснабжения), в коммутации тепловых пунктов и т. д„ что в общей сложности должно обеспечить на- пор в системах отопления не выше 60 м (из расчета применения чугунных радиаторов). График напоров в подающей магистра- ли на рис. 13.10 показан в двух вариантах: с насосной станцией на подающей линии и без нее. В данном случае насосы на подаю- щей 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 сравне- нием дополнительных затрат на ее сооруже- ние с экономией электроэнергии на перекач- ку теплоносителя. Экономия электроэнергии определяется главным образом соотноше- нием расходов теплоносителя в насосной станции и источнике теплоснабжения. Чем это соотношение меньше, тем более выгодна при прочих равных условиях установка насо- сов 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 — по жсплуатационным). В тепловых сетях с большим радиусом действия перепады напоров в точках присо- 205
(ОПРОСЫ нялеагил^т! г. 13.11. Пьезометрический график тепло- вых сетей с ГТП (пример) шения распределительных сетей различны могут колебаться в пределах от 25 до ) м и более. Это приводит к затруднениям гроектировании и присоединении потребн- ей (к необходимости установки стальной матуры, регуляторов давления и пр.). Кро- того, возрастает опасность гидравличе- 4х 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 се- й располагаемый напор. Зона напоров распределительных сетях на рис. 13.10 жазана штриховкой. Как следует из ic 13.10, давление в обратном трубопро- >дс устанавливается с помощью насосной акции. Наличие ГТП с насосами на кратных линиях дает возможность отказа । такой насосной станции. Возможный ре- им напоров в магистральной сети и зона торов в распределительных сетях (заштри- ннша) показаны на рис. 13 II. 3.5. Реконструкция тепловых сетей Ah.niHi boui.iiioi о konriei । на >кснлуа i и- VCMI.IX I СП 'НП11.1 X <ci(h k IIV 1111 Ы X и СрСЦППХ opi . |i ill I и Ik I и III |< I 'Illi Kill ll| II I || I| I IM I 11II жения затрат на распре ieunieui.т.н iiiii тепловых магистралей (диамс1ром -Hui мм и выше) сооружалось излишне (инн.тис но личество камер с ответвлениями к ширсби телям. В эксплуатируемых сетях нередки с iy чаи, когда на каждом километре м<и нс i pain имеется по 4 — 6 и более ответвлений ша метром от 50 до 200 мм при суммарной тепловой нагрузке 40 — 50 МВт. Сооружение i рупповых пунктов с не- большой тепловой мощностью лишь и не- значительной степени изменило указанное положение. Сооружение в крупных тепловых сетях ГТП на каждом небольшом ответвле- нии привело бы не юлько к большим за- тратам, но и к за>рудпениям в управлении тепловой сетью Oicioaa необходимость ре- конструкции сетей. Основными принципами при реконст- рукции сетей должны быть жопомические, для чего необходимо С1реми1ься к сооруже- нию ГТП с большой тепловой nai рузкой. Для этого следует объедини<ь огвщвле- ния с небольшими тепловыми нагрузками, сооружая на таком ответвлении общий пункт управления, а также объединять уп- равление группами ГТП с небольшими теп- ловыми нагрузками. Исключения должны составлять про- мышленные предприятия и крупные ком- плексы с режимом теплового потребления, резко отличающимся от необходимого для жилых зданий. Тепловые пункты этих пред- приятий и комплексов должны быть обору- дованы по схемам, предусматривающим их эффективное регулирование. Для обеспечения надежного теплоснаб- жения каждое ответвление к ГТП должно обеспечиваться двухсторонним питанием, для чего оно должно выполняться с обеих сторон секционных задвижек на магистра- лях. При этом могут иметь место следующие варианты: ГТП сооружается в непосрсдщ венной близости от камеры с секционными шдвиж- ками (в пределе даже совмещен с пей); камера с секционными гадвижкамн пере- носится к месту, выбранному him ГТП; сооружается новая камера с секцион- ными задвижками. Для снижения скшмос i и сооружения се- тей, объединяющих <н нс i и icnini, | ГП целе- сообразно распол;па11. па iniimoiice крупных ответвлениях, a i,hi*i по инн камер с сек- ционными задвижками При возможно! । п । ооружения по не- скопьким Bapn.iiii hi uniuip варианта должен upon 1ВОДН11.СЯ II.I " нош 1СХНИКО-ЭКОНОМИЧе-
Рис. 13 12 Схема реконструкции участка мазистральной сети (пример)' / -(> — секционные га.'иижкн. 7 - вновь сооружаемые ГГП. 8 — объединение существующих ЦТП; 9 Щ — ien говые пункты промыш генных предприятий, 11 заг гушки ских соображений с обязательным учетом требований по защите от шума. Возможные варианты размещения ГТП и задвижек показаны на рис 13 12, на кото- ром вверху изображена современная схема участка тепловой сети, внизу — схема его ре- конструкции 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 от- ветвлений; сооружение двух ГТП в пристройках к существующим зданиям ГТП для управле- ния режимом работы восьми эксплуати- руемых мелких ГТП (см. далее); секционная задвижка устанавливается вновь; реконструкция тепловых пунктов про- изводственных предприятий 9 и 10, причем исходя из назначения предприятия 10 обес- печивается двухстороннее подключение его к магистрали, для чег о вновь устанавли- вается секционная задвижка 5 В большинстве случаев объединение от- ветвлений предполагает прокладку дополни- тельных сетей параллельно эксплуатируе- мым магистралям. В настоящее время в закрытых системах теплоснабжения групповые тепловые пункты сооружаются с четырехтрубными тепловыми сетями, но не имеют смесительных насосов, расходомеров и предохранительных сброс- ных устройств, что не позволяет им в пол- ной мере выполнять все необходимые функ- ции. К тому же большинство эксплуатируе- мых ГТП имеют незначительную тепловую нагрузку. Если в микрорайоне эксплуати- руется несколько (3—4 и более) ГТП с не- большими тепловыми нагрузками, то, чтобы избежать оборудования каждозо из них по полной схеме, возможно провести рекон- струкцию сети На рис. 13.13,а показаны в однолиней- ном изображении существующая тепловая сеть с ГТП и необходимая схема автома- тизации каждого ГТП, на рис 13.13,6 при- ведена схема реконструкции. На головном участке распределительной сети в пристрой- ке к зданию ГТП монтируется общий пункт 207
Рис. 13.13. Реконструкция существующих тепловых сетей жилого микрорайона с ЦТП: <1 сущее ту клипе тепловые сети с намечаемой автомат и тайней ЦТП: б — схема реконструкции; / - щвюш: 2 — ГТП: 3 — существующие ЦТП: 4 — ограничитель расхода: 5 — регулятор отопления с д.нчнком, 6. 7 — смесительные насосы, 8 — элеватор; 9 — регулятор давления, 10 — предохранитель- ное сбросное устройство: 11 — задвижки для двухстороннего присоединения к магистрали; 12 — реле-сшнализатор утечки воды: 13 - к теплосчетчику унрависпня с pei уляюрами расхода и давле- ния. ре пе у 1 емки и сбросным устройством, общими i 1я всей распределительной сети с HHii.io I III В каждом ГТП ушанавли- наюня юн.ко смеси । ельпые насосы и peiy- iHiop icMiicpaiypni коды на топление. \ ( 11 и и к । но oiHiicio iiyiikia управления и I.H1HOM i iv4.it' НОН1О1ЯС1 п iii.piii ic’ii.iioii мерс упрос । и 11. юоЫору |онание I III и мон- III ж icncMcxaiiii'ict кич стилем управ пения и кон I po ll! В ncKoiopi.ix < iV'i.ihx ночная ini i pollка loponiKHx Kiiapiaioii не i.ici no imohoioc i ii ооружения 01ДСП.11О1О i i.iuioi iih ipyniio noio iiyiiKia yiipaii 1СНИЯ Основное* i.iipyiiiie пне (О1Щ1с*1ся при yci.inoiiKC i mci н ic ii.in.ix n.Hoion. iак как но yneiii'iiii>;iei i.mapnii.i i laiiiin I III и i ребус) о|дачс11пя oi *н пых i i.iiiiui и i ia шума. Il них случаях следуе! paccMOipcii> ва- <1)0111 i.i loi iaiiitH упрошенных ГТП без при- Mi iiciiiiii iiaiocoii. ()тсу!ствие смесительных ......... конечно, не дает всех указанных вы- .11. пр. юн ни < । к по шнвотяег 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 теп- лоснабжение каждою потребителя внутри 1 руины за ГТП. Для повышения качества ।енлоснабжения от ГТП необходимо: обеснсчинан> каждую систему горячего водоснабжения надежно работающим термо- pri у 1я । ором; нроподи и. наладку распределительной ।сн юной ceiи ы ГТП. Патака ien твой сет значительно уп- рощаемся. сс in ceib облачает высокой гид- p.in lll'ICCKOH ус ! ОЙЧИВОС1 ыо. ( ооружение ГТП должно проводиться I но ма> ис 1 рал ям — начиная от i оловных участков к конечным. Первоочередными объектами при соору- жении ГГП должны являться магистрали, которые соединяю! ТЭЦ с другими источни- ками теплоснабжения (ТЭЦ или районные
котельные), совместная работа с которыми на общие тепловые сети предусматривается, а также магистрали, по которым намечается увеличение диаме!ров труб из-за появления дополнительных потребителей. В первом случае обеспечивается возмож- ность теплоснабжения каждою ГТП от лю- бого из ис।очников, соединенных общей ма- гистралью Во вюром снижается подача геплоноснзе зя присоединенным потребите- лям, чи» н ыс1 возможное!ь подключения ы ши <чс1 новых потребителей. При нали- чии I III (со смесительными насосами) для унс 111ЧСННЯ пропускной способности маги- iip.iK ii можс> быть изменен i рафик земпе- p.i । у р поланасмой воды. ( окружение ГТП целесообразно (щи со- що женин новых микрорайонов, а также при но ж почении новых объектов или увеличе- нии типовой нагрузки эксплуатируемых зда- нии и микрорайонах старой (существующей) ни >ройки, чго исключает необходимость перекладки действующих магистралей. При сооружении ГТП в действующих СС1ЯХ moi уч иметь место два характерных с чу чая. присоединение к магистральной сети ннонь ci роящеюся микрорайона; сооружение ГТП на действующей двух- ipyoiioH > силовой сети. В нервом случае возможно применение побых схем распределительных сетей. Вы- бор должен производиться по технико-эко- номическим соображениям с учетом эксплуа- з.зциоиных и друюх местных условий. В закрытых системах теплоснабжения но ice сложным является второй случай. Гзесь возможна либо прокладка третьей |рубы к МТП (для присоединения подогре- ва юней юрячего водоснабжения), либо авто- мази зация всех систем отопления. Однако наличие смесительных насосов и ГП1 может, помимо управления режимом всей ।ендовой сети, обеспечить определен- ную экономию теплоты и значительно сни- щи. перегрев отапливаемых зданий при по- ножи юльных температурах наружного воз- духа. Мноюобразие местных условий не дает возможности применять в данном случае ка- кие-1 о чиповые решения, поэтому ниже рас- смозрены в качестве примера лишь два варианта решения. В одном случае ГТП располагается в подвале ближайшего здания (рис. 13.14), в друз ом — в специально сооружаемой ка- мере с надземным павильоном. В обоих слу- чаях принципиальная схема трубопроводов должна включать установку головных задви- жек с злектроприводом, регулятора перепада Пример I Пример II Рис. 13.14. Схемы реконструкции распреде- лительной тепловой сети (два примера): а — существующие схемы сетей, б - после рекон- струкции; 1 — задвижки с электроприводом, 2 — регулятор перепада давлений; 3 - измерительная диафрагма к расходомеру: 4 - реле-сигнализатор утечки воды давлений на подающем трубопроводе и из- мерительной диафрагмы с расходомером на обратной трубе. Диспетчер тепловой сети должен иметь возможность контроля за па- раметрами теплоносителя и управления го- ловными задвижками. Независимо от места размещения пунк- та управления — подвал или камера — должны быть обеспечены элементарные ус- ловия для доступа персонала к установлен- ному оборудованию для осмотра, профилак- тики и ремонтных работ. Для этоз о необхо- димо, чтобы помещение имело досчач очные габариты, было сухим и защищено от про- никновения грунтовой, верховой и другой воды, иметь удобный вход, искуссзвенное ос- вещение и пр. В соответствии с л им выде- ленное помещение должно бызь отделено от остального подвала, имен, самостоятельный вход, входы трубопроводов должны быть за- моноличены либо имен, сальниковые уст- ройез ва. Подземные камеры должны иметь над- земные павильоны, сплошную i идроизоля- 209
цию подземной части и сальниковое уплот- нение мест входа и выхода трубопроводов Укрупнение 1епловых пунктов является лишь одной частью работ по реконструкции действующих сетей. Второй частью их дол- жно быть выполнение и.................. печению надежного pejcpBiipoii.uiini ни i prbiiie (ей, т е. ГТП. Пршрамма p.icncia u-н-н ( OCHA позволяет учитывал, и фак i пче< тп выпол- ненную схему мш исграчьиых ген-ц Г 1 а в а четырнадцатая ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАСС ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 14.1. Выбор трасс на стадии разработки схем Проектирование трасс магистральных тепловых сетей должно увязываться с усло- виями как сложившегося комплекса застрой- ки и подземного хозяйства города, так и перспективами его дальнейшего развития Принципиальное направление трасс маги- стральных тепловых сетей должно выбирать- ся на стадиях разработки генеральной схемы централизованною теплоснабжения города или схем тепломагистралей от проекти- руемых источников теплоты (ТЭЦ, ACT, районных котельных). Это позволяет увя- зывать строительство тепломагистралей со строительством городских инженерных со- оружений по трассе, их размещением и сро- ками осуществления, поскольку отраслевыми opi анимациями городского хозяйства также pa ipaGa 1 ываются схемы развития обьектов шрожпо-1ранспортного, водопроводно-кана- 111 niiiiioiiiioHi. шергетического и тазового хи uiih та а 1акже общих коллекторов для ш। । u мт.ix коммуникаций (трубопроводов и ► .пн icii рц i ni'iiioi о на шачения) I р.п । i.i м,п in । ра н.ных тепловых сетей при pu ip.iiini не ixi'M ус ыпавливаются по пм> ioiiiiimi и ipiiui рифпчсскпм картам раз- iii'iu.iiH м n in iai। । । патченными на них )>i КИМИ HlipjIMH нр\ ымп ыпоночепными х и 111 * 111 uii'M ii и. । Кохо пни i пенными \ I II II. Il Mil Al* Il II11.IM II II .III I 11M (it ИIII 1.111.1 Mil 1O- pni a mu i при u к и мн 11 pi и i i.imii и up Ila i ij- lllll p.i ipnllii 1 Kll i Xl M Illi nlll'llkll I I ll'llll 11ЧС- (Klill II I 11 I pi 11 < 11 1111 II'll i К 1111 X.ip.lh leplll I HKII p.iliiHioB прохождении ip.mi.i iu mon. ivio ц я архивные Mjicpn.uii.i n n.i< k.inull nponiпых нсi но параллельно npoxo виним чиненным сооружениям (дороги, коммуникации 'I >11 и др.) В схемах определяются начальные (I )Ц. районная кшельная) и конечные точки icii- лома! ncip.i 1сй и их примерные диаметры по участкам, исходя из месторасположения объектов теплоснабжения, их теплового по- требления, требовании резервирования и чр 14.2. Инженерные изыскания Для проектирования тепловых сетей не- обходимы исходные данные, определяющие: топографические условия мешпости, харак- тер планировки и застройки городских райо- нов: 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, выполня- ются специализированными организациями или нередко отделами изысканий проектных институтов, ведущих проектирование те- пловых сетей. Инженерные изыскания прово- дятся в соответствии с разработанной про- граммой параллельно с проектированием объекта, а отдельные виды работ — в период строительства и эксплуатации Производство натурных инженерных изысканий в городских условиях связано со значительными трудностями из-за наличия капитальных зданий, дорожно-транспортных сооружений, подземной сети коммуникаций п пр В то же время выполнение изысканий в районах существующей застройки, где по- cipoein.i надземные и подземные сооруже- ния. шачшельно облегчается использова- нием имеющихся геодезических и геологи- тчких мшерналов (карт, планов, отчетов несиедовапиЙ). что сокращает объем работ п нх I юимоегь В юродах, имеющих центра- III 1ОН.1НПЫЙ юофопд, материалы геосъемки ||ца1еныю корректируются и дополняются При проектировании тепловых сетей на ерриюрии сложившихся городских районов ionol рафическую съемку обычно не произ- 210
водят, используя имеющиеся архивные гео- дезические материалы и готовые планы, снятые при строительстве ранее построенных объектов. Эти материалы должны быть от- корректированы путем съемки и нанесения вновь построенных зданий и сооружений, а также под темных коммуникаций. Для съемки коммуникаций используются колод- цы и ирон 1ВОДЯ1СЯ раскопки для определе- ния их iti.KoiHoro положения. Для обнару- жения (.ивовых и телефонных кабелей, водо- прово Н1ЫЧ и газовых сетей применяются кабе к- и 1 рассоискатели. 11ап(1О1ц.111ИЙ объем инженерных изыска- нии но ipiicce тепловых сетей выполняется oih.i'iko пи их транзитных, головных участ- ках проходящих по пригородной террито- рии (при размещении ТЭЦ на периферии I оро ц|). Инженерно-геологические изыскания по । рнггс магистральных тепловых сетей дол- жны выявить физико-механические свойства ipynioB и условия их залегания, режим и физико-химические свойства подземных вод, понижение их уровня по сезонам года. Со- ciau и обьем этих изысканий определяется i ।спешно изученности данного района. Основным средством геолого-техниче- i кон разведки является бурение скважин и шурфование. При спокойном рельефе мест- нш in и отсутствии на поверхности призна- ков тменения характера грунтов заклады- пн имея шурфы глубиной 3 м или скважины । чубиной 3-4 м из расчета 3 — 5 закладок па километр трассы. Для проекта проходных 1 уппелей и коллекторов скважины бурят че- рс । каждые 50 м. В случае обнаружения и шурфах или скважинах грунтовых вод за- меряемся их статический уровень и тща- leiii.Ho обследуется характер водоносных ipynioB, их мощность и напластование, а Н1кже характер и мощность подстилающего водоупорного слоя. В местах пересечения трассой рек, ручь- ев. прудов, оврагов скважины закладываются пи расстоянии 20 — 30 м друг от друга в за- висимое! и от ширины пересекаемых препят- ствий. Глубина же скважины в таких местах должна быть не менее 3 м, считая от дна водоема. Скважины, заложенные в начале, । средине и в конце участка трассы, должны <»ы । ь такой глубины, чтобы они входили и М1иериковый грунт не менее чем на 1 м. В процессе инженерных изысканий про- ПП111ДИГСЯ бурение геологических скважин him о।бора образцов груша, коюрые нссчс- lyioicH лабораторным нуюм, и icoioiinc । mix скважин для изучения свонив и режима но 11СМПЫХ вод. Анализы проб п<> h.i moi \ i upon годиться как в стационарных i.ionp.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 теп- ловых сетей важное значение имеет знание фактических гидрогеологических условий трассы: глубины залегания, режима и физи- ко-химических свойств грунтовых вод. Эти условия определяют необходимость и ме- тоды защиты конструкций теплопроводов от затапливания в период эксплуатации (дре- наж, гидроизоляция) и характер мероприя- тий 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 досто- верность собранных и полученных в резуль- тате инженерно-геологических изысканий данных по гидрогеологической характери- стике района прохождения трассы тепловых сетей. Ошибки, допущенные в оценке гидро- геологических условий трассы, обычно при- водят к неправильному выбору конструкций подземной прокладки теплопроводов и в ре- зультате — к их порче и коррозионному раз- рушению в короткие сроки эксплуатации. В состав инженерных изысканий при проектировании тепловых сетей по отдель- ному заданию автора проекта включаются обследования фундаментов зданий и соору- жений, пересекаемых или близко располо- женных 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 предо- хранения зданий и сооружений от просадки и повреждений как в период строительства тепловых сетей, так и в период их эксплуа- тации при возможном аварийном повреж- дении. Обследование фундаментов сооружений производится путем шурфования. Одновре- менно с этим автором проект должны быть изучены сохранившиеся испоипп ic n.iibie чер- тежи сооружения и ia(|)iihciipoi».iin.i обнару- женные деформации и ц-фск ii.i ею копе i рук- пин, вошикшис и перио । .м и iy.i r.utnii 14.3. Ilpociciiipoiniiim* ipiicci.i и ii.ihik* и профи, к* I < I I I I.р b < I I р < ' И > 11 I b I Н lb | р ) II III 111 I I I I b ' II > • I I । III ..I I lb J J |I|||| p > >p,| I >i I | h (
проекта и рабочих чертежей, для чего в каче- стве подосновы используются теодезические планы в масштабах 1 2000 1 1000 или 1 500 с нанесенными на них красными ли- ниями существующей и перспективной за- стройки городской территории и подзем- ными коммуникациями, а также данные проведенных инженерных изысканий в райо- не прохождения трассы Проектирование трассы магистрального трубопрово та и по- следующее согласование ее с городскими организациями может быть значительно |Облегчено при условии предваригелыюго со- (ставления архитектурно-планировочного за- едания на строительство гепломагистрали Архитектурно-планировочное задание вы- полняется городской проектно-планировоч- ной организацией или проектным институ- том, проектирующим тепломагистраль, и утверждается архитектурно-планировочным управлением (о гделом) горисполкома В архитектурно-планировочном задании намечаются рекомендуемые для детальной проработки варианты трассы, устанавли- ваются основные условия использования го- родской территории с учетом характера су- ществующей и перспективной застройки, указываются красные чинии, отметки верти- кальной планировки, поперечные профили проектируемых проездов с размещением подземных инженерных коммуникаций Трасса тепломагистрали, наносимая на тонографический пиан, выбирается по крат- чайшему направлению между начальной и конечной ее точками с учетом обхода труд- нопроходимых территорий и разчичных пре- пятствий Вследствие этого приходится от- к юняться от прямой линии для обхода озер, прутов рек гчубоких оврагов, заболоченных участков и мест пересечения железных и авт омоби тьпых дорог, если это потребует выполнения сложных и дорогостоящих пере- ходов типа протяженных мостов, эстакад или тоннелей щитовои проходки Отклоне- ние трассы от кратчайшего направления мо- жет также вызываться наличием существую- щих или запроск 1 прованных и намеченных к строитетьству в ближайшее время инже первых сооружении (мостов тонне гей дамб и пр) которые moi у! быть пспочыованы в качестве перехотев тля прок ia тки теппо- прово тов через во шыс нретра гы и транс порытые мат исграли От тельные участки трассы могут быть намечены в плане в не- скольких вариантах иг которых в даль неишем бу тет выбран путем детальною об- с те тования и выполнения инженерных изыс- каний окончательный вариант, наиболее жопомнчпыи и четко выполнимый в строи- те п i т не При нанесенной па плит ipn.ee произво- дится рекогносцировочное обе те топание ее в натуре и уточнение с разбивкоп и укрепле- нием основных точек на местное нт Оконча- тельная корректировка трассы выпотняется по результатам по тсвых инженерных изыска- ний с учетом требований всех сот насо- вывающих заин т ерссованных организаций и утверждающих инстанций Выбранная в и тане трасса должна быть привязана к существующим постоянным точкам (знакам т осу тарственной сети и по- лигонометрии) красным линиям, капиталь- ным зданиям и сооружениям или другим предметам на местности Привязка трассы произвочится камера тыю но в отдельных случаях требуется выполнение контрольных измерений в натуре Принимаемые расстояния трассы тепло- вых сетей до других сооружений и парал- лечьно проложенных коммуникаций должны обеспечивать сохранность этих сооружений и коммуникаций как при строитечьстве, так и в период эксплуатации Минимальные рас- стояния в плане от конструкции тепловых се- тей до сооружений и инженерных сетей при- ведены в СНиП 2 04 07-86 Трасса тепловых сетей в городах должна 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 теп- ловых сетей предусматривать под проезжей частью улиц и дорог и под тротуарами, а также в зеленых зонах, не имеющих дре- весных насаждений (под газонами) Трассу тепловых сетей под проезжей частью дорог и улиц рекомендуется прокладывать в край- них полосах (рис 14 1) В случае невозможности размещения теп- ловых сетей по существующим городским улицам и проездам из-за наличия большого количества других подземных коммуникаций их трасса выбирается по территории кварта- лов и микрорайонов где теплопроводы мо- т ут прокладываться по проездам, не имею- щим капитального дорожного покрытия, тротуарам и зеленым зонам Диаметры трубопрово тов прокладывае- мых в кварталах и микрорайонах по усло- виям безопасности следует выбирать не более 500 мм, а их трасса не должна прохо- дить в местах возможного скопления населе- ния (спортплощадки, скверы, дворы обще- ственных зданий и др) Тепловые сети, предназначенные для теп- снабжения новых промышленных районов, должны размещаться по проездам и
Условные обозначения: 1 . Суглинок пы- леватый с про- слойками пес- ка, пластич- ный; 2 Супесь пылева- тая с прослой- ками песка, 3 Песок средне- зернистый, 4 Суглинок мел- копесчаный с прослойками песка, гравия и редко валу- нами Условный горизонт Е «о Номера точек 40 245 246 247 248 249 250 I 1 красные ga «а S § § чт 4s «8 ч «в <а «8 185,15 §? =g Черные 188,10 187,75 ч $5 <а «о со «а «8 Верх канала 5 ч $9 >9 5 jo а S' «а Ч S S § «В Дно траншеи £ S £ £ ъ* ** & «о 183,34_ 183,28 183,19 § § Глубина выемки грунта & (2,0) 2,65 \d,65) \3,05 5Г с\Г Отметки оси трубы 187,15 186,44 с* сг> S So Сэ $8 Горизонтальное расстояние 16,0 17,0 31,0 20,0 18,0 Длина Уклон "^16,0 0,04^\ ^^17,0 0,085"<^ 31,0 0,0375 ^^-^ ^^^27,5- 0,0149^<^ ^^18,0 0,005'"<^ План трассы трубопроводов L-_ и.о^Ь н 0^ Углы поворота 90° 90° Тип прокладки Покрытие в бетонном канале Земля Рис 141 Пример размещения подземных сетей на магистральной улице (поперечный профи lb) I - тротуар, // - газон, Ill - проезжая часть, 4 - электрокабели 5 - газопровод 6-7 - водосток, 8 - канализационный коллектор 9 - общий коллектор, /0 - теплосеть, 11 - теплосеть в канале 213
Рис. 14 2. Продольный профиль тепловой сеш проектироваться в комплексе с другими ин- женерными подземными сетями с учетом сроков выполнения дорожно-строительных работ. Трасса тепловых сетей, проходящая по площадкам предприятий, должна предусмат- риваться вне проезжей части дорог в спе- циально отведенных технических полосах, совместно с трассой технологических трубо- проводов. Допускается пересечение тепло- выми сетями производственных и вспомога- тельных зданий промышленных предприятий с прокладкой их по стенам зданий, фермам, колоннам и т. п. На вновь осваиваемых территориях го- рода, отводимых под жилую и другую за- стройку, размещение трассы тепловых сетей также решается в увязке с трассами других подземных коммуникаций с учетом комп- лексного их сооружения. При размещении магистральных тепло- вых сетей (любых конструкций) совместно с другими инженерными сетями в одной граншее высотное положение трубопроводов в поперечном сечении технической зоны или проема должно превышать высотное поло- жение трубопроводов водостоков и канализа- ции, чтобы обеспечить незатопляемость тру- бопроводов в период строительства и экс- плуатации. Также следует учитывать после- довательность и сроки выполнения дренаж- ных устройств и отводящих водостоков, готовность которых должна опережать при- емку и ввод в эксплуагацпю строящихся тепловых сетей. При комплексном проектировании под- гемпых инженерных сетей необходимо увя- H.in.ub их взаимное положение таким обра- юм чюбы трубопроводы в плане и профиле ' <р.шя in прямолинейность в местах пересе- н инн i ।рубопроводами канализации, водо- ............... ншронода и газа, а также с элек- I)..... ih н те н*фо111н>1МИ кабелями. По выбранной в плане трассе тепло- вой сети составляется продольный профиль (масштаб: горизонтальный — 1 : 500, верти- кальный — 1 :50) по данным геодезических изысканий с указанием всех подземных со- оружений, пересекаемых трассой. На про- дольный профиль наносится т солот ический разрез по отчетным данным инженерно-гео- логических изысканий, а также даются абсо- лютные отметки: поверхности земли, верти- кальной планировки, уровня грунтовых вод, подземных коммуникаций и прочих пересе- каемых сооружений. При проектировании продольного про- филя прокладки трубопроводов (см. гл. 15) в профиле показываются принятые уклоны трубопроводов тепловых сетей между основ- ными точками трассы, отметки оси трубо- проводов, места размещения камер, непо- движных опор, ниш компенсаторов, дре- нажных 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 про- кладку трубопроводов без уклона. Заглубление тепловых сетей от по- верхности земли или дорожного покрытия должно приниматься не менее: до верха перекрытий 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 наи- меньшие допустимые расстояния по верти- кали (в свету) от наружных граней строи- тельных конструкций прокладки трубо-
проводов до пересекаемых сооружений и инженерных сетей по СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети при пересечении с сетями канализации, водопровода, водостоков и га- юпроводов должны располагаться, как пра- вило, над ними сетями. При расстоянии от основания копшрукций тепловых сетей до верха пересекаемых трубопроводов 300 мм и менее (в свечу), а также при расположении тепловых есчсй под ними прокладка сетей капали».тип, водопровода, водостоков и । а широко юн должна предусматриваться в фу । иярах (ipy6ax), выведенных за пределы наружных 1абаритов тепловых сетей не ме- нее чем па 2 м в каждую сторону. Профиль трассы в обычных климатиче- ihiix успениях (в районах с сезонным про- мер пишем грунта) проектируется с наимень- шим ни дублением тепловых сетей от по- верхности земли, без учета глубины промер- ит п я грунта, поскольку это снижает объем гсмляных работ и стоимость строительства, облегчая разрытие трубопроводов при их ре- монте в период эксплуатации. Малое заглубление тепловых сетей имеет существенное значение при их подзем- ной прокладке в неблагоприятных гидрогео- логических условиях, а именно расположение конструкций трубопроводов выше уровня грунтовых вод позволяет отказаться пол- ностью или частично от проведения слож- ных мероприятий по их защите от затапли- вания (устройство попутного дренажа, отво- дящих водостоков, гидроизоляции каналов и пр.). В исключительных случаях может допу- скаться полуподземная прокладка тепло- вых сетей в каналах при неполном заглуб- лении их в грунт, с обвалованием высту- пающей верхней части канала насыпным грунтом. При составлении продольного профиля трассы должны быть выявлены участки под- омных тепловых сетей, расположенные в не- посредственной близости к существующим зданиям и сооружениям, фундаменты ко- торых заложены выше основания проекти- руемых конструкций трубопроводов и могут быть повреждены при строительстве и экс- плуатации. Следует учитывать, что соблюдение на- именьших допустимых расстояний по гори- зонтали между тепловыми сетями и соору- жениями еще не может гарантировать в лю- бом случае сохранность последних. Размеще- ние трассы на этих участках как в плане, так и в профиле может быть окончательно при- нято только после решения вопроса о прове- дении необходимых мероприятий, исклю- чающих осадку и повреждения смежных сооружений (подводка фундаментов, соору- жение подпорной стенки, устройство креп- лений). Исходные данные для разработки этих мероприятий должны быть получены в ре- зультате обследования сооружений и выявле- ния гидрогеологических характеристик грун- тов основания. Низшие точки в продольном профиле при подземной прокладке тепловых сетей следует размещать в таких местах, где мож- но 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 понижен- ной точке продольного профиля не пре- дусматривается устройство камеры для размещения оборудования тепловой се- ти, то в этом месте выполняется колодец для удаления случайной воды из канала с выпу- ском в ливневый сток. По территории, не подлежащей застрой- ке, должна предусматриваться преимуще- ственно надземная прокладка тепловых се- тей, конструктивное решение которой выби- рается в зависимости от условий рельефа и гидрогеологии местности, а также диа- метра трубопровода. Надземная прокладка рекомендуется в случае прохождения трассы по местности с неспокойным рельефом, наличием оврагов и небольших водотоков и при неблаго- приятных гидрогеологических условиях, ха- рактеризующихся высоким уровнем грун- товых вод или залеганием илистых, про- садочных и набухающих, а также вечно- мерзлых грунтов. В указанных условиях подземная про- кладка тепловых сетей не может обеспечить их долговечности и надежности и требует проведения целого ряда мероприятий, удоро- жающих строительство (уплотнение проса- дочных грунтов, закрепление их способами цементации и силикатизации, осушение и др.). Особенно целесообразна надземная про- кладка тепломагистралей большого диаме- тра, трасса которых может быть выбрана вдоль автомобильных и железных дорог и в коридорах высоковольтных линий электро- передач, 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 Олним из существенных факторов, влияющих на выбор трассы магистральных тепловых сетей, является решение вопросов, связанных с определением места способа и конструкции переходов их через встречаю- щиеся естественные или искусственные пре- пятствия, такие как водные преграды транс- портные и другие сооружения Проработка этих вопросов обычно включает камеральную проработку выбора места перехода на плане в нескольких ва- риантах, натурные инженерные изыскания, согласование с заинтересованными организа- циями, выбор окончательного варианта на основании их технико-экономического срав- нения Места переходов через овраги и водо- токи (небольшие реки, ручьи) выбираются на прямолинейных их участках с устойчивыми, хорошо задернованными склонами (уклон не более 10—153) Не рекомендуется проложе- ние трассы по оползневым участкам и косогорам Способ прокладки трубопроводов на пересечении оврагов и водотоков, как пра- вило, принимается надземным, если это не противоречит архитектурно-планировочным требованиям В качестве конструктивного ре- шения может быть принята прокладка на низких опорах или отдельно стоящих мач- тах с использованием самонесущей способ- ности труб Переходы магистральных тепловых се- ien через значительные водные преграды (ре- ки каналы озера и пр) проектируются над- во щыми и ш полводными в зависимости от рельефа местности гидрогеологии, условий строи ie ibc I ва и эксплуатации и пр Створы на {водных и по эводных переходов должны располагаться па прямолинейных участках рек под прямым у<лом, в наиболее узких местах с усюичивыми берегами Створы перехо юв ма! истральных тру- бопроводов через крупные во гные преграды выбираются в увязке с решением вопросов о способе строите тьства и конструкции пере- хода (мост, туннель) Проектные решения по переходу (выбор створа, конщрукция метод строительства) должны быть согласованы с соответствующими бассейновыми управле- ниями речного флота, органами по регули- рованию, использованию и охране рыбных запасов Практика проектирования и строитель- ства переходов тепломагистралей через реки в городских условиях указывает на преиму- щество подвозных туннелей перед мосто- выми переходами поскольку они не пре- пятствуют судоходству, не нарушают их бытового режима и не противоречат архи- тектурно-планировочным требованиям При выборе места расположения под- водного туннеля в 1 ороде должны учиты- ваться топографические условия, характер планировки и зас!роики береговых участков, которые могу г опре гслять конструкцию и способ строиIельс i ва туннеля Мостовые переходы могут нахо щть применение при пересечении небольших рек и водоемов, рас- положенных на незасIраиваемой территории города, как требующие меньших капиталь- ных затрат и более простые в строительстве и эксплуатации Наиболее часто леплома) истрали пересе- каются с железными и автомобильными до- рогами Трассу переходов через железные дороги целесообразно выбирать на прямоли- нейных участках под прямым у!лом но не менее 60° в насыпи или неглубокой выемке Не рекомендуется размещение створа пере- хода 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 ко- торых выбирается основной вариант по согласованию со службами управления же- лезной дороги При Э1ом одновременно оп- ределяются способ выполнения перехода (надземный, подземный) и принципиальное конструктивное решение Следует учитывать что по условиям надежной и долювечной работы тепломаги- страли мостовой переход имеет значитель- ное преимущество по сравнению с под- земным, при котором трубопроводы могут находиться под возлействием вредных фак- торов грунтовой среды и труднодоступны для осмотра и ремонта в период эксплуатации Поэтому подземные переходы тепловых се- тей должны проектироваться только в слу- чае недопустимости сооружения мостового перехода по градостроительным соображе- ниям, из-за нарушения нормальных усло- вий эксплуатации же юзной дороги или трудное!и производства строительных ра- бот При выборе места подземного перехо- да необходимо тщательное изучение i идро- I еологических условий, которые в значитель- ной степени определяют методы производ- ства работ и конструктивные решения пере- хода При подземном пересечении тепловыми сетями железных дорог наименьшие рас-
сюяния по горизонтали в свету должны приниматься: до стрелок и кресювин желез- нодорожного ну in и vieci присо- единения о I слсыва Ю1НИХ кабелей к рельсам э Юк। рпфицированных же- лезных aopoi.....................Юм до iipcnoh п крестовин жедез- ПОДОро/К1Н>1 о II) I и при пучинистых 1 р\ и । а \ . . . . ...........20 м ю м<>< ion, ipy6. туннелей и ipvinv in к vei l венных сооружений н.। *с и Нилк дорогах............30 м Hi.iiioiiiieiiHC подземного перехода в виде ♦ delobcioiiiii.ix сборных или монолитных клш зон проходного и полу проходного сече- нии пол железнодорожными путями при от- крьном способе проведения работ связано । oi р.шипением скорости и перерывом дви- жения поездов и. как правило, не может бы и. допущено на железнодорожных маги- cipiuiHx I, И, III категории. Поэтому пере- ходы 1рубопроводов в каналах могут найти oiрапцченпое применение при пересечении подводных и соединительных путей на стан- циях. те при открытом способе производ- ен.i paGoi может быть допущен перерыв и движении постов. Применение открытого способа работ не слсдуе! допускать при глубине траншеи более 4 м п напичии высокого уровня грун- юных иод, чю । ребус । ор!анизации постоян- ною водооыива, усгройства шпунтового шраждения и пр Наиболее распространенным видом под- 1емного перехода тепловых сетей при пересе- чении железнодорожных путей является про- кладка трубопроводов закрытым способом в стальных футлярах, продавливаемых в теле земляного полотна при помощи домкрат- ных установок. Этим способом могут быть проложены с ручной разработкой грунта стальные футляры из труб наружным диа- метром 820—1720 мм практически в любых i рунтах, за исключением скальных, на длине до 50 м. Однако переходы в футлярах могут обеспечить долговечную и безаварийную жсплуатацию как самих трубопроводов, так и пересекаемых железнодорожных путей юлько при условиях: применения для трубопроводов труб с эффективным антикоррозионным покры- юем; защиты стальных футляров снаружи и внутри покрытием из полимерных мате- риалов; контроля всех монтажных соединении трубопроводов физическими меюдамн. обеспечения полной незатопляемости футляров в период эксплуатации путем орга- низации постоянного водоудаления, устрой- ства сальников в концевых частях футляров и пр. Как показывает опыт эксплуатации переходов теплопроводов, проложенных в футлярах, указанные условия часто не вы- полняются, что приводит к аварийным кор- розионным повреждениям трубопроводов и нарушению железнодорожно! о пути. Осо- бенно распространенным дефектом дей- ствующих переходов в футлярах является их затопляемость грунтовыми водами, прони- кающими в межтрубное пространство со стороны концевых участков футляров, когда не обеспечено самотечное водоудаление из камер тепловой сети. Следует отметить, что искусственное водоудаление из футляров при помощи насосных установок себя, как пра- вило, 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 фут- лярах является возможность выполнения требований по защите их от затапливания путем самотечного водоудаления, герметиза- ции межтрубного пространства и прилегаю- щих конструкций тепловых сетей (камер и каналов). При благоприятных гидрогеологических условиях прокладка трубопроводов в футля- рах при заглублении их верха от подошвы рельсов 2,5 —4,0 м является технически и экономически целесообразной. Наиболее совершенным видом перехо- дов под железнодорожными путями являют- ся туннели круглого сечения, сооружаемые закрытым способом при помощи механизи- рованных 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 пере- ходов отдельно. В то же время туннельные переходы являются наиболее дорогостоящи- ми (в 3 — 4 раза дороже линейных конструк- ций каналов) и требуют постоянного обслу- живания, без которого не может быть обеспечена их надежная и безопасная экс- плуатация. Туннельные переходы должны быть обо- рудованы электроосвещением, вентиляцией, средствами водоудачения и свяш, а в ря- де СГ|уЧ<|СВ (. Ill HIHIII ЫЦ11СП 1.11 .1 lOB.IIIIIOl 1 п 11рн бо и.нюм i.и i\ii icniiii (ио ice Ю m) i\h lie III IOIiMII.1 14.111 (Kulps loll.im.l Ml x.oucir
скими устройствами (лифты) для подъема персонала и материала (с двух сторон) Организация обслуживания указанного оборудования и устройства на отдельных обособленных участках туннелей представ- ляет значительные трудности и требует со- держания специального эксплуатационного персонала городских организаций и желез- ных дорог (технический надзор) Поэтому ре- шение о сооружении туннельного перехода должно приниматься по данным натурных инженерно-геологических изысканий с уче- том требований служб эксплуатации теп- ловых сетей и железной дороги При выборе места пересечения тепловых сетей с железными дорогами необходимо избегать участки земляного полотна, сло- женные из пучинистых грунтов, поскольку в зимний период верхнее строение пути бу- 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 пере- сечении автомобильных дорог выполняются подземными и редко — надземными с раз- мещением их в местах прямолинейных участков дорог, проходящих в насыпях или в нулевых отметках Угол пересечения при- нимается близким к прямому, но не ме- нее 60° Переходы через автодороги необходимо проектировать с учетом обеспечения безо- пасности движения транспорта в период про- mnoiciBa строительных работ и их эксплуа- lannii предохранения земляного почотна от piHMi.nni при авариях теплопроводов По исмпыс переходы выполняются в ви- ц по lynpoxo (пых и проходных каналов при oiKpiaioM способе производства работ и в ни tc cia ii.iji lx фу 1 1яров при закрытом (бес- 1 paniiieiiiioM) способе сгроитечьства Выбор ciiocoo.i проведения работ зави- сит oi ип lenciiiiiioc hi движения транспорта, категории ainoiopoi шпа дорожного по- крытия, ги ipoi eojioi ичсских ус ювий и дру- гих местных ус юниц (Пкрьнын способ мо- жет быть приня 1 при ВО1МОЖПОС1И объезда места работ путем с i роиi с п.с i на перехода отдельными участками чю выполнимо при значительной ширине проезжен части Принципиальные соображения по вы- бору способа и конструктивных решений подземных переходов, приведенные примени- тельно к пересечениям тепловыми сетями железных дорог, остаются в силе и для пере- ходов через автодороги, а также iородских проездов и улиц Надземные переходы через автомо- бильные дороги не находят значительного применения при прокладке городских во- дяных тепловых сетей, главным образом, по архитектурно-планировочным соображе- ниям Однако с точки зрения надежности и долговечности трубопроводов прокладка их по мостовым переходам является наилуч- шим решением Полому при выборе места и способа пересечения автодорог следует в первую очередь рассмотреть возможность осуществчения на немного перехода 14.5. Выбор оптимального варианта трассы Если трасса Mai ис!ральной тепловой сети намечена в нескольких конкурентоспо- собных вариантах, то из них выбирается оптимальный путем сравнения технико-эко- номических или других показателей сум- марных приведенных затрат, металловложе- ний, сроков строительства, надежности и др Универсальным показателем являются сум- марные приведенные затраты Оптимальному варианту, в частности, соответствуют минимум металловложений (кратчайшая трасса), минимум трудовых затрат при сооруже- нии тепломагистрали (благоприятные гидро- геологические и другие условия местности), минимальный срок строительства (от- сутствие сооружаемых туннельных, мосто- вых переходов), максимум использования существующей технологии строительства (машин и механи- зации), надежность эксплуатации (наибольший срок службы и др) При выборе варианта на отдельных участках трассы достаточно ограничиться сравнением капитальных затрат по вариан- там, если их показатели равнозначны Для магистральных тепловых сетей пер- востепенное значение имеют долговечность и надежность, зависящие от конструктивных решений линейной прокладки теплопроводов в конкретных гидрогеологических условиях трассы Поэтому выбор оптимального ва- рианта по минимуму капитальных затрат может быть обоснованным только в случае, koi да конструкции прокладки теплопроводов в сравниваемых вариантах равноценны по условиям долговечности и надежности Так, например, нельзя отдавать предпочтение ва- рианту трассы с бесканальной прокладкой теплопроводов перед вариантом с проклад- кой их в каналах (менее экономичному, но более надежному) при неблагоприятных гидрогеологических условиях
Глава пятнадцатая ВЫБОР СПОСОБА ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Тепловые спи по способу прокладки де- ти ся на по I »емпые и надземные (воз- душные). Приемная прокладка трубопрово- дов ieii юных vе।ей выполняется: в каналах пспрочо moi о и полупроходного поперечно- Н) сечения, и 1уппелях (проходных каналах) linn oiiiii м п более, в общих коллекторах i ni i oiiMi-i । ной прокладки трубопроводов и k.Hic и н p.i 11П1ЧПОГО назначения, во внутри- I)u.ipi.i ниц.IX коллекторах и технических пол- но и.их и коридорах, бесканально. 11и । к-миая прокладка трубопроводов цы।в>янчс 1 ся на отдельно стоящих мачтах uni нищих опорах, на эстакадах со < нношным пролетным строением, на мачтах ) но шсской труб на тягах (вантовая кон- > ipvkmiH) и на кронштейнах. К особой группе конструкций относятся I пениальные сооружения: мостовые пере- ходы, подводные переходы, тоннельные пе- реходы и переходы в футлярах. Эти сооруже- ния, как правило, проектируются и строятся но о ।дельным проектам с привлечением спе- циализированных организаций. Выбор способа и конструкций проклад- ки iрубопроводов обуславливается многими фак юрами, основными из которых являют- oi диаметр трубопроводов, требования экс- п nyaiанионной надежности теплопроводов, жопомичность конструкций и способ выпол- нения строительства. При размещении трассы тепловых сетей и районах существующей или перспективной । ородской застройки по архитектурным со- ображениям обычно принимается подземная прокладка трубопроводов. В строительстве подземных тепловых сетей наибольшее при- менение получила прокладка трубопроводов в непроходных и полупроходных каналах. Канальная конструкция имеет ряд по- иожительных свойств, отвечающих специфи- ческим условиям работы горячих трубо- проводов. Каналы являются строительной конструкцией, ограждающей трубопроводы н 1епловую изоляцию от непосредственного контакта, с грунтом, оказывающим на них как механические, так и электрохимические воздействия. Конструкция канала полностью рви ружает трубопроводы от действия массы । рунта и временных транспортных нагрузок, шитому при их расчете на прочность учиты- ваются только напряжения, возникающие от внутреннего давления теплоносителя, соб- ственного веса и температурных удлинений |рубопровода, которые можно определить с достаточной степенью точности. Прокладка в каналах обеспечивает сво- бодное температурное перемещение трубо- проводов как в продольном (осевом), так и в поперечном направлении, что позволяет использовать их самокомпенсирующую спо- собность на угловых участках трассы тепло- вой сети. Использование при канальной проклад- ке естественной гибкости трубопроводов для самокомпенсации дает возможность сокра- тить количество или полностью отказаться от установки осевых (сальниковых) компен- саторов, требующих сооружения и обслужи- вания камер, а также гнутых компенсаторов, применение которых нежелательно в город- ских условиях и приводит к увеличению за- трат труб на 8 — 15%. Конструкция канальной прокладки яв- ляется универсальной, так как может быть применена при различных гидрогеологиче- ских грунтовых условиях. При достаточной герметичности строи- тельной конструкции канала и исправно ра- ботающих дренажных устройствах создают- ся условия, препятствующие проникновению в канал поверхностных и грунтовых вод, что обеспечивает неувлажняемость тепловой изоляции и предохраняет от коррозии на- ружную 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 об- ход или с небольшим приближением к суще- ствующим сооружениям, а также с учетом различных планировочных требований (пер- спективные изменения рельефа местности, назначения территории и пр.). Одним из положительных свойств ка- нальной прокладки является возможность применения в качестве подвесной теплоизо- ляции трубопроводов легких материалов (из- делия из минеральной ваты, стекловолокна и др.) с малым коэффициентом теплопро- водности, что позволяет снизить тепловые потери в сетях. По эксплуатационным качествам про- кладка тепловых сетей в непроходных и по- лупроходных каналах имеет существенные различия. Непроходные каналы, недоступ- ные для осмотра без вскрытия дорожной одежды, разработки грунта и разборки стройтельной конструкции, не позволяют об- наружить возникшие повреждения теплоизо- ляции и 1 рубопроводов, а <акже профи iaк-
тически их устранить, что приводит к необ- ходимости производства ремонтных работ в момент аварийных повреждений. Несмотря на недостатки, прокладка в непроходных каналах является распростра- ненным типом подземной прокладки теп- ловых 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 большин- стве случаев выполнены без разрытия и раз- борки канала, чю значительно увеличивает надежность и срок службы тепловых сетей. Однако внутренние габариты полупроход- ных каналов превышают габариты непро- ходных каналов, что, естественно, увеличи- вает их строительную стоимость и расход материалов. Поэтому полупроходные ка- налы применяются главным образом при прокладке трубопроводов больших диамет- ров или на отдельных участках тепловых се- тей при прохождении трассы по территории, не допускающей производства разрытии, а также при большой глубине заложения ка- налов, когда засыпка над перекрытием пре- вышает 2,5 м. Как показывает опыт эксплуатации, тру- бопроводы больших диаметров, проложен- ные в непроходных каналах, недоступных для осмотра и текущего ремонта, наиболее подвержены аварийным повреждениям по причине наружной коррозии. Эти поврежде- ния приводят к длительному прекращению теплоснабжения целых жилых районов и промышленных предприятий, производству аварийно-восстановительных работ, дезорга- низации движения транспорта, нарушению благоустройства, что связано с большими материальными затратами и опасностью для эксплуатационного персонала и населения. Ущерб, наносимый в результате поврежде- ний трубопроводов больших диаметров, не идет ни в какое сравнение с повреждениями трубопроводов средних и малых диаметров. Учитывая, что удорожание строитель- ства одноячейковых полупроходных каналов по сравнению с каналами непроходными при диаметре тепловых сетей 800 — 1200 мм не- значительно, следует рекомендовать их при- менение во всех случаях и на всем протяже- нии кпломагистралей указанных диаметров. Рекомендуя прокладку трубопроводов боль- ших шамшроп в полупроходных каналах, 1И-И1.1Я не о ।мс1 п н. их нрсимущесIва перед in ирохо ин.1ми ii.iii.i 1амп во cieiienn ремоп- I < > 11J > 111 > < 1111 >1 III I НМ< НПО ИО 1МОЖПОС I И IIIMC- ........ них и mi чи. uni и । рхооироио н>1 па значительном протяжении без разрытия и разборки строительной конструкции с при- менением закрытого способа производства монтажных работ. Сущность закрытого способа замены из- ношенных трубопроводов состоит в извлече- нии их из канала путем горизонтального перемещения одновременно с монтажом новых изолированных трубопроводов с по- мощью домкратной установки. Необходимость в сооружении туннелей (проходных каналов) возникает, как правило, на головных участках магистральных тепло- вых сетей, отходящих от крупных теплоэлек- троцентралей (ТЭЦ), когда приходится про- кладывать большое количество трубопрово- дов горячей воды и пара. В таких тепло- фикационных туннелях прокладка кабелей сильных и слабых токов не рекомендуется из-за практической невозможности создания в нем требуемого постоянного температур- ного режима. Теплофикационные туннели сооружают- ся главным образом на транзитных участках трубопроводов большого диаметра, прокла- дываемых от ТЭЦ, размещенных на пери- ферии города, когда надземная прокладка трубопроводов не может быть допущена по архитектурно-планировочным соображе- ниям. Туннели должны размещаться в наибо- лее благоприятных гидрогеологических усло- виях, чтобы избежать устройства глубоко расположенного попутного дренажа и дре- нажных насосных станций. Общие коллекторы, как правило, сле- дует предусматривать в следующих случаях: при необходимости одновременного разме- щения двухтрубных тепловых сетей диамет- ром от 500 до 900 мм, водопровода диа- метром 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 раз- витым подземным хозяйством; при недо- статке свободных мест в поперечном про- филе улиц для размещения сетей в транше- ях; на пересечениях с магистральными ули- цами. В исключительных случаях по согласо- ванию с заказчиком и эксплуатационными организациями допускается прокладка в кол- лекторе трубопроводов диаметром 1000 мм и водоводов до 900 мм, воздуховодов, холо- допроводов, трубопроводов оборотного во- доснабжения и других инженерных сетей. Прокладка газопроводов всех видов в общих юродских коллекторах запрещается (Руко- водство по проектированию городских улиц и дорог, п. 13.23).
Общие коллекторы следует проклады- шш. вдоль I оро тских улиц и дорог прямоли- нейно, napaaiie'ii.iio оси проезжей части или нрнепой линии Целесообразно размещать к<• и пек I оры и.। 1схнических полосах и под поносами в- и ных насаждений. Продольный профи и. 1<<>|||екюра должен обеспечивать «амопчнып о»вод аварийных и грунтовых ио । ........... коллектора следует при- HHMHi и, менее 0,005. Глубину коллектора in iioi.i in и, на тачать с учетом глубины за- 1.1.11 nun in pci екасмых коммуникаций и дру- .......>|<\ ♦ null, несущей способности коп- иры min и 1смпсратурного режима внутри । >' । и । I ||>н 11рнинмам решение о прокладке трубо- 111и'in। 11hi и |уппеле или коллекторе следует 1 ни Инин, во 1можиость обеспечения отвода ЦП на * т.н и аварийных вод из коллектора в । ин₽1 I мпощис ливневые стоки и есте- • iHoiiiihh1 подоемы. Размещение коллектора в н Him’ и профиле по отношению к зданиям, । ппр\♦сипим п параллельно прокладывае- мым коммуникациям должно обеспечивать вшмолнос ii, производства строительных ра- Пп| Гн* i нарушения прочности, устойчивости н р||Г|нчс1 о сосюяния этих сооружений и к Ю1М \ I III К .1 НИИ. I у нпс ни и коллекторы, размещаемые в in и. i иродских улиц и дорог, как правило, t пору ♦ничей о|крьпым способом с приме- iii'iiium ншовых сборных железобетонных киш ipvkiinii, надежность которых должна Вы и. проверена с учетом конкретных мест- ный уч 1ЦН1ИЙ Iрассы (характеристики гидро- I₽н ни ичсуких условий, транспортных нагру- Hik и пр) Н iiiHiiCHMoc ги от количества и вида ин- женерных <.е1ей, прокладываемых совместно । 1 руГншроводами, общий коллектор может бын. IHIHO- и двухсекционным. Выбор кон- tipykiiHii и внуфенних габаритов коллек- nipii /1Н11АСИ производиться также в зависи- ма I и in п.ишчия прокладываемых комму- ННкППНЙ I Ipnek I проваппе общих коллекторов |иа*ш> проводиться в соответствии со схе- мой их сооружения на перспективу, состав- ленной । учеюм основных положений гене- рв11.и।и i• плана ратвтия города на расчет- ный । рок При сгроитепьстве новых районов । ши iriiciiiii.iMH улицами и свободной плани- ровкой ЖИ11ОИ тас тройки тепловые сети вме- |ц. । ipyi ими подземными сетями разме- iibooi вне проезжей части —под технически- ми пн пкими, полосами зеленых насаждений, в в in к'ночи Iсльных случаях - под тротуа- ра* in Рекомендуется размещать инженерные 1П1НЫ1' сет на незастроенных террито- Illi иын полосы отвода улиц и доро! Прокладка тепловых сетей на террито- рии вновь строящихся районов может быть выполнена в коллекторах, сооружаемых в жилых кварталах и микрорайонах для раз- мещения инженерных коммуникаций, обслу- живающих данную застройку [5], а также в технических подпольях и технических кори- дорах зданий Прокладка распределительных тепловых сетей диаметром до Dy 300 мм в техниче- ских коридорах или подвалах зданий высо- той в свету не менее 2 м допускаемся при условии создания возможности их нормаль- ной эксплуатации (удобство обслуживания и ремонта оборудования) Трубопроводы должны укладываться на бетонные опоры или кронштейны, а компенсация темпера- турных удлинений осуществпялься за счет П-образных гнутых компенсаторов и угло- вых участков труб. Технические подполья должны иметь два входа, не сообщающиеся с входами в жилые помещения Электропро- водка должна выполняться в стальных тру- бах, а конструкция светильников — исклю- чать доступ к лампам без специальных приспособлений. Запрещается в месчах про- хождения трубопровода устраиваль склад- ские или другие помещения Прокладку теп- ловых сетей в микрорайонах по трассам, со- впадающим с другими инженерными комму- никациями, следует предусматривать совме- щенную в общих траншеях с размещением трубопроводов в каналах или бесканально (см. гл. 17 и 18). Способ надземной (воздушной) про- кладки тепловых сетей имеет ограниченное применение в условиях сложившейся и пер- спективной застройки I орода из-за архитек- турно-планировочных требований, предъяв- ляемых к сооружениям такого вида. Надземная прокладка трубопроводов широко применяется на территории про- мышленных зон и отдельных предприятий, где они размещаются на эстакадах и мачтах совместно с производственными паропрово- дами и технолог ическими трубопроводами, а также на кронштейнах, укрепляемых на стенах зданий. Значительное преимущество имеет над- земный способ прокладки по сравнению с подземным при строительстве тепловых се- тей на территориях с высоким уровнем стоя- ния грунтовых вод, а также при просадочных грунтах и в районах вечной мерзлоты. Следует принимать во внимание, что конструкция тепловой изоляции и собствен- но трубопроводы при воздушной прокладке не подвергаются разрушающему действию грунтовой влаги, а потому существенно по- вышается их долговечность и снижаются
тепловые потери. Существенным является также экономичность надземной прокладки тепловых сетей. Даже при благоприятных грунтовых условиях по стоимости капиталь- ных затрат и расходу строительных материа- лов 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 во- просы повышения эксплуатационной надеж- ности и долговечности транзитных тепло- магистралей большого диаметра (1000 — 1400 мм) и протяженности при одновремен- ном снижении их металлоемкости и расходо- вании материальных ресурсов. Имеющийся опыт проектирования, строительства и экс- плуатации надземных тепломагистралей большого диаметра (1200—1400 мм) протя- женностью 5—10 км дал положительные ре- зультаты, что указывает на необходимость их дальнейшего сооружения. Особенно целе- сообразна надземная прокладка тепломаги- стралей при небла! оприятных гидрогеологи- ческих условиях, а также на участках трассы, расположенных на незастраиваемой терри- тории, вдоль автомобильных дорог и на пересечении небольших водных преград и оврагов. При выборе способов и конструкций прокладки тепловых сетей должны учиты- ваться особые условия строительства в райо- нах: с сейсмичностью 8 баллов и более, рас- пространения вечномерзлых и просадочных от замачивания грунтов, а также при нали- чии торфяных и илистых грунтов. Дополни- тельные 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 ыроеиием в виде ферм или балок (рис. 16.2); на iHiax, прикрепленных к верхушкам мнч| (патовая конструкция, рис. 16.3); на кронштейнах. Прокладки первого типа наиболее ра- miiHiaiii.iii.i для 1 рубопроводов диаметром 500 мм и более Трубопроводы большего лиамеipa при пом могут быть использо- ваны в Kii'ieciiie несущих конструкций для укладки или подвески к ним нескольких тру- бопроводов мало! о диамора, требующих более частой установки опор. Прокладки по эстакаде со сплошным на- стилом для прохода целесообразно приме- нять только при большом количестве труб (не менее 5 — 6 шт.), а также при необходи- мости регулярного надзора за ними. По стоимости конструкции проходная эстакада наиболее дорогая и требует наибольшего расхода металла, так как фермы или ба- лочный настил обычно изготовляются из прокатной стати Прокладка третьего типа с подвесной (вантовой) конструкцией пролетного строе- ния 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 кон- струкция с прогонами из швеллеров, подве- шенных на тягах. Прогоны позволяют уста- навливать опоры трубопроводов между мач- тами. Однако возможность прокладки тру- бопроводов на эстакадах и с подвеской на тягах в городских условиях ограничена и применима только в промышленных зонах. Наибольшее применение получила проклад- ка водяных трубопроводов на отдельно стоящих мачтах и опорах или на кронштей- нах. Мачты и опоры, как правило, выпол- няются из железобетона. Металлические мачты применяются в исключительных слу- чаях при малом объеме работ и реконструк- ции существующих тепловых сетей.
Мачты по своему назначению делятся Illi i юдующис типы для подвижных опор трубопроводов и.ж напиваемые промежуточные); дня пепо ШИЖПЫХ опор трубопроводов (.шксриые), а ыкже устанавливаемые в на- чнче и к копие \4.iciKa трассы; । 16 1 Прокладка трубопроводов пн oi ic п.но стоящих мачтах Рис. 16.2. Эстакада с для прокладки пролетным строением трубопроводов устанавливаемые на поворотах трассы; служащие для опирания компенсаторов фубопроводов В зависимости от количества, диаметра и назначения прокладываемых трубопрово- да мачты выполняются трех различных конструктивных форм: одностоечными, двух- । 1 печными и четырехстоечными простран- < ।венной конструкции. При проектировании воздушных про- кладок следует стремиться к возможно большему увеличению расстояний между мачтами. Однако для беспрепятственного стока воды при выключениях трубопроводов мак- симальный прогиб не должен превышать f = 0,25il, 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 эле- ментов: стоек (колонн), ригелей и фундамен- тов. Размеры сборных деталей определяются количеством и диаметром укладываемых трубопроводов. При прокладке от одного до трех трубо- проводов в зависимости от диаметра при- меняются 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 се- чения допустимы, если максимальные раз- меры поперечного сечения не превосходят Рис 16 3 Прок задка труб с подвеской на тягах (вантовая конструкция) 600 х 400 мм При больших размерах для облегчения конструкции рекомендуется пре- дусматривать вырезы по нейтральной оси или применять в качестве стоек центрифуги- рованные железобетонные трубы заводского изготовления Для многотрубных прокладок мачты промежуточных опор чаше всего проекти- руются двухстоечной конструкции, одно- ярусные или двухъярусные Сборные цвухстоечные мачты состоят из следующих элементов двух стоек с одной или двумя консолями, одного или двух риге- лей и двух фундаментов стаканного типа Мачты, на которых трубопроводы за- крепляются неподвижно, испытывают на- [рузку от горизонтально направленных уси- лий, передаваемых трубопроводами, которые проложены на высоте 5 — 6 м от поверхности грунта Такие мачты для увеличения устой- чивости проектируются в виде четырехстоеч- ной пространственной конструкции, которая состоит из четырех стоек и четырех или восьми ригелей (при двухъярусном располо- жении трубопроводов) Мачты устанавли- ваются на четырех отдельных фундаментах стаканного типа При надземной прокладке трубопрово- дов больших диаметров используется не- сущая способность труб, и поэтому не тре- буется устройства какого-либо пролетного строения между мачтами Не следует приме- нять и подвеску трубопроводов большого диаметра на тягах, так как такая конструк- ция практически работать не будет В качестве примера приведена про- кладка трубопроводов на железобетонных мачтах (рис 16 4) Два трубопровода (прямой и обратный) диаметром 1200 мм уложены на катковых опорах по железобетонным мачтам, устано- вленным через каждые 20 м Высота мачт от поверхности земли 5,5 — 6 м Сборные желе- зобетонные мачты состоят из двух фунда- ментов, связанных между собой монолит- ным стыком, двух колонн прямоугольного сечения 400 х 600 мм и ригеля Колонны связаны между собой металлическими диаго- нальными связями из угловой стали Соеди- нение связей с колоннами выполнено косын- ками, приваренными к закладным деталям, которые заделаны в колоннах Ригель, слу- жащий 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 на- грузку
Рис. 16.4. Прокладка трубопроводов на железобетонных мачтах: I ...... 2 - ригель, 3 — связь; 4 — фундамент; 5 — соединительный стык; 6 — бетонная подготовка Ж , ,150 Рис. 16.5. Неподвижная опора: / кокопна, 2 — ригель поперечный; 3 — ригель продольный; 4 — связь поперечная, 5 — связь про- дольная; 6 — фундамент Неподвижная опора (рис. 16.5), рассчи- I пиная на горизонтальное усилие от двух ipy6 300 кН, выполнена из сборных железо- бс зонных деталей: четырех колонн, двух продольных ригелей, одного поперечного опорного ригеля и четырех фундаментов, со- единенных попарно. В продольном и поперечном направле- ниях колонны связаны металлическими диа- i опальными связями, выполненными из уюлковой стали. На опорах трубопроводы закрепляются хомутами, охватывающими i рубы, и косынками в нижней части труб, ко- юрые упираются в металлическую раму из шнеллеров. Эта рама прикрепляется к желе- зобетонным ригелям приваркой к закладным деталям. Прокладка трубопроводов на низких опорах нашла широкое применение при строительстве тепловых сетей на несплани- рованной территории районов новой за- стройки городов. Переход пересеченной или заболоченной местности, а также мелких рек целесообразнее осуществлять таким спосо- бом с использованием несущей способности труб. Однако при проектировании тепловых сетей с прокладкой трубопроводов на низких опорах необходимо учитывать срок намечен- ного освоения территории, занятой трассой,
Рис 16 6 Прокладка трубопроводов на кронштеинах а - для одной трубы, б - для двух тру о под городскую застройку Если через 10 — 15 лег потребуется заключение трубопрово- дов в подземные каналы ити реконструкция тепловой сети, то применение воздушной прокладки является нецелесообразным Для обоснования применения способа прокладки трубопровотов на низких опорах должны быть выполнены технико-экономические рас- четы При надземной прокладке трубопрово- дов больших диаметров (800—1400 мм) це- лесообразной является их прокладка на от- дельно стоящих мачтах и опорах с примене- нием специальных сборных железобетонных конструкций заводского изготовления, отве- чающих конкретным гидрогеологическим ус- ловиям трассы тепломагистрали Опыт проектирования показывает эко- номичность применения свайных оснований под фундаменты как анкерных, так и проме- жуточных мачт и низких опор Надземные тепломагистрали большого диаметра (1200—1400 мм) значительной про- 1яженносги (5— 10 км) построены по индиви- гуальиым проектам с применением высоких и пигких опор на свайном основании При с грои гельсгве тепломагистрали с диаметрами груб 2Dy = 1000 м от Ново- свердловской 1 _)Ц 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 гори- зонтальных нагрузок выполняется в соответ- ствии с главой СНиП П-17 77 «Свайные фун- iaменты» и «Руководство по проектирова- нию свайных фундаментов» При проектировании низких и высоких опор для прокладки трубопроводов могут быть использованы конструкции унифициро- ванных сборных железобетонных отдельно поящих опор, разработанных под техноло- гические трубопроводы Типовой проект этих опор разработан Харьковским Пром- стройпроектом и утвержден Госстроем СССР (серии ИС-01-07 ИС-01-06, ИС-01-11) Проект включает монтажные схемы, таб- лицы для подбора траверс и колонн, детали узлов сопряжения несущих конструкций опор, таблицы нагрузок на фундаменты и пр Проект низких опор по типу «качаю- щихся» фундаментов, состоящих из железо- бетонного вертикального шита, устанавли- ваемого на плоскую фундаментную плиз у, разработан АтомТЭП Эти опоры могут применяться в различных грунтовых усло- виях (за исключением сильно обводненных и просадочных грунтов) Одним из наиболее распространенных видов воздушной прокладки трубопроводов является прокладка последних на кронштей- нах, укрепляемых в стенах зданий Примене- ние этого способа может быть рекомендова- но при прокладке тепловых сетей на терри- тории 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 на- дежного закрепления кронштейнов в стенах существующих зданий Проектирование про- кладки трубопроводов по стенам существую- щих зданий должно включать обследование стен в натуре и изучение проектов, по ко- торым они построены При значительных нагрузках, передаваемых трубопроводами на кронштейны, необходимо производить рас- чет общей устойчивости конструкций здания Трубопроводы укладываются на крон- штейны с приваренными корпусами скользя- щих опор Применение катковых подвижных опор при наружной прокладке трубопрово- дов не рекомендуется из-за трудности их пе- риодической смазки и очистки в период экс-
ii nvii । инии (бе i 4Ci о они будут работать как I КОПЬ 1И1ЦИС). В случае не юстаточной надежности стен пиния должны бьпь осуществлены кон- । 1 рук।иппыс мероприятия по рассредоточе- нию усиинн. передаваемых кронштейнами, пу1гм уменьшения пролетов, устройства но Нинон, iiepiнкальных стоек и др. Крон- iHicfHu.i м ниши чиваемые в местах устрой- ства неподвижных опор трубопроводов, дол- жны выполняться по расчету на действую- щие на них усилия. Обычно они требуют дополнительно! о крепления путем устрой- ства подкосов в горизонтальной и верти- кальной плоскостях. На рис. 16.6 приведена типовая конструкция кронштейнов для про- кладки 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 па чке iсиловых сетей получили непро- М11ПП.1С п иопупроходные каналы. Основным кош । рук । пнным материалом, используемым при < ооружении каналов, служит сборный ♦ г н 1обс । он. показавший достаточную на- к «кип! и. и долговечность при эксплуата- ции и у< копиях повышенной температуры и и in*1ии in среды. Ниже приведены типовые конструкции «Пирных железобетонных каналов, получив- шие пцнболыпее применение в строительстве шиповых соей и в значительной степени иирнпчаншие себя в эксплуатации (вошедшие и «I дииыс нормы и расценки на строи- triii.ni.ic и монтажные и ремонтно-строи- H'lii.ные работы», сборник 10). Наиболее простой и легко выполнимой кине।рукцией непроходных каналов явля- ||| 1СЯ каналы прямоугольного сечения из (Пирных бетонных стеновых блоков и желе- |||Г1шонпых плит перекрытия (рис. 17.1). Работы по сборке канала ведутся од- новременно с монтажом трубопроводов. Прежде всего в открытой траншее выпол- ни? ich дно канала из бетона. После монтажа и изоляции трубопроводов устанавливают с юповые блоки, а затем укладывают плиты перекрытия. Данная конструкция каналов является шарнирной, устойчивость ее обеспечивается хорошим качеством засыпки и утрамбовки иачух за стенками (одновременно с двух । трон). Скользящие опоры трубопроводов, прокладываемых в каналах, устанавливаются на железобетонных подушках, укладываемых па дно по слою цементного раствора. Конструкция сборных каналов приве- дена 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 конструк- ция непроходных каналов со сборными бе- тонными стенками применима при условии устройства попутного дренажа и выполнения наружной гидроизоляции, тип которой дол- жен выбираться в зависимости от конкрет- ных гидрогеологических условий. При выпол- нении оклеенной (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» разрабо- тана 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 рас- считывать свод как распорную конструкцию. Сводчатые каналы нашли применение в строительстве тепловых сетей многих горо- дов. По расходу материалов сводчатые же- лезобетонные каналы экономичней каналов прямоугольного сечения. Институтом «Мосэнергопроект» разра- ботана конструкция каналов для прокладки трубопроводов среднего и большого диа- метров (400—1200 мм), собираемых из же- лезобетонных стеновых блоков тавровой
71__________ Рис 171 Канат из сборных железобетон- ных плит и бетонных стеновых б iоков 1 — плита перекрытия 7 — cichoboh блок 3 — гидроизоляция 4 — цементный раствор, 5 — плита днища Рис 17 2 Канал из железобетонных сводов 1 — железобетонный свод 7 — гидроизоляция 3 — железобетонная п тита днища формы, ребристых плит перекрытия и пло- ских плит днища (рис 17 3) Конструкция обладает большей устойчи- востью 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 смеще- ние блоков внутрь канала при боковом дав- лении грунта Все сборные жетезобетонные детали из- готовляются 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 изготов- ления сборных элементов на заводах и поли- гонах строительных организаций Монтаж трубопроводов и их теплоизо- ляция выполняются в открытой траншее после укладки плит днища Стеновые блоки устанавливаются на днище по слою цемент- ного 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 Оклеенная гидроизоляция перекрытия вы- полняется во всех случаях На рис 17 3 приведена конструкция ка- нала с односторонним дренажем из керам- зитобетонных трубофитьтров Конструкция широко применялась при строительстве ка- налов полупроходного сечения для про- кладки трубопроводов диаметром от 800 до 1200 мм В табл 17 1 приведены основные показа- тели каналов Широкое применение в строительстве двухтрубных водяных тепловых сетей нашли сборные каналы серии МКЛ разработанные институтом «Мосинжпроект» для теплопро- водов диаметром от 50 до 1400 мм Каналы выполняются из двух сборных железобе- тонных элементов верхней рамы и плиты днища (рис 17 4) Основные показатели ка- налов даны в табл 17 2 Железобетонные элементы каналов включены в каталог уни- фицированных изделий и выпускаются заво- дами Главмоспромстройматериалов Мос- горисполкома Элементы канала изготовляются из бе- тона (класса по прочности на сжатие В25 и ВЗО и морозостойкостью марки F 50) Арми- рование железобетонных изделий преду- смотрено сварными сетками, объединенными Рис 17 3 Канал из железобетонных тавро вых стеновых блоков, ребристых плит пере- крытия и плит днища с односторонним дренажем из керамзитобетонных трубофитьт- ров 1 - тавровый стеновой блок 2 — ребристая плита перекрытия, 3 — плита днища, 4 — трубофильтр, 5 - песок крупнозернистый тле
I •(> in н ii I / I Основные размеры и расход железобетона каналов с тавровыми стеновыми блоками Vi iiiIHii III II1IIMC 1 |> l| \ i Размеры мм Объем железобетона MM A Б Г H 0 h B20 на 1 м канала м' HI HI 2720 3550 1560 2020 1400 860 1,80 HI III 3120 3850 1560 2060 1620 950 1,91 11 >1 HI 3120 3850 1830 2320 1670 1000 2,06 1 'IMI 3450 4250 1830 2380 1860 1170 2,17 Рис 17 4 Канал рамной конструкции (серии МКЛ) / тс ююбетонная рамная секция 2 - железобетонная птита днища, 3 — опорная подушка сколь- 1ящей опоры 4 — песчаная подготовка 5 — бетонная подготовка 6 — гидроизоляция и объемные каркасы Изготовление сборных • цементов предусматривается на специализи- ропцппых заводах железобетонных из зелий п мс!аллических виброформах Расчет каналов для труб диаме!ром до <ММ) мм произведен на временную автомо- бильную нагрузку Н-ЗО при засыпке над верхом перекрытий 0,5 — 2 м, а каналы для 1 руб диаметром от 800 до 1400 мм — на колесную нагрузку НК-80 [Альбом СК НО 1-86] Строительство тепловых сетей с приме- нением 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 уста- навливают на цементном растворе опорные подушки скользящих опор, производят мон- таж и изолирование трубопроводов, после чего устанавливают рамные элементы пере- крытия канала Стыковые соединения эле- 229
Таблица 172 Основные размеры и расход материалов для каналов МКЛ Марка канала Условный диаметр труб Dy мм Размеры мм Объем железобетона ВЗО на 1 м канала м3 А Б Г Н В Е МКЛ-1 50-100 970 1090 555 715 80 80 0,245 МКЛ-2 125-200 1320 1470 705 865 80 80 0,345 МКЛ-4 250-400 1920 2100 905 1115 100 100 0,610 МКЛ-6 500-600 2410 2620 1105 1355 120 130 0,885 МКЛ-8 700-800 2770 3060 1380 1640 120 140 1 13 МКЛ-10 900-1000 3190 3510 1580 1880 140 160 1,46 МКЛ-12 1000-1200 3600 3980 1785 2125 160 180 1 86 МКЛ-14 1400 4160 4580 2080 2505 200 230 2 67 ментов днища и перекрытия (типа «паз —гре- бень») заполняют цементным раствором или герметизирующими мастиками и эластич- ными прокладками В зависимости от гидрогеологических условии трассы наружные поверхности ка- нала защищают гидроизоляцией При нали- чии грунтовых вод или глинистых грунтов устраивают попутные дренажи При пересечении тепловыми сетями ав- томобильных и городских дорог часто ис- пользуются железобетонные безнапорные трубы, предназначенные для строительства водосточных и канализационных трубопро- водов Применение этих труб в качестве по- лупроходных каналов для прокладки трубо- проводов позволяет выполнять подземные переходы под дорогами открытым способом в кратчайшие сроки Для этих целей исполь- зуются железобетонные безнапорные трубы диаметром 2 и 2,5 м В настоящее время мо- гут быть применены железобетонные трубы с плоским основанием, разработанные ин- ститутом «Мосинжпроект» (альбом ПС-86) Трубы внутренним диаметром 2,0 и 2,44 м длиной 2,5 м выпускаются заводом № 23 Мосспецжелезобетона Расчетная проч- ность труб должна соответствовать фактиче- ски действующим временным и постоянным нагрузкам На рис 17 5 приведена конструкция по- лупроходного канала круглого сечения В та- ких каналах могут быть проложены тепло- проводы диаметром до 600 мм Серия 3 006-2 «Типовые конструкции и детали зданий и сооружений» содержит ра- бочие чертежи сборных железобетонных ка- налов и туннелей из лотковых элементов, разработанных Харьковским институтом «Промстройниипроект» Конструкции пред- назначены для прокладки трубопроводов различного назначения, электрокабелей и электрошин К каналам отнесены подземные сооружения при высоте до 1500 мм включи- тельно, а к туннелям — при высоте 1800 мм 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 лот- ковых 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, ко- торые закладываются в продольные швы Номенклатура сборных железобетонных изделий каналов состоит из лотковых эле- Рис 17 5 Канал круглого сечения из железо- бетонных труб (полупроходной) 1 — трубопроводы 2 — жетезобетонная труба 3 — опорная подушка 4 - бетонный пот Рис 17 6 Каналы лотковые серии 3 006-2 (габаритные схемы) а — марка КЛ б — марка КЛп в — марка КЛс 230
мен юн и плоских плит. Габаритные схемы мши нов приведены в табл. 17.3. При габа- ри1с, по ширине не превышающем 2400 мм и миссс 9,3 । включительно, лотки приняты ппшой 59 70 мм. Допускается изготовление hoimhi 1'пшоп 2970 мм. 11 пен. ми- пипы, используемые для пере- k|>hinii) мни нов марки КЛ и днища каналов ммркн kiln, имеют длину 2990 мм, за ис- k >1п >чс*|11н*м и uni для каналов шириной в чи- tin к то и .|5() мм, длина которых принята МО мм II номенклатуру изделий включены до- nnpni.it >н>|ки всех размеров, имеющие дли- н\ /’о мм, и доборные плиты длиной / |н мм Ч oi прокладки тепловых сетей следует примени 11. каналы марки КЛп (рис. 17.6, б). Imiihi и.। мирок КЛ и КЛс затрудняют про- iiiHniMiio основных и наиболее ответствен- ные моп|11жпо-сварочных работ, так как MtiiMi iioikob преграждают свободный до- • цп । впрщика к трубопроводам. При таких V» човимх выполнить качественную сварку поиоро।пых стыков труб трудно, а непово- pniiii.ix невозможно. Стенки канала препят- । туки приварке кареток (корпусов) скользя- щих опор и нс позволяют контролировать нрнппiii.iioi 11> их установки, а также разме- iiU'HBii опорных подушек. hoiii.iniic неудобства создаются при вы- iii'iiiciiiiii подвесной теплоизоляции на тру- Лопропо nix, уложенных в лотковых каналах, «hi пн необходимо наносить основной и по- «роипыП спой при наличии стенок. Особенно но о । пос и 1ся к выполнению теплоизоляции я ни*пей чисти изолируемых труб. Некачественное выполнение теплоизоля- ции в се нижней части создает предпосылки >1мм рв «рушения всей конструкции теплоизо- ляции и коррозионных повреждений трубо- проводов, поскольку эта часть постоянно yb>ui*hmcicm при подтапливании дна канала । рут оными или случайными водами. Вслед- мйнс ною возрастают тепловые потери и BoHiHKtttoi местные очаги коррозии сталь- ных I руб. консгрукция каналов и туннелей марки к 1|< не юлько не отвечает требованиям вы- Ц|*ня монтажно-сварочных и теплоизо- ляционных работ, но и не обеспечивает усло- вий прочности и плотности сооружения я цепом. Стендовое испытание этой кон- । (рукции выявило повреждаемость шарнир- ных С1ыковых соединений при односторон- нем действии горизонтальной временной iiiiipyiKH. Это указывает на возможность рк (рушения каналов и туннелей при реаль- ном но (действии на них транспортных на- >ру|пк (в местах пересечения железных и >(иммобильных дорог). Таблица 17.3. Габаритные схемы каналов серии 3.006-2 Марка канала Габариты канала А, мм Н, мм КЛ(КЛп)30 х 30 300 300 КЛ(КЛп)45 х 30 450 300 КЛ(КЛп)60 х 30 300 КЛ(КЛп)60х45 600 450 КЛ(КЛп)60 х 60 600 КЛ(КЛп)90х45 450 КЛ(КЛп)90 х 60 900 600 КЛ(КЛп)90 х 90 900 КЛ(КЛп)90х 120 1200 КЛ(КЛп)120 х 45 450 КЛ(КЛп)120 х 60 1200 600 КЛ(КЛп)120 х 90 900 КЛ(КЛп)120х 120 1200 КЛ(КЛп)150 х 45 450 КЛ(КЛп)150x60 600 КЛ(КЛп)150x90 1500 900 КЛ(КЛп)150х 120 1200 КЛ(КЛп)150 х 150 1500 КЛ(КЛп)180 х 60 600 КЛ(КЛп) 180x90 1800 900 КЛ(КЛп)180х 120 1200 КЛ(КЛп)180х 150 1500 КЛ(КЛп)210 х 60 600 КЛ(КЛп)210 х 90 2100 900 КЛ(КЛп)210х 120 1200 КЛ(КЛп)210 х 150 1500 КЛ(КЛп)240 х 90 900 КЛ(КЛп)240 х 120 2400 1200 КЛ(КЛп)240 х 150 1500 КЛ(КЛп)300 X 90 900 КЛ(КЛп)300х 120 3000 1200 КЛ(КЛп)300 X 150 1500 КЛс90 х 90 900 900 КЛс90 х 120 1200 КЛс120x90 900 КЛс120х 120 1200 1200 КЛс120х 150 1500 КЛс 150x90 1500 900 КЛс150х 120 1200 КЛс180х 120 1800 1200 КЛс210х 120 2100 1200 231
Неприемлемым является соединение верхнего и нижнего лотковых элементов при ' помощи укладки обрезков швеллеров, за- щита которых от коррозии практически не может быть выполнена в тяжелых темпера- турно-влажностных условиях среды под- земных конструкций тепловых сетей Установлена нецелесообразное гь приме- нения металлических закладных и других деталей в строительных конструкциях тепло- вых сетей, подверженных быс грому корро- зионному разрушению. Рассмотренная выше копорукция рам- ных каналов (серии МКЛ) охн.пынает все диаметры тепловых се ген при восьми габа- ритных схемах, выбранных исходя из диа- метра прокладываемых iрупопронодов (вме- сто 32), что обеспечнп.1С1 их жопомичность, облегчает заводское ссринпое ниотовление железобетонных ihcmcii юн и снижает за- трату металла па иноiонпгнне форм. Следует симе инь. чк> каналы шириной ЗОО — ЗООО мм, иопк шик н серию 3.006-2 и рассчитанные на же не ннщорожпую нагрузку класса К-14 при i.n иу»>пенни верха перекры- тия от 1 до 2.0 м, не пппжпы применяться при прокладке пол жене шыми дорогами об- щей сечи, hoi коньку минимальное заглуб- ление Опре lenciln 2,0 М 17.2. I умнели и коллекторы HanGoui.iiire применение в строитель- стве lyiiiicneii и коп чек । ороп получили кон- струкции tbopin.ix желе юбеюнных коллек- торов, paipjbo I OI1I1I.IV Ш1С1ИТуТОМ «Мос- инжпроек । >. рл(>очнс чертежи которых приведены и < ерпи альбомов (РК 1101-70, РК 1102 7S) Кош |рукции вошли в Каталог унифицированным индусiриальных изделий и прели.i нш’К-П1.1 иля сооружения городских и вну।рпкнлр।л ii.iii.ix коллекторов откры- тым споеоОом и ниже включены в «Единые нормы и р.п пспьп пц с । рои юльные, мон- тажные и р< мон । н>> > ।рои 1елы1ые работы (сборник 10)" Texuoiioi ii'iii khi < слепня i ородских кол- лекторов при i oiimi । i null прокладке трубо- проводов, l»o KHipolm III Kllfx'HCh СВЯЗИ И СИ- ЛОВЫХ кабслен to Ю кН липы в альбоме СК 1101-74 В альбомах iipnin i> hi.i ин* конструкции коллекторов: одна и । чьымиых железобе- тонных цельноформон.||||1ыч 1ГКШ1Й сечением В х Н (ширина и т.н мы) I S к |,9; 2,1 х х2,1; 2,5 х 2,5 и 'О - ( ’ м. предназна- ченных для сооружении ннкйппй части кол- лекторов (рис. 17 7, <0. ipvinn Hi отдель- ных железобетонных ни кин юн | образной формы, ребристых пли i ш pi । pi.i । пн и плит Рис. 17.7. Габаритные схемы коллекюров (Мосинжпроект): а — из объемных секций; б — из отдельных >ле- ментов днища для сборных коллекторов сечением В х Н - 3,6 х 2,1; 3,6 х 2,5, 3,6 х 3,2, 4,2 х х 2,5; 4,2 х 3,2 м (рис. 17 7,6). Из них сборных элементов сооружаются камеры, углы поворотов, узлы коллекюров В номенклатуру железобе1ониыч сбор- ных элементов дополнительно включены угловые стеновые блоки, нлини с енвер- стиями и балки перекрытий камер Строительная конструкция коп пек юра из объемных секций coctohi и с рамных цельноформованных элементов, мошируе- мых на подготовке из монолитною бе юна (рис. 17,8). Сопряжение объемных секций предусмотрено в «четверть» по стенам и днищу и в «шпонку» по перекрытию с 1.пюл- нением стыков цементным раствором Мак- симальная длина объемных секций 1,6 м. Коллектор из отдельных желеюбеюнных элементов монтируется из стеновых блоков L-образной формы, плит перекрыты и дни- ща (рис. 17.9). Связь между плитами днипы и слоно- выми блоками обеспечивается i.i c»iei пет- левых выпусков, через которые ирон ус кается продольная арматура. Стыки ымополичи- ваются бетоном. Плиты перекрьнпя имеют на опорах подсечки и укладываю ня «распор на цементный раствор по верху ( юновых блоков Монтаж сборных желе юбеюнных элементов осуществляется на бе юнной под- готовке по слою свежеуложенно! о рис i пора. Швы между элементами заполняинси це- ментным раствором. Образующиеся це- ментные шпонки связывают смежные (Де- менты между собой и обеспечив.пи i in целку швов. Максимальная длина нк*мснтов (вдоль коллектора) 2,7 м для cienoni.i4 бло- ков, 3,0 м для плит перекрытия и .'.I м для плит днища. Наряду с конструкцией пипсиний части коллекторов в типовом проеки- ри )р>|бо1аны конструктивные решения yi мои циппрота коллекторов, камер для обслуж и h.i пи и цпух-
Рис 17 9 Коллектор из отдельных железо- Рис 17 8 Коллектор nt обьемных секций 1 — объемная секция 2 — ги ipon юляция ок 1еечная 3 — цементный слои 4 — ( шинный слой из бетона 5 — асбоцементная плита 6 — гидроизоляция окле ечная стен и днища 7 — бетонная подготовка 8 — песчаное основание 9 асфальт 10 — цемент- ный раствор бетонных 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 /0 — песок 11 — асфальт сторонних сальниковых компенсаторов во- допровозных камер камер для разводки кабелей Габариты камер определены на основании анализа наиболее часто встречаю щихся гехнологических схем и могут коррек- тироваться при конкретном проектировании У1лы поворота коллекторов, камеры и узлы монтируются как из элементов линей- ной часги !ак и из угловых блоков, до- борных ci сновых и доборных плит перекры- тия ба юк колонн и фундаментного блока (рис 1710) Таблиц! 174 Расход материалов для сооружения коллекторов (на 1 м длины) Сечение коз Вх/7 II К Юр<И1 м д О ж 2 S Монолитный железобетон м' Бетонная под го товка м" Цементный раствор мл 8 и 4) <сс Коллекторы 15x19 0 718 — 0 19 0,15 из объем 2 1x21 1 "34 — 0,25 0,21 ных секций 2,5x2 5 1 673 — 0,3 0,25 3,0 х 3 2 2 183 — 0 35 0,30 Коллекто- 3,6 х 2 1 1 4 3 4 0 102 0,50 0,39 ры из L об 3,6x2 5 1 93" 0 102 0,50 0,40 разных 3,6 х 3 2 2 142 0 102 0,50 0,40 блоков 4,2 х 2,5 2 147 0 102 0 58 0 45 4,2 х 3,2 2,3S7 0 102 0 58 0,46 В табл 17 4 дан расход основных мате- риалов для сооружения линейной части кол- лекторов Сборные железобетонные конструкции коллекторов предназначены для применения в следующих условиях строительства сейс- Рис 17 10 Камера сборного железобетон- ного коллектора 1 — колонна 2 — угловой блок 3 — балка перекры- тия 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 по- крытия 0,7 —2,0 м, при расположении в зеле- ной зоне 0,5 —2,0 м. Объемная масса грунта принята 18 кН/м3, угол внутреннего трения Ф = 30°. Распределение давления о г времен- ной нагрузки принято под углом 45’ в пре- делах дорожного покрытия и под углом 30° в грунте. Расчетная схема коннекторов при- нята в виде бесшарнирной рамы па упругом основании для объемных секций и в виде двухшарнирной рамы ня коллекторов из отдельных железобсюипых элементов. При одностороннем расположении временной на- грузки учтен отпор । рупта в размере 50% бокового давления i руша от временной на- грузки. Через каждые 40 — 50 м, а также в ме- стах примыкания коллектора к камерам и в местах редкою гименения грунтовых усло- вий устраиваю 1ся температурно-осадочные швы (с компенсаторами). Конструкции туннелей и коллекторов должны бы । ь защищены от проникания в них поверхностных и грунтовых вод. Пере- крытия |уппелей и коллекторов, распола- гаемых выше уровня грунтовых вод, следует защищать оклеенной гидроизоляцией из двух слоев изола, а стены обмазывать битумной эмульсией. В туннелях и коллекторах необ- ходимо предусматривать продольный уклон не менее 0,002. При расположении туннелей и коллекто- ров ниже уровня грунтовых вод они должны быть защищены устройством попутного дре- нажа и оклеенной изоляцией. Тип и кон- структивные решения гидроизоляции следует принимать в соответствии с типовыми про- ектами и «Указаниями по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений» СН 301-65*. При устройстве дренажей следует руководствоваться «Ука- заниями по проектированию дренажа подземных гидротехнических сооружений» (ВСН-045-72 Минэнерго СССР). В серию 3.006-3 «Сборные железобе- тонные туннели» вошли туннели с примене- нием уголковых блоков и объемных элемен- тов, разработанные Мосинжпроектом. Для прокладки трубопроводов тепловых сетей в туннелях и коллекторах предусмат- ривается устройство подвижных и непо- движных опор, а также камер для размеще- ния сальниковых и гнутых компенсаторов, задвижек и другого оборудования. Место расположения опорных конструкций и ка- мер принимается по проекту тепловых сетей. Габариты камер должны устанавливаться с учетом обеспечения проходов для нормаль- ного обслуживания оборудования в период эксплуатации в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86. В перекрытиях камер должны предусма- триваться люки диаметром 0,63 м с двойной крышкой и запорным устройством в количе- стве не менее двух. В местах размещения оборудования и крупногабаритной арматуры следует дополнительно устраивать монтаж- ные проемы длиной не менее 4 м и шириной не менее наибольшего диаметра проклады- ваемой трубы плюс 0,1 м, но не менее 0,7 м. Неподвижные опоры следует, как пра- вило, выполнять щитовой конструкции из монолитного или сборного железобетона. Скользящие опоры трубопроводов, распола- гаемые в верхних ярусах, проектируются из металлоконструкций, привариваемых к за- кладным деталям в элемсшах с ген и дна коллектора. Внутренние габариты проектируемых коллекторов следует ушапавпивать с учетом следующих требований' ширина прохода нс менее 800 мм, высо- та — 2000 мм (в свету); рассюяние в свету от поверхности изо- ляции трубопроводов диаметром 500 — 700 мм до стенки и пола коллектора 200 мм, для трубопроводов диаметром 800 — 900 220 мм и до перекрытия ко (лек- тора 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 водо- провода, напорной канализации и вотлухо- проводов до строительных конструкций кол- лектора и до кабелей не менее 20() мм; вертикальное расстояние между консо- лями для укладки силовых кабелей 200 мм, для укладки контрольных кабелей и кабелей связи 150 мм, горизонтальное рассюяние в свету между силовыми кабелями 35 мм, по не менее диаметра кабеля. Силовые кабели располагаю и. я па i ка- белями связи, каждый горизонта и.ный ряд силовых кабелей отделяется от других рядов и от кабелей связи несгораемой прок падкой из асбестоцементных листов. Над грубонро- водами допускается прокладыва 1г, iojii.ko кабели связи. Пример технологического сечения го- родского коллектора дан на рис 1711 Нормальная и безопасная п i\a ыция городских коллекторов возможна ншько
юг Рис 17 11 Технологическое сечение коллекто- ра (В х Н - 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 об- щие коллекторы должны оборудоваться сиг- нализацией загазованности Коллекторы необходимо оборудовать приточной сстес!венной и механической вен- тиляцией для обеспечения внутренней темпе- ратуры в пределах 5-30 С и не менее трех- кратною обмена воздуха за 1 ч Способ вентиляции должен приниматься в соответ- ствии с санитарными правилами в зависи- мости от назначения коллектора Вентиля- ционные шахты, как правило, совмещаются с входами в туннель Расстояние между при- точными н вытяжными шахтами должно определяться расчетом Вентиляция теплофи- кационных туннелей должна обеспечивать как в зимнее, так и в летнее время темпера- туру воздуха в туннелях не выше 50°С, а на время производства ремонтных работ и обходов — не выше 40 С Снижение темпе- ратуры воздуха с 50 то 40 °C допускается предусматривать с помощью передвижных вентиляционных установок Выбор вентиляционною оборудования производится на основании теплотехниче- ского и гидравлического расчетов Расчетные участки принимаются щипок 200 — 250 м Вентиляционное оборудование следует размещать в вентиляционных камерах, со- оружаемых из типовых желе юбетонных эле- ментов 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 осу- ществляться в повышенной точке туннеля че- рез вытяжные шахты Отверстия приточных и вытяжных шахт необходимо закрывать ме- таллическими решетками с сеткой Вентиляторы устанавливают на вибро- поглощающих основаниях, а присоединение вентиляторов к сети воздуховодов осуще- ствляют посредством мягких вставок из прорезиненной ткани Воздуховоды проекти- руются круглого сечения с плавными пово- ротами и переходами Проектом вентиляции определяются ме- ста установки датчиков системы сигнализа- ции о загазованности Датчики необходимо устанавливать в повышенных точках про- филя коллектора, на расстоянии 10—15 м от приточных и вытяжных шахт, а также в ме- стах возможного проникновения газа в кол- лектор В туннель или коллектор, в который исключено попадание газа, установка газо- вой защиты не обязательна Коллекторы по степени надежности электроснабжения следует относить к потре- бителям второй категории Электроснабже- ние коллекторов, как правило, осуществля- ется по двум кабелям, подключаемым к различным сборкам низкого напряжения трансформаторной подстанции В туннелях должно предусматриваться устройство рабо- чего, 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 ис- ключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений Напряжение на лампах ремонтного освещения должно быть не выше 12 В Расстояние между шка- фами ремонтного освещения должно быть не более 60 м Сеть рабочего, аварийного и ремонтного освещения необходимо выпол- нять 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 тунне- лях при рабочем освещении и также в ка- мерах 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 не- обходимо предусматривать аварийные на- сосные станции. Производительность стан- ции определяется из условия: спуск воды из одного трубопровода наибольшего диаметра в течение 2 ч; при наличии трубопроводов диаметром менее 200 мм — насосные стан- ции производительностью не менее макси- мального часового количества поступающей воды, но не менее 8 м3/ч. Аварийные насосные станции необходи- мо оборудовать двумя комплектами центро- бежных насосов и одним комплектом само- всасывающего насоса производительностью не менее 8 м3/ч. Сброс аварийных вод следует произво- дить непосредственно через водосборный ко- лодец, из которого вода по самотечному трубопроводу поступает в ближайший водо- сток. Пуск и остановку насосов следует осу- ществлять автоматически от реле уровней. Для эксплуатации коллекторов следует предусматривать диспетчерские пункты. Раз- мещать диспетчерские пункты по трассе кол- лектора следует из расчета один пункт не бо- лее чем на 5 км протяженности туннеля с равной зоной обслуживания в каждую сто- рону. Диспетчерский пункт, как правило, рас- полагается в зданиях, примыкающих к кол- лектору, или вблизи от него. Благоустроен- ный вход в коллектор должен, как правило, осуществляться через диспетчерский пункт. 17.3. Камеры, неподвижные опоры и ниши При подземной прокладке тепловых се- тей требуется устройство целого ряда кон- струкций по трассе, к которым относятся: камеры, неподвижные опоры, ниши компен- саторов. Для размещения задвижек, спуск- ных и воздушных кранов, сальниковых ком- пенсаторов и неподвижных опор на тепло- вых сетях устраиваются камеры. Размеры камер принимаются из условий нормального обслуживания размещаемого в камере обо- рудования согласно СНиП 2.04.07-86. На- именьшая высота камер 1,8 м. Минимальное заглубление перекрытия камер от поверхно- сти земли 0,3 м, а от верха дорожного покрытия — 0,5 м. Строительная часть камер выполняется в основном из сборного железобетона. В на- стоящее время удовлетворительные конст- руктивные решения сборных камер получены для наиболее простых монтажных схем уз- лов двухтрубных теплопроводов малых и средних диаметров. В строительстве тепловых сетей находят применение железобетонные сборные ка- меры размерами в плане: 1,8 х 1,8; 2,6 х 2,6; 3,0 х 3,0; 2,5 х 4,0; 4,0 х 4,0; 4,0 х 5,5; 4,0 х х 7,0 м, высотой от 2,0 до 4,0 м (по типо- вому проекту 3.903-КЛ-3). Намечается вы- пуск 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 приме- нение получили сборные камеры, собирае- мые из железобетонных стеновых блоков и ребристых плит перекрытия коллекторов (рис. 17.13). В номенклатуру каталога железобетон- ных изделий включены объемные элементы камер тепловых сетей размерами в плане 3,2 х 2,7 м - по альбому Мосинжпроекта. Находят также применение сборные ка- меры со стенами из бетонных блоков, пере- Рис. 17.12. Сборная камера из коробчатых железобетонных блоков (Эстпроект): 1 — верхний блок; 2 - нижний блок; 3 — бетонная подготовка; 4 — приямок; 5 — металлические за- кладные детали на сварке, 6 — люк; 7 — лестница
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 коллекто- ров. При проектировании следует выбирать такие конструкции сборных камер, элементы которых могут быть выполнены заводами строительных материалов местной промыш- ленности. В строительстве тепломагистралей боль- шого диаметра (1000—1400 мм) большое место занимает сооружение камер из моно- литного железобетона, выполняемых по про- ектам повторного применения. Камеры тепломагистралей больших диа- метров, сооружаемые в узлах с установ- кой задвижек, компенсаторов, неподвижных опор, имею1 шачшельные габариты и могут испы1ыва1ь большие нагрузки от давления груша, а ткже от усилий, передаваемых трубопроводами на неподвижные опоры, превышающие 2000 кН. Степы камер рассчи i ываются на гори- зонтальное давпение iрунта и временную автомобильную шпрузку на призме обруше- ния. В зависимое! и от соотношения разме- ров камеры выбирается расчетная схема (замкнутая рама, пластины, заделанные по контуру). Если камеры воспринимают боль- шие усилия от неподвижных опор, их кон- струкция рассчи 1ывас1ся на прочность на боковое реактивное давление (отпор) грунта по средней его интенсивности. Камеры могут бьнь выполнены из мо- нолитного железобеюна юлько в части стен и днища с устройством сборного перекры- тия. Камеры, служащие для размещения узлов трубопроводов с усшновкой крупно- габаритных секционирующих задвижек, со- оружаются с надземным павильоном, выпол- ненным по типовым проектам. При проектировании камер необходимо соблюдать следующие условия: в перекрытиях камер должно быть не менее двух люков D = 630 мм, расположен- ных по диагонали. При наличии сальни- ковых компенсаторов и при длине камеры до 3,5 м и наличии одного ответвления с проходом под трубами менее 1 м количе- ство 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 за- порную крышку и должен быть оборудован металлической лестницей или ходовыми скобками. Горловина люка выполняется из железобетонных колец D = 700 мм при вы- соте 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 (компенсато- ров, насосов, задвижек и др.) в перекрытии камер, расположенных на проездах, взамен одного круглого предусматривается мон- тажный люк размером 900 х 900 мм с за- порной решеткой. В случаях размещения ка- мер в зеленых зонах, на тротуарах и других аналогичных местах допускается устройство монтажных проемов с перекрытием их сбор- ными железобетонными плитами; камеры тепловых сетей должны быть за- щищены надежной гидроизоляцией от грун- товых и поверхностных вод; при уровне грунтовых вод выше отме- ток заложения конструкции теплосети пол камер рекомендуется располагать выше от- меток попутного дренажа. Пол камеры дол- жен иметь уклон в сторону приямка, устраи- ваемого для сбора воды. В случаях, когда пол камеры располагается ниже отметот попутного дренажа, водонепроницаемостт днища и стен должна обеспечиваться за счет устройства оклеечной гидроизоляции;
приямки в полу камер располагать сле- дует под одним из круглых люков в пере- крытии для удобства откачки воды; при устройстве переходов через трубо- проводы 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, распо- ложенного на высоте более 1,5 м, обяза- тельно устройство площадок с лестницами и ограждениями; сальниковые компенсаторы и задвижки должны устанавливаться вразбежку со сме- щением на 100—150 мм в зависимости от диаметра; врезка труб ответвлений должна осу- ществляться сверху или сбоку основных труб. Камеры, служащие для размещения уз- лов трубопроводов большого диаметра, в которых установлены секционирующие за- движки и устроены ответвления, имеют большие габариты в плане и по высоте. Над такой камерой необходимо ставить над- земный павильон для обслуживания задви- жек, больших размеров по высоте. Строительная часть камер обычно вы- полняется из монолитного железобетона, так как осуществление их в сборном варианте потребует изготовления сборных элементов в ограниченном количестве, что нерентабель- но при заводском производстве. Павильоны выполняются по типовым проектам в виде одноэтажных зданий, устанавливаемых не- посредственно над камерами тепловых сетей. Стены павильона возводят из кирпича на це- ментном растворе. Наружная поверхность стен облицовывается кирпичом разных то- нов. Перекрытие здания собирают из сборных железобетонных панелей типовой конструкции, а утеплитель делают из пено- стекла. Кровля выполняется из рубероид- ного ковра. Неподвижные опоры, размещаемые в ка- мерах, выполняются путем закрепления тру- бопроводов при помощи упорных при- варных металлических деталей (фланцев и косынок) в монолитных железобетонных сте- нах камеры. В камерах сборных конструкций неподвижные опоры выполняются в виде ме- таллического каркаса из прокатной стали (швеллеров, двутавров), укрепляемого в пере- крытии, днище и стенах камеры. В этом слу- чае трубопроводы закрепляются на каркасе при помощи приварных планок и косынок. Конструкция неподвижных опор разрабаты- вается в соответствии с принятой конструк- цией камер (рис. 17.14). Неподвижные опоры, размещаемые по трассе тепловых сетей вне камер, выполняются щитовой конструкции. Щитовые неподвижные опоры представ- ляют собой прямоугольный железобетонный щит с отверстиями для пропуска теплопрово- дов, которые закрепляются в нем при помощи упорных металлических приварных деталей (рис, 17.15). При прокладке тепловых сетей в каналах щитовую опору закрепляют в кон- струкции канала, передавая на нее действую- щие осевые силы от трубопроводов. Опора удерживается в грунте за счет сил трения, возникающих на наружных поверхностях конструкции примыкающего канала. Рис. 17.14. Металлическая неподвижная опора в камерах
4 5 Рис 17 15 Щитовая неподвижная опора для непроходных каначов J-uim (бетон В25), 2-беюн В10, 3 - гри слоя изоча, четыре слоя lick юткани по полиэфирной смоле 4 - ок теечная i идроизоляция, 5 - арматура При расчете щитовых неподвижных опор принято опирание их только на щенки канала Опирание на перекрытие и шо кана- ла при расчете не учитывается, так как опора должна работать при снятом сборном пере- крытии канала (аварийныи ремонт), а дно канала не является коне i рук 1ивным эле- менюм Опоры выполняю i ся с двойным сим- метричным армированием, iuk как действую- щие ven him oi ।руб Moiyi бын> направлены II про I пноположпыс* стропы Щи।оные женеюбс।оиные опоры выпол- iihioh.ii по HiiioiibiM чср|еж<1м, разработан- ным ц in p.i П1ИЧПЫХ inaMcipoB грубопрово- IOH и ц Нс । iiyioinux на опоры осевых усилий Mm шср| опроек । ом разработаны, рас- i ч и । <i пн ыс Hi осспос усипие oi 10 до 500 кН, копе । рукнни монопи । пых железобетонных неподвижных щиювых опор для тепловых сечен с условным диамеч ром от 50 до 700 мм, прокладываемых в пепроходных и полупроходных каналах В бесканальных тепловых сетях приме- няются типовые щитовые железобетонные неподвижные опоры (сборные и монолит- ные) — по альбому А133-67 Для неразгруженных неподвижных опор, воспринимающих неуравновешенное гидрав- лическое давление и силы трения в скользя- щих опорах при трубопроводах диаметром более 800 мм, находят применение конструк- ции в виде камер или опор таврового про- филя, выполняемые из монолитного железо- бетона (рис 17 16) Если камера неподвижной опоры может быть использована для размещения в ней оборудования (задвижек, сальниковых ком- пенсаторов и др), то ее внутренние габариты принимаются исходя из этого Для повыше- ния устойчивости и сопротивления сдвигаю- щему усилию камера выполняется с устрой- ством зуба или щита (рис 17 17) При расче- Рис 17 16 Железобеюнпая неподвижная опо- ра таврового профи ।я нераз! руженная (дня труб Dy 500 мм) Рис 17 17 Же 1еюбс1111пыя псин пшжи im опора в ви ic камеры id моно ш i ши железобетона д 1я бо нлннх ус ниш .......... 2(ИМ) кН)
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 характе- ристики по данным изысканий. Тавровые неподвижные опоры (рис. 17.16) удерживают передаваемые трубопро- водами усилия главным образом за счет пассивного сопротивления грунта по заглуб- ленным в грунт поверхностям зубьев. При проектировании неподвижных опор таврового типа или в виде железобетонных камер они рассчитываются как фундаменты, нагруженные вертикальными и горизонталь- ными силами. Конструкции неподвижных опор дол- жны проверяться на устойчивость против опрокидывания и скольжения. Для компенсации температурных удли- нений трубопроводов часто используются гибкие П-образные компенсаторы, устанав- ливаемые между неподвижными опорами. Компенсаторы размещаются в нишах, вы- полняемых в виде одностороннего уширения канала или канала, имеющего форму ком- пенсатора. Ниши компенсаторов могут вы- полняться из бетонных стеновых блоков, железобетонных плит перекрытия и балок типовых сборных непроходных каналов. Ниши компенсаторов для трубопрово- дов больших диаметров выполняются из сборных деталей коллекторов. При отсут- ствии этих деталей целесообразно примене- ние угловых секций рамной конструкции, из- готавливаемых 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 конфигу- рации. Следует учитывать недопустимость при- менения при строительстве ниш металли- ческих балок и других деталей, подвергаю- щихся коррозии. Глава в о с е м нада атач КОНСТРУКЦИИ БЕСКАНАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 18.1. Классификация бесканальных прокладок и требования к ним Конструкция бесканального трубопрово- да состоит из четырех слоев: антикоррозион- ного, теплоизоляционного, гидроизоляцион- ного и защитно-механического (рис. 18.1), не- которые слои могут отсутствовать. В этом случае функции отдельных слоев совме- щаются или передаются другим. Принято делить бесканальные прокладки на засып- ные, сборные, литые и монолитные. Засыпные прокладки. Трубы укладыва- ются на опоры или сплошное бетонное осно- вание и засыпаются сыпучими теплоизоля- ционными материалами (торф, термоторф, гидрофобный мел, асфальтоизол и др.). Сборные прокладки. Тепловая изоляция накладывается на трубы из штучных элемен- тов (кирпичей, сегментов, скорлуп). Литые прокладки. Литая тепловая изо- ляция выполняется на трассе (или приво- зится) заливкой раствора из пенобетона, пе- носиликата или расплавленного материала на битумной основе в инвентурную опалубку или форму. В литых конструкциях путем на- несения на трубы смазочных материалов со- здаются условия для перемещения их внутри тепловой изоляции при температурных удли- нениях. Монолитные прокладки являются разно- видностью литых конструкций, но изготов-
Рис. 18.1. Принципиальная схема бесканаль- но1 о трубопровода. 1 - kinin i ио-механический слой: 2~ антикорро- зионным слой; 3 — тепловая изоляция, 4 — ।идроизоляционныи слой ляются в заводских условиях. В некоторых из них теплоизоляционный слой прочно сце- пляется с поверхностью грубы (автоклавный армированный пенобетон, фенольный поро- пласт ФЛ и др.), в других (конструкции на битумной основе) трубы перемещаются вну- три тепловой изоляции. Надежная и эффективная (по тепловым качествам) работа бесканального трубопро- вода может быть обеспечена при соблюде- нии ряда основных условий: основной теплоизоляционный слой дол- жен при приемлемой толщине обеспечивать тепловые но (ери не более нормативных и не иметь в своем составе примесей, могущих вызывать наружную коррозию труб; устойчивое г г. фи шческих и химических характерно।ни геггло-, гичро- и антикорро- зионных покрытии в гечение нормативного срока службы, прочность, обеспечивающая надежную работу подземного грубонронода. индустриальное) ь, сборное г ь, а также возможность и и отопления трубопроводов на заводах, строительных понтонах и гато- товительных базах при тщательном контро- ле за качеством и и отопленной продукции; возможность трашпортировки бет по- вреждений и удобною монтажа па трассах и контроля за качеством выполненных ра- бот. Исходя из указанных условий наиболее желательны для применения монолитные конструкции, однако в практических усло- виях находят применение и друт не конструк- ции. Хотя немалое значение тая ног целую- щей надежной эксплуатации имеет качество выполнения строительно-монтажных работ и соблюдение правил эксплуатации, ые же основа надежной работы бескана панно тр\ бопровода — правильный выбор конструкции прокладки. Под конструкцией прокладки в данном случае понимается взаимодействие всех четырех слоев, причем главное условие — су- хое состояние теплоизоляционного слоя, что одновременно обеспечивает и предохранение трубы от наружной коррозии и стабильность тепловой характеристики слоя. 18.2. Конструкции бесканальных прокладок Армопенобетонная конструкция. Конст- рукция имеет наибольший срок применения и наиболее надежна из применяемых; тре- бует заводского изготовления в автоклавах. Объемная масса пенобетона 400 кг/м3, проч- ность на сжатие 0,8 МПа, коэффициент теп- лопроводности в сухом состоянии 0,093 — 0,116 Вт/ (м- К). Для повышения прочности при транс- портировке автоклавный армопенобетон ар- мируется спирально-стальной проволокой, соединенной в продольном направлении стальными прутками контактной сваркой. Толщины теплоизоляции следует выбирать, исходя из норм тепловых потерь. В настоя- щее время применяемые толщины состав- ляют для подающих труб 85 — 90 мм и 65 — 75 мм для обратных. Основной недостаток, выявленный при длительной эксплуатации конструкции, со- стоит в недостаточно эффективной гидроизо- ляции, что приводит к значительному-увлаж нению теплоизоляционного слоя и, каж след- ствие, 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 от- носятся конструкции из битумоперлита. би- гумовермикулита, битумокерамзита и др. Объемная масса 500 — 550 кг/м3, прочность на сжатие 3 — 5 МПа, коэффициент тепло- проводности 0,1—0,13 Вт/(м-К). Изолиро- ванные трубы выпускают диаметром от 40 до 400 мм при толщине изоляционного слоя 60 — 80 мм. Недостатки конструкции: малая термо- стойкость (не выше 130 °C), большое водо- поглощение (до 110% по массе, за 30 сут), что вызывает необходимость специальных I идрозащитных покрытий, малая механиче- ская прочность, повышенная теплопровод- ность, неоднородность массы по длине, тре- щиноватость, высокая скорость коррозии (0,55 — 0,75 мм в год). Оболочки выпуска- ются без антикоррозионного покрытия на (рубах. ЭЛ !
иоолочки из полимербетона. По данным разработчика конструкции (ВНИПИЭнерто- пром Минэнерго СССР) изоляционный слой конструкции получается интегральным. Большая плотность наружного слоя (800 — 1000 кг/м3) обеспечивает водонепроницае- мость конструкции, а слоя, прилегающего \ к трубе и сцепленного с ним,— защиту от I наружной коррозии трубы. Средний слой J конструкции плотностью 200-300 кг/м3 обеспечивает высокие теплоизоляционные свойства. По данным института средняя , плотность оболочки — около 450 кг/м3, во- I 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 диа- метром до 400 мм. Заделка стыков после сварки производится либо сегментами, либо заливкой в формы. Объем производства и качество изделий в значительной мере опре- деляются сырьевой базой. Оболочки мо- гут применяться и при прокладке в ка- налах. Оболочки из фенольного поропласта из- готовляются из фенольных и фенолфуроль- ных поропластов. Плотность изоляционного слоя около 150 кг/м3, прочность на сжа- тие не менее 0,7 МПа, коэффициент тепло- проводности в сухом состоянии 0,05 — 0,06 Вт/(м-К). Основным недостатком яв- ляется значительная сквозная пористость, что приводит к высокому водопоглощению (90% по объему, за 30 сут), что требует при- менения долговечного и прочного наружного гидроизоляционного покрытия. По методу изготовления, разработан- ному ЛенЗНИЙЭП, работает несколько по- лигонов, выпускающих, помимо труб, также изолированные отводы и скорлупы. Асфальтоизол. Конструкция выполняет- ся непосредственно на трассе путем засыпки массы из самоспекающихся порошков (при- родный асфальтит с температурой плавления 180-220 °C и мазут 15 — 20%) и последую- щего нагрева до 150 °C. Трубы укладывают- ся на бетонные столбики, располагаемые на расстоянии 2 — 7 м друг от друга в зави- I симости от диаметра. Асфальтоизол име- ет 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 искусствен- ный, разработанный БашНИИНП (г. Уфа) с объемной массой 1000—1100 кг/м3 и 747 коэффициентом теплопроводности 0,14 — 0,16 ВтДмК). Засыпная изоляция из гидрофобизи- рованного мела (разработчики — ВТИ и ВНИИстройполимер). Для гидрофобизации природного (размолотого в порошок) мела используются различные поверхностно ак- тивные вещества. Коэффициент теплопро- водности при плотности 1000 кг/м3 состав- ляет 0,86 Вт/(м К). Засыпка производится в инвентарную опалубку, днище и боковины которой выстилают полиэтиленовой плен- кой. Пленкой закрывается и верх конструк- ции после засыпки порошка. 18.3. Защита бесканальных трубопроводов от увлажнения Защита тепловой изоляции от увлажне- ния и труб от наружной коррозии может быть обеспечена двумя способами; внутрен- ним, относящимся к самой теплоизоляцион- ной конструкции, и внешним, относящимся к прокладке в целом. Снижение влажности и активности кор- розионных процессов внутри самой тепло- изоляционной конструкции может быть до- стигнуто за счет применения гидрофобных и теплоизоляционных материалов, имеющих щелочную реакцию и высокое омическое со- противление, 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 вну- тренних факторов практически невозможно. Возможность увлажнения тепловой изо- ляции и коррозионная активность могут быть значительно уменьшены за счет сниже- ния влажности окружающего грунта и глав- ное — 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 дренаж- ной постелью. Однако действие капил- лярных сил на линии депрессии не прекра- щается. Возможность увлажнения капилляр- ной 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 icaii вода может посту- пать к изоляционной конструкции из зоны пониженного уровня (рутовых вод Кроме того, значительное количество воды посту- пает с поверхност юмли за счет осадков В зависимости oi шпа грунта, окружающего трубопрово! буду! иметь место различные условия для проникновения влаги к изоля- ционной копс!рукции трубопровода Если фубонровод проложен в хорошо фильтрующих 1рунтах с большими порами, в которых не тействуют капиллярные силы, то верховая вода не задерживается грунтом В этом случае увлажнение возможно за счет смачивания поверхности свободной водой, которая выпадает непосредственно над тру- бопроводом Если скорость впитывания изо- ляционного материала (или защитной обо- лочки) невелика, то количество влаги, проникающей в изоляционный слой, будет небольшим Если грунт хорошо фильтрующий, но с более мелкими порами, в которых сказы- вается действие капиллярных сил (например, песок), то часть верховой влаги удерживается в порах грунта Количество влаги, удержи- ваемое грунтом и поступающее к трубопро- воду мвисит oi ршмера пор И» данных ia6i 18 1 следует, что при крупное in частиц песка 0 5 - 1,0 мм возмож- ное ы. увпажпения ограничена, она сильно Boipniiac-i в нес к lx с крупное гью частиц 005 0 1 мм I е пи груш содержит много ме iKiix фракции 0<ы иные пески супесь), то капи 1 1ярные си ня в основном определяются содержанием них фракции и вотможность увлажнения в ыких песках шачи гельно больше В грунтах, способных к набуханию (глины, суглинки) сосрсдоючивается боль- шое количество влаги Эта BJiaia не только подтягивается со значительного расстояния Таблица 181 Высота капиллярно!о под- нятия воды h, мм, в зависимости от диаметра фракций, вида мат ериала и его формы (по В. В. Охотину) Фракции мм Ока ганный кварн Остроугольный кварц г мм h мм Г мм h мм 2-1 0,169 90 0 277 55 1-0,5 0,104 146 0,123 132 0,5-0,25 0,058 261 0 059 257 0,1-0,05 0,018 827 0 015 1003 0,06-0,01 0,012 1277 0 007 2050 Здесь г — радиус микрокапи i тирi oepxuooiB и иUO' Рис 18 2 Схема увлажнения изоляции бес- канального трубопровода I — зона грунтовых вод, 2 — зона верховых вод 3 — зона капиллярного поднятия грунтовых вод 4 — уровень грунтовых вод до понижения, 5 — линия депрессии, 6 - дренажная постель, 7 — за- щитный фильтр, 8 — дренажная труба к трубопроводам, но за счет осмотического давления выдавливается через неплотности в гидроизоляционном слое в поры тепловой изоляции Небольшие отверстия в гидроза- щитной оболочке под действием давления жидкости постепенно увеличиваются, при- водя в конечном итоге к растрескиванию и разрушению гидроизоляционного покрытия Если обсыпать трубопровод песчаным грун- том крупных фракций, то поступления влаги из массива грунта происходить не будет Из всего сказанного можно сделать следующие рекомендации по внешним способам за- щиты Бесканальные трубопроводы, имеющие г идрозащитную оболочку, при прокладке их в глинистых или мелкопесчаных грунтах с большим капиллярным поднятием должны обсыпаться средне- или крупнозернистым песком Эти обсыпки должны распростра- няться и на гидрофобную изоляцию, если в последней в процессе эксплуатации обра- зуются трещины, или отсутствует сцепление изоляции с трубой, или тепловая изоляция имеет кислую реакцию Обсыпка песком производится независимо от того, проклады- ваются ли трубопроводы с попутным дрена- жем или без него В глинистых грунтах независимо от уровня грунтовых вод должен быть органи- зован отвод влаги с помощью продольного дренажа В противном случае траншея будет заполняться водой, выдавливаемой из окру- жающего глинистого грунта Обсыпка трубопровода будет способ- ствовать снижению сил трения, сохранению 1 идрозащитного и защитно-механического слоев, снижению нагрузок на опоры 944
Рис. 18.3. Прокладка бесканальных трубо- проводов в cyi линистых и глинистых грунтах для труб диаметром до 300 мм (конструкция М осинжпроекта): 1 — 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 прини- мать во внимание климатические факто- ры - количество выпадающих осадков, испа- ряемость их и др. Условия эксплуатации прокладок в южных районах с небольшим количеством осадков, хорошей испаряе- мостью, наличием песчаных грунтов являют- ся более благоприятными, чем в северных, северо-западных и северо-восточных районах ст раны. На рис 18.3 дан примерный вариант конструкции обсыпки песчаным грунтом в суглинках и глинах, разработанный Мос- инжпроектом. Для долговечности работы бесканаль- ного трубопровода наибольшее значение в его конструкции имеет внешнее гидроизо- ляционное покрытие, поскольку именно от него зависит предохранение теплоизоляцион- ного слоя от увлажнений и трубы от на- ружной коррозии. Такое покрытие, помимо водонепроницаемости (по А. Н. Крашенин- никову воздухонепроницаемости) должно об- ладать: хорошей адгезией к теплоизоля- ционному материалу; достаточной темпера- туроустойчивостью (в пределах 60 —70 °C); высокой стойкостью к ударным нагрузкам; незначительным водопоглощением; стой- костью к агрессивным и биологическим сре- дам. В качестве материалов для выполнения гидроизоляционных покрытий бесканальных трубопроводов применяются рулонные мате- риалы (изол, бризол, стеклоткани), битумные мастики, полимерные ленты, полиэтилен. Изол - материал, состоящий (ГОСТ 10296-71) из резиновой крошки (регенера- тивные 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 термостой- костью, поэтому рекомендован для исполь- зования в качестве антикоррозионного мате- риала для трубопроводов тепловых сетей канальных прокладок с температурой тепло- носителя до 150 °C. 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%, озоке- рита — 1 — 5 %. В бризол марки Бр-М вво- дится полиизобутилен в количестве 5 %. а в бризол марки БР-П — полиэтилен, благо- даря чему они обладают пониженной хруп- костью при отрицательных температурах. Бризол обладает меньшей термостойкостью (до ПО °C). Таблица 18.2. Характеристика изола, бризола и пленки ПДБ Наименование Изол Бризол Пленки ПДБ БР-С БР-М БР-Г БР-П ПДБ-1 ПДБ-2 ПДБ-3 Прочность при разрыве, МПа 0,5 0,8 0,7 1,5 1,5 10,0 8,0 12.0 Относительное удлинение не менее, % 70 70 75 30 72 40 60 40 Морозостойкость, °C -30 -15 -20 -5 -20 -50 -50 -40 Водопоглощение за 24 ч, % по массе 0,4 0,5 0,5 0,5 0,3 0,2 0,2 0,2
1 ан । и и.i 18 < Хиpaкгерметика стеклосеюк (ни IV 6 11-99-75) Марка сетки |П 11|ншл Х1М 1 UUIIIIIII.I, ММ нс бочее Масса 1 м2 не более I ) IO 1 11 < И 1 1. Ч1К н> ншси иа loo мм Разрывная нагрузка, Н, не менее ОСН О В* 1 V 1 i»h основа уток СС-1 <>00 1 20 0,2 Не регламен- тируется 80 ±20 80 1 20 1000 1000 СС-8Р 0/0 1 20 Не регламен- тируется 0,2 80 ±20 40 -f 10 1200 400 Таблиц.) 1X4. Характеристика битумно- резиновых составов Содержание компонентов, % §4 pa. юй хруп- Битум IV-60%, Резина £ ¥ СХ L. <L> К Й 2 "С* g * S Д Битум V — 40% ! £ 2 S Q О о. о о Н с в ьс 100 — 71 5 97 3 77 -5 95 5 82 -5 92 8 90 - 10 90 10 98 - 10 88 12 юз - 15 ()бср।очно-i идроизоляциоппый мате- рии! (ПДБ) Цабн 18 2) и н ()юнляс1ся Jрсх мирок дня ikiTuiyii laiinn н iемпераiурных ниicpiinних ПДЬ I oi 40 до ) 50'С’; НД1, 2 or 40 до I 10 ('. 11Д1.-3 - от 10 до I SO < C i екло i к it i in применяю ня мирки Э. cic- кчосстки C’C'-I, ('( -81’, c ick ioxojici i.i ВВ-Г Наиболее приюлпыми яиияю1ся cickiiocci- ки, так как в ном случае 1>бесисчии.1С1ся наибольшее проникновение маынки в арми- ровочный материал (табл 18.3) Стеклоткани должны изюювля1ься и! стеклошариков алюмоборосиликатно! о со- става с гарантийным содержанием оксидов щелочных материалов не более 0,5 % (ТУ 6-11-76-72). Если в качестве каркаса гидроизоля- ционного покрытия используются изол, бри- зол, стеклосетки, пленки ПБД, то в качестве склеивающего материала наибольшее приме- нение находят битумные мастики, так как они имеют достаточную температуроустой- чивость (табл. 18.4). Битумно-резиновые масчики представ- ляют собой сплав нефтяных или строи- тельных битумов с наполни ।елями. В каче- стве наполнителя используется резиновая крошка, получаемая из использованных ав- топокрышек. Для устройства гидроизоляции пред- Та блица 18.5. Харак1ерис)нка неф|яных битумов Марка Глубина про- никновения иг- лы при 25 °C, мм Растяжимость при 25 °C, мм । Температура размягчения 1 С. не менее 1 Температура вспышки. С. не менее БНИ-IV 25-40 4 75 230 БНИ-1У-3 30-40 4 65-75 230 БНИ-V 30-40 2 90 230 БН-V 21-40 3 70 230 БН-V 5-20 1 90 230 БНК-2 140 Не нор- миро- вано 40 240 БНК-5 20 То же 90 240 почти)ельнее битумы марки БНИ (изоля- ционные), так как обладают большей эла- стичностью. Однако используются и строительные (БН), и кровельные битумы (БИК). Характеристика битумов приведена в |абл. 18 5 Значительно увеличивается вязкость ма- счики при введении в нее до 5 — 7% пласти- фикаторов из 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% пла- стификаторов применяются до — 15 °C, при более низкой температуре содержание пла- стификатора увеличивается до 7 %, соответ- ственно снижается содержание би tума. Полимерные ленты получают из раз- личных термопластических материалов — полиэтилена, поливинилхлорида, полипро- пилена и др. Поливинилхлоридные, поли- амидные, полиэтиленовые, полипропилено- вые липкие изоляционные лсшы предназна- чены для изоляции стальных газо- и нефте- проводов в трассовых условиях. Липкие ленты применяются в качестве гидроизоля-
ционного покрытия трубопроводов. Конст- рукция изоляционного покрытия на основе полимерных лент должна определяться про- ектом с учетом погрузочных, транспортных и монтажных работ. Для бесканальных тру- бопроводов количество защитных поли- мерных слоев должно быть не менее двух. В отдельных случаях для защиты гидроизо- ляционного покрытия из полимерных лент от механических повреждений может нано- ситься 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 Состав по массе, % Битум Крошка резиновая Гранулы по- лиэтиленовые низкой плот ности Пластифика- торы 70/30 (БН-IV) 90/0 (БН-V) МБР-Л-1 МБ-Л-П МБР-3 МБП 45 45 90 45 83 40 10 12 10 10 | U, V, | В случае применения в качестве арми- рующего слоя бризола предусматривается защитно-механическое покрытие из асбесто- цементной штукатурки по металлической сетке, состав штукатурки: 70% портландце- мента марки 400 и 30% асбеста 7-го сорта, слой рекомендуется в 15 — 20 мм. Применяются два способа нанесения по- лиэтиленовых покрытий: для труб диамет- ром до 300 мм — в виде сплошной непре- рывной оболочки, для труб диаметром выше 300 мм — путем склеивания лент из полиэти- лена горячим способом. Исходным материалом для получения гидроизоляционного покрытия является по- лиэтилен. Полимерные покрытия из полиэтилена высокого давления (ГОСТ 16337-77) и низ- кого давления (ГОСТ 16338-77) обладают высокой водостойкостью, низкой воздухо- проницаемостью, достаточной механической прочностью и температуроустойчивостью при температурах на поверхности слоя 70 —80 °C. Для повышения механической прочности в полиэтилен добавляют 8 — 10% сажи. Полиэтиленовая оболочка в виде не- прерывного 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 Наименование Марка ленты ПИЛ ввх-сл ПВХ-ЛМП ЛТП Клей П ерхлорвиниловый Специальный каучуковый Толщина ленты, мкм 300 350 300 300 Ширина ленты, мм 400, 450, 500 400, 450, 500 500 450, 500 450, 500 Толщина клея, мкм 100 100 80 100 Прочность на разрыв, МПа 0,1 0,1 0,12 0,2 Удельное объемное сопротив- ление, Омм 1,0-10 1,0-10 1,0-10 1,0-10 Относительное удлинение при разрыве, % 80 80 100 100 Липкость ленты, с 20 10 50 20 Морозостойкость, °C -30 -20 -60 1 -30 Температура нанесения, °C + 5 -12 -40 + 5
Прогрессивным способом июляции сты- ков является их замонолнчинапис Для этого применяются фенольный поропласт, газо- бетон и пеноксрам hi i обе i он естественного твердения и обычные net кие беюпы. Кроме lexHonoi ическпх досюииств ва- риант МОПО1Н1 moi о егыка имею жсплуата- ционные преимущества, особенно при приме- нении млicpiiaaoii, идентичных ма1ериалам, применяемым на линейных участках. (к обое и пи мание следует уделить тща- 1СЛЫЮН I пирон шлянии выполненного моно- лп 11 к >i о ( । ы к а Oiii.ii iki илуатации бесканальной про- kH.iiMi и прмопсиобетоне показывает, что н.ню<> in мшимыми участками в отношении ик 1 niiiKK । н коррозии являются участки по- ......и । рубонровода при входе в стену mini ры и на расстоянии 0,5 —1,5 м от нее. Причины коррозии в этих местах сле- iv пицце ппииление сквозных отверстий в гидро- ипнин1ой оболочке в местах прохода ее че- ред камеру вследствие механических разру- шений при монтаже, а также осадки и температурных удлинений теплопровода во время женнуатации. Вероятность разруше- ний а них местах намного больше, чем на линейных участках трассы; наничис открытых концов в камерах, чгрс» которые происходит поступление воз- лухп в <ону коррозионных процессов. Для снижения интенсивности коррозии следует предусматривать монолитную изо- линию также на участках теплопроводов, проходящих через стены камер. Наиболее действенным способом защи- па по предложению ЛенЗНИИЭП является птключепие участка трубопровода в месте прохода его через стену камеры в металличе- 1кий 1ерметичный футляр (рис. 18.4). Сооружение бесканальных трубопрово- дов требует тщательного выполнения строи- ieiibiio-монтажных работ. Нельзя допускать перекопки траншей, необходимо обеспечить НЛО тпуто подбивку песком под смонтиро- йинный трубопровод. Для уменьшения про- тяни трубопроводы рекомендуется на под- Кпднх к камерам укладывать на гравийное in нониние. В слабых грунтах трубопроводы Укладывают на бетонное основание (плиты). Для создания свободной осадки трубо- нрнводов по всей длине трассы в конструк- циях неподвижных щитовых опор в стенах камер и зданий должен предусматриваться тнп.цевой зазор шириной до 10 см. При )том трубопровод должен поме- ши на и в верхней части зазора, что позволит •'ll при осадках свободно перемещаться man но вертикали Кольцевые зазоры в сте- Рис. 18.4. Металлический фу ияр (ЛенЗНИИЭП) для прохода черет щену камеры: 1 — труба, 2 — стальная манжета, 3 — сварка, 4 — тепловая изоляция; 5 - стена камеры, 6 - гидро- изоляция, 7 — фланец; 8 — прокладки и< <етинакса и болты нах образуются посредством закладных ме- таллических 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 (тру- бой) и нижним ригелем каркаса. Компенсацию температурных удлинений при бесканальной прокладке наиболее пред- почтительно проводить с помощью сальни- ковых или волнистых компенсаторов, ко- торые следует применять по плавающей Рис. 18.5. Закладная мешчнпчетия iirn.ni для прохода стен iрубопрополпмп iiuimci ром 50 4V) мм 1 — стальной лис!, 2 к pyi ши чип 1 .....*1 из просмоленной, x.inaiii 4 и..... i и> • •» " нения двух полуколец нроно roooii ' и и изоляционная копеipvtuiini <> ip\o.< »>
Рис 18 6 Схема установки осевых компен- саторов при бесканальной прокладке а — обычная схема о — «плавающая» схема Рис 18 8 Сопряжение бесканального участка с канальным 1 — бетон 2 — закладная iи щза 3 — теплоизоля ционная конструкция трубопровода 4 — сальник из просмоленои пряди (каната) - гсплоизоляцион ная конструкция канального трубопровода 6 — канал Рис 18 7 Сопряжение бесканального участ- ка с канальными конструкциями (Мосинжпроект) 1 — труба проложенная бесканально 2 — канал 3 — щебень (гравии) обсыпки схеме (рис 18 6) При прокладке внутри мик- рорайонов компенсаторы необходимо уста- навливать в подвалах зданий При вынуж- денном применении П-образных компенсато- ров при подземной прокладке целесообразно отказываться от использования прилегаю- щих свободных плеч Во всех случаях приме- нения участков канальной прокладки необхо- димо предусматривать выпуск воды из них (за исключением сухих песчаных грунтов) Сопряжение бесканальных участков с ка- нальными является слабым местом и должно выполняться тщательно При отсутствии грунтовых вод в пес- чаных грунтах сопряжение бесканального участка с канальным может быть выполнено по рис 18 7 (конструкция Мосинжпроекта) В глинистых грунтах и на участках с высо- ким уровнем стояния грунтовых вод соеди нение бесканального участка с канальным рекомендуется выполнять по рис 18 8 Глава девятнадцатая СПЕЦИАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ПО ТРАССЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 19.1. Мостовые переходы Трасса городских тепловых сетей встре- чает на своем пути преграды — реки, каналы, железные и автомобильные дороги и другие препятствия, на пересечении с которыми тре- буется устройство специальных переходов, обеспечивающих нормальную и безопасную эксп гуатацию как самих трубопроводов, так и пересекаемых сооружений Расчетами проверяется прочность про- летного строения в целом и отдельных элементов конструкции на ко iopi.it переда- ются вертикальные и г ори гоп i i п.иые на- грузки от лрубопроводов При расчете арок и in i i ншых балок пролетного строения старых мошон обычно вычисляются дополните ii.ni ic и (пряжения, возникающие о г веса трубонрово юн при этом расчетные напряжения но шикающие от собственного веса моша и временных нагрузок, суммируюлся с юполппic п.пыми напряжениями от трубопроводов С уммарпые напряжения в материалах конелрукции моша
не должны прсгкн \<i ши. yi iнпиииснных нор- мами II.I lipm’k I H|’< пните moiioii и выби- рании a iooiihh iiiiiii i iснпцчгским состоя- нием мни i p\и null \|<H in n iiih loMiiice время. < in I IIMIIIK* Ilin ie IIIHX ulipr IC BICHM осмотром Il llllivpr II фнМ tlpyi’ 11 M Ilk I ом комиссии. Kilk III ik II HI III II l.| I II || 11 IC IIII I.IC piU'ICII.I МОСТОВ, а цини tiMui iii <n Шимеipon uponniiai.iiiiicMbix lp\l> I < Il I ‘' 11111 I C l 1.111.IC III1111 HI * C1111 И MUI yi i in ini* on i. 10 ti ho icc oi in huh.ix pac’iei пых. II iiiiiiiin icc ihacui.ix утопиях pa(nni.i обыч- но Okit II.IKiilil 11 я HICMCHII.I KOIll I рукцнй (диа- i|i|ntI мi.i. иiopuc।сцепные банки), iicimipejici- пенно iiiiiiipiiiiiiMiiioiuiic iiaipyiKy oi грубо- iipuno.ioH Понему >ih hicmciiii.i hiioi да не- обходимо усилива 11>. Компенсация температурных перемеще- ний i рубопроводов, прокладываемых по мошу. осуществляется главным образом nyieM использования самокомпенсирующей способности труб при соответствующей фор- ме । рассы, и лишь в редких случаях удается осуществить компенсацию гибкими П-образ- ными компенсаторами. При естественной компенсации обычно используются горизон- тальные плечи трубопроводов на входе и выходе с моста. Эти горизонтальные участки трубопроводов размещаются в ус- юях моста или в каналах. Одновременно с I оризонтальными участками трубопрово- дов в систему компенсации могут быть пкшочены и вертикальные участки, распола- гаемые в шахтах устоев или специальных камерах, сооружаемых на подходах к мосту. Компенсация при помощи горизонтальных и иергикальных плеч трубопровода дает хоро- шую пространственную схему, однако при ном трудно учесть направление и смещение । руб. В середине пролета моста устанавли- ваются неподвижные опоры, закрепляемые в конструкции пролетного строения. При есте- ственной компенсации усилия в неподвиж- ных опорах не достигают больших величин и поэтому могут быть восприняты конструк- цией моста. Сальниковые компенсаторы при прокладке трубопроводов по мостам не при- меняются из-за трудности обслуживания и нсшгдежности их конструкции в эксплуага- нки. Применение П-обрашых компенсаторов потможно лишь при решетчатой конструк- ции итавных балок моста, допускающей ук чпдку труб в поперечном к оси мои а ||||||рпвлении. Опорные конструкции грубо- пропода выбираются в шписимош и oi коп- > ।рукции моста в целом и оi дельных деталей ci о пролетного строения 11аибопсс надежным < in и <»Г»ом является опирание скот, тящих ка pi iuk трубопроводов на спецнаиi.iiyio дета и., о । <И11В1|Иваемую непосредственно па котит pi к ниш моста. Тепловая изоляция трубопроводов, про- кладываемых но мосту, должна иметь на- дежную конструкцию, I арап тирующую дли- тельный срок ее службы при сохранении теплоизоляционных качеств. Конструкция Iспинной июляции состоит из минераловагных матов или войлока, ко- торым обертывается |рубонровод, и асбесто- цементной штукатурки, наносимой на метал- лическую сетку. Покровный слой теплоизо- ляции выполняют ит оцинкованного сталь- ного листа. При размещении трубопроводов в ме- таллическом пролетном строении необхо- димо обеспечить доступ к конструкции для покраски через зазоры между i рубопровода- ми и балками, арками и диафрагмами. Для обслуживания трубопроводов требу- ется сооружение постоянных площадок и лестниц, а если позволяет конструкция моста, то и сквозных проходов по балкам или аркам пролетного строения. Обслуживание воздушников на трубо- проводах, 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 трубо- проводов в пролетном строении моста включают монтаж труб и нанесение на них теплоизоляции. Эти два вида работ выпол- няются в большинстве случаев раздельно, так как редко удается весги монтаж труб с нанесенной па них тепловой изоляцией. На рис 19 I покатана деталь прокладки трубопроводов ио мосту железобетонной копе । рукции. Трубопроводы размещены меж- ду двумя арками моста; подвеска их выпол- нена на качающихся подвесных опорах, такрепленных в железобетонном перекрытии. По верху железобетонных плит в местах установки 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 трубо- проводов по существующему мосту следует в наибольшей степени сократить выполнение работ но реконструкции несущих конструкций моста во избежание снижения их надеж- ности. Следует отказываться от использова- ния для прокладки трубопроводов сущест- вующих автодорожных и особенно железно- юрожпых мостов, если это потребует про-
бивки в опорах вертикальных ниш или вырезки отверстий в диафрагмах металли- ческого пролетного строения, что может ска- заться на ослаблении конструкций моста. Необходимость в сооружении специаль- ных мостовых переходов возникает при от- сутствии 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 разме- ром 5200 х 1160 мм состоит из трех коры- тообразных сборных железобетонных эле- ментов (стенок), объединенных плитами верх- него и нижнего поясов. Нижние плиты уста- навливаются по кривой арки и замоноли- чиваются со стенками. Верхние плиты также замоноличиваются со стенками, за исключе- нием плит средней части пролета, которые снимаются во время ремонта теплопрово- дов. Высота сечения арки принята по конст- руктивным соображениям из условий разме- щений труб теплосети внутри пролетного строения. Устои выполнены из монолитного железобетона с применением гидротехниче- ского бетона и устанавливаются на ростверке свайного основания, выполненного по верху железобетонных свай прямоугольного сече- ния. Верхняя часть устоя — пустотелая, соеди- няющаяся с полупроходным каналом тепло- сети. 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, бор- дюрные камни и асфальтовое покрытие. При пересечении железнодорожных путей и автомобильных дорог наибольшее приме- нение получила конструкция мостов, состоя- щая из пролетного строения в виде сварных металлических ферм, устанавливаемых на стоечные опоры с железобетонными фунда- ментами. Наибольший пролет ферм обычно не превышает 50 м. Мосты выполняются многопролетными при пересечении боль- шого числа железнодорожных путей, если в междупутье можно установить промежуточ- ные опоры. Крайние опоры устанавливают на железобетонные фундаменты, объединен- ные с шахтами, в которых размещаются вертикальные стояки теплопроводов, и выво- дят в примыкающие подземные каналы. В зависимости от грунтовых условий фунда- менты опор устанавливают на материковый грунт или свайное основание из железобе- тонных свай и ростверка. При проектировании мостовых перехо- дов важное значение имеет выбор рациональ- ной пространственной схемы трубопроводов, которая часто определяет не только дейст- вующие нагрузки, но и конструкцию моста. Устройство неподвижных опор трубо- проводов в пролетном строении перехода создает передачу на мостовую конструкцию горизонтальных усилий и возникновение зна- чительных моментов в стойках и фундамен- тах, вызывая опасность появления недопусти- мого по величине крена (поворота). Лучшим решением является отказ от установки не- подвижных опор в пролетном строении и устройство их в подземных каналах. Однако в этом случае необходимо определять и учи- тывать направление и смещение трубопрово- дов при температурных деформациях. Не меньшее значение имеет выбор спо- соба опирания трубопроводов на конструк- цию моста, особенно при больших диамет- 250
Рис 19 2 Конструкция арочного мостового перехода 1 - опора моста 2 - арка 3 - металлический шпунт (оставляемый), 4 — трубопроводы Самой простой и надежной конструк- еи опирания трубопроводов является их ^дная прокладка на катковых или скочь- _их опорах устанавливаемых на попереч- > а. ки приваренные к нижним поясам три эксплуатации требуется их перио- - х_я ^мазка) В »_-е>.тве конструкции надземного пе- — < лет слхжить металлический мост в виде двухшарнирной решетчатой рамы для прокладки тепломагистрали диаметром 1200 мм, позволяющий разместить в перспек- тиве еще два трубопровода того же диаметра по верхним поясам рамы (рис 19 3) При строительстве тепломагистралей че- рез 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. Расстоя- ние между главными балками 2,6 м, высо- та—2,1 м. В мостовом переходе предусмот- рены эксплуатационные проходы внутри про- летных строений на уровне верха нижних продольных связей. Ширина проходов в све- ту 600 мм. Рис. 19.3. Мостовой переход через железнодорожный пун. ме i а и 'iipici кая дну мпнринр ная рама. 1 — опора; 2 — сварная металлическая рама; 3 — трубопроводы 1\ 1200 мм (первой н uiopoii <<!• р> in) 2W 0пора№1 34/00 V 143,750 /42/00 /33,000 । /5/,000 Ось трубы ^750^50 /м,лм> It* II it' OnofuH\V,‘ Wff и 410 Рис. 19.4. Одпопролс i пый мостовой переход теплома- гистрали через пути желе твой дорот и: 1 — металлическое проле твое строение; 2 — сборные желстобе- тонные опоры; 3 — фундаменты на свайном основании; 4 — пути железнодорожные | * f
19.2. Подводные переходы Подводные переходы строятся в том случае, когда невозможно использовать су- ществующие мосты из-за отсутствия места для размещения трубопроводов в конструк- ции пролетного строения, а сооружать спе- циальный мостовой переход недопустимо по градостроительным соображениям. Подвод- ные 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. Тун- нель 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 паро- провода диаметром 400 мм и конденсаторо- провод — 200 мм. Туннель сооружается путем укладки сварной металлической оболочки с поверх- ности воды в подводную траншею глубиной 7,5 м от уровня реки. Температурные удли- нения металлической оболочки обеспечива- ются устройшвом сальников на концах обо- лочки в местах входа их в береговые камеры. В середине туннеля выполнен бе- тонный блок, фиксирующий направление его температурных удлинений. Компенсация теп- ловых удлинений ।рубопроводов предусмат- ривается естественной за счет наклонных участков и горизонтальных береювых участ- ков труб, расположенных в каналах. Расчет подводно! о туннеля на проч- ность включает определение: суммарных напряжений от продольных усилий в оболочке, возникающих от сил тре- ния и отпора наклонной части туннеля при изменении температуры, а также от изгиба горизонтальной части туннеля при его тем- пературном удлинении с учетом местных напряжений у колец жесткости; суммарных кольцевых напряжений в оболочке от эксцентричного крепления при- Iрузки, бокового давления грунта и равно- мерного давления воды; напряжений в кольцах жесткости от бо- кового давления грунта и веса трубопрово- дов, расположенных на консолях, а также от продольного давления грунта при темпера- турном удлинении туннеля; кольцевой и продольной устойчивости оболочки, а также устойчивости колец жест- кости; напряжений в оболочке при испытании туннеля от собственного веса и внутреннего давления жидкости 0,5 МПа; температурных напряжений при нагреве до 80 °C (аварийный случай); температура монтажа принималась равной 10 °C. Туннель для прокладки в нем двух паро- проводов диаметром 500 мм, двух теплопро- водов горячей воды диаметром 500 мм и одного конденсаторопровода диаметром 200 мм представлен на рис. 19.5. Туннель сваривается из цилиндрических секций диа- метром 2500 мм в русловой части и диа- метром 2800 мм на береговых участках. Толщина стенок туннеля на русловом гори- зонтальном 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, позволяю- щие береговым секциям туннеля вдвигаться в камеры. Наружная поверхность туннеля покры- вается 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 оболоч- ке туннеля хомутами из полосрвой 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, укладыва- емых на грузы. В средней части русловой секции тун- неля устраивается бетонный анкерный блок для фиксации перемещений металлическо! о туннеля при температурных удлинениях Железобетонные береговые камеры, соо- ружаемые по концам туннеля, сопрягаю ich с подземными туннелями, в которых разме- щаются теплопроводы и паропроводы. Следует предусматривать более дол!о- вечную гидроизоляцию наружной поверх- ности металлической оболочки туннелей, применяя новые полимерные композиции взамен оклеенной из рулонных материалов на битумной основе. Гидроизоляция камер должна быть водонепроницаемой или заме- нена на сварную рубашку из лисювого металла. На входах в туннель необходимо
устраивать герметичные двери. Водоотливное оборудование туннеля должно быть рассчи- тано на удаление как случайной, так и аварийной воды из трубопроводов. Однако, как показала практика проекти- рования, туннели круглого сечения невыгодны при прокладке трубопроводов больших диа- метров. Так, для прокладки двух трубопро- водов диаметром 800—1000 мм при проходе между ними с нормативной шириной в свету 900—1100 мм сооружение одного туннеля диаметром 3000 мм недостаточно, соору- жение же двух туннелей меньшего сечения экономически нецелесообразно. Гораздо более выгодными являются туннели прямоугольного сечения, выполнен- ные из железобетона. Применение железобе- тонной конструкции туннеля позволяет oi ка- заться от пригрузов из чугуна или железо- бетона, масса которых в 4,5 раза превышае! массу оболочки самого металлической! туннеля. Рис. 19.5. Цельносварной Mei а тчнческий ПОДВОДНЫЙ lyilllCBb' а — продольный профиль; б - сечение./ оболочка туннеля; 2 — грузовые полукольца, 3 беюпный массив; 4 — камера; 5 - паропровод, 6 - трубо- провод горячей воды; 7 — конденсаюпровод, 8 — теплоизоляция; 9 — ребро
19.3. Туннельные переходы Туннельные переходы сооружаются в тех случаях, когда невозможно осуществить над- земную прокладку по мостовому переходу Наиболее часто они сооружаются способом щитовой проходки под городскими улицами и площадями, а также на пересечении или вблизи существующих надземных или под- земных сооружений, когда применить откры- тый способ работ нельзя из-за возможности повреждения этих сооружений или экономи- чески нецелесообразно Строительство туннелей при помощи щитов в настоящее время освоено и может быть выполнено в различных гидрогеологи- ческих условиях и на разной глубине (рис 19 6) Проходческий щит представляет собой металлическую подвижную крепь, под при- крытием 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 раз- работки грунта различают немеханизирован- ные и механизированные щиты В первом случае грунт разрабатывают вручную с при- менением механизированных инструментов Во втором случае все операции по разра- ботке грунта полностью механизированы и выполняются специальным рабочим орга- ном Применяются также полу механизиро- ванные щиты, в которых разработка и по- грузка 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 коммуни- кациями 1 — трубопроводы, 2 - кабели 3 - водопровод, 4 — внутренняя обделка 5 - наружная (первичная) обделка
Рис 19 7 Схема шипа ! — нс жевая 'петь 2 — опорная часть 3 — хвосто вая часть 4- домкрат D — 1иаметр щита I — дайна щи га слабых грунтах — предохранительный козы- рек который может быть неподвижным и выдвижным Опорная часть вместе с ноже- вом явдяется основной несущей конструк- цией щита По периметру опорной части равномерно располагаются щитовые гидрав- лические юмкраты служащие для передвиже- ния 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 шита, укладку блоков обделки, нагнетание цементного раствора за обделку, 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 пред- назначена тля удаления грунта и для спуска в туннель материалов и оборудования при производстве работ, а после окончания проходки - для устройства в ней колодца или гамеры Монтажная и юмонтажная шахты рас- полагаются в нача ie и в конце трассы тун- неля Их внутренние размеры определяются габаритами проходческою щита в плане, а также шириной проходов, требующихся по условиям монтажа Крепление шахт про- изводится деревянными срубами из круглого леса, деревянными или металлическими ра- мами с заборкой из досок Перемещение щита в забое производится посредством домкратов, корпус которых и нмно укреплен на щите В начале дви- жения щи ia вы шижные штоки домкратов уннрнон я и упорную раму, а затем в боковые грани б юков выполненной обделки ту нне 1я По мере выемки грунта производится подвижка щита в горизонтальном направле- нии на полный хот штока домкраюв, после чего под защитой хвостовой его части выкладывается кольцо наружной облежи туннеля Ширина блочною кольца должна отвечать величине хода домкратов Каждое кольцо образуется из железобетонных б юков трапецеидальной или другой формы Монтаж сборных обделок произвогигся при помощи Liiciiita юных биокоукла ithkob, которые могут имен> > 1СК1рическии пневма- тический гидрав шчсскии или комбиниро- ванный привод, размещенный непосрсдс i пен- но на щите или на с псина imioii клежке Между грунтом и наружной поверх- ностью блоков остается колыцвои за юр и пустоты, которые после лере шижки щи1а на длину двух или грех колец об (елки запол- няются цементно-песчаным рас i вором На- гнетание раствора произведшей через от- верстия, оставгяемые в б юках при их изготовлении, поршневыми paci воропасо- сами В практике строительства коммуника- ционных туннелей последних лет предусмат- ривается двухслойная конструкция оболочки, состоящая из первичной обделки (наружной) и вторичной обделки (внутренней) Наружная обделка выполняется из сборных железобе- тонных блоков типовой конструкции с заче- канкой швов между ними раствором на расширяющемся цементе (ВРЦ) Для запол- нения строительных зазоров за наружную обделку производится двухэтапное (первич- ное и повторно-контрольное) nai нетание це- ментного раствора Состав раствора для нагнетания за обделку определяется в зави- симости от гидрогеологических условий по трассе туннеля Внутренняя обделка выпол- няется 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 пер- вичной обделке туннеля что создает водо- проницаемость его ободочки, шарнирноегь блочной обделки, что может привести к деформации конструкции при наличии не- устойчивых водоносных 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 глу- бине заложения, о шостороннем давлении грунта и пр)
Рис 19 8 Конструкция туннеля щитовой прокладки (щит D = 4,0 м) 1 — наружная обделка из блоков 2 — внутренняя об дезка (монолитный железобетон) 3— гидроизоля ния 4 - торкрет з - пол (бетон) Устройство монолитной железобетонной обделки внутри туннеля трудоемко и зани- мает до 30 % всего времени строительства туннеля Поэтому ведутся работы по даль- нейшей механизации возведения вторичных обделок, а также по совершенствованию конструкции первичных сборных крупноблоч- ных обделок чтобы перейти к сооружению однослойных оболочек туннелей, обладаю- щих 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 z,do м сеоя нс ипрпвда ш Конструкция туннеля, выполненного про- ходческим щитом диаметром 4,0 м, приве- дена на рис 19 8 При сооружении туннелей, помимо спо- соба щитовой проходки, применяется способ продавливания луннельных конструкций Сущность этою способа состоит в лом, что отдельные элементы туннеля в виде пря- моугольных секций или колец продавливают в грунт домкратной установкой, располо- женной в специальном забойном котловане Головное звено обделки туннеля оснащено ножевым устройством, под защитой которого разрабатывается грунт, который транспорти- руется по готовой части туннеля и вы дается на поверхность Для продавливания исполь- зуются готовые железобетонные секции, покрытые снаружи гидроизоляцией, а стыки между ними герметизируются в процессе производства работ установкой упругих про- кладок 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 осу- шенных несвязанных грунтов и слабых водо насыщенных грунтов, предварительно осу- шенных водопонижением или закрепленных химическим способом Институтом «Мосинжпроект» разрабо- тан проект конструкций туннелей для про- кладки подземных коммуникаций, сооружа- емых способом продавливания с примене- нием объемных железобетонных элементов (альбом П-174) Проект включает номенклатуру сборных железобетонных изделий данные по опреде лению усилий для продавливания и основ- ные расчетные положения, конструктивные Рис 19 9 Схема продавливания объемных секций дуннеля /-рабочий котлован 2 — ножевое устройство, 3 — объемная железобетонная сскния i\hh< 1» 4 - забивная свая крепления 5 — железобетонная опорная птита 6 - мем i даю 1я упори гм рама 7 — домкратная установка для продавливания 8 — металлическая конырукния креп кния
решения стыков и указания по производству работ. В номенклатуру объемных элементов туннелей входят прямоугольные железо- бетонные секции с внутренними габаритами (ширина х высота) 2,4 х 3,6 м и трубы диа- метром от 2,4 до 3,5 м. Схема сооружения туннеля прямоуголь- ного сечения способом продавливания при- ведена на рис. 19.9. 19.4. Переходы в стальных футлярах Прокладка трубопроводов под железны- ми и автомобильными дорогами, уличными проездами и трамвайными путями осуществ- ляется главным образом в стальных фут- лярах. Закладка стальных футляров в тело земляного полотна производится закрытым (бестраншейным) способом, что позволяет осуществить строительство перехода без на- рушения движения транспорта. Наибольшее распространение получил в строительстве тепловых сетей способ про- давливания 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 изоля- цией. По обоим концам футляров распола- гаются смотровые камеры, сооружаемые обычно в котлованах, которые служат для производства работ по продавливанию стальных труб. Диаметр футляров принимается исходя из диаметра прокладываемых в них трубо- проводов с учетом толщины тепловой изо- ляции и необходимого воздушного кольце- вого 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 исклю- чением скальных. Следует отметить, что в строительстве магистральных газопроводов и нефтепродук- топроводов способом продавливания с руч- ной разработкой грунта прокладываются футляры диаметром до 1700 мм, а поэтому в случае необходимости прокладка трубо- проводов в футлярах этого диаметра не исключается. Рис. 19.10. Схема продавливания <|>\ i вцюн 1 — рабочий котлован, 2 — iipneMiii.ni ми iohhii, 3 — упорная стенка; 4 - домкрат пая i.ikouhii, 5 — торцевая нажимная за, пушка; 6 и.но. ih.i> <>io> го давления; 7 — нажимной шпрубох, s <|’\ । .up, 9 — нож, 10 паираи thioiii in- При осуществлении i ipo>ia и чп па и и и ф\ < ляров под железными доршамп и oiiiiiii.h тугопластичных и плас i нчпы.х i pyni.i<< u.i глубине менее 4 м и в сыпучих i р\in и вне зависимости от шубнпы прок ы и и п< обходимо предусматривав yii.inonm - >|м ховочных рельсовых паке! on (III *ю| ч i, М осгипротранса). Наименьший диаме!р про iau шиш мых труб (800 мм) устанавливаемся и । кшнп возможности разработки ipynta вручщпс рабочим, находящимся в трубе При про давливании футляра ipytir, носчунающнй в его передний открытый конец, нерноднчса кп удаляется. Для уменьшения усилий, iioipeo ных для продавливания, на конце <|>yinnp.i устанавливают нож. На рис. 19.10 представлена схема закрытой проходки футляров, на ко юрой показаны основное оборудование для про- давливания. Проектирование перехода должно произ- водиться на основании данных гидрогеоло- гических изысканий по трассе. Необходимо тщательно изучить характер грунтов и со- стояние грунтовых вод при устройстве пере- хода под железными дорогами. Разведоч- ные скважины выполняются строго по трас- се перехода по обеим сторонам дорожного полотна и в междупутье. Проект должен содержать: план перехода с указанием пересекаемого сооружения (до- роги, 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 обосновы- вается выбранный диаметр фуiляров, опре- деляются расчетные усилия для продавлива- ния, приводятся расчеты упорных конструк- ций, выбирается оборудование и пр. При проектировании переходов tpyt>o- проводов в футлярах должны учи н.нш i ы н
указания СНиП 111-4-80 «Техника безопас- ности в строительстве». При ручной разработке грунта в фут- ляре допускаются следующие длины прохо- док: 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 отклоне- ния 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 сле- дует устраивать активную электрическую защиту, проект которой в каждом отдель- ном случае составляется особо. При проек- тировании 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 водоот- лива с автоматическим включением. При длине перехода, превышающей максималь- ный допускаемый пролет трубопроводов между скользящими опорами, необходимо предусматривать установку опор в футляре. Конструкция скользящей опоры трубопро- водов обычно состоит из двух скоб из круглой арматурной стали, привариваемых к телу трубопровода. Важное значение имеет выбор положе- ния перехода по высоте по отношению к остальной трассе трубопровода. Ось фут- ляров желательно размещать на одинаковой высоте с осями трубопроводов, так как в противном случае необходимо в камерах тугь трубы и устраивать вертикальные или наклонные участки трубопроводов для ком- пенсации температурных перемещений, а 1акже устанавливать арматуру для выпуска воды и воздуха. Кроме того, необходимо (чнгаи.ся с положением подземных комму- никаций, находящихся в теле насыпи, с сохра- нением минимальною расстояния от них. ( нсдует щкже учитывать, что при про- ।нининапни происходит выпучивание грунта, миорпс может вызван, нарушение сущест- ц\ЮЩ11Х । руЬопроводов или кабелей. В зави- loioiHi oi характера них коммуникаций 11р।п>1111и.( пне футняра к ним должно быть с 'и к, । I I ‘i м Icuu noiiiHKaei сомнение ........ прок и ши, необходимо преду- сматривать 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 рель- сов железнодорожных путей или низа дорож- ных покрытий следует принимать не ме- нее 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 быть не менее 4,5 м. 19.5. Пересечения с подземными сетями Прокладка тепловых сетей в условиях большой насыщенности подземной зоны го- родов различными подземными коммуника- циями неизбежно связана с их взаимным пересечением. Конструкция узлов пересечения тепловых сетей с водопроводами, газопро- водами, водостоками, канализацией и кабе- лями различного назначения должна ре- шаться в зависимости от высотного положе- ния пересекаемых коммуникаций и трубо- провода, принятого в профиле трассы с учетом допускаемых минимальных зазоров по вертикали. Обычно конструктивные решения узлов пересечения принимаются по типовым нор- малям, разработанным для отдельных видов пересекаемых подземных сетей и согласован- ным с соответствующими эксплуатацион- ными организациями городского хозяйства. В тех случаях, когда требуемые зазоры нельзя выдержать, а перекладку пересека- емых сетей невозможно осуществить в обход габаритов коллекторов, имеющих большие размеры по высоте, должны разрабатывать- ся индивидуальные проектные решения кон- струкции пересечений, согласованные < эксплуатационными организациями. При пересечении коллектором транзиг 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 коллек- тора. При пересечении коллектором силовых кабелей последние, как правило, пропуска ются над его перекрытием. При большом их количестве в коллекторе устраиваю н я специальные камеры разводки. Как иск то- чение, оставляются в сечении коллекюра
Рис. 19.11. Водовыпуск из пониженной точ- ки канала: I — водосточный колодец; 2 — люк; 3 — канал; 4 — труба асбестоцементная трубы фекальной и ливневой канализации, причем керамические трубы в пределах кол- лектора заменяются на чугунные и заклю- чаются в стальной футляр, выходящий за наружные грани стен коллектора. Если рас- стояние от ближайшего колодца до проекти- руемого коллектора превышает 5 м, то в местах стыкования чугунных труб с керами- ческими устанавливаются дополнительные колодцы. При пересечении коллектором чу- гунной канализационной трубы последняя заключается в сварной стальной футляр, который покрывается усиленной антикорро- зионной изоляцией и в пределах коллектора окрашивается масляной краской. Сборные стеновые блоки коллектора в месте пересечения выполняются из монолит- ного железобетона, а высота коллектора увеличивается для сохранения нормального прохода по коллектору. При пересечении коллектором водопро- вода из чугунных труб выполняется пере- кладка последнего под днище коллектора с заменой труб на стальные. Под днищем коллектора водопровод заключается в сталь- ной футляр, в качестве антикоррозионного покрытия для стальных труб принимается весьма усиленная изоляция. Если пересечение коммуникаций вызы- вает необходимость местного заглубления канала теплосети с образованием излома профиля трассы, то в этом месте выпол- няется водовыпуск для отвода воды в лив- невую канализацию (рис. 19.11). 19.6. Прокладка тепловых сетей в районах Крайнего Севера Проектирование тепловых сетей в райо- нах 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 трубопро- водов, поскольку помимо учета экономиче- ских требований должна обеспечиваться вы- сокая эксплуатационная надежность сооруже- ния в целом. Оптимальность прокладки тепловых сетей на участках распространения вечной мерзлоты определяется кроме общих для всех трубопроводов ешс рядом сущест- венных факторов Мерзлотные проявления, зависящие от условий залет ания и мощности деятельного слоя, темпера ।ypiioi о режима, гранулометри- ческого состава и льдист ости грунтов для трубопроводною строительства опасны с точки зрения пучинисюсти и просадочносги грунтов, морозобойпого трещинообразова- ния, паледеобразования и т. д. Сотласно СНиП 11-18-76 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» в материалах по инженерно-геокриологическим изысканиям должны содержаться- а) данные, характеризующие инженерно- геокриологические условия трассы (распрост- ранение и залегание вечномерзлых г рун юн, их состав, сложение, строение и темнсра- турный режим, толщина слоя сезонного опаивания и промерзания, сведения о мерз- лотных процессах, о климатических условиях района и др.); б) результаты полевых и лабораторных исследований и испытаний грунтов, включая определения характеристик мерзлых грунтов и грунтовых вод; в) исходные данные, необходимые для прогнозирования возможных изменений мерзлотных и гидрогеологических условий строительной площадки; г) сведения об опыте местного строи- тельства; д) исходные данные и требования, не- обходимые для разработки мероприятий по охране природы, подлежащих включению в проект, в том числе в проект организации строительства. Если между временем проведения изыс- каний и началом строительства прошел большой перерыв (более трех лет), то при необходимости, определяемой проектной организацией, материалы изысканий должны быть уточнены. При проектировании сооружений, возво- димых на территории распространения вечно- мерзлых грунтов, и в зависимости от кон' структивных и технологических особенностей сооружений и инженерно-геокриологических условий, принимается один из двух прин- ципов использования вечномерзлых грунтов в качестве их оснований. 260
Согласно первому принципу вечномерз- лые грунты основания используются в мерз- лом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и всего заданного периода эксплуатации сооружения. Второй принцип состоит в том, что вечномерзлые грунты основания используют- ся в оттаявшем состоянии (с допущением оттаивания их в процессе эксплуатации соо- ружения или с их оттаиванием на расчетную глубину до начала его возведения). Выбор принципа использования вечно- мерзлых грунтов основания, а также средств, которыми достигается сохранение предусмот- ренного в проекте состояния основания (мерзлого или оттаявшего), производится применительно к конкретным условиям с учетом стоимости, материалоемкости, трудо- емкости 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 оттаи- вании не превышает предельно допускаемых значений для проектируемых сооружений, а также при несплошном распространении вечномерзлых грунтов, неодинаковой глуби- не залегания верхней поверхности вечно- мерзлых грунтов. Оттаивание вечномерзлых грунтов в про- цессе эксплуатации сооружений допускается при условии, если величина деформации оттаивающего основания, определенная при проектировании, не будет превышать пре- дельно допускаемую величину, нормируемую требованиями п. 3.69 главы СНиП 2.02.01-83. Способ и конструкция прокладки трубо- проводов определяется в результате со- поставления технико-экономических показа- телей различных вариантов. В отдельных случаях способ прокладки является очевид- ным. Так, при проектировании магистраль- ных трубопроводов в районе сильно про- садочных многолетнемерзлых грунтов над- земный способ прокладки может оказаться не только наиболее приемлемым по сумме всех факторов, но и единственным по обеспе- чению надежности их эксплуатации. Когда прокладка надземных трубопроводов выпол- няется на участках небольшой протяжен- ности в пределах пересечения естественных (реки, овраги, болота) или искусственных преград (железные и автомобильные дороги, каналы), то может применяться прокладка на эстакадах. На участках значительной протя- женности наиболее целесообразна прокладка трубопроводов средних и больших диамет- ров на высоких и низких отдельно стоящих опорах, при которой трубопровод работает как неразрезная балка. Надземная прокладка наиболее ясна с точки зрения выполнения инженерных рас- четов на прочность и благоприятна в усло- виях просадочных многолетнемерзлых грун- тов. Сооружение в целом при надземной прокладке и его отдельные элементы должны рассчитываться на самые неблагоприятные сочетания возможных нагрузок. Особые тре- бования должны предъявляться к сооруже- нию с целью исключения вибрации трубопроводов под действием ветра. Основным типом фундаментов железо- бетонных опор надземной прокладки трубо- проводов являются свайные фундаменты, состоящие из ростверка и отдельных свай. Сваи подразделяются на сваи-стойки и вися- чие. Сваи-стойки нижними концами опира- ются на практически несжимаемые грунты (силы трения по боковым поверхностям при расчете не учитываются). Висячие сваи по- гружаются в сжимаемые грунты, нагрузку на грунт они передают боковыми поверх- ностями и нижними концами. По способу погружения в вечномерзлый грунт сваи подразделяются на буроопускные, опускные и бурозабивные (допускается за- бивка свай в пластичномерзлый грунт без предварительного бурения скважин), а также винтовые. При проектировании фундаментов, воз- водимых на вечномерзлых грунтах, должны выполняться статические и теплотехнические расчеты с учетом принятого в проекте принципа их использования. В соответствии с СНиП П-18-76 осно- вания и фундаменты следует рассчитывать на силовые воздействия по двум группам предельных состояний: по первой — по несу- щей способности и второй — по деформа- циям (осадкам, прогибам и пр.), а элемент железобетонных конструкций — и по греши- ностойкости. Расчет трубопроводов на прочное 11. io i жен выполняться в соответ тин > СНиП 2.04.07-86. В проект u>i*u,i и ваться схема температурных перемени пни надземных трубопроводов, в пиши и ишп с которой определены юны ни пшжныч металлических опор ipyCS и к<нк i румшя верхней части несущих жене «шею.......... опор (мачт). При проектировании над icmhoh при кладки трубопроводов необходимо iiii.i тельно выполнять теплоicxiHPiecioie р.п.а для уточнения геплово! о режима ip.<ii<n<>p тируемого теплоноси!еля и нмнцн! рп
стенок труб. С одной стороны, изменение температуры теплоносителя может значи- тельно изменить пропускную способность трубопровода, с другой — потребовать при- менения труб особых марок сталей, обес- печивающих 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 ма- териалов и конструкций теплоизоляции тру- бопроводов, обеспечивающих наименьшие тепловые потери в период эксплуатации и индустриальность строительства. В проекте должны приниматься сборные конструкции тепловой изоляции из новых легких гидрофобных материалов, наклады- ваемых 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 выполнен- ным антикоррозионным покрытием, что должно указываться в проекте. Подземная прокладка тепловых сетей в районах вечномерзлых грунтов принима- ется в каналах, в туннелях или коллекторах с устройством естественной или искусствен- ной вентиляции, обеспечивающей требуемый температурный режим грунта, в cootbciciими с теплотехническим расчетом. Невен нитруе- мые каналы допускается принимать при не- просадочных при оттаивании грушах. За- глубления каналов и туннелей не норми- руются. Подземная прокладка должна проектиро- ваться с применением типовых сборных индустриальных конструкций каналов, тун- нелей, камер, неподвижных опор с учетом максимального исключения производства ра- бот на трассе, связанных с изготовлением и укладкой цементного раствора и бетона, нанесением гидроизоляционных покрытий и пр. При проектировании бетонных и железо- бетонных конструкций в танисимости от их назначения и условий работ т.т и внешней среды следует устанавливать показатели качества бетона: класс прочности па сжатие В, марку по морозостойкое!и I’, марку по во- допроницаемости W, марку по средней плот- ности D (согласно СНиП 2.(В 01-84) В проекте должна припима i т.ся [силовая изоляция из эффективных ма терна нон сбор- ной конструкции, исключающей се просадку, провисание и pa ipyineiiHC в период эксплуа- тации При проск) ировапии тепловых сетей должны также учитываться дополнительные условия о нормах приближения сетей к зда- ниям, наименьшем диаметре применяемых । руб, предусмотренные СНиП 2.04.07-86. Глава двадцатая ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Проектирование и расчет строительных конструкций типовых сетей должны произ- водиться с уче 1 ом 1 ребований СНиП 2.04.07-86 «Тепл ов ые се т и ». При расчете строительных конструкций надземных и под темных тепловых сетей должны учитываться нат рузки, возникающие при возведении, эксплуатации и испытании трубопроводов. Строительные конструкции подземных туннелей, каналов и камер тепловых сетей, сооружаемые открытым способом, восприни- мающие временные нагрузки от автомобиль- нот о и железнодорожнот о транспорта, долж- ны проектироваться и рассчитываться в соот- ветствии с требованиями СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы». Нормы должны соблюдаться при проек- тировании мостов и трубопроводов в любых климатических условиях страны, а также в районах с расчетной сейсмичностью ю 9 баллов включительно. В соответствии с СНиП 2.05 03-Х I ниже даются формулы для определения тюрма тин- ных и расчетных постоянных и iqn мспных нат рузок, действующих на подзехнн.н конст- рукции тепловых сетей. Нормативное давление rpvin > .’0.1), кПа, следует определять по <|юрм\ итм вертикальное давление Pp = Gy„/t, (20.1) । ори тонтальное (боковтч т in nth Ph = 7nh^„ (20.2)
где h, hx — высота засыпки, м, учитываемая при определении соответственно вертикаль- ного и горизонтального (бокового) давления на конструкцию; у„ — нормативный удельный вес грунта, кН/м3; С„ — коэффициент верти- кального давления; тл — коэффициент норма- тивного бокового давления грунта засыпки, определяемый по формуле т„ = tg2 ^45° - ; здесь <р„ — нормативный угол внутреннего трения грунта в градусах. Значения у„ и ф„ следует принимать на основании лабораторных исследований об- разцов грунтов, предназначенных для засыпки сооружения. При типовом проектировании допускается принимать: у„ — 17,7 кН/м3 и Ф„ = 30°. Расчетная нагрузка определяется умно- жением нормативной нагрузки на коэффи- циент надежности по нагрузке yf — 1,3 (0,8). Значение у/ = 0,8 следует принимать в случаях, когда при невыгодном сочетании нагрузок увеличивается их суммарное воздей- ствие на элементы конструкции. Нормативное давление грунта от по- движного состава железных дорог на конст- рукцию туннелей и каналов, кПа, на соот- ветствующую проекцию внешнего контура конструкции следует определять с учетом распределения временной нагрузки в грунте по формулам: вертикальное давление горизонтальное давление Ph = Pv4, (20.4) где К - класс нагрузки СК, принимаемый для капитальных сооружений равным 14; h — расстояние, м, от подошвы рельса до верха конструкции при определении верти- кального давления или до рассматриваемого горизонта при определении горизонтального (бокового) давления; т„ — коэффициент нор- мативного бокового давления грунта. Расчетная временная нагрузка от подвиж- ного состава, передаваемая грунтом, опреде- ляется умножением нормативного давления на коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным: для вертикального воздействия у/ = 1,3; для горизонтального У/ = 1,2. Нормативное давление грунта от транс- портных средств автомобильных и город- ских дорог (кроме нагрузки АК, на которую расчет не производится), кПа, следус! опре Рис. 20.1. Эпюра давления от собственного веса грунта и временной подвижной нагруз- ки на конструкцию туннеля делять по формулам: вертикальное давление Т Л = ~ZT’ (20.5) я0 + я горизонтальное давление = (20.6) где h — расстояние, м, от верха дорожного покрытия до верха конструкции при опре- делении вертикального давления или рас- сматриваемого 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 конст- рукцию следует определять с учетом рас- пределения давления в грунте под углом 1 к вертикали arctgy. 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 торги ах IV и V Kaieiopirii (рис 20.2,6). Ко инфинити । па 1<'жпо< in f t 110 11.11 руно*
59кН/м гусеницы Stc/m гусеницы 0,7 нагрузка на ось 1Ч7кИ[15тс] к l6'2 JB-2 „Н 162 J -И М уПГжГм JBT1 т 1JS11g,8i - г у ”енге8'6* W V 1,9 Рис. 20.2. Схемы временных нагрузок для автодорожных и городских мостов; а - автомобильная нагрузка АК в виде полосы равномерно распределенной нагрузки интенсив- ностью 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) вре- менным нагрузкам принимается 1,00. Нормативную вертикальную нагрузку от подвижного состава на автомобильных до- рогах промышленных предприятий, где предусмотрено обращение автомобилей осо- бо большой грузоподъемности АБ следует определять согласно СНиП 2.05.03-84. Динамический коэффициент 1 + ц к на- грузкам о г подвижного состава железных, автомобильных и городских дорог при вы- полнении расчетов следует принимать равным: для железобетонных подземных конст- рукций на железных дорогах при нощей толщине балласта с засыпкой (счишя о г подошвы рельса), равной 1,0 м и бонсс, 1 4- р = 1,00; на автомобильных дорогах 1 + ц = 1,00. В соответствии с главой СНиП «Тепло- вые сети» наименьшее расстояние от пере- крытия конструкций принимается: до по- дошвы рельсов железных дорог общей сети 2 м; до верха проезжей части автомобиль- ных дорог общей сети 1 м. При расчете конструкций распредели- тельных тепловых сетей, располагаемых вне автомобильных дорог, нормативная времен- ная нагрузка должна приниматься в зависи- мости от характера территории в виде воз- действия на них строительных машин и механизмов или одно! о i рузовика весом 100 кН с распределением пат рузки ог колес в грунте под углом 30е к вер г икали. Коэффициент надежности yf по нагрузке равномерно-распределенной (АК) принимал- ся — 1,2 (для вертикальных и юризон- тальных воздействий). Конструкции туннелей и каналов, явля- ющиеся протяженными сооружениями, длина которых намного превышает размеры попе- речных сечений, прокладываемых в однород- ных грунтах, рассчитываются как плоские системы. Их расчетная схема принимается в зависимости от выбранной железобетонной конструкции — монолитной или сборной, бес- шарнирной или шарнирной. Наибольшее применение в строительстве в последнее время получили сборные конст- рукции 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 автомо- бильными и городскими дорогами выполня- ется в туннелях и каналах всех трех конст- рукций. На пересечении железных дорог рекомен- дуется применение только туннелей из замк- нутых железобетонных прямоугольных сек- ций или звеньев круглых труб. Расчетные схемы и основные предпо- сылки расчета должны отражать действи- тельные условия работы конструкции при их эксплуатации и строительстве и должны учитывать условия изготовления, транспор- тирования, строительства, особенности их загружения постоянными и временными на- грузками. Расчет железобетонных конструкций теп- ловых сетей, воспринимающих временные
нагрузки от подвижного состава (транспорт- ных 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) кон- струкции (первая группа); по деформациям, раскрытию трещин или на трещиностойкость (вторая группа). Наряду с назначением соответствующих материалов (класс и марки бетона и арма- туры) и выполнением предусмотренных кон- структивных требований необходимо прове- дение указанных в нормах расчетов. Указаниями СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» рекоменду- ется руководствоваться при расчетах: желе- зобетонных элементов на косое внецентрен- ное сжатие и косой изгиб; элементов с арматурой, равномерно распределенной по сечению; внецентренно сжатых элементов с малыми эксцентриситетами и коротких кон- солей; конструкций на продавливание и отрыв; закладных изделий. При этом в рас- четах следует использовать расчетные сопро- тивления бетона и арматуры, регламенти- руемые нормами СНиП 2.05.03-84. Проектирование и расчет конструкций туннелей и каналов, работающих в условиях температуры внутренней среды выше 50 °C, должны выполняться по СНиП 2.03.04-84 «Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких темпе- ратур». 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 тре- бованиями норм следует принимать: наименьшую толщину элементов конст- рукций каналов и туннелей 10 см; наименьшую толщину защитного слоя бетона 2 см. При проектировании железобетонных конструкций тепловых сетей следует преду- сматривать по СНиП 2.05.03-84 применение 1яжелого бетона: класса по прочности на сжатие не ниже В20; марки по морозостойкости F в зависи- мое! и от климатических условий зоны i ipomejibCTBa, расположения и вида конст- рукций; марки по водонепроницаемости не ни- W4. I уписан и коллекторы для прокладки тепловых сетей, сооружаемые щитовым спо- собом, 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 11-40-80 «Метрополи- тены» и СНиП 11-44-78 «Туннели железно- дорожные 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 по нагрузкам и воздействиям. Расчеты по предельным состояниям пер- вой группы обязательны для всех конструк- ций, и их следует производить на основные и особые сочетания нагрузок с применением коэффициентов перегрузки и коэффициентов условий работы конструкций. Расчет обделок по предельным состоя- ниям второй группы следует производить на основные сочетания нагрузок, принимая коэффициенты перегрузки и условий работы конструкций равными 1. К постоянным нагрузкам, воздействую- щим 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 тун- нелей от наземного транспорта, коэффици- енты надежности по нагрузке и динамич- ности следует принимать в соответствии с требованиями СНиП по проектированию мостов и труб. Расчет конструкции надземной про- кладки трубопроводов должен выполняться в соответствии с требованиями СНиП по нагрузкам и воздействиям и СНиП по проек- тированию тепловых сетей, определяющих нормативные нагрузки, их сочетания и коэф- фициенты перегрузки. Отдельно стоящие мачты для подвиж- ных 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 грубо проводов; ветровая нагрузка — в плоское!и, перпендикулярной оси труб. На рис. 20.3 приведена схема нагрузок, действующих на отдельно стоящую мату для подвижных опор трубопроводов. РаСЧС! ными усилиями являются: вес трубопроводов, сложенный с собственным весом мачн.| (условно приложенный в верхнем сечении), сила трения в опорах (±Р1р), всiровня
N Рис. 20 3 Схема на> ру юк, действующих на отдельно сюящую мачту нагрузка на <рубы (±РВ1) и ветровая на- грутка на мачгу (±</В2)- Расчщная ветровая горизонтальная на- грузка q, кН/м, трубопроводов определяется по формуле q = 1,2с<?0£>, iде 1,2 — коэффициент перегрузки; с — аэро- динамический коэффициент, принимаемый при прокладке отдельно стоящих одиночных 1рубопроводов равным 0,7; при двух и более трубопроводах — 1; qe — нормативный ско- ростной напор ветра, кН/м2, принимаемый в сооикчствии с СНиП на на!рузки и воз- действия, D — наружный диаметр теплоизо- ляционной конструкции трубопровода в каж- дом ярусе (ряду), м. Максимальный изгибающий момент воз- никает в мачте у заделки ее в фундаменте. Мачта должна быть рассчитана на одновре- менное действие изгибающих моментов в двух перпендикулярных плоскостях. Двухстоечные мачты для подвижных опор трубопроводов расчленяются на отдель- ные статически определимые расчетные эле- мен!ы. колонны, которые рассчитываются на на! рузки, приведенные на рис. 20.4, ригель, рассчитываемый на одновременное действие вер!икальных сил 7Vb TV2, и юризон- тальной нагрузки от сил трения в опорах ^2, ?з- Ригель рассчитывается как сво- бодно лежащая балка на двух опорах в том Рис. 20.4. Схема нагрузок, действующих на двухстоечную мачту для подвижных опор трубопроводов случае, если yi новые соединения выполня- ются нежесткими Рамная конструкция с жесткими углами т ребус 1 обязательного стыкования арматуры колонн с арматурой балки. Этот тип соедине- ния становится целесообразным только при действии больших горизонтальных нагрузок, действующих в плоскости П-образной рамы, и больших вертикальных наг рузок, кот орые приводят к чрезмерному утяжелению балки. Схемы нагрузок, действующих на мачты с подвесным пролетным сiроением при про- кладке трубопроводов, oi л и чаются от приве- денных выше только i оризонгально направ- ленными усилиями, передаваемыми тягами, которые прикрсыЧС1П.1 к верхушкам мачт. Фундамешы мачт (опор) рассчитываю !ся в каждом наврав пении как внецентрепно нат руженныс При проецировании и расчете от леи.но стоящих опор и эстакад под трубопронолы следуе! руководствоваться указаниями <. ПиП 2 09 03-85 «Сооружения промышленных нрец- лрия!ИЙ» При выполнении статических р.кчеюв строше п.ных конструкций подземных и над- земных 1 силовых сетей (в час i н выбора расчешых формул и схем) моано ш поль- зован, [115, 140].
Глава двадцать первая ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ОТ НАРУЖНОЙ КОРРОЗИИ 21.1. Общие положения Надежная и долговечная работа под- земных теплопроводов в значительной сте- пени определяется их коррозионной стой- костью. Тепловые сети эксплуатируются в условиях, благоприятствующих развитию коррозионных процессов, что требует при- нятия специальных мер по их защите о г коррозии. В настоящее время имеется боль- шой арсенал средств антикоррозионной за- щиты, предназначенных для применения на подземных металлических сооружениях. Полное и правильное применение разрабо- танных методов и средств защиты на теп- ловых сетях позволит значительно повысить их коррозионную стойкость. Коррозия металлов представляет собой их самопроизвольное разрушение из-за хими- ческого или электрохимического взаимодей- ствия с окружающей средой. Коррозия наружной поверхности трубопроводов тепло- вых сетей всегда связана с процессами, протекающими на границе двух фаз — ме- талла и водной среды, и имеет электро- химическую природу. Электрохимический механизм растворения металла является ре- зультатом одновременного протекания вза- имно независимых реакций: анодной, представляющей собой переход металла в раствор в виде гидратированных ионов с последующим образованием мало- растворимых продуктов коррозии, и катод- ной, представляющей собой ассимиляцию освободившихся при анодной реакции элект- ронов какими-либо содержащимися в раст- воре деполяризаторами. При коррозии железа в нейтральных или близких к ним средах анодная реакция может быть представлена в виде Fe-> Fe2+ + 2е. (21.1) Основной катодной реакцией при корро- зии железа и низкоуглеродистых сталей в нейтральных и слабощелочных средах явля- ется реакция восстановления молекулярного кислорода: 1/2О2 + 2е + Н2О = 2OFT. (21.2) 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 электро- лит к поверхности мшалла подземного ме- таллического сооружения состоит из не- скольких стадий. Наиболее затрудненной стадией является стадия переноса кислорода в слое электролита через неподвижный (диф- фузионный) слой, непосредственно примы- кающий к поверхности металла. Перенос кислорода к поверхности трубо- проводов тепловых сетей дополнительно осложнен теплоизоляционной конструкцией, в частности наличием дополнительного барь- ера в виде тепло- и гидроизоляционного покрытия. На скорость электрохимической коррозии оказывает влияние ряд внешних факторов, связанных с составом коррозион- ной среды и условиями протекания корро- зионного процесса: водородный показатель (pH), стимуляторы и ингибиторы (замедли- тели) коррозии, температура, поляризация внешним током и др. С ростом температуры скорость электро- химической коррозии обычно возрастает, так как по экспоненциальному закону увеличи- вается скорость электрохимических реакций. Однако такая закономерность в случае кор- розии с кислородной деполяризацией пол- ностью не соблюдается в связи с тем, что действуют факторы, имеющие обратную температурную зависимость. В частности, растворимость кислорода в незамкнутых системах с ростом температуры уменьша- ется, что определяет снижение скорости кор- розии. Вместе с гем с увеличением тем- пературы возрастает скорость диффузии кислорода, что способствует росту скорое;и коррозии. Зависимость скорости коррозии наружной поверхности трубопроводов oi температуры еще более усложняется при пе- ременном температурно-влажностном режи- ме, присущем условиям эксплуатации iси- ловых сетей. Наличие температурного градиента и пе- риодических колебаний температуры теп io- носителя приводит к увеличению интенсив- ности коррозии, максимум которой прихо дится на температурные колебания 70 80°C. Эта температурная зона в присущ вии влаги в слое теплоизоляции, примы кающем к поверхности трубопровода, явив ется наиболее коррозионно-опасной. Под воздействием источников кжп м<>
жет осуществляться как катодная, так и анодная поляризация металла, при этом его потенциал от стационарного смещается соот- ветственно в сторону отрицательных или положительных значений. При катодной по- ляризации корродирующего металла от ис- точника постоянного тока скорость корро- зии, как правило, уменьшается. При анодной поляризации скорость коррозии обычно воз- растает. Подземные металлические сооруже- ния, в частности трубопроводы, поверхность которых имеет электролитический контакт с I рунтом, часто подвергаются поляризации блуждающими токами. Коррозия блуждаю- щими токами (электрокоррозия) опасна ло- кальным поражением трубопроводов. Блуждающие токи — это постоянные или медленно меняющиеся по величине и направ- лению электрические гоки, протекающие в земле от источников, находящихся за пре- делами подземных металлических соору- жений. К источникам блуждающих токов отно- сятся: рельсы электрифицированных на постоянном токе железных дорог, трамвая, метрополитена, шахтного электротранспор- та; заземления линий электропередачи по- стоянного тока по системе «провод — земля»; анодные заземления установок электрохими- ческой защиты и трубопроводы с электро- химической защитой; сварочные установки и гальванические ванны с утечкой тока в землю и др. На участках входа блуж- дающих токов подземные металлические сооружения поляризуются ка годно, а на участках выхода — анодно. Критерием опас- ности коррозии, вызываемой блуждающими токами, является наличие анодных и знако- переменных зон на стальных подземных трубопроводах. Наличие этих зон характе- ризуется появлением положительной или зна- копеременной разности потенциалов между трубопроводом и землей. Наружная поверхность трубопроводов тепловых сетей, как правило, находится в контакте с теплоизоляционными материала- ми, физико-механические и физико-химиче- ские свойства которых в зависимости от способа прокладки теплопроводов в меньшей или большей степени определяют кинетику коррозионных процессов на поверхности трубопроводов. В большей шепени это отно- сится к канальным прокладкам трубопрово- дов, где между теплоизоляционной конст- рукцией и стенками канала предусмотрен воздушный зазор. При бесканальной про- кладке трубопроводов теплоизоляционная конструкция непосредственно контактирует с грунтом. В этом случае свойства грунтов, характеризуемые их структурой и грануло- метрическим составом, влагосодержанием и минерализацией грунтовых вод, воздухо- проницаемостью и биогенностью, могут ока- зывать превалирующее воздействие на кине- тику коррозионных процессов. Неоднородность грунтов вдоль грасс трубопроводов может вызвать появление анодных и катодных участков на трубах. Так, например, различия в воздухопрони- цаемости грунтов могут стать причиной образования на трубопроводах протяженных коррозионных макропар дифференциальной аэрации. Интенсивность действия макропар в значительной степени вызвана электро- сопротивлением грунтов В связи с этим удельное объемное электрическое сопротив- ление является характеристикой коррозион- ной активности грунтов по отношению к трубопроводам тепловых сетей бесканаль- ной 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 грун- тов; выявления участков тепловых сетей ка- нальной прокладки с заносом грунтом или затоплением каналов и участков тепловых сетей бесканальной прокладки с увлажненным теплоизоляционным покрытием; выявления участков тепловых сетей ка- нальной и бесканальной прокладки, находя- щихся в зоне опасного воздействия блуж- дающих токов; оценки характера влияния установок электрохимической защиты смежных под- земных сооружений; определения основных источников опас- ности коррозии в случае одновременно!о действия нескольких источников блуждаю- щих токов; проверки эффективности мероприший по снижению утечек токов с рельсовых путей электротранспорта в землю. Состав и объем измерительных работ определяются отдельно для проек i ирусмых и действующих теплопроводов Коррозионная активное! ь i рун юн оцени- вается по удельному объемному »'1скгри- ческому сопротивлению груша (VOJC).
При УОЭС свыше 100 Ом-м корро- зионная активность грунтов оценивается как низкая, при УОЭС от 20 до 100 Ом-м — 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 предполага- емой трассы на расстоянии не более 100 — 200 м между смежными точками изме- рения. 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- дочного потенциометра ЭП-1М. Измерение УОЭС производится в соответствии с мето- дикой, изложенной в нормативно-техниче- ской документации [97, 98]. Наличие блуждающих токов в земле на трассе проектируемых тепловых сетей реко- мендуется определять по результатам изме- рений разности потенциалов между проло- женными в данном районе подземными металлическими сооружениями и землей. При отсутствии подземных металлических сооружений наличие блуждающих токов в земле на трассе проектируемых трубопро- водов следует определять, измеряя разность потенциалов между двумя точками земли через каждые 1000 м по двум взаимно пер- пендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м. Для измерения разности потенциалов между трубопроводом и землей используют специально оборудованные на газовых, водо- проводных или тепловых сетях контрольно- и{мерительные пункты (КИП). На пунктах контрольные проводники, соединенные соот- ветственно с трубопроводом и электродом сравнения, выведены под крышку люка или в ковер, что позволяет производить изме- рительные работы с поверхности земли (рис. 21.1 и 21.2). При отсутствии КИП подключение положительного зажима вольт- метра к трубопроводу осуществляется на вводе в здание, в камере или других доступных местах. Переносный электрод сравнения при этом устанавливают на воз- можно меньшем расстояний от подземной части трубопровода. Выявление участков тепловых сетей, на- ходящихся в зоне опасного воздействия блуждающих токов, производится измере- нием разности потенциалов между грубопро- А-А Рис. 21.1. Контрольно-измерительный пункт в камере: 1 — медносульфатный электрод сравнения длитель- ною действия; 2 — люк; 3 — поперечная перемыч- ка, 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 трубопрово- дов в случае предположения затопления или заноса каналов наиболее эффективным явля- ется метод выноса электрода сравнения, Рис. 21.2. Контрольно-измерительный пуню на трубопроводах бесканальной прокладки- 1 — медносульфатный электрод сравнения длиiель- ного действия; 2 — подающий и обрагный грубо- проводы; 3 - контрольные проводники, 4 по перечная перемычка, 5 — песок
Рис. 21.3. Измерение разности потенциалов «труба — земля» на теплопроводах канальной прокладки: 1 — вольтметр; 2- тетрод 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 опас- ность электрокоррозии. При отсутствии за- топлений или заносов электроды распола- гают над трубопроводами вблизи камер. При бесканальной прокладке трубопро- водов переносные электроды сравнения ре- комендуется устанавливать над участками, где зафиксировано увлажнение теплоизоля- ции, у мест перехода бесканальной про- кладки в канальную, у камер. Определение характера влияния уста- новок электрохимической защиты смежных подземных сооружений на трубопроводы осуществляется путем сопоставления резуль- татов измерений на трубопроводах разности потенциалов «труба — земля» при выключен- ных и работающих защитных установках в заданном режиме. Измерения производятся в зоне действия защиты на смежных соору- жениях. Вредным влиянием установок элект- рохимической защиты считается появление опасности электрохимической коррозии на трубопроводах, ранее не требовавших защи- ты от нее (появление положительной или знакопеременной разности потенциалов), уменьшение по абсолютной величине мини- мального или увеличение по абсолютной величине максимального защитного потен- циала на трубопроводах, имеющих электро- химическую защиту. Определение основных источников опас- ности коррозии в случае одновременного действия нескольких источников блуждаю- щих токов осуществляется сопоставлением результатов синхронных измерений разности ^потенциалов «труба — земля» на трубопро- водах и «рельс — земля» на рельсах элек ин- фицированного на постоянном токе тран- спорта. Основным источником считается тот, распределение потенциалов на котором во времени определяет на трубопроводе анало- гичный характер распределения потенциалов, но противоположной полярности. Обработка результатов измерений раз- ности потенциалов между трубопроводом и землей, рельсами и землей производится в соответствии с рекомендациями, приведен- ными в [97, >8]. 21.3. Способы защиты трубопроводов тепловых сетей от коррозии Способы защиты трубопроводов тепло- вых сетей подразделяются на две основные группы. Первая группа объединяет мероприя- тия по созданию условий, при которых прекращается или значительно снижается ин- тенсивность воздействия на металл внешних факторов. Вторая группа мероприятий на- правлена на создание условий для протекания таких электрохимических процессов, при реа- лизации которых подавляются или сущест- венно снижаются скорости коррозионных процессов на защищаемой поверхности ме- тал ла. Первой группой мероприятий могут предусматриваться: изоляция внешней поверхности трубо- проводов от окружающей среды (теплоизо- ляционные покрытия); применение гидрофобных теплоизоля- ционных материалов; применение гидроизоляционных покры- тий (покровных слоев) на поверхности теп-’ лоизоляции;
рациональный выбор трассы теплосети (удаление от источников блуждающих токов, участков с‘ агрессивной средой и т. д.); искусственное снижение уровня и отвод ливневых и грунтовых вод, планировка по- верхности над трассой теплосети; защита теплоизоляции от увлажнения на локальных участках (проходы под дорогами, прокладка вблизи бортовых камней и т. д.) увеличение переходного электросопро- тивления трубопроводов по отношению к земле при прокладках в поле блуждающих токов (электроизоляция трубопроводов от опорных конструкций); ограничение угечки токов в землю (осу- ществляются в соответствии с требованиями ГОСТ 9.015-74* организациями и пред- приятиями, в ведении которых находятся действующие и строящиеся сооружения, являющиеся источниками блуждающих то- ков). Вторая группа мероприятий предусмат- Таблица 21.1. Защитные покрытия для трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения Наименование покрытия Общая толщина покрытия, мм Область применения Максимально лопусчимая температура теплоносюеля, Стеклоэмалевые покрытия: из 2 — 3 покровных слоев эма- ли марки 13—111 по грун- товому слою эмали марки 117 из покровного слоя эмали марки 596 по грунтовому слою эмали марки 25М 0,5-0,6 В канальных и бесканаль- ных прокладках 300 Металлизационное алюминие- вое покрытие газотермического напыления* Не менее 0,25 То же 300 Ортаносиликатное трехслой- ное покрытие из материала ОС51-03 с послойной термооб- работкой при 200 °C 0,25 То же 180 Opi аносил икатное четырех- слойное покрытие из мате- риала ОС51-03 с отвердите- лем без термообработки 0,2-0,25 То же 180 Эпоксидное однослойное по крытие из эмали ЭП-56 по трем слоям шпатлевки Э-0010 с термообработкой при 60 °C 0,35-0,4 То же 150 Изолыюе двухслойное покры- 1ие из изола по холодной июльной мастике 5-6 То же 150 Комбинированное двухслойное покрытие из краски БТ-177 по слою трунтовки ГФ-020 0,15-0,2 Надземная прокладка, в туннелях, коллекторах, технических подпольях 150 * Алюминиевое покрытие применяется для 1руб с теплоизоляцией из ма1ериалов, имеющих pH, п<» пюй ньпяжки от 4,5 до 9,5.
ривает применение ингибирующих или пас- сивирующих теплоизоляционных материалов, а также средств электрохимической защиты трубопроводов тепловых сетей. В соответствии с требованиями норма- тивно-технической документации [22, 97J электрохимическая защита трубопроводов тепловых сетей должна предусматриваться в зависимое! и 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 раз- ности потенциалов между трубопроводом и землей); при прокладке в непроходных каналах — в поле опасного воздействия блуждающих токов при заносе каналов iрунтом. В целях повышения коррозионной стой- кости трубопроводов тепловых сетей приме- нение электрохимической защиты дополни- тельно рекомендуется в следующих случаях: при канальной прокладке в случае заноса грунтом или затоплении каналов независимо от наличия блуждающих токов (при невоз- можности удаления грунта или воды из каналов); на участке прокладки трубопроводов тепловых сетей в футлярах. 21.4. Защита трубопроводов тепловых седей изолирующими покрытиями Для трубопроводов и металлических конструкций тепловых сетей должны быть предусмотрены изолирующие покрытия. Покрытия могут не предусматриваться в тех случаях, когда применяемые теплоизоляцион- ные конструкции исключают возможность коррозии наружной поверхности трубопро- водов и металлических конструкций. Изолирующие покрытия должны быть стойкими в условиях одновременного воз- действия на них теплоты, влаги, механиче- ских нагрузок, химически агрессивных ком- понентов окружающей среды, электрического поля. Покрытия должны быть долговечными, иметь сравнительно простую технологию нанесения, допускающую возможность меха- низации. Материалы, входящие в состав покрытия, должны быть недефицитны и этносительно недороги. Нанесение изолирую- щих покрытий, как правило, должно произ- водиться в специально оборудованных поме- щениях. В трассовых условиях должно до- пускаться нанесение покрытий для защиты >7? стыковых соединений трубопроводов и при малых объемах ремонтных работ. Типы защитных покрытий, рекомендо- ванных для применения на трубопрово шх тепловых сетей, приведены в табл 21.1. 21.5. Электрохимическая защипа трубопроводов тепловых сетей Защита металла оп коррозии. ocyimxiB- ляемая поляризацией от внешнего иш очника постоянного тока или соединением с mci a i- лом (протектором), имеющим более о пита- тельный или более положительный noicn- циал, чем у защищаемо! о металла ii.iii.i- вается электрохимической защипой. На под- земных металлических сооружениях наибо- лее широкое распрош ранение получи ia электрохимическая защита методом ка!очной поляризации, основанным на закономерном снижении скорости растворения меы пюн по мере смещения их потенциалов в то- рону отрицательных значений относи icni.iio стационарного потенциала. Смещение потенциала осущесчв метя до значений, соответствующих залпы дым потенциалам, при которых скорость раство- рения не превышает некоторой заданной величины. Нормативно-технической доку- ментацией [97] для трубопроводов теп- ловых сетей рекомендованы минимально и максимально допустимые (по абсолютной величине) значения защитного (поляризацион- ного) потенциала, которые соответственно равны —0,85 Ви —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 ка- нальных и бесканальных трубопроводов рав- ны — 0,9 В и —1,05 В, а макисмально допустимое значение 2.5 В. Электрохимическая защита подземных трубопроводов может осуществляться с по- мощью установок электродренажной и ка- тодной защиты и протекторов. Установки электродренажной защиты применяются для защиты подземных сооружений от блуждаю- щих токов. При защите с помощью элект- родренажа блуждающих токов происходи! изменение токораспределения в системе «рельсы — земля — подземное сооружение», за счет чего осуществляется катодная поля- ризация сооружений блуждающими токами. При защите подземных сооружений от блуждающих токов применяются поляризо- ванные и усиленные электродренажи. Поля- ризованный электродренаж представляет со- бой 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 ста- новится ботее положительным, чем потен- циал сооружения. Большое распространение получили уси- ленные электродренажи, в которых сочетается поляризованный дренаж с последовательно включенным источником постоянного тока, что позволяв। в широких пределах регулиро- вать потенциалы на защищаемых сооруже- ниях. Усиленный дренаж применяется в сле- дующих случаях: когда разность потенциалов между сооружением и рельсами недостаточ- на для работы поляризованного дренажа; когда действуют несколько источников блуж- дающих токов и дренирование на рельсовую цепь одного из них не является достаточно эффективной мерой; когда применение поля- ризованного дренажа менее экономично из-за необходимости использования кабеля большего сечения. Применение электродре- нажей имеет определенные ограничения, осо- бенно в случаях дренирования блуждающих гоков железных дорог. Ограничения введены в целях предотвращения нарушения нормаль- ной работы устройств сигнализации и бло- кировки. Условия присоединения электро- дренажей приведены в ГОСТ 9.015-74*. Основные характеристики электродре- нажных установок приведены в табл. 21.2. Установки катодной защиты применяют- ся для защиты подземных мегаллических сооружений от почвенной коррозии, а также ог блуждающих токов, когда применение электродренажей технико-экономически явля- ется нецелесообразным (например, при рас- стояниях между трубопроводами и рельсами, превышающими 250 — 300 м). Установка ка- тодной защиты состоит из катодной станции или преобразователя (выпрямителя перемен- ного тока) с устройствами для регулировки юка защиты, анодного заземления для рас- пределения тока защиты в земле и дренаж- ных кабелей для присоединения положитель- ного и отрицательного полюсов соответст- венно к анодному заземлению и подземному сооружению. Катодные станции (преобразователи) вы- пускаются с неавтоматическим и автомати- ческим регулированием тока защиты (габн. 21.3). Последние применяются преиму- тес1венно для защиты сооружений, проло- лепных в поле блуждающих токов. УБ1» устройства анодных заземлений применяются аноды из стали, графита и *<• гсюкремниевых сплавов. Долговечность ы ц-м тений зависит от плотности сгекающег о Таблица 21.2. Установки для элекгро- дренажной защиты Поляризованные электродренажные установки Марка установки 11оми- на 1ьнып । ок А Допустимое обратное напряжение, В Максима пь- ное дренажное сопротивле ние. Ом ПГД-200 200 100 0,15 ПД-ЗА 500 100 0,36 Усиленные элекгродренажи с автомати- ческим регулированием потенциалов Марка установки Выходная мощность. кВг Напряже- ние вым- рям темно- го юка, В Выпрям- 1СН11 ЫН Юк, А ТПЕ-200-12-1У 2.4 12 200 Таблица 21.3. Преобразователи для катодной защиты Марка установки Выходная мощност кВт Напряже- ние вып- рямленно- го тока, В Выпрям- 1СННЫИ ГОК \ Неавз оматические ПСК-М-0,6 0,6 48/24 12.5/2^ ПСК-М-1,2 1,2 48/24 25,50 ПСК-М-2,0 2,0 96/48 21/42 ПСК-М-3,0 3,0 96/48 31/6? ПСК-М-5,0 5,0 96/48 52/104 СКЗМ-2,0 2,0 96/48 21/42 СКЗМ-3,0 3,0 96/48 31/62 СКЗМ-5,0 5,0 96/48 52/104 Автоматические ПАСК-М-0,6 0,6 48/24 12.5/25 ПАСК-М-1,2 1,2 48/24 25/50 ПАСК-М-2,0 2,0 96/48 2Н42 ПАСК-М-3,0 3,0 96/48 31/62 ПАСК-М-5,0 5.0 96/48 52/104 ОПС-50-24У1 1,2 48/24 25 50 ОПС-63-48У1 3,0 96/48 31/62 1 ОПС-100-48 VI 4,8 96/48 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 анодов типов ЗЖК, АК н АКО Марка анода Размеры анода, мм Размеры анода с актива- тором и металлическим кожухом, мм Масса, кг. диаметр длина анода анода с акти- ватором и ме- таллическим кожухом диаметр длина ЗЖК-12 40 1365 — 12 — ЗЖК-41г 75 1365 — — 41 — АК-1 50 1400 185 1420 21 60 АК-3 40 1365 185 1420 12 53 АК-1г 75 1365 225 1700 41 90 АК-2г 40 1365 150 1700 12 60 АКО-1 30 1400 — — 54 — АКО-2 80 1500 — — 52 — АКО-3 80 550 — — 28 — АКО-4 60 1500-2000 — — 30 — 40 — АКО-5 80 1600 — — 54 — АКО-6 56 1940 — — 32 — АКО-7 180 2000 — — 140 — мелочь с ингибитором). В табл. 21.4 при- ведены габаритные размеры анодов, выпус- каемых промышленностью. Выбор конструкции анодного заземления производится на основе технико-экономи- ческого расчета его показателей с учетом тока в цепи катодной станции, максимально допустимого сопротивления растеканию за- земления, заданного срока службы заземле- ния, конструкции и марки анода. Расчет параметров анодных заземлений производит- ся в соответствии с рекомендациями норма- тивно-технической документации [98]. При осуществлении совместной электро- химической 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. Регулиро- вание может осуществляться с помощью стандартного диодно-резисторного блока типа БДР, имеющего характеристику: Количество независимых каналов ... 4 Параметры одного независимого ка- зала : * максимальный ток, А................25 максимальное сопротивление, Ом 0,24 количество элементов сопротивле- ния, шт........................... 6 допустимое обратное напряжение, В................................300 Электрохимическая защита с помощью тротекторов осуществляется за счет разности аотенциалов между находящимися в одной реде протектором и металлическим соору- жением, вследствие чего в цепи образовав- шегося гальванического элемента проходит ток. Эффективность протекторной защиты определяется физико-химическими свойства- ми протекторов и внешними условиями их работы. Электродный потенциал протектора должен быть существенно более отрицатель- ным, 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 со- бой 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 из алюминиевых н магниевых сплавов Марка протек- тора Длина, м Диа- метр, мм Марка сплава Масса 1 м длины, кг П-12п П-КПА-4 2 До 30 м (огова- ривает- ся при заказе) 60 40 Мл-4 АП-1-АП-4 8 4 П-КПА-2 То же 30 АП-1-АП-4 2
21.6. Проектирование защиты от коррозии тепловых сетей Проектирование защиты от коррозии трубопроводов тепловых сетей должно вы- полняться специализированными организа- циями (отделами проектных институтов), оснащенными специальной изыскательской аппаратурой и имеющими опыт работ по защите подземных металлических сооруже- ний от коррозии. Проектирование защиты должно осуще- ствляться на стадии разработки проекта теп- ловых сетей, а также при необходимости и в процессе их эксплуатации. Проектирование защиты от коррозии вновь прокладываемых тепловых сетей Выбор трассы проектируемого трубо- провода во многом определяет степень кор- розионной опасности. Независимо от типа прокладки трубопровода трассы проектиру- емых теплосетей рекомендуется выносить за пределы территорий бывших свалок, участ- ков, подвергающихся затоплению фекаль- ными водами, заболоченных мест и т. д. Должны быть предусмотрены конструктив- ные мероприятия по искусственному пони- жению уровня грунтовых вод и отводу ливневых вод. При сближении трасс тепловых сетей с рельсами электрифицированного транспорта в целях уменьшения вредного влияния источ- ников блуждающих токов рекомендованы наименьшие расстояния в свету по горизон- тали 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 тепло- выми сетями стрелок и крестовин трамвай- ных и железнодорожных путей, а также мест присоединения отрицательных питающих линий (отсасывающих пунктов) к рельсам электрифицированных железных дорог и трамвая. Наименьшие расстояния в свету по вертикали от конструкций теплопроводов до подошвы рельсов железных дорог и трамвая должны быть соответственно не менее 2 и 1 м. Для повышения коррозионной стойкости i рубопроводов тепловых сетей и эффектив- ности электрохимической защиты должны быть предусмотрены меры по увеличению переходного 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 дей- ствия 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 за- щиты следует предусматривать поперечные электроперемычки с интервалами между ними не более 200 — 300 м. Для обеспечения возможности система- тических измерений потенциалов трубопрово- дов тепловых сетей с поверхности земли предусматривают установку контрольно-из- мерительных 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 необходи- мости специальных камер; в местах пересечения с металлическими трубопроводами; в местах сближения трассы тепловых сетей с пунктами присоединения к рельсам электрифицированных железных дорог отри- цательных- питающих линий; в местах максимального сближения с анодными заземлениями установок катодной защиты. Схемы КИП, устанавливаемых на тепло- проводах канальной и бесканальной прокла- док, приведены на рис. 21.1 и 21.2. Мероприятия по защите трубопроводов от коррозии На стадии разработки проекта прини- мается общее решение о необходимости электроизоляции трубопроводов от опор, установки контрольно-измерительных пунк- тов, электроперемычек. Для теплопроводов, бесканальной прокладки принимается реше! ние о необходимости применения электроч химической защиты, даются проектные реше- ния по способу электрохимической защиты, ориентировочно намечаются места монтажа установок защиты. Исходными данными для проектирова-j ния защиты на этой стадии являются: 1 совмещенный план трассы проектиру! емой теплосети масштаба 1: 2000 — 1: 500G сопутствующих ей соседних подземных м(
таллических сооружений с указанием распо- ложения установок электрохимической защи- ты и КИП на них, рельсовой сети электри- фицированного транспорта, данные о расположении тяговых под- станций электрифицирование! о рельсового транспорта, пунктов присоединения отрица- тельных 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 суще- ствующих подземных металлических сооруже- тиях и источниках блуждающих токов, при эесканальной прокладке тепловых сетей — тайные по коррозионной активности грун- 'ов 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 И 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 эорудование; 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 !Я 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 работ. Исходными данными для проектирова- я защиты от коррозии на стадии рабочей кументации являются' раздел «Защита от коррозии» проекта пловых сетей; уточненный план трассы проектируемой иловой сети (М 1:2000—1 5000), сопут- зующих ей смежных подземных металли- ?ких сооружений с существующими уста- вками электрохимической защиты, рельсо- й сети электрифицированного транспорта; результаты инженерных изысканий к бочей документации (при бесканальной окладке тепловых сетей в случае изме- нения трассы — данные по коррозионной активности грунтов). На стадии рабочей документации раздел «Защита от коррозии» проекта теп новых сетей должен содержать: пояснительную записку, содержащую ре- зультаты коррозионных изысканий, указания по электроизоляции трубопроводов теп юных сетей от опор; установке КИП. обоснование необходимости электрохимической заннпы. выбора типа и параметров установок нем рохимической зашиты, пунктов их по ж пе- чения; план трассы проектируемой icn ioboii сети (М 1.2000—1 5000) с указанием меч i установки КИП, продольных и поперечных перемычек. В случаях применения tuck i рохпмнчс ской защиты тепловых тетей па п мш (М 1 ' 500) должны быть даны привяжи хнч i размещения установок элскт рохимнчеткон защиты, пунктов присоединения дрена жны х кабелей, анодных и защитных laieM’iemm, согласованные с соответствующими орт.ши- зациями на производство монтажных и земляных работ К разделу «lamina от коррозии» должны быть приложены тмы подключения установок злектрохнмичеткон защиты к подземным металлическим coopv жениям, анодным и защитным затем тениям сети переменного тока, така шая сшпнфп кация на основное оборудование н мате риалы: уточненные заявочные ведомое тв коп струкций, полуфабрикатов, дета теп, тыле тин и материалов. Исходными данными д тя проектирова- ния защиты от коррозии на с та ттш раоо- чего проекта тепловых сетей яв тянжя тс же данные, что и при двуст а шипом проекти- ровании. Состав раздела «Затпита от корро- зии» рабочего проекта тепловых сшей ана- логичен составу соответствуют цент раздела на стадии проектирования рабочей докумен- тации с включением в состав проекта сметы стоимости запроектированной защиты тепло- вых сетей от коррозии. Раздел «Защита от коррозии» то тжен быть согласован с местной организацией, координирующей работы по защите подзем- ных металлических сооружений от коррозии. Расчет параметров электрохимической защиты На стадии проектирования тепловых сетей электрохимическую защиту предусмат- ривают лишь для трубопроводов бесканаль- ной прокладки. Необходимость осуществле- ния 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, разрабатываю- щей проект подземных коммуникаций, либо специализированной организацией, привле- каемой на субподрядных началах Расчет параметров электрохимической защиты может быть произведен на основе методики [98], предусматривающей проек- тирование 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 трубопрово- дов тепловых сетей (с защитным покры- Схема размещения и количество прутковых протекторов, шт Условный проход трубо- провода, мм иг алюминиевых из магниевых сплавов сплавов Рис 214 Схема размещения протекторов на поверхности трубопровода в футляре тием) на участке прокладки в футлярах может осуществляться с помощью прутко- вых 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 про- текторов у поверхности трубы (защитного покрытия) вдоль ее оси На трубах диамет- ром 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 трубо- провода в зависимости от его диаметра Монтаж прутковых протекторов осу- ществляется до нанесения теплоизоляцион- ного покрытия в следующем порядке разметка мест установки протекторов, уста- новка протекторов и их закрепление при- варкой 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 достовер- ностью 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 опре- деляют оптимальный способ электрохими- ческой защиты, тип, количество защитных
установок и их основные параметры, зоны действия защитных установок, характер воздействия защиты на смежные коммуни- кации и необходимость их включения в систему совместной защиты. Намечаются пункты подключения дренажных кабелей к трубопроводам и источникам блуждающих токов, места размещения анодных заземле- ний и контрольно-измерительных пунктов на трубопроводах. Проектирование электрохимической за- щиты находящихся в эксплуатации тепло- вых сетей выполняют, как правило, в одну стадию. Исходные данные для составления проекта защиты тепловых сетей в основном аналогичны по составу данным для проекти- рования защиты вновь прокладываемых трубопроводов, но дополняются сведениями о местах заносов каналов и результатами опытного включения средств электрохими- ческой защиты. Для защиты тепловых сетей от кор- розии, вызываемой блуждающими токами, следует применять усиленные электродрена- жи, когда применение поляризованных дре- нажей неэффективно или не оправдано по экономическим показателям. В тех случаях, когда включением электро дренажей не удает- ся обеспечить защиту тепловых сетей в пределах опасной зоны и на отдельных ее участках (обычно периферийных) остаются анодные зоны, то в комплексе с электро- дренажами применяются катодные станции. Опытное включение может осуществлять- ся с помощью серийно выпускаемых пере- цвижных лабораторий по защите подземных сооружений от коррозии. Для опытного включения при отсут- ствии передвижных лабораторий могут быть использованы стандартные электродренаж- ные установки и катодные станции. При защите от блуждающих токов гочка подключения кабеля к трубопроводу выбирается на таком его участке, где средние значения положительных потенциа- лов трубопровода по отношению к земле максимальны. Кроме того, пункт подключе- ния дренажных кабелей к трубопроводу выбирается с учетом: наименьшего расстояния от пункта при- соединения к источнику блуждающих токов 'рельсам, дроссель-трансформаторам, отсасы- вающим пунктам, тяговым подстанциям); возможности доступа к трубопроводу эез вскрытия (в камерах, смотровых колод- цах 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 отсасы- вающей сети трамвая производят к рель- сам или отсасывающим пунктам. Непосред- ственное присоединение установок дренажной защиты к отрицательным шинам тяговых подстанций трамвая, а также к сборке отрицательных питающих линий этих под- станций не допускается. Подключение усиленного дренажа к рель- совым путям электрифицированных жепс1- ных дорог не должно приводить п часы интенсивного движения поездов к появлению устойчивых положительных потенциалов в oi- сасывающем пункте. Не допускается присое- динение усиленного дренажа в анодных иных рельсовой сети, а также к рельсам чснов- ских путей. Подключение установок дренаж ной защиты на электрифицированных жсчс! ных дорогах не должно нарушал, иормаш. ную работу устройств СЦБ, для *iei о с ie iyci соблюдать все условия присоединения к рельсовым цепям электрифицировании! и транспорта, регламентируемые пормалишо- технической документацией. На онылюе включение дренажной установки до ажио ььл ь получено разрешение транспор 11101 о ведомо - ва. Представителем этой opi ани ыпип ос у- ществляется присоединение дрснажпо! о кабе- ля к сооружениям источников бчуж.ыioiних токов. Объем измерительных paGoi, выночпяс- мых при опытном включении ынцлы, определяется организацией, нроск i нрующей защиту. Порядок измерений mnaiaeicH в программе, которая должна был. сооав юна перед началом работ. В npoi раммс ука- зываются режимы работы oiii.iiнон lammw, пункты измерений на i силовых соях и смежных сооружениях, продолжи!ечыюсть измерений в каждом iiyiiKic с ука пишем размещения самопишущих и пока навающих приборов. Продолжительное!ь раГнны <ащи- ты зависит от местных условий и может составлять от нескольких десжков мину! до нескольких часов. При этом, как правило, охватывается период максимальных nai ру юк электротранспорта. Измерение тока дренажа, потенциалов на защищаемой тепловой сети, смежных подземных сооружениях и рельсах электро- транспорта производится в соответшвии с намеченными программой режимами работы защиты. Если в результате измерений по- тенциалов установлено, что зона эффектив- ного действия поляризованного дренажа не распространяется на весь район выявленной опасности, пункт дренирования перемещают или одновременно включают несколько дре- нажных установок в различных пунктах. При недостаточной эффективности при-
пятых мер производится опытное включение усиленных дренажных установок или комплек- са дренажных установок с катодной стан- цией В последнем случае опытное вклю- чение катодной станции производят после окончательного выбора параметров дренаж- ных установок Измерения потенциалов на смежных сооружениях в период опытного включения дренажной защиты, как правило, выполняют- ся организациями, эксплуатирующими эти сооружения В процессе проведения испыта- ний защиты трубопроводов на смежные сооружения не должно быть оказано вредного влияния Эффективность действия катодной за- щиты 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 проектирова- нии совместной защиты подземных соору- жений преобладает тенденция к применению мощных защитных установок с целью ох- вата максимально возможной зоны защиты Однако в этой зоне, как правило, протяжен- ность защищенных тепловых сетей, особенно при их канальной прокладке минимальна Объясняется это меньшим по величине в сравнении с другими сооружениями переход- ным сопротивлением трубопроводов, не имеющих электроизоляции опорных кон- струкций Вследствие этого в зоне защи- щенных сооружений остаются участки тепло- вых сетей с недозащитой или полностью без защиты Поэтому при проектировании катодной защиты действующих сетей каналь- ной прокладки следует четко определять границы коррозионной опасности, т е участ- ки 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 не- большой мощности либо при совместной защите применением дополнительных вынос- ных заземлителей, расположенных на отно- сительно небольших расстояниях от участ- ков трубопроводов, требующих электрохими- ческой защиты На рис 21 6 приведены два из возмож- ных вариантов осуществления электрохими- ческой защиты трубопроводов тепловых сетей канальной прокладки на участках заноса грунтом Рис 21 6 Электрохимическая защита трубо- проводов тепловых сетей на участках заноса каналов грунтом а — совместная защита со смежными сооруже- ниями, б — индивидуальная защита, 7 — тепло- провод, 2 — участки заноса канала грунтом 3 - выносное анодное заземление, 4 — кабель 5 — КИП, 6 — газопровод, 7 — БДР, 8 — основное анод- ное заземление, 9 — катодные станции, 10 — контактные устройства В первом варианте (рис 21 6, а) осуще- ствляется совместная защита газопровода и трубопровода от одной катодной станции с комбинированной системой анодного за- земления Защита трубопроводов на участках заноса обеспечивается выносными заземле- ниями, установленными в зоне заносов Регулирование (корректировки) величины тока для защиты труб на этих участках производится с помощью многоканального блока совместной защиты типа БДР, вклю- ченного в анодный участок цепи катодной станции Вариант схемы защиты, приведенный на рис 216,6, может применяться в случае необходимости более независимого регулиро- вания режимов защиты теплопроводов и при недостаточной мощности катодных станций для совместной защиты подземных сооруже- ний в данной зоне Вариант схемы, пара- метры защиты, количество заземлений и их расположение определяются на основе опыт- ного включения защиты и технико-эконо- мических расчетов
Раздел пятый ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ И НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ Г шва двадцать вторая СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ ТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 1. Зависимые схемы присоединения систем отопления ('хемы присоединения отопительных сис- дслягся на зависимые и независимые, ifioiibinee применение в настоящее время io। «ависимые схемы как более простые. I и их схемах система отопления гидравли- и ciiHiana с тепловой сетью и работает пипюпием, близким к давлению в обрат- 1 рубоироводе внешней тепловой сети. )ку»яция поды в системе обеспечивается ‘lei рн шести давлений в подающем и in пом । рубопроводах тепловой сети, in и н. ык тений должна быть достаточна ирг. ши псп ия потерь давления в системе ii iciiiiH и и узле присоединения (тепло- пипы с) Нели давление в подающем iniipdihi/ic внешней сети превышает не- <• Шмиг, io оно должно быть сдроссели- пн<> (iiiiopci v ’I я тором давления либо дрос- 11П|1|1>(>Й Ныбщши схему присоединения, следует । в в пн tv "но । идравлический режим 1П1ЦИ1 < с । и можст изменяться по годам HiBih ими. । и oi степени загрузки сети), сив iiiioi tn проводи।ся количественное iiipoii.iiiiic (ппнрпмер, в 1еплые периоды nun ii.iioi о (cioii.i) Припяю 1акже про- ||। в . m‘mv npiii<>с tiinciiiiH на достаточность । н'н ( ын о ши (сипя при остановке тепло- <||ц ini hi нш.। (.истомы оюпления, я гак прнпн во, про। нжеппые тепловые > иы.Pino pai'oiaioi Kpyi носу।очно. I Ipoi iciiiiieii hi hibiichmi.ix являстся cxe- iit н.п pc к i пешки о присоединения, при ..ром lopu'hiM пода m Шиловой сети о. р< и । in оно. 1 с бе । смешения, поступает ...в.....от ( истому Такое присоеди- (I loi.i 1Н.П1О him । i.c я. koi да расчетные । । i|.i о и (опои . с । н и системы отоп- ления совпадают, например при теплоснаб- жении от групповых котельных с чугунными котлами, работающими с максимальной температурой 95 —105 °C, или при |рулповых системах, работающих от ГТП при насос- ном смешении. Наиболее часто 1акие схемы применяются для присоединения промышлен- ных и других зданий производственного назначения, которые исходя из технологи- ческого назначения могут работать на пара- метрах тепловой сети, т. е. при темпе- ратуре 150 °C. Подавляющее большинство коммуналь- ных зданий в настоящее время при- соединено и продолжает присоединяться к тепловым сетям по зависимой схеме с эле- ватором (рис. 22.1). Преимуществом этой схемы является ее низкая стоимость и, что особенно важно, высокая степень надеж- ности элеватора, несравнимая по величине с другим санитарно-техническим оборудова- нием. Ценным преимуществом элеватора как смесительного устройства является создавае- мое им практические постоянство коэф- фициента смешения при колебаниях перепада давлений перед ним. Под коэффициентом смешения понимается отношение расхода под- мешиваемой воды (из обратной линии отопи- тельной системы) к расходу волы из внешней тепловой сети. При обычно применяемом для тепло- вых сетей графике с гС110Д = 150°С и с гс обр = 70 °C необходимый коэффициент сме- шения и для систем отопления с пара- метрами гпо I = 95 и 105 °C соответственно составит 2,2 и 1,3. В целях упрощения на всех последующих рисунках этой главы запорная арматура, контрольно-измерительные приборы и систе- мы отопления не показаны. Рабочие схемы приведены далее.
Рис. 22.1. Схема присоединения системы отопления с элеватором Как правило, большинство систем отоп- ления имеет завышенную поверхность нагре- вательных приборов. Для устранения пере- грева отапливаемых помещений в этих случаях необходимо соответствующее сниже- ние температур подаваемой в системы воды и, следовательно, увеличение необходимого коэффициента смешения. Расчетный коэф- фициент смешения элеватора всегда меньше необходимого. В подавляющем большинстве случаев необходимая разность напоров перед элева- тором должна составлять не менее 12 м и перед тепловым пунктом с элеватором не менее 15 м. Недоучет необходимой разнос!и напоров перед элеватором не- избежно приводи! к пониженному коэф- фициент 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 обеспе- чивается своим элеватором. Диаметр трубо- проводов, соединяющих элеватор с системой, должен подбираться исходя из удельной потери давления 20 — 40 Па/м. Если к тепло- вой сети присоединяется через элеватор здание с местной котельной, то насосы котельной должны обязательно использовать- ся в схеме присоединения в качестве резервных. Значительно большие возможности по ре- । улированию систем отопления создает при- менение для смешения центробежных насосов. Три принципиальные схемы включения центробежных насосов показаны на рис. 22.2. Эти схемы, несмотря на их большую уни- версальность по сравнению sro схемой с (леватором, пока еще не нашли широкого применения. Основная причина этою в от- су!сгвии насосов необходимой производи- юльности и напора, в их плохом испол- нении, в выпуске насосных агрегатов без комплектующей пусковой аппаратуры и за- ЩИ1НЫХ устройств. Обычной схемой вклю- чения насоса считается установка ei о на перемычке между обратной и подающей трубами теплового пункта (рис 22.2,а). Осно- ванием для этого является меньший расход электроэнертии на перекачку по сравнению со схемами (рис 22.2,6 и в). Однако в концевых участках тепловой сети, где обычно применяются схемы при- соединения со смесительными насосами, раз- ность напоров не только мала по величине, но и подвержена и суточным, и сезонным изменениям. Эти изменения иногда настолько значительны, что могут привести к недополу- чению необходимого количества сетевой воды и теплоты потребителями. Именно в лих случаях установка насоса по схемам рис. 22.2,6 и в позволяет при работе насоса получить необходимую дополнитель- ную разность напоров для циркуляции воды в местной системе. Таким образом за счс! небольшого перерасхода электроэнергии (и увеличения мощности насосного агрегата) можно получить более надежную схему присоединения. Большее применение имеет схема с на- сосом на обратной линии, так как в концах участка, где наиболее употребительны насос- ные схемы присоединения, весьма часто имеют место повышенные давления в o6pai- ных линиях. Однако в этих случаях следует учитывать возможную остановку циркуля- ционного насоса (с питанием от домовой электросети) и не допускать при этом пре- вышения 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 зда- ний (или расположенных на высоких от- метках местности) иногда находит применение схема с насосом на подающей линии, но, как правило, в этих случаях следует отдать Рис. 22.2 Схемы присоединения системы, отопления с насосом: и — насос на перемычке, б — насос на подаюнк линии, в — насос на обра>ной 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 дых 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 здания. Необходимый тепловой режим линиях промышленного назначения в зна- юльной степени отличается от режима имунальных зданий. Так, например, необ- цимыс температуры воздуха в производ- 1СННЫХ помещениях составляют для легких Ю11ИЙ работы (например, холодная обра- ти металла) 17 —22°C и для тяжелых 17 "С. В ряде случаев производственные мешения имеют значительные тепло- дсисния от технологического оборудо- пия, иногда эти тепловыделения имеют рнодический характер. Во всех тех случаях, । ди I силовой режим производственного иния не совпадает с принятым режимом iiновой сети, оно должно иметь в схеме исоединения смесительное устройство. Та- с устройство должно работать в отличие коммунальных зданий с переменным коэф- щиснюм смешения. В этом случае схема исоединения может быть выполнена по с. 22.2. При работе цеха система отоп- ки я работает без смешения, в нерабочее см я работает со смешением, осушествляе- .IM с помощью насоса. Расход воды из иювой сети и коэффициент смешения — ременные, расход воды в системе отоп- ил я — постоянный. Применение схемы с ременным коэффициентом смешения позво- ei ежономить значительное количество ккон.1, так как в нерабочее время темпе- iypa и производственных помещениях мо- । снижаться с 16—18°C до 5°C. 11исосная схема присоединения может in. полезно использована и при тепло- снабжении жилых и особенно общественных зданий. Необходимым условием для этого является применение компактных, надеж- ных и бесшумных (малошумных) насосов. Для этой цели разработаны бесфундамент- ные насосы типа ЦВЦ. Перед насосами рекомендуется ставить грязевики с мелкой сеткой. Для упрощения и уточнения регулиро- вания систем отопления применяемые в ука- занных схемах насосы независимо от схемы включения должны иметь пологую i идравли- ческую характеристику. В этом случае не- зависимо от количества подаваемой воды hi тепловой сети система отопления будет работать с постоянным расходом циркули- рующей воды, что обеспечит правильное распределение ее по стоякам и нагреватель- ным приборам. При всех схемах насосно! о смешения отключение насосного агрегата приводит к поступлению горячей воды из тепловой сети непосредственно в отопительную сист ему, что может привести к ее повреждению. Правда, количество горячей воды, поступающей в систему, будет небольшим, так как потери напора в системе в несколько раз пре- вышают потери в перемычке у насоса. Необходимо предусматривать защитное устройство, которое бы отключало отопи- тельную 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 центро- бежным насосом (рис. 22.3). В этом случае выход из работы центробежного насоса приведет к понижению коэффициента смеше- ния, но не снизит его до нуля, как при схемах с насосным смешением. Эта схема может быть применима в тех случаях, когда разность напоров перед элева- тором не может обеспечить необходимого коэффициента смешения, т. е. меньше 12 — 15 м, но больше 5 м. В действующих тепловых сетях такие зоны обширны. С по- мощью такой схемы можно осуществить ступенчатое регулирование температуры по- даваемой воды в зоне высоких температур наружного воздуха. Длительность периода гн 07 +3 до + 10°C 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 °C нежелателен, в том числе и по санитарным соображениям (пере- грев помещений ведет к сухости воздуха).
Установка центробежного насоса на вво- де с нормально работающим элеватором позволяет при включении насоса получить значительное повышение коэффициента сме- шения и тем самым снизить температуру подаваемой в систему воды На рис 22 3 приведены две модифика- ции указанной схемы Схема на рис 22 3, а, может применяться только лишь в том слу- чае, если потери напора в остановленном насосе весьма невелики и не могут до- полнительно 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), ко- торый и должен поддерживать необходимый напор в системе отопления с запасом в 3 —4 м против высоты системы отопления Расчетный перепад давлений перед эле- ватором должен определяться с учетом потерь в регуляторе Регулятор давления может также предотвратить спуск воды из отопительной системы через обратную ли- нию при останове тепловой сети Чтобы пол- ностью 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 воз- можно только при насосной циркуляции 22.2. Независимые схемы присоединения систем отопления При независимых схемах система отоп- ления присоединяется к тепловой сети через поверхностный подогреватель (рис 22 4) Система отопления в этом случае работает под давлением собственного расширительно- го бака Если система отопления рассчита- на на работу с температурным перепадом 105 —70 °C, то во избежание вскипания воды в верхних точк^л системы бак должен быть поднят над ними на 2,5 — 3 м При системе с опрокинутой циркуляцией (тес нижней подачей воды) этого можно не предусматри- вать 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 присоеди- нения системы отопления 1 — подогреватель, 2 — насос, 3 — расширитель- ный бак, 4 — варианты подпитки системы отоп- ления, 5 — регулирующий клапан, 6 и 7 - датчики температуры наружного воздуха и воды, 8 — регулятор тепловой сети, в которой обычно циркули- рует умягченная и деаэрированная вода При нормальной эксплуатации системы отоп- ления утечки воды в ней весьма незначи- тельны, 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 заполнении и опорожнении бака может быть осуществлена с помощью двух реле уровня, устанавли- ваемых в крайних положениях, либо с по- мощью сигнальных трубок, свидетельствую- щих о заполнении бака Заполнение бака может выполняться из обратной линии по перемычке, выполняе- мой для надежности с двумя кра- нами 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 (напри- мер, в больницах и у других потреби- телей с повышенной ответственностью) могут устанавливаться две группы подогревателей. Расчет каждой группы может быть произве- ден на любую нагрузку в пределах от 50 до 100% расхода теплоты на отопление в зависимости от степени желаемой надеж- ности. Наличие подогревателя в схеме при- соединения принципиально позволяет осу- ществить более рациональный режим регули- рования. Это особенно целесообразно при наличии в графике цен грально! о регули- рования зоны постоянной 1емпературы воды (обычно при плюсовых температурах на- ружного воздуха). Циркуляция воды в си- стеме отопления можю осуществляться центробежным насосом (рис. 22.5, а) либо за счет гравш анионною напора. Исследо- вания показываю!, чю естественная цирку- ляция в сишемах оюпления многоэтажных зданий способствует выравниванию темпера- тур воздуха но этажам. Работа насоса обеспечивает постоянство расхода воды в системе оюпления, при естественной цирку- ляции расход воды в системе изменяется и определятся перепадом температур воды в подающих и обратных трубах. Наличие в независимой схеме при- соединения подогревателя, насосов, расшири- re.iii.noi о бака (рис. 22.5,6) увеличиваю стоимость оборудования и монтажа схемы, а 1акже требует увеличения размеров по- мещения теплового пункта и вызываю до- полнительные расходы по обслуживанию и ремонту оборудования, по on.iaie »icKipo- энергии. Неоднократно выполненные прием- ными организациями сравни тельные расчегы стоимости сооружения зависимых и незави- симых схем присоединения пока папани, что удорожание вторых по отношению к первым составляет 10 — 15%, возрастаю и сюимосгь эксплуатации. Применение промежуточно! о поверх- ностного теплообменника велю к повышению удельною расхода пиркушрующсн воды в тепловой сети и вызываю повышение темпе- ратуры возвращаемой на нс i очник 1еилоты воды. Грубо это завышение можно оценить в 3 — 4 °C (в среднем ю оюннгельный сезон). В обычных условиях независимые схемы присоединения находя! применение при теплоснабжении: зданий с количеством лажей более 12; зданий, где даже редкие и небольшие повреждения в системе отопления могут привести к невозвратимой утрате истори- ческих ценностей (архивы, музеи и пр.); объектов, имеющих собственные резерв- ные источники теплоты (котельные) или резервные вводы. Это обычно лечебные учреждения; помещения, куда нежелателен доюуп постороннего эксплуатационного персонала. 22.3. Автоматическое регулирование систем отопления Регулирование отпуска теплоты можю быть центральным (на источнике чеплоия независимо oi ею мощности), грушинзым (например, дня жилого микрорайона, квар- тала), меюным (для здания в целом и ш, что эффскгивнее, для отдельных фаса юн здания) и, наконец, индивидуальным (на! репа тельные приборы помещения, кваршры) Чем разнообразнее тепловая нагрузка шоре бигелей и чем больше радиус ясне!ним сетей (а отсюда и большая величина iран cnopi hoi о запаздывания теплоноеше oi), >см больше необходимость дополнения цен ipa и. hoi о реагирования автоматическим pei \ ш ровапнем у потребителей. Это отоспи я к<> всем видам теплового потребления и оюкеп но к системам отопления, которые сою ан ляю! основную часть нагрузки юровкнх типовых сетей. Pei улирование температурною режима зданий представляет достаточно ip\ шмо задачу, поскольку, во-первых, от» hi.iih> i нястся системой отопления с большим ю ш чеювом взаимно связанных режимов район,। nai ревательныхприборов и, во-вторых, н-мне рагурный режим зависит от факторов, lamix как бытовые тепловыделения, с<> пн чини радиация и инфильтрация наружно! о iu>i iy ха, которые учитываются вероятноюiв> По данным МНИИТЭП учю тноюю вания в жилых зданиях бытовых ниш выделений может сэкономить до 20",, р.п м> да теплоты на отопление. Исходя in >юю, иногда считают, что оптимальным ян ок н я автоматическое индивидуальное pci \ тропа ние на нагревательном приборе Опытные данные показываю!, чю ж о номия теплоты при данном варианк р> । у лирования применяемых систем оюпниии сравнительно невелика. Такой принцип автоматическою |>» । у лирования наиболее удачно можю ючг1пн. ся с поквартирными системами о юн кипи при обязательной организации учета ichioh.i Указанные соображения не oipiinami необходимости регулирования теп н>ю мчи нагревательных приборов, в том .......о мощью кранов с ручным и авгома । пч< ьим
управлением, рассматривая их как средство дополнительного снижения теплоотдачи на- гревательных приборов для поддержания нужной температуры воздуха в квартире. Имеющийся опыт показывает, что наиболее эффективным вариантом является автомати- ческое регулирование пофасадных систем отопления, поскольку при нем в определен- ной степени может использоваться солнеч- ная энергия. Далее по степени снижения возможного получения экономии теплоты за этим ва- риантом идут системы рет улирования подачи теплоты на здание в целом и, наконец, на группу однородных здании (на жилой микро- район). Групповое регулирование, не обладая потенциальными возможностями, равными с регулированием пофасадных систем, вместе с тем обеспечивает применение более совершен- ной аппаратуры и средств регулирования, размещение ее в благоустроенных помеще- ниях (ГТП), обслуживание ее квалифициро- ванным персоналом. Групповое автоматическое регулирова- ние с помощью современных средств позволяет учитывать также другие факторы, например внутренние тепловыделения в квартирах и возможность суточного регули- рования температуры воздуха в отапливаемых помещениях. Условия теплоснабжения в городах мно- гообразны, поэтому ориентация на регули- рование группы зданий ни в коем случае не должна исключать возможность авто- матического регулирования непосредственно местных пофасадных систем отопления, а так- же зданий с режимом использования, от- личным от большинства. Существуют три метода автоматическо- го регулирования отпуска теплоты на отоп- ление: по отклонению температуры воздуха в отапливаемых помешениях от заданной; по возмущению, которое создается из- менением метеоусловий (температура наруж- ного воздуха, ветер, влажность — осадки, солнечная радиация), обычно учитывается первый фактор; комбинированный, сочетающий оба ме- тода, например регулирование по возму- щению с коррекцией по отклонению. Поскольку задачей автоматизации систем отопления является поддержание в задан- ных пределах температуры воздуха в отап- ливаемых помещениях, то отсюда, казалось бы, следует, что наиболее предпочтитель- ным является метод регулирования по от- клонению, при котором регулируется не- посредственно необходимый параметр. Однако использование этого метода в практических условиях встречает серьезные трудности из-за значительной разницы темпе- ратур воздуха в отапливаемых помешениях (квартирах), что имеет своей причиной не- расчетную подачу теплоты системой отоп- ления. различную инфильтрацию наружною воздуха, различные внутренние тепловыделе- ния, поступление теплоты от солнечной радиации, а также те нарушения, которые могут быть внесены в температурный режим самим жителем. Таким образом, в конкрет- ном здании трудно найти 1—4 пред- ставительных помещений, по температуре воздуха которым было бы возможно регули- ровать 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 ни- какой инерцией не обладает — подача тепло- ты в систему отопления меняется синхрон- но 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 будет вызывать колебания температур воздуха. Исходя из этого необходимым условием для применения этого метода, который, как правило, применяется при групповом регу- лировании, является введение специального звена замедления. Недостатки обоих указанных методов привели к разработке регулирования систем по возмущению с коррекцией по откло- нению. Для многоэтажных зданий (выше 12—14 этажей) неравномерность инфильтрации на- ружного воздуха по этажам требует про- ведения дополнительного регулирования, при котором ликвидация перегрева нижних эта- жей достигается снижением темпера! уры подаваемой воды (при нижней ее подаче), а недогрев верхних — за счет увеличения ее расхода. Режим работы систем отопления с по- стоянным расходом воды, на который обычно ориентируется регулирование, не яв- ляется оптимальным и его повсеместное применение объясняется только простотой его выполнения. Оптимальным является режим коли- чественно-качественного регулирования, при котором расход циркулирующей в системе отопления воды должен находиться в зави- симости от температуры наружного воздуха и снижаться по мере ее повышения Такое
Рис. 22.6. Схема автоматизации системы отопления с элеватором с регулируемым соплом: ] - элеватор с регулируемым соплом; 2 — датчик температуры наружного воздуха; 3 — датчик темпе- ратуры воды; 4 - регулятор температуры воды; 5 — программное устройство регулирование из-за его повышенной слож- ности наиболее осуществимо лишь в груп- повых тепловых пунктах. В местных тепловых пунктах жилых зданий автоматическое регулирование, как правило, ориентируется на работу системы отопления с постоянным расходом цирку- лирующей воды. Поэтому в местном тепло- вом пункте с присоединением системы отоп- ления через элеватор возможно применение лишь следующих методов регулирования: пропусками (с полным отключением цирку- ляции, что возможно для небольших систем при положительных температурах наружного воздуха) или с применением элеватора с регулируемым соплом, при котором возмож- но обеспечить определенный расход циркули- рующей в системе воды (рис. 22.6). Более эффективной и целесообразной (при наличии малошумного насоса нужной производительности) является схема, приве- денная на рис. 22.7. Рис. 22.7. Схема автоматизации теплового пункта с элеватором и насосом: 1 — элеватор; 2 — насос, 3 — регулятор перепада давления; 4 — регулятор расхода с датчиком темпе- ратуры наружного во <духа; 5 - обратный клапан 286 Присоединение систем отопления с на- сосом создают возможность применения бо- лее экономичных (но и более сложных) технологических схем их автоматизации, учи- тывающих как погодные факторы (темпера- тура, ветер, влажность, солнце), так и тепло- вые характеристики самого здания (тепловая инерция и пр.). Автоматизация независимых схем при- соединения наиболее оправдана с коли- чественным регулированием греющего тепло- носителя (см. рис. 22.4), поскольку гидрав- лический режим в системе отопления поддерживается постоянно работающим местным насосом. Заполнение расширитель- ного 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 последо- вательно. По этой причине следует отдавать предпочтение многоходовым калориферам. Регулирование производительности ка- лорифера, т. е. поддержание необходимой температуры воздуха, следует производить расходом теплоносителя. В некоторых случаях по местным сообра- жениям (например, забор чистого воздуха) калориферы могут располагаться на чердаке. В этом случае из-за возможности вскипа- ния при недостаточном давлении может потребоваться снижение температуры сетевой воды. Поскольку снижение температуры воды неизбежно приводит к повышению поверх- ности нагрева калорифера, следует тщатель- но проверить возможность соответствующего подъема давления, например, с помощью регулятора давления. Температурный режим в городских тепловых сетях обычно поддерживается исхо- дя из потребностей отопления коммуналь- ных зданий. Это дает возможность про- водить суточное регулирование отпуска тепло- ты, и при низких tH иногда и не выдержи- вать заданный температурный график. Сни- жение температуры сетевой воды, конечно, приводит к недогреву приточного воздуха и
нарушению воздушно-теплового режима об- служиваемых помещений По этой причине можно согласиться с теми проектировщи- ками, которые выбирают поверхность нагрева калориферов с учетом обычного снижения температуры воды в расчетных условиях на 15 —20 °C (например 130 °C вместо 150°C) Часто проектировщики выбирают калориферы голько на расчетный режим, что недостаточно Например, установки, имеющие бо 1ьшой запас в поверхности нагрева но обладающие малыми пре телами регулирования, становятся неработоспособ- ными, так как при значительном снижении расхода 1еплоносителя резко понижается температура обратной воды и срабатывает автоматическая защита калориферов от ее замерзания Необходимость в резком снижении про- изводительности калорифера возникает при воздушном отоплении зданий с периоди- чески изменяющимся режимом эксптуатации (школы, магазины, учреждения, промышлен- ные здания), в которых в нерабочие часы можно значительно снижать температуру воздуха Схема МНИИТЭП — Московского науч- но-исследовательского института типового и экспериментального проектирования, пре- дусматривающая расширенные пределы регу- лирования калориферных установок при воздушном отоплении, представлена на рис 22 8 Наиболее точно регулирование произво- дительности калориферов, без опасения за- мораживания в нем воды, можно провести с помощью насоса, как это принципиально показано на рис 22 9 Такая схема особенно необходима при регулировании калориферов второго подогрева воздуха в установках кондиционирования, в которых необходима строго постоянная температура подаваемого теплоносителя Другим вариантом здесь может быть установка промежуточного по- верхностного подогревателя с терморегуля- тором График температур в тепловой сети обычно не совпадает с графиком, необхо- димым для вентиляционных установок (кало- риферов) Кроме того, установки приточной вентиляции, как правило, не работают кругло- суточно Установки воздушного отопления должны работать в разных режимах (рабо- чее время 16— 18 °C, нерабочее — 5 °C) Поэто- му автоматизация работы калориферных установок является необходимой в целях как обеспечения нужного режима отопчения и вентиляции, так и экономии теплоты Авто- матизируя регулирование калориферов, нель- зя допускать перепуска сэкономленного расхо- Рис 22 8 Схема регулирования производи- тельности калориферной установки (МНИИТЭП) 1 - калориферы 2 - регулятор температуры возду ха 3 - регулятор, контролирующий температуру обратной воды после калориферов (предохранение от замерзания) Рис 22 9 Схема регулирования производи- тельности калориферной установки с насосом 1 — калорифер 2 — насос 3 — регулятор перепала давлений 4 — дроссельная шайба 5 — регулятор температуры воздуха да циркулирующей воды в системы отоп- ления или к другим потребителям, что неизбежно вызовет перерасход теплоты 22.5. Схемы присоединения систем горячего водоснабжения Выбор схемы присоединения прежде всего определяется принятой при проекти- ровании источника теплоснабжения системой теплоснабжения При закрытой системе теп ло- снабжения установки горячего водоснабжения присоединяются через поверхностные по- догреватели, при открытой — через смесители На рис 2210 приведены три принци- пиальные схемы присоединения систем горя- чего водоснабжения через подогреватели без аккумулятора, с верхним и нижним располо- жением аккумуляторов горячей воды Назна- чение аккумуляторов может быть двояким выравнивание графика нагрузки горячего водоснабжения и резерв на случай не- продолжгпелыюю перерыва в подаче тепло- носителя 287___
Phl. 22.10. Схемы присоединения системы горячего водоснабжения с по (огреваю icm: а — без аккумулятора; б —с верхним расположением аккумулятора; в —с нижним расположением аккумулятора; 1 - подо! реватель; 2 - регулятор температуры воды; 3 -- аккумулятор i орячеи воды, 4 — циркуляционный насос, 5 — регулятор расхода водопроводной воды Резервные баки обязательно устанавли- ваются у тех потребителей, где недопустим перерыв в подаче горячей воды. К таким потребителям относятся бани, больницы, ино! да гостиницы с ресторанами, промышлен- ные установки с круглосуточным потребле- нием горячей воды. Баки могут иметь резерв юрячей воды из расчета 1 — 2 ч при максима тьном водоразборе. Схема без аккумулятора имеет простую коммутацию и один регулятор. Подогре- ва гель и тепловая сеть должны быть рассчитаны при такой схеме на максимум г орячег о водоснабжения. Чем больше отно- Рис. 22.11. Схема присоединения групповой системы горячего водоснабжения с открытым «нижним» аккумулятором: 1 - по югреватель; 2 - аккумулятор; 3 - насос; 4 - pei уляюр температуры воды, 5 — регулятор давле- ния шение максимума нагрузки к среднесуточ- ной, тем выше стоимость подогревателя и тепловой сети. В схеме с верхним аккуму- лятором 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 нагруз- ка 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 предпочти- тельнее 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 авто- матизации, так как во времени изменяются расход горячей воды и температура пода- ваемой сетевой воды. Все три приведен- ные схемы требуют авторегулирования. В схе- ме 22.10, а авторегулятор должен поддер- живать заданную температуру горячей воды. График расхода сетевой воды будет следо- вать графику потребления. Для жилого дома, 2_88
Рис. 22.12. Схема вакуумной деаэрации воды для горячего водоснабжения: 1 — подогреватели горячего водоснабжения; 2 — вакуумный деаэратор; 3 — эжектор; 4 — охла- дитель; 5 — насосы; 6 — регулятор уровня: 7 - регуляторы давления; 8 - регулятор темпера- туры, 9 — бак-аккумулятор; 10 - контактный манометр например, расход сетевой воды будет макси- мальным в вечерние часы и минимальным (практически нулевым) в ночные. В схеме рис. 22.10,6 авторегулирование должно обеспечить не только заданную тем- пературу воды, но и заданный расход местной воды, идущий в бак, так как только в этом случае бак будет служить средством выравнивания расхода местной воды. Наибо- лее просто это можно выполнить с по- мощью двух авторегуляторов: один, установ- ленный на местной воле, поддерживает заданный ее расход, второй на сетевой воде — заданную температуру. При пере- полнении бака авторегулятор должен прекра- 1ить подачу местной воды; закрытие авто- pei улятора на сетевой воде в этом случае произойдет из-за быстрого перегрева местной воды. В схеме рис. 22.10, в кроме поддержания заданной температуры местной воды необхо- димо автоматическое управление процессом зарядки и разрядки бака-аккумулятора. На- сос (при полоюй характеристике) в этой схеме служит как бы авторегулятором, обеспечивающим постоянный расход воды че- рез подогреватель. Если сумма расходов воды из водопровода и циркуляционной линии меньше установленной производитель- ности 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 обеспе- чения потребителей горячей водой необхо- димой 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 по- лучили системы с насосной циркуляцией, 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 водоснаб- жения; 5 — насос шестеренчатый; 6 — грязевики- фильтры; 7 - ротаметр; 8 — отбор пробы воды
хотя это и вынуждает применять вынос- ные насосные. Именно по этой принте сравнительно широкое применение получили групповые системы горячего водоснабжения с центральными подогревателями. Чем боль- ше 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 гидрав- лические потери. В групповых системах водоснабжения, работающих от ГТП, большое значение имеет защита сетей от внутренней кор- розии от кислорода и углекислоты. Принци- пиально возможны два направления: первое, наиболее заманчивое с точки зрения эксплуа- тации — монтаж систем горячего водоснабже- ния 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 вы- сокой стоимости указанные материалы при- менения не находят. В соответствии со строительными нормами для систем горячего водоснабжения должны применяться сталь- ные оцинкованные трубы. К сожалению, толщина цинкового покрытия труб пока не- достаточна и к тому же неравномерна. Электросварка труб приводит к выгоранию цинка в местах сварки. Надежным средст- вом против внутренней (и внешней) кор- розии труб было бы двухстороннее эмали- рование стальных труб. Из методов обработки подаваемой воды наиболее надежными и приемлемыми счи- таются 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 вакуум- ной деаэрации воды для горячего водоснаб- жения в тепловом пункте. Удовлс! вери- тельная работа деаэраторной установки может быть достигнута при наличии бака- аккумулятора для выравнивания часовой про- изводительности деаэратора и постоянной температуре воды, подаваемой в деаэратор (на уровне не ниже 60 —70 °C). Схема установки по силикатной обработ- ке воды приведена на рис. 22.13. Ее достоинствами являются малые габаршы, сохранение органолептических пока кнелей воды после обработки, дешевизна и нсде- фицитность реагента. Защитный эффекч сили- катной обработки определяется снижением агрессивности нагретой воды в результате ее подщелачивания и образованием на стен- ках труб защитной пленки, предохраняю- щей металл от влияния растворенных кислорода и углекислоты. Силикатная обработка воды рассчитана на применение в новых системах горячего водоснабжения и предназначается для водо- проводных вод, отвечающих требованиям ГОСТ 2877-85 «Вода питьевая». При подогреве воды непосредственно в водогрейных котлах силикатную обработ- ку применять не рекомендуется. В тепловых пунктах рекомендуется применение жидкого силиката по ГОСТ 13078-67 «Жидкое стекло натриевое». При получении твердого сили- ката (ГОСТ 13079-67) рекомендуется центра- лизованное приготовление его жидкой фазы и развозка по местным установкам. На рис. 22.13 приведена схема с шай- бовым дозатором, как наиболее простая по оборудованию. Могут применяться также схе- мы с плунжерным насосом-дозатором. В бо- лее мелких по производительности установ- ках показанный на рис. 22.13 шестеренчатый насос может быть заменен на ручной. Г । «в а двадцать третьч ГРУППОВЫЕ И МЕСТНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ 23.1. Схемы тепловых пунктов В общей системе теплоснабжения тепло- вой пункт имеет важное значение как для тепловой сети (распределение теплоносителя), так и для внутренних систем потребителя (pci }лирование температуры и расхода). Правильность функционирования обору- дования теплового пункта определяет эконо- мичность использования и подаваемой потре- бителю теплоты, и самого теплоносителя. Тепловой пункт является юридической грани- цей, 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 тех- ническими характеристиками местных систем теплопотреб 1ения, но и обязательно с харак- теристиками внешней тепловои сети, режимом работы ее и теплоисточника В г I 22 рассмотрены схемы присоеди- нения всех грех основных видов местных систем Рассматривались они раздельно, т е считалось что они присоединены как бы к общему коллектору, тавление теплоносите- ля в котором постоянно и не зависит от расхода Суммарный расхот теплоносителя в коллекторе в этом случае равен сумме расходов в ветвях Однако тепловые пункты присоединяют- ся не к коллектору теплоисточника, а к тепловой сети и в этом случае изменение расхода теплоносителя в одной из систем неизбежно отразится на расходе теплоноси- теля в другой На рис 23 1 графически показано изме- нение расходов теплоносителя в обоих слу- чаях на схеме рис 23 1,а системы отопле- ния и горячего водоснабжения присоеди- нены к коллекторам теплоисточника раздель- но, на схеме рис 23 1,6 те же системы (и с тем же расчетным расходом тепло- носителя) присоединены к наружной тепловой сети, имеющей значительные потери давления Если в первом случае суммарный расход теплоносителя растет синхронно с расходом на горячее водоснабжение (режимы I, II, III) то во втором, хотя и имеет место рост расхода теплоносителя, одновременно авто- матически снижается расход на отопление, в результате чего суммарный расход тепло- носителя (в данном примере) составляет при применении схемы рис 23 1,6 80% расхода при применении схемы рис 23 1, а Степень сокращения расхода воды определяет соотно- шение располагаемых напоров чем больше соотношение, тем больше снижение суммар- ного расхода Магистральные тепловые сети рассчиты- ваются на среднесуточную тепловую нагруз- ку, что существенно снижает их диаметры, а следовательно, затраты средств и металла При применении в сетях повышенных гра- фиков температур воды возможно и дальней- шее снижение расчетного расхода воды в теп- ловой сети и расчет ее диаметров только на нагрузку отопления и приточной венти- ляции Максимум горячего водоснабжения мо- жет быть покрыт с помощью аккумулято- ров горячей воды либо путем использо- вания аккумулирующей способности отапли- ______расход теплоносителя на горя чее Водоснабжение _____расход теплоносителя на отоп- ление расход теплоносителя симмор ныи Рис 23 1 Графики расхода теплоносителя а — при полкдючении потребителей непосредст- венно к коллектору теплоисточника б — при под- ключении потребителей к тепловой сети,-------- расход на горячее водоснабжение, — — - — расход на отопление----------суммарный расход ваемых зданий Поскольку применение акку- муляторов неизбежно вызывает дополните ib- ные капитальные и эксплуатационные затра- ты, 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 по- мещениях (квартирах) Необходимо, чтобы эти колебания не превышали допустимою предела, в качестве которого можно напри- мер, принять + 0,5 °C 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 по- крытия максимума для подавляющего боль- шинства эксплуатируемых жилых зданий Фактическое использование аккумули- рующей способности отапливаемых (в основ- ном жилых) зданий началось с появления в тепловых сетях первых подогревай юн I орячего водоснабжения Так, регу шровк i
Рис. 23.2. Схема теплового пункта жилого дома с параллельным включением подогре- вателя горячего водоснабжения: 1 — подогреватель горячего водоснабжения; 2 — эле- ватор; 3 — регулятор температуры воды; 4 — цир- куляционный насос; 5 — регулятор температуры от датчика наружной температуры воздуха Рис. 23.3. Схема теплового пункта жилого дома с предвключенным подогревателем г о- рячего водоснабжения: 1 — подогреватель; 2 — элеватор; 3 — регуляюр температуры воды; 4 — регулятор расхода; 5 — циркуляционный насос теплового пункта при параллельной схеме включения подогревателей горячего водо- снабжения (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 наиболь- шее снижение расхода в отопительной системе имеет место при температуре сете- вой воды 70 °C (60 °C) и наименьшая (нуле- вая) — при 150 °C. Возможность организованного и заранее рассчитанного использования аккумулирую- щей способности жилых зданий реализо- вана в схеме теплового пункта с так называемым предвключенным подогревате- лем 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 отопи- тельного сезона, что делает гидравлический режим тепловой сети стабильным. При отсутствии автоматического регули- рования в тепловых пунктах стабильность гидравлического режима явилась убедитель- ным аргументом в пользу применения двухступенчатой последовательной схемы включения подогревателей горячего водо- снабжения. Возможности применения этой схемы (рис. 23.4) по сравнению с предвклю- ченной возрастают из-за покрытия определен- ной доли нагрузки горячего водоснабжения за счет использования теплоты обратной воды. Однако применение данной схемы в основном связано с внедрением в тепловых сетях так называемого 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 подогре- вателем, так и в двухступенчатой схеме с последовательным включением подогрева- телей 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 потреби- телей независимо от соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления. Обяза- тельным элементом обеих схем являются смесительные насосы. Минимальная температура подаваемой воды в тепловой сети со смешанной тепло- вой нагрузкой составляет около 70 °C, что требует ограничения подачи теплоносителя на отопление в периоды высоких темпе- ратур наружного воздуха. В условиях средней полосы СССР эти периоды достаточно продолжительны (до 1000 и более) и пере- расход теплоты на отопление (по отноше- нию к годовому) из-за этого может достигать до 3% и более. Так как современные системы отопления достаточно чувствитель- ны к изменению температурно-гидравли- ческого режима, то для исключения пере- расхода теплоты и соблюдения нормальных санитарных условий в отапливаемых поме- щениях необходимо дополнение всех упомя- нутых схем тепловых пунктов устройствами для регулирования температуры воды, посту- пающей в системы отопления, путем установ-
ки смесительного насоса, что обычно и при- меняется в групповых тепловых пунктах. В местных тепловых пунктах при отсутст- вии 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 циркуля- ционные насосы, обеспечивающие постоянст- во расхода воды в отопительной сети. При проектировании схем тепловых пунк- тов в жилых микрорайонах при закрытой системе теплоснабжения основным вопросом является выбор схемы присоединения по- догревателей горячего водоснабжения. Вы- бранная схема определяет расчетные расходы теплоносителя, режим регулирования и пр. Выбор схемы присоединения прежде всего определяется принятым температурным режи- мом тепловой сети. При работе тепловой сети по отопительному графику выбор схемы присоединения следует производить на основе технико-экономического расчета — путем сравнения параллельной и смешан- ной схем. Смешанная схема может обеспечить более низкую температуру обратной воды в целом от теплового пункта по сравне- нию 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 теплоснаб- жении от ТЭЦ (в также при совместной работе котельных с ТЭЦ), предпочтение при отопительном графике температур от- дается смешанной схеме. При коротких тепло- вых сетях от котельных (и поэтому отно- сительно дешевых) результаты технико- экономического сравнения могут быть и дру- гими, 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 ор- ганизациями на примерах автоматизации центральных тепловых пунктов, показывает, что обе схемы в условиях нормальной работы источника теплоснабжения примерно равноэкономичны. Небольшим преимуществом последова- тельной 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 яв- ляется возможность полного автоматического выключения систем отопления, что невоз- можно получить в последовательной схеме, так как вода из подогревателя второй сту- пени попадает в систему отопления. Оба указанных обстоятельства не являются ре- шающими. Важным показателем схем являет- ся их работа в критических ситуациях. Рис. 23.5. Схема теплового пункта жилого дома с двухступенчатым смешанным вклю- чением подогревателей горячего водоснабже- ния: / 2 — подогреватели первой и второй ступеней, ' - элеватор, 4 — регулятор температуры воды, э циркуляционный насос, 6 — смесительный на- сос, 7 - регулятор температуры Рис. 23.4. Схема теплового пункта жилого дома с двухступенчатым последовательным включением подогревателей горячего водо- снабжения- 1, 2 — подогреватели первой и второй ступеней, 3 — элеватор, 4 — регулятор темпера!уры воды, 5 - регулятор расхода, 6 — перемычка для переклю- чения на смешанную схему. 7 — циркуляциоиныи насос, 8 — смеси юльпый насос
Рис. 23.6. Схема теплового пункта жилого дома при открытой системе теплоснабжения: 1 — 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 топ- лива) либо повреждение одного из участ- ков магистральной тепловой сети при нали- чии резервирующих перемычек. В первом случае схемы могут реагиро- вать примерно одинаково, во втором — по-разному. Как указывалось выше, имеется возможность 100 %-ного резервирования потребителей до tH = —15 °C без увеличения диаметров тепловых магистралей и перемы- чек между ними. Для этого при сокра- щении подачи теплоносителя на ТЭЦ одно- временно соответственно повышается темпе- ратура подаваемой воды. Автоматизирован- ные смешанные схемы (при обязательном наличии смесительных насосов) на это прореагируют сокращением расхода сетевой воды, что и обеспечит восстановление нор- мального 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 несоот- ветствия температуры подаваемой воды по- требителям, расположенным в разном удале- нии от ТЭЦ. Если автоматизация регулирования схем с последовательным включением подогре- вателей горячего водоснабжения предусмат- ривает постоянство расхода теплоносителя из тепловой сети, возможность компен- сации расхода теплоносителя его темпера- турой в этом случае исключается. Не приходится доказывать всю целесообразность (в проектировании, монтаже и особенно в эксплуатации) применения единообразной схе- мы присоединения. С этой точки зрения несомненное преимущество имеет двухступен- чатая смешанная схема, которая может при- меняться независимо от графика температур в тепловой сети и соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления. Схемы присоединения жилых зданий при открытой системе теплоснабжения значи- тельно проще описанных (рис. 23.6). Эконо- мичная и надежная работа таких пунктов может быть обеспечена лишь при наличии и надежной работе авторегулятора темпера- туры воды, речное переключение потреби- телей к подающей или обратной линии не обеспечивает необходимой температуры воды. К тому же система горячего водо- снабжения, подключенная к подающей линии и отключенная от обратной, работает под давлением подающего теплопровода. При- веденные соображения о выборе схем тепло- вых пунктов в одинаковой степени от носятся как к местным тепловым пунктам в зда- ниях, так и к групповым, которые могут обеспечивать теплоснабжение целых микро- районов. Чем больше мощность теплоисточника и радиус действия тепловых сетей, тем прин- ципиально более сложными должны стано- виться схемы МТП, поскольку вырастают абсолютные давления, усложняется гидравли- ческий режим, начинает сказываться тран- спортное запаздывание. Так, в схемах МТП появляется необходимость применения на- сосов, средств защиты и сложной аппара- туры авторегулирования. Все это не только удорожает сооружение МТП, но и услож- няет их обслуживание. Наиболее рациональ- ным способом упрощения схем МТП является сооружение групповых тепловых пунктов (в виде ГТП), в которых и должно разме- щаться дополнительное сложное оборудова- ние 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 объектов при теплоснабжении от ТЭЦ и крупных котель- ных является групповой (ГТП), для крупных общественных — местный (МТП). Групповой тепловой пункт позволяет сосредоточить все наиболее дорогостоящее и требующее систе- матического и квалифицированного наблюде- ния оборудование в удобных для обслужи- вания отдельно стоящих зданиях и благо- даря этому значительно упростить последую- щие местные тепловые пункты в зданиях.
Здания общественного назначения, разме- щаемые в жилых микрорайонах,—школы, детские учреждения должны иметь самостоя- тельные тепловые пункты, оборудованные регуляторами. Групповые тепловые пункты должны раз- мещаться на границах между магистраль- ными и распределительными сетями. С их помощью должны решаться как управление магистральными сетями и системами тепло- снабжения в целом, так и правильное исполь- зование теплоносителя, поступающее о из ма- гистралей в распределительные сети. Задачи, решаемые групповыми пунктами, могут быть сформулированы следующим об- разом : автоматическое распределение тепло- носителя, поступающего от теплоисточника по магистральным сетям, в количествах, соответствующих потребности присоеди- ненных зданий; телемеханический контроль за парамет- рами поступающего теплоносителя и при- борный учет расхода теплоты, полученной потребителями; автоматическое регулирование парамет- ров теплоносителя, поступающего в распре- делительные сети в соответствии с характе- ристиками 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 ма- гистральных сетях (гидравлические улары и ошибки при переключениях). Кроме того, в некоторых случаях груп- повые тепловые пункты могут использо- ваться для приготовления горячей воды на бытовые нужды, для аккумуляции горячей воды в баках. Для решения указанных задач ГТП должен иметь: смесительные насосы, с помощью кото- рых устанавливается необходимая темпера- тура воды в распределительных сетях, производится увеличение пропускной способ- ности магистральных сетей как (временно при авариях и ремонтах или постоянно за счет повышения расчетной температуры воды), предохранение систем отопления от замора- живания; регуляторы температуры воды, подавае- мой в систему горячего водоснабжения, и регуляторы отопительно-вентиляционной на- грузки, которые работают от датчиков темпе- ратуры наружного или внутреннего воздуха, но их указания могут корректироваться диспетчером тепловой сети; расходомер с электрическим выходом, с помощью которого дня 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 отопитель- ной 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 локали- зуется обратным клапаном; сбросное устройство, состоящее из регу- лятора давления и разрывной мембраны, позволяющее предохранить системы потреби- телей от повышения давления в обратной линии сети и гидравлических ударов; реле утечки, работающее на принципе сравнения расходов воды в подающей и об- ратной трубе, что при закрытой системе теплоснабжения позволяет определить нали- чие утечки горячей воды в распредели- тельных сетях и системах отопления; задвижки с электроприводом, позволяю- щие диспетчеру тепловой сети перевести ГГП на автономную работу или прекрати, подачу горячей воды на бытовые нужды; средства телемеханического контроля, сигнализации и управления, позволяющие пер- соналу тепловой сети (диспетчеру) проводить контроль и управление гидравлическим и тепловым режимом сети. При ГТП с насосами в жилых микро- районах 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 ре- шаться путем технико-экономического сравне- ния 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 об- щественных центрах и на промышленных обьектах предусматриваются обычно двух- трубными. Разница в подходе к выбору схек 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 схсмь
городской проезд Рис. 23.7. Схемы размещения ГТП в жилом районе: а — дислокация ГТП относительно тепловой ма- гистрали; б — ГТП совмещен с камерой; в — ГТП внутри микрорайона; ] — источник тепла; 2 — тепловая магистраль; 3 — камера; 4 — жилой микро- район; 5 — ГТП; 6 — жилые здания присоединений подавляющего большинства зданий, оборудование, их аппаратуру ре- гулирования и контроля. Исключение в дан- ном случае могут составлять схемы при- соединения 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 горя- чего водоснабжения с циркуляционными , насосами, подкачивающие насосы водопро- вода, общий узел контроля и учета теплоты. Тепловые сети от ГТП сооружались четырехтрубными: две трубы для отопления 1 и две горячего водоснабжения. В необхо- димых случаях в ГТП устанавливались \ также общие подогреватели для распредели- I тельных сетей отопления. Сети отопления , работали по графику температур тепловой 1 сети; системы отопления присоединялись | через элеваторы. Для всемерного облегчения в соору- жении ГТП организован их монтаж из .блоков заводского изготовления. I Длительная эксплуатация подобных пунк- тов позволила выявить их основные не- достатки. Первым из них, в основном экономического характера, является их не- большая тепловая мощность. Это объясняет- ся тем, что значительную долю в общих затратах по теплоснабжению жилого микро- района 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 контро- ля 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 на- грузке жилого микрорайона. Некоторым пре- пятствием, которое необходимо преодолеть, является разрозненная и зачастую весьма долговременная застройка микрорайонов различными ведомствами. Вторым существенным дефектом рас- сматриваемого проекта ГТП являлось от- сутствие смесительных насосов для распреде- лительной сети отопления, которая в этом случае работала по графику магистральной тепловой сети, т. е. с постоянной темпера- турой воды при положительных температу- рах наружного воздуха. Это требовало сплошной автоматизации регулирования от- пуска теплоты на всех МТП. Установка смесительных насосов в ГТП позволяет применить групповое автоматическое регу- лирование 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 се- тями, так и градостроительных позиций, поскольку мелкие ГТП занимают много городской территории. Тепловая мощность ГТП может находиться в пределах 30 — 50 МВт, а радиус действия распредели- тельных 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 эта- жей должно производиться по независимой схеме через подогреватели. Система отопле- ния во избежание установки циркуляцион- ного насоса должна проектироваться на ес- тественной циркуляции, а восполнение утечек в ней — через расширительный бак. Положе- ние может измениться, если большая (или
Рис 23 8 Схемы ГТП и местных теп ювых iixhj iob в жиюм микрорайоне с четырех ТрубнЫМИ СС1ЯМ11 I — задвижки с з 1ектроприводом |рязевики i тмсршсинзя диафрагма к расходомеру 4—то же к ограничите но расхо измерз максим) ьною ]асхои вода ч pei via op температуры воды — работает or тычика температуры наружною вот пха 6 — регутятор дав 1ения 7 — смеситетьные насосы 8— oopaiHbie кл шаны 9 —счетчиги ноты 10 — поioi ревате ш горячею водоснабжения 11 — ioaorpeeaieп тимелия 1 1 З1сваг>р Н разрывная мембрана Рис 23 9 Схема центра гьного тепювою пункта дтя житого микрорайона /—задвижки с электроприво юм 1 1рязевшп ? 4 — по ioi рсв п с ш юрячего водоснабжения ncpnoil и второй ступеней 5 —peiviaiopbt 1с*шерат\ры воды 6 цирке (яционно по 1ка шваюгцие ii.iuh.ii 7 — подогреватель отопгения S регутятор (емпергтуры во 1Ы тля отопления (работ ici i датчика температуры наружною воздуха) 9 цирку анионные и icocbi сети оюиюния 10 и । пигочные насосы чтя сети oion iciinsi II рыу mop i нг тения Iп — |спло< че i чик
Рис 23 10 Схема ГТП с независимым присоединением отопления при открытой системе тептоснабжения 1 - задвижки с э [ектроприво юм 2 — грязевик, 3 — диафрагма к расходомеру, 4 — то же к расхоюмеру- 01 раничителю максима ii.iioiо расхода воды, 5 — регузяторы 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, 11 - циркуляционно-повысительный насос, 12 — элеватор весьма значительная) часть зданий микро- района имеет повышенную этажность или весь микрорайон расположен на отметках местности, значительно отличающихся от большинства других В этих условиях при- менение независимой схемы присоединения сети отопления будет вполне оправданным (рис 23 9) Такой вариант, разработанный Моспроекюм, более надежен, чем установка насосов для повышения или понижения дав юния При открытой системе тептоснабжения нарушение органолептических свойств воды, подаваемой на бытовые нужды, в значитель- ной мере объясняется биологическими про- цессами внутри систем отопления По этой причине считается целесообразным (иногда даже необходимым) присоединение всех систем отопления по независимой схеме (рис 23 10) Другим, возможно более деше- вым способом может быть специальная обработка подпиточной воды на источнике теплоснабжения для локализации органи- ческих примесей Специального рассмотрения всех особен- ностей гидравлического режима заслуживает выбор схемы присоединения отопительных установок (зависимая или независимая) в системах теплоснабжения крупных городов Немаловажным преимуществом незави- симой схемы присоединения сети отопле- ния в ГТП является возможность контроля за утечками во внутренних сетях отопления, что значительно увеличивает надежность и экономичность теплоснабжения. Аналогич- j?98 ным решением для зависимых схем при- соединения 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 тепло- снабжения) Для периодической проверки распредели- тельной сети за ГТП на наличие утечек воды возможно установить контрольный водомер на обводной линии вокруг голов- ной 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 поло- жение 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 очист- ка подогревателей горячего водоснабжения естественно приводит к целесообразности применения двух групп трубчатых подогре- вателей и дает возможность их поперемен- ного профилактического ремонта, но увеличи- вает капитальные вложения Однако ежегод- ный ремонт подогревателей, как правило, является следствием отсутствия обработки воды Применение разборных пластинчатых подогревателей может значительно снизить сроки очистки подогревателей
Рис. 23.11. Схема ГТП при двухтрубной распределительной сети: 1 — задвижки с электроприводом; 2-|ржсвик, 3 — диафрагма к расходомеру; 4 — то же к расходо- меру-ограничителю максимальною расхода воды; 5 — регулятор температуры воды на отопление; б — насосы; 7 — обратные клапаны, 8 — ретуляюр давления; 9 — разрывная мембрана; 10 — подснре- ватель горячею водоснабжения; И — элеватор Рис. 23.12. Схема ГТП при трехтрубной распределительной сети (обозначения — см. рис. 23.11) Типовые чертежи ГТП для городских микрорайонов разработаны ЦНИИЭП инже- нерного оборудования и утверждены Гос- гражданстроем. Несмотря на то что ГТП с четырех- трубными распределительными сетями соз- дают ряд преимуществ (упрощение схем тепловых пунктов и системы регулирования), такую схему нельзя считать для микро- районов наиболее эффективной и во всяком случае единственно целесообразной. По коли- честву используемых труб, чего нельзя не учитывать при массовом жилищном строи- тельстве, 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 водоснаб- жения, но и всех систем отопления Сооружение ГТП (рис. 23.11) в двухфуб- ных сетях без автоматизации систем отоп- ления не может полностью обеспечить не- обходимый режим отапливаемых помещений, хотя корректировкой гидравлическот о н теплового режимов распределительной сети можно избежать перегрева зданий в теплые периоды отопительного сезона. Функции Г'111 по управлению режимом тепловых сетей при этом полностью сохраняются. Промежуточной между описанными яв- ляется трехтрубная сеть. В применении к закрытой системе теплоснабжения схема ее представлена на рис. 23.12. Здесь пракю- чески исключается (при соответствующем расчете диаметра общей образной ipy5i.il взаимное влияние Haiрузок отопления и горячего водоснабжения, каждая и» коюрых можс! pei улироваи.ся по наиболее жоиомпч пому (рафику (’ущес1 пенным ни ioiiih iрс\iру(ниш iciii яц||яс1>)1 i.ii.ti , । >
ность взаимного резервирования подающих труб (в зимнее время резервируется подача теплоносителя в системы отопления, в лет- нее — подача теплоносителя на горячее водо- снабжение). В ряде случаев применение трехтруб- ных сетей целесообразно и в системах с открытой системой теплоснабжения, по- скольку она создает реальную возможность быстрого прекращения подачи воды на быто- вые нужды в случаях аварийного перерыва в подаче холодной воды на источниках тепло- снабжения 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 пол- ном учете местных условий. К таким усло- виям относятся: качество исходной воды, наличие (возможность получения) необходи- мого оборудования, количество, тепловая нагрузка, дислокация и помещения тепловых пунктов, возможность прокладки трубопрово- дов по подвалам и пр. Немаловажным вопросом при проекти- ровании групповых тепловых пунктов являет- ся применение баков-аккумуляторов. Установ- ка аккумулятора обычно предусматривается в тех случаях, когда она предписана нормами проектирования данного потреби- теля. Аккумуляторы снижают расход сетевой воды и диаметры трубопроводов сети, а также расчетную тепловую наг рузку подогре- вателей горячего водоснабжения. Снижение расчетной тепловой нагрузки подогревателей уменьшает поверхность нагрева и, следова- тельно, стоимость их. Баки, сообщенные с атмосферой, кроме toi о, обеспечивают час- тичную деаэрацию подогретой воды. Применение баков-аккумуляторов горя- чей воды является правильным решением также при напряженном балансе холодной воды в городе. Необходимый запас теплоты в. аккумуляторах принимают на основании графиков потребления горячей воды, прини- мая за основу выравнивание часового потреб- ления теплоты из тепловой сети за сутки (в промышленном объекте за смену). Баки- аккумуляторы могут проектироваться (в ко- личестве не менее двух по 50% рабочего объема каждый) как открытые (безнапорные), так и напорные, работающие по принципу вытеснения i орячей воды холодной, и наобо- рот. Баки должны быть защищены от внутренней коррозии. Как правило, здания групповых тепло- вых пунктов должны сооружаться в жилых микрорайонах отдельно стоящими, их объем- но-планировочные решения должны удовлет- ворять 1 peOOBclHl’HIvi vnrni ,1U ... вание производственных зданий. Тепловые пункты промышленных объектов могут быть сблокированы со вспомогательными и произ- водственными зданиями. При конкретной привязке таких зданий в микрорайонах необходимо кроме условий планировки учи- тывать 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 исклю- чением силикатного). Оконные проемы долж- ны быть минимальными и защищаться металлическими сетками. Как правило, здания должны сооружаться наземными. Сооружение подземных ГТП может до- пускаться только при выполнении следующих условий: высокое качество гидроизоляцион- ных работ, благоприятные гидрогеологи- ческие условия (низкий уровень грунтовых вод, песчаные грунты), тщательная гермети- зация всех вводов инженерных коммуника- ций (включая трубопроводы), исключающая возможность затопления теплового пункта, автоматизация работ ы оборудования и нали- чие телемеханического контроля. В целях ускорения монтажных работ на ГТП и повышения их качества не- обходимое оборудование должно поставлять- ся блоками. При разбивке оборудования на блоки необходимо учитывать, помимо удобства монтажа, также и удобство вы- полнения 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 при- менения) ГТП определяются в зависимости от предусматриваемого в них оборудования. Минимальная высота (в свету) помещений от отметки чистого пола до низа выступаю- щих конструкций перекрытия принимается не менее 4.5 м. Минимальная ширина проходов (в свету между выступающими частями оборудова- ния), м: между насосами с электродвига- телями напряжением до 1000 В 1 го же 1000 В и более...............1,2 между насосами и стеной .... 1 между насосами и распределитель- ными щитом или щитом КИПиА 2 между неподвижными выступаю- щими частями оборудования, между собой или стеной.................... 1 300
Трубопроводы с арматурой, а также механическое оборудование без движущихся частей (водонагреватели, элеваторы, грязе- вики и пр.) могут крепиться непосредст- венно 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 оборудо- вания полы должны проектироваться с укло- ном 0,5 % в сз орону трапа или водосбор- ного приямка. Для дренирования основной массы воды из трубопроводов и оборудо- вания 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 ре- монта оборудования массой более 100 кг в помещениях предусматривается подъемно- зранспортное оборудование: при массе груза до 1 т — монорельсы с кошками или руч- ные кран-балки; при массе до 2 т ручные кран-балки; при массе свыше 2т — кран- балки с механическим приводом. Для обслуживания оборудования и ар- матуры на высоте от 1,4 до 2,5 м о г пола должны предусматриваться передвижные пло- щадки с лестницами, при высоте более 2,5 м — стационарные площадки с огражде- нием и постоянными лестницами. Помещения не должны быть рассчитаны на постоянное присутствие персонала при обслуживании, но должны учитывать присут- ствие 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 рас- считан на наполнение трубопроводов водой при гидравлических испытаниях сетей и на охлаждение подшипников насосов (при не- обходимости). Соединение водопровода с трубопроводами должно быть разъемным либо выполняться через две последова- тельно установленные задвижки со спускным краном между ними (открыт при эксплуа- тации). При выборе помещения для местно! о теплового пункта необходимо исходить из того, что оно должно быть рабочим местом для персонала, осуществляющею обслужи- вание и ремонт оборудования. Помещение должно быть отдельно выделенным, имею удобный выход, достаточные размеры, надеж- но вентилироваться. Полы должны быть бетонные или плиточные, стены и потолки покрашены, помещения должны иметь водо- Рис. 23 13 Рабочая схема элеваторного узла провод, каназизацию (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 распредели- тельных тепловых сетей непосредственно в зданиях монтируются элеваторные узлы для систем озопления, а групповая система горячего водоснабжения выполняется секцио- нированной. 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 задвиж- ки позволяют проводить ремонтные работы на узле (например, смену водомера 7, про- чистку грязевиков-фи пьтров 5 и 6, замену соп- ла в элеваторе 8) Однако, устанавливая такое количество оборудования, необходимо всегда иметь в виду, что все оно для выполнения своих функций гребуег проведения практически ежегодного профилактического ремонта. В практике жилищного строительства широкое распространение получили секциони- рованные здания, в которых каждая секция имеет самостоятельную систему отопления. Схема распределительной сети и сисзем отопления и горячего водоснабжения при- ведена на рис. 23.14. Тепловая мощность каждой секционной системы, а следователь- но, 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 сетей при их монтаже. Этого можно избежаю, если после монтажа трубы интенсивно промыть водой. Грязевик- фильтр 6 служит для защиты водомера. Водомер 7 является прибором, позволяющим 301
Рис 23 14 Схема сетей отопления и горячего водоснабжения в секционированном жилом здании проводить точное распределение теплоноси- теля по тепловым пунктам, ежесуточные (или еженедельные) записи водомера по)но- ляют проверять точность проведенной налад- ки Однако водомер, как правило, iребус i ежегодного ремонта и поверки, для чсч о необходимо иметь помимо запасных час юн также и поверочные стенды па i орячеи воде ДРУГИМ Прибором I 1Я И IMC pCHIlil Ml НИ венных расходов во ты можем i юж и и. измерительная шайба с но н>поi/ivhihi.im дифманометром Koiopiin м>> + » 1 пип niOu стационарным, шьи ш р<......ш ш 11><> *н ц,*у учетполученнои ши ....... »• м и=н ним нр₽ ю СМОТреН В rpyilllOlfOM |<|||>Н«нМ HyHltlt* III никаких приборов мп сч» « I Н ЫНН I PH HI вых пунктах не пр< iv< м i1 рпн.н i < я Для норма папах v нни ill рнг><< i и < ih i рМЫ отопления необхо inMo 'iiniHi мейа1Пр обеспечивал ко ><|н|>и111 к н м м< ин инн 11<•» »н ш Ку ЭТО зрсбус! obll'llio ||<>< о ННМЮ II 1|1>й замены нсскопкпх <<>iii ш и» нрави т, эксплуатируемы! > н ни iopi ш иОм нр hihhihI ЭТОГО И СИсЮМЫ < > 11 МI И 11II >1 рН'иМРН в расчешых режимы IIiihImmm прими н»Пр жать MOIO MioMln < нимпнн |>> 1ПННН1рЙ с pct у вирус MIIM пручнуп I Illi HIM MoHMAIII.Ili 'll p I I 4 Mil IIIHIIIH 1Ц1ПЫЯ СИСИМЫ I > I I I 11 11 IIII >1 < I OHM IlfHHIlipiiM н BO [OHO I/(V ИI ИI IM ll|l|lMiHH IMI IpHM HpHBP UH НЙ рис ’l|S Umiiih IH\n M.llloMr I рой IIPll< npc (VC Ml> I pi H l> Hill < III pi l> llii'h HHPM ЧЦ» МОЖС1 la 11. Ou ii iiiviii iii'ihhiii oiMPpa рас но tai a< Moi i> hi pi uulu . нгрн t t it* на i пром ( IHiMHHII In ipii VM illlull H’llIII.IX IrpMIi M< I pi III MI > ЖI I ОЫ I I HpnHrpPH I PH'll >111 ill pr * IIM и viik I ii и । ih и мы о । ни teнHи lii ami mu и игре i i и на i opi>m HiMriiriiii k hiHiiiinM Hiiiiii Hill if ti- hi.ic iit>ii pn iiiiinipii H kiiinpoM tiiiicp iii< пни hi niii'iiiii ii.hi.i no i piiniiCilliio i tie llil inpUM 6 liHIHH II MCI I c ! I см no t pun in hiiio i И111и11Жкий мпжс| tiGcctic'iii 11. (io n. Iliyio HHIIHOIH. и удобеню pci улиронки Рис 23 15 Монтажный чериж мнит НН I ором
Применение пофасадных систем отопле- ния 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 тепло- вой мощности делает автоматизацию их ре- гулирования 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 распре- делительные тепловые сети предусматри- ваются двух- или трехтрубными. Местные тепловые пункты жилых зда- ний, присоединяемых к тепловым сетям без групповых пунктов, т. е. первичные, принци- пиально должны повторять схемы групповых пунктов и в отличие от описанных схем МТП должны иметь: приборный учет тепло- носителя и теплоты; автоматическое регу- лирование отпуска теплоты на цели отопле- ния (что связано с применением насосов), защиту от передавливания, ограничение максимального расхода теплоносителя. Все это, как отмечалось, усложняет местные тепловые пункты. 23.3. Тепловые пункты общественных зданий В расчетных тепловых нагрузках общест- венных зданий большую долю составляет нагрев воздуха для приточной вентиляции, а во вновь строящихся зданиях и конди- ционирование 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 эксплуа- тация (отсутствие наблюдения и планово- предупредительного ремонта). Нередко пло- хая работа установок приточной вентиля- ции и кондиционирования объясняется не- достатками примененной схемы присоедине- ния общественных зданий, недостатками их схем автоматизации. Такими недостатками являются: общие (внутри здания) сети для отопления и калориферов приточной венти- ляции, неправильное включение калориферов. Схема присоединения общественного зда- ния, как правило, должна предусматривать установку смесительного насоса, что дает воз- можность регулирования отпуска теплоты на отопление по дням недели и часам суток. Крупные общественные здания с большой Рис. 23.16. Схема резервирования потребите- ля от распределительных сетей тепловой нагрузкой могут присоединяться к магистральным сетям так же как ГТП — от распределительных сетей. При наличии в общественных здайиях 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 сравни- тельно небольшая группа таких, которые практически не допускают перерыва в подаче теплоты. Анализ многообразия городских об- щественных зданий показывает, что к потреби- телям, требующим обязательного резервиро- вания, должны быть отнесены: а) лечебные учреждения со стационарами (родильные дома, больницы, госпитали, кли- ники и пр.); б) детские ясли, сады, интернаты; в) фабрики-кухни, крупные столовые; г) музеи государственного значения. Обычно такие потребители имеют срав- нительно небольшие тепловые нагрузки и поэтому присоединяются к распределитель- ным сетям. Для их резервирования необхо- димо в простейшем случае обеспечить тепло- снабжение 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 изобра- жении). В открытых системах теплоснабжения резервирование ответственных потребителей чт
Рис 23.17 Схема включения резервной котельной 1 — водогрейный коге г 2 — паровой коге г J цир- куляционный насос. 4 — царово гялой подо;рева тель ия 1 орячег о водоснабжения возможно при прокладке одной дополнитель- ной (подающей) трубы. Другим способом резервирования тепло- снабжения являются местные источники геплогы. они могут быть стационарными либо передвижными Наиболее желательным видом топлива для них является газовое или жидкое. Могут использования гакже электрические котлы Способ резервирования с местным гн гоч- чиком теплоты наиболее просто осу- ществляется. если к тепловой сети при- соединяется потребитель с котельной В бо гь- линстве теплосетей существует порядок, по соторому все вновь присоединяемые ногре- эители с котельными обязаны их сохранять в исправном состоянии и ликвидировать их только с разрешения. Однако за резервной котельной должен проводиться такой же достоянный контроль, как и та работаю- щей. Наиболее просто сохранять в качест- ве резервных чутунные котлы Периоди- чески, по графику, все оборудование когепь- ной должно испытываться под naipyiKoii Схема присоединения резервной код и.пои показана на рис. 23 17. В общественных зданиях с но n.nion тепловой нагрузкой приточной венiпощпп считается необходимым использование пчг го гы выбрасываемою в атмосферу вог/ivxa 23.4. Тепловые пункты промышленных предприятий Промышленное предприятие го гжгю г».и правило, иметь один групповой п-n ion.ni пункт (ГТП) для регистрации, хч* । । и । >. пределеггия г он кип >• и । • ni in> ц чисмог о из тентовой сспг Ь > ш и • <»•> и p.i imoiiiciihc вторичных (ncxoiu и । ....... ii iiynkion оп- ределяем я p.t IMI p.lMII II I) I IIIMIII.IM |>ll IMl'HIC- нием or leii.iii.ix inum ирг nipini i ini I III предприя 1ИИДОМ1Т1111.1П p.i im< пн и и о i re n, ном помещении. h.i upvinn.ix np< iiipiuii них, особенно при no гхч< пип кром< i optru и n<< h.i также n пара n <.im<>< oniirui пом < i.hiiiii Такое здание ю окно ihhi. опору nn.ino всеми видами c.iniii ipno i cxiiirn । к u > yi i рояств: вен г иляцпеп. горячим но н« паюкс нием (душевая каонп.i), iio lonporio юм i лиц лизацией, освещением, a i.iikiu- iimoi и н фон. Схемы ГГ11 предприятия и н< хоны* ПУНКТОВ ДОЛЖНЫ бы I 1> у||Я I.IIII.I МСЖ i\ i (iliiill При закрытой системе ген iocii.ii > жен и и опыч но стремятся к укрупнению но ни ренл i< и. ных установок горячего но rociiaioki'iiiiu In кое объединение, конечно, не мо*г1 ni.ni. самоцелью и должно определяться ц-хнию» экономическими соображениями 1>о ii.ih.im плотность застройки и небольшое копи чество отдельных зданий способинуни централизации горячего водоснабжения н пределах всего предприятия. Прзг большом отдалении зданий друг от друга, значигепьной нагрузке горячего водоснабжения (например, большое количест- во огневых кабин) более целесообразны цеховые местные подогреватели. При ма гых нагрузках и наличии пара подогреватели могут быть пароводяными. Предприятие может иметь цехи как с однородным характером внутренних тепло- выделений (удельный вес в общей нагрузке), так и с разным. В первом случае температурный режим для всех зданий может быть принят единым и поэтому опреде- ляться в центральном тепловом пункте, во втором — различным и устанавливаться на цеховых (вторичных) тепловых пунктах. В этом случае каждый цех (корпус) должен иметь собственный тепловой пункт, смонтирован- 111 гн примерно по той же схеме, как и псп।p.i ii.in.in I i-Miifp.i । ургп.ги । рафик для промышлен- ных it|«i‘ nipini i ни 101*1*11 or гичан.ся or бы- innn .1 и.. hiiiupoMi iimm'iiui работают !<>!<> I < i»i I.IIIIUIIII <0111 Для ПОДГОНКИ 11 м । и I >.i । у I >ii« ii i < p. uriii к i cn iihii.ix пунктах 111к ‘x111111 .1111111' ii|.i iiiрпи । in) 1П1ЖШ.1 ycia- .. "in и । ju.i.i .и ni.it iniimi.i )ги насо- tii ч"|ц при г/пип > it i| »ti ши характера 1111 ।>>ni । и H’linii in> hi i.ci ui.iii. установлены II . । ШИМ Ill'll I pil UI.IIOM пупки*, при отсутст- вии < <11111 M»l>pn ши и ii< xi>iii.IX Iiikiim обратом прежде чем решить " 'Иpot о месте ус i анонки смесительных
Рис. 23.18. Схема тепловою пункта промышленною предприятия: /—измерительные диафрагмы для расходомеров; 2 —регуляторы давления; 3 —рсгутяюры темпе- ратуры, 4 — насосы д.тя подмешивания; 5- циркуляционные насосы. 0 7 — коллекторы, // — резервный пароводяной подогреватель для отопления. 9 — подвод пара (от резервной котельной или ТЭЦ), К) — подо!реватель горячею водоснабжения; //-водомер, 12 — коллектор горячею водоснабжения. 13 — циркуляпионно-повысите гьный насос. 14 — элеватор насосов, должен быть проанализирован и определен температурный режим (график) для отдельных цехов и предприятия в целом. При этом должны быть учтены потреб- ности как чисто отопительных установок (с радиаторами и калориферами), гак и вентиляционных. Центральное смещение наиболее трудно сочетается с местными установками горячего водоснабжения, поэтому и следует стремить- ся к централизации подачи горячей воды на бытовые и другие нужды. На рис. 23.18 приведена принципиальная схема центрального теплового пункта про- мышленного предприятия. В схеме предусмот - рены: учет получаемог о теп поносителя, для чего установлены дроссельные шайбы 1 к расходо- мерам и регистрирующие термометры 74; стабилизация давления сетевой воды с помощью регуляторов давления 2; регулирование температуры воды (по дням недели и часам суток) для систем отопления и калориферов приточной венти- ляции (регуляторы температуры 3). Для трех отходящих (от гребенки 6) линий предусмот- рено групповое смешение, для одной — самостоятельное. Смесительные насосы 4 взаимно резервируются. Калориферы приточ- ной вентиляции должны иметь также местное автоматическое регулирование; резервный подогреватель 8 отопительно- вентиляционной нагрузки, обеспечиваемый паром от резервной котельной или паро- вого ввода, и циркуляционные насосы 5; центральный подогреватель 10 для горя- чего водоснабжения (условно показан одно- ступенчатым) и распределительная гребенка 12. Нагрузка горяче! о водоснабжения на предприятиях имеет нередко пиковый харак- тер (в часы после окончания рабочих смен). Для покрытия этих пиков целесообразно иметь аккумуляторы. Проектирование тепловых схем промыш- ленных предприягий должно проводиться с обязательным использованием вторичных энергоресурсов, под которыми понимаются- отходящие от печей горячие газы: продукты технологических процессов (на- гретые слитки, шлаки, раскаленный кокс и пр.), низкот емпературньге энергоресурсы в виде отработавшего пара, горячей воды от различных охлаждающих устройств и произ- водственные тепловыделения. Для теплоснабжения обычно исполь- зуются энергоресурсы третьей группы, кото- рые имеют температуры в пределах от 40 до 130°C Предпочтительным является их использование для нужд горячего водо- снабжения, поскольку эта нагрузка имеет круглогодичный характер. При большой рассредоточенности цехов по территории предприятия желательно иметь систему диспетчерского контроля за 305
параметрами сетевой и местной воды в уз- ловых точках тепловой сети и цеховых тепловых пунктах, что особенно необходимо при переменном характере тепловых нагру- зок в течение суток, что обычно связано со сменностью работы предприятий. Теплоснабжение жилых и обществен- ных зданий, расти» » р» .......ih|ii.im предприятием, upon шо m ।............... И кп тельной. В )и»м ( ivi.ic ш <в > ш in hi вс лять теплоснабжение пром».........iiiuih прет ПрИЯГИЙ 01 ЖИ II.IX И о( Hili , | к. нш о < IHIIlHI, Сооружая ДЛЯ НИХ hhih ii in и <1|1|н вые пупки,! Г I <i в а Л в а <> ц а т ь и с I» к с р >н и ч ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНЕ ‘К >11 К основному оборудовании» шиповых пунктов относятся центробежные и иодо струйные (элеваторы) насосы, водо-водяные подогреватели, грязевики, баки-аккумуияю ры, деаэраторы. Широкое применение и тепловых пунктах имеют приборы Konipoiw и регулирования, различная арматура, а также трубы и тепловая изоляция. Подогреватели в тепловых пуню ах до последнего времени применяются почш исключительно трубчатого типа с ла гунны- ми 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 отоп- ления, должны иметь на корпусах линзо- вые компенсаторы. Для горячего водоснаб- жения применяются подогреватели без ком- пенсаторов. Рис. 24.1. Подогреватели водо-водяные сек ционные трубчатые по ОСТ 34-588-68 а — для юрячего водоснабжения, о i in oi.hi н пип К III И IC ПН । И| и г. I п Hi I I \ 'И III । । > I S'll*- l.l I l.l lipil Ml III HUH p.l li'liplll IX n l Ii I II11‘I | I |,| x in > lol pi H.l II II II* II II l<> I''''I I lIHIIKillO При Ml 11 не- M l.l X II X II M II 'll i Ii I ill 11 pi IM l.l III II II III n I II * pill I ,’). < iii hi111,ic p.11 mi pi i i и и и x । ii । ii и pi и < 11 iell привс icni.i ii i ii< > < '( * ) ICH.I I i Ipl.l i • ы I 11 l.l p <i 11 pi и i < * 11 i in II I 11 yci pout i на и от a* iKiiiiiiiiiiH un iy'iii in niiipo кос применение n no onii.ix < г । яx i ni при соединения okicm <<ion leumi Jly'llllllMII X *111 I .1 К I I < II i HI 11. II I.II • IHCII.I I Opl.l коне i pVKiiiiii Bill leu loxrii. MiHiiicpio Эвена lop (рис 24 <) пинии и i корпуса и cmcihhii о con ia Основные pa |мсры i'ienaio- ров указанной коиенрукции приведены в ia6,| 24 4 Для iipcHoiвращения перетока сетевой воды помимо сопла предусматривается снециа п.ныи фасонный фланец, который на- дежно зажимаег сопло элеватора. Основными размерами, определяющими характеристику элеватора, являются диаметр камеры смещения и диаметр сопла. Для уменьшения расхода цветного ме- талла сменные сопла выполняются состав- ными, что дает возможность при изменении диаметра выходного сечения сопла заменять только его выходную, наиболее лег кую часть. Необходимость замены сопл устраняется при применении элеваторов с pciyimpyc- мым выходным сечением сопла. И змснспнс выходного сечения соппа достиг ашея вводом в сопло конической иглы (рис 24 4) I акая конструкция даег возможное!i. ючпоп уста- новки необходимей о ко »фф|Щ1к и । । i мешения И ПОЗВОЛЯС! II 1(4111.111 llcpnoi i < I oil || | СИЬ- HOi о сезона ciiha.iii. nni.i'n no h.i hi iciijio- Boii iciH в oi пни и-n.in и yii.iiiniiKH без сущсг ин-шип о i iiii'hi huh I'Kxuhi во о,i, цир- ку ii Ilf >yii >11 nil II I III h in • III 'll II llllil. III счет увс Ill'll НИИ К'' I' I >l I' < 111 I < I Hill Mi Illi llllil 11 ......... 1 n\ ill . I < II,nil'll ICC Ч11С1О Щ in-и и uh ' । i и । ii пип ) и h M llapa- M' 1 I" । ................ " " iiillillnnil.l (HIICOC
Рис 24 2 Подогреваге ib водо-водяной пластинчатый а - общий вид г — шастина Таблица 24 1 Основные размеры водо-водяных секционных подог рева i елей (по ОСТ 34-588-68) Основные римеры ММ Поверх Чис ю М icc В том Ис 1с 4° го ю Диаметр ночь груоск секции трев ie ф т нт 1 нагрева в С К 1 1 1 1ат\н 1Я О, х L Б В ММ секции секции ЮМ н ые К 1 I 1 1 / м Ш1 м 1р\1 К 1 01 >1 х 2000 134 200 40 40 0 37 4 •р 2 3 24 61 02 57 х 4000 134 200 40 40 0 75 4 4^ 2 6 48 61 03 76 х 2000 148 200 50 50 0 65 7 43 2 5 63 8 5 04 '6 х 4000 '48 200 50 50 1 31 7 61 6 И т 8 5 05 89 х 2000 20ч 240 65 65 1 11 12 55 2 9 72 12 5 06 8)л 4000 205 240 65 65 2 24 12 80 4 19 4 12 5 07 114x2000 210 300 80 80 1 76 19 76 5 15 4 15 2 08 114x4000 210 300 80 80 3 54 19 114 30 8 15 2 09 168 х 2000 359 400 125 100 3 4 37 136 30 29 5 10 168 х4000 359 400 125 100 6 9 37 207 60 29 5 11 219 x 2000 415 >00 150 150 5 9 64 213 51 8 60 12 219x4000 415 500 150 200 12 64 322 104 60 13 273 x 2000 516 600 200 200 10 109 304 88 3 90 14 273 x4000 516 600 200 200 20 3 109 487 177 90 15 325 х2000 610 600 250 250 13 8 151 413 122 108 16 375х4000 610 600 250 250 28 151 663 244 108 Примечания 1 = 1 МПа /=150°С /?пр= 1 3 МПа 2 Трубки татхнные 16x1 мм т = 63 (ГОСТ 404 69) тот
Рис. 24.3 Свальной ысн.нор к »ik 11 >\к н ни Hill I <и пн < 11> Mix >нг|н<> l — фасонный ф Linen, 2 ii|uiknik.i < inn in I iMiiiiiiim him i > >,i>i n> Рис. 24.4. Элеватор с регулируемым соплом: 1 — всасывающий патрубок, 2 — камера смешения, J — диффузор; 4 — сопло; 5 — pelулирующий орган- игла Таблица 24.2. Расчетные характеристики водотводяных секционных подогревателей (по ОСТ 34-588-68) № по- догрева- теля Наружный и внутренний диаметры корпуса, мм Коли- чество трубок в сек- ции, шт Поверх- ности нагре- ва одной се к и и и длиной 4 м, м2 Площадь проходного сечения, м- От но- шепис Ai 17, р Эквива 1CIH- ИЫИ ЦП.1 MC 1 р мсж- 1 р\IHIOIо llp(H 1 р.нк 1- нл </р м трубок / гр межтрубно! о пространства Ан 02 57/50 4 0,75 0,00062 0,001 16 1>7 0,01 1 04 76/69 7 1,31 0,00108 0,00211 ’,1 1 0,0164 06 89/82 12 2.24 0,00185 0,00287 I.5S 0.0134 08 114/106 19 3,54 0,00293 0,005 1./ 0,0155 10 168/156 37 6,90 0,0057 0,01? ’ .’.14 0,0207 12 219/207 64 12 0,00985 0.020 '» ' 1 1 0,0258 14 273/259 109 20,3 0,0167') 0 0 <0 ” 1,85 0,0196 16 325/309 151 28 0,02^25 0 О 1 |1> 1 1 84 0,0208 18 377/359 216 40,1 0,0 И? 5 (1 0 . /8 1 1./') 0,0193 20 426/408 283 52,5 0,04 15(, НИ | 1.65 0,0186 ?ло
Таблица 24.3. Характеристика и основные размеры разборных пластинчатых теплообменников* Наименование Типоразмеры, м2 0,3 0,6 Поверхность теплообмена одной пластины, м2 Размеры: 0,3 0,6 длина, м 1,370 1,375 ширина, м Шаг гофр, м: 0,3 0,6 вдоль потока 0,0208 0,0208 по нормали к гофре 0,018 0,018 Высота гофр, м 0,0040 0,0045 Количество гофр, шт. 50 63 Угол наклона гофр, град 60 60 Ширина канала, м 0,025 0,545 Зазор для прохода рабочей среды, м 0,0040 0,0045 Эквивалентный диаметр ка- нала, м 0,00800 0,00830 Площадь поперечного сече- ния канала, м2 0,00110 0,00245 Смоченный параметр сече- ния канала, м 0,5500 1,1880 Приведенная длина канала, м 1,120 1,010 Толщина стенки пластины, м 0,0010 0,0010 Масса пластины, кг 3,20 5,80 Диаметр присоединитель- ного штуцера, м 0,065 0,200 * Согласно РТМ 26-01-107-78 Управления по ремонту предприятий химической промышлен- ности (1978 г.). Таблица 24.4. Основные размеры элеватора конструкции ,В ГИ- Геплосеть Мосэнерго Номер эле- ватора Диаметр камеры смешения d, мм Размеры, мм L А Б d\ <3 1 15 425 90 110 37 51 51 2 20 425 90 110 37 51 51 3 25 625 135 155 49 70 70 4 30 625 135 155 49 70 70 5 35 625 135 155 49 70 70 6 47 720 180 175 80 100 100 7 59 720 180 175 80 100 100 типа КМ — моноблочный) и приведены в табл. 24.5. Согласно указаниям ВНИИгидро- маша эти насосы допускают давление на всасе до 0,5 МПа при условии предвари- тельного испытания на ip-iq«тнис раихтчее давление. В ГТП могут также найти применение насосы типа Д. Характеристику насоса можно изменить установкой колес другого диаметра или их обточкой (теоретически также из- менением частоты вращения). Гидравлическая характеристика насосов приведена в [105]. Потребляемая электродвигателем насоса мощность А, кВт, при номинальной подаче определяется по формуле ЮООпиП' (24.1) где д = 9,81 м/с2; Сн — номинальная подача воды насосом, кг/с; Нн - напор насоса при номинальной подаче, м; г|н — КПД насоса при номинальной подаче; т|э д — КПД элект- родвигателя. Трубы для монтажа коммуникаций в тепловых пунктах применяются бесшовные из стали 10 и 20. Толщины стенок труб должны учитывать приварку фланцев. Для сетей горячего водоснабжения долж- ны применяться оцинкованные стальные тру- бы, трубы должны соединяться электросвар- кой 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 покры- ты тепловой изоляцией. На местных тепловых пунктах в зда- ниях в настоящее время обычно применя- ются 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 махо- виком 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. Сталь- ные задвижки имеют большую массу и поэтому должны устанавливаться на допол- нительные опоры. Клапаны в тепловых пунктах могут использоваться для регулирования. Предохранительные клапаны в тепловых пунктах применяются для защиты отопи- тельных систем от повышения давления, а также на аккумуляторах горячей воды, рабо- тающих под избыточным давлением. В теп- 309
i лили ца 24. э. характеристика насосов типа к и км Марка насоса Подача, м’/ч Напор, м Частота вращения, об/мин Мощность кВт Масса, кг К-8/18-У2 КМ-8-18-У2 8 18 2900 1,5 64 50,5 КМ-20/18а-У2 16,8 15 2900 1,5 55 К-20/18-У2 20 18 2900 2,2 68 К-20/30-У2 20 30 2900 4 92 К-45/30-У2 45 30 2900 7.5 134 К-45/55-У4 КМ-45/55-У4 45 55 2900 15 310 198 К-90/20-У2 90 20 2900 7,5 1 38 К-90/85-У4 90 85 2900 55 S50 К-90/35-У4 КМ-90/35-У4 90 35 2900 15 197 195 К-90/55-У4 90 35 2900 22 350 КМ-90/55а-У4 90 43 2900 18.5 217 К-160-30-У4 160 30 1450 30 455 К-160/20-У4 КМ-160/20- У 4 160 20 1450 15 360 237 К-290/30-У4 290 30 1450 40 600 К-290/18-У4 290 18 1450 22 430 ловых пунктах наибольшее применение полу- чили грузовые клапаны. В тепловых пунктах широкое применение имеют обратные поворотные клапаны. Кла- паны устанавливаются на горизонтальном трубопроводе крышкой вверх и на верти- кальном — уплотнительной поверхностью за- твора вверх. Вода подается под диск. Грязевики применяются в тепловых пунк- тах на подающих трубах для защиты мест- ных установок и систем от посторонних предметов, попадающих в наружные трубо- проводы при их монтаже, на обратных трубах — перед водомерами. Предохраняя от заноса посторонними предметами, грязевик вместе с тем не дол- жен создавать больших дополнительных потерь давления. Глава двадцать пятая РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ 25.1. Расчет и выбор элеваторов и насосов Уравнение характеристики водоструйно- го элеватора с цилиндрической камерой сме- шения [136] ДРС = „г/т. Арр Ф7з 2фг + ( 2ф2— u2 ~ \ 4>iJ fnl -(2-ф1)^2_(1 +w)2 , (2S I) J з i де App = pp — pH — располагаемый иереи.i ч давлений перед соплом элеватора. 1 1а, р(„ рн — давление рабочей воды перед сонном и инжектируемой воды в приемной камере. Ни; Арс = Рс — Рн ~ перепад давлений, со (дава- емый элеватором, Па; рс — давление смешан- ной воды на выходе из диффузора. Па, 310
Фь Фг, Фз, Ф4 — коэффициенты скорости сопла, цилиндрической камеры смешения, диффузора, входного участка камеры сме- шения; /1,/з ~ площади выходного сечения сопла и сечения цилиндрической камеры сме- шения, м2; /н2 =/з — /1 — площадь сечения инжектируемого потока во входном сечении цилиндрической камеры смешения, м2; и = = GH/Gp — коэффициент инжекции (смеше- ния); GH — массовый расход инжектируемой воды, кг/с; бр — массовый расход рабочей воды, кг/с. При проектировании элеваторных вво- дов, как правило, приходится встречаться со следующими задачами: определение основ- ных размеров (диаметра камеры смешения и сопла) элеватора и перепада давлений в сопле по заданному коэффициенту смешения и сопротивлению (проводимости) отопитель- ной системы или определение тех же основ- ных 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 Qg, Вт, при расчетной температуре наружного воздуха для проекти- рования отопления t£0; температуры, °C, се- тевой воды в подающем трубопроводе £?под, смешанной воды tgT под и воды после системы отопления tgT обр при t£; потери давления в системе отопления в рассматриваемом ре- жиме Дрс, Па. Расчет элеватора выполняют в порядке, приведенном ниже. Расходы сетевой Gj и смешанной G3 воды, кг/с: G3 = —-Д-р-------, (25.3) О от под ^от обр) где с — теплоемкость воды, Дж/(кг К) (с — = 4190 Дж/(кг- К). Расход инжектируемой воды G2, кг/с, G2 = GH = G3-G1. (25.4) Коэффициент смешения элеватора G-. tp — tp и = 2 = с под от п°д (25 5) G. tp — fP с ' U1 1 от под 1от обр Проводимость а, кг/(с-Па0,5), или сопро- тивление Sc, Пас2/кг2, системы отопления а= 1/|/SC; 1/apZ Sc = ^=l/a2. (25.6) (25.7) Оптимальный диаметр к^<ТЕрьГ гм'енПГ ния, м, d3 = 0,16 ]/а = 0,16/frsc. (25.8) По найденному значению d3 подбирают ближайший размер диаметра камеры смеше- ния из серийных элеваторов. Выражение для определения диаметра выходного сечения сопла dif м, находится путем совместного решения уравнений (25.1) и (25.6). Это выражение при <pj — 0,95, ф2 — 0,975, Фз — 0,85, ф4 = 0,9 *, плотности рабочего по- тока рр = 1000 кг/м3 имеет вид: (14-м) /^2-+0,65-0,37n(-^-Y I а \1 + и/ (25.9) /з d23 . где п = 4^- = —-----г- — поправочный коэф- Унг «з - «1 фициент. Определение dv производится методом последовательного приближения Для этого предварительно задаются величиной п (обычно п = 1,05 -е-1,15) и определяют dP После этого производится проверка предва- рительно принятого значения п. Если полу- ченное при проверке значение п будет сильно отличаться от предварительно принятого, то производится, повторный расчет dp В формуле (25.9) проводимость а можно заменить сопротивлением, подставив а = = i/i/s;, см. формулу (25.6). На основании формулы (25.9) составле- на номограмма (рис. 25.1). По оси абсцисс этой номограммы отложены как проводи- мость а, так и сопротивление Sc системы отопления Перепад давлений в сопле элеватора Дрр, Па, при ф1 =0,95 и рр = 1000 кг/м3 2ф1 G? GI IHOdf (25 10) 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 неко- торым запасом 10—15%. Для выбора номера элеватора и опре- деления диаметра- выходного сечения сопла * Значения коэффициентов скорости <р приняты с частичным учетом испытаний Теплосети Мос- энерго. 311
V 1 ич i 11UMU1 pdMMd ДЛЯ выосра водоструи- 400 300 200 150 ЮО 80 70 60 50 40 ного элеватора конструкции ВТИ-Теплосеть —1 1 1 1 ' 1 1 1 .д1 71 Мосэнерго кг/(с Па0’5) 0,06 0,08 A?O,1O 0,12 0,14 0,16 —i—।—।----1—j—i--1----1—i----1-------1___।_____।----1-----1---------1_ 80000 20000 8000 4000 2500 2000 1500 КОО 800 600 500 400 300 40000 10000 6000 Па с*/кгг Рис 25 2 Расход воды в зависимости оз диаметра сопла и перепаза дав тения в нем dy при известных коэффициенте смешения и и сопротив тении системы отопления Sc или ее прово тимости а можно пользоваться но- мограммой рис 25 1 Например при а — = 0 0477 кг/(с Па( "J или 5 = 440 Па с2/кг2 и и — 2 2 (то тки и В] на рис 25 1) стедует выбирать элеватор № 5 с сотом диаметром г/1 = 11 7 мм (точка CJ Кот та требуется определи размеры этевагора (</, и и ею коэффициент смешения, заданными ве тичинами яв 1яются расчетная тепловая нагрузка огоп тения Qg, Вт, температуры во ты г? ,юд, rg, „01 и rg, обр °C, падение дав тения в отопительной системе Дрс, Па при известном расходе воды в ней G3, кг/с потностыо используемый в сопле распо тат аемый перепад дав тений перед эле- ватором Арр Па Определение G, G3, Sc или а и осуществляется по форму там (25 2), 312
(25.3), (25.7) и (25.8). Дальнейший порядок расчета приведен ниже. Диаметр выходного сечения сопла dlt м, определяется по формуле 21/g7 i/g7 (25Л1) |/2<р?тг2ррДрр уШОЛрр Вспомогательные величины для опреде- ления и вычисляются следующим образом; B = 2[(2-<pi) + 2Scp/i]; к-Ж 2 \ Ч>4 / /н2 (25.12) (25.13) (25.14) Рис. 25.3. Совместная работа элеватора и центробежного насоса: а — принципиальная схема: 1 — элеватор; 2 — насос; 3 — система отопления; б — график давлений при совместной работе элеватора и насоса Фактический коэффициент смешения -В + |/в2-4ЛС и =---------------• (25.15) Фактический расход смешанной воды С3ф = 6,(1+«). (25.16) Фактическая температура смешанной воды Па, подчиняется следующей зависимости: , fP -L. iifP с rv — с.под ~ и<гот.обр 1 7\ *ОТ.ПОД “ - , • 1 + и Значение коэффициента смешения также можно получить по номограмме (рис. 25.1). Например, при а = 0,09547 кг/(с- Па0,5) (точка А2) и di = 12,8 мм (точка В2) находим коэффициент смешения и = 3,2 (точка С2). В отдельных случаях на отопительных вводах может найти применение схема при- соединения с включением низконапорного насоса на всасывающей линии водоструйного элеватора. Принципиальная схема и график давле- ния при совместной работе элеватора и центробежного насоса изображены на рис. 25.3. На приведенном графике давлений при совместной работе элеватора и насоса при- няты следующие обозначения: рп, ро — дав- ление в подающем и обратном трубопро- водах тепловой сети перед элеватором, Па; Арр — рабочий перепад давлений в сопле элеватора, Па; Дрн — перепад давлений, раз- виваемый насосом при текущем расходе воды через него, Па; Арв = рп — Ро — АРр + + Арн — располагаемый перепад давлений в тепловой сети перед элеватором, Па; Дрэ — перепад давлений, создаваемый элеватором, Па; Дрс = Дрэ + Дрн — падение давления в системе отопления, Па. При последующих расчетах принято, что перепад давлений, развиваемый насосом Дрн, ДРн — ^Ро ~ SHG2 — Др0 — SHu2Gp, (25.18) где Др0 — перепад давлений, развиваемый на- сосом при нулевой подаче, Па; SH — внут- реннее сопротивление центробежного насоса в уравнении характеристики этого насоса, Па с2/кг2; GH и Gp — расходы воды через насос и сопло элеватора, кг/с. Для совместной работы элеватора и центробежного насоса возможно использова- ние насосов типа ЦВЦ, техническая характе- ристика и общие данные по которым приведены в табл. 25.1. Коэффициент смешения при совместной работе элеватора и центробежного насоса (режим 1) определяется по формуле (25.15), где вспомогательные величины А, В, С опре- деляются следующим образом; Вэ = 2<р? (2 - <pi)( у-Г; (25.19) \7 з/ В = ВЭ+ (25.19а) Sp аэ = 4" - ч>1 (2(^ - Л) ; (25-2°) 2 V Ф4//з/н2 •4%+-^+- -1 -£»-; (25.20а) 5Р 1 - АРо/АРв Sp Сэ= -f2<p?<p2b_- (25.21) X J з / А_ АРо/АРв Sp 1 - АРо/АРв ’ (25.21а) 12 Водяные тепловые сети 313
Таблица 25.1. Основные технические данные насосов типа ЦВЦ при п = 50с 1 Наименование Марка электронасоса ЦВЦ 2,5-2 ЦВЦ 4-2,8 ЦВЦ 6,3-3,5 ЦВЦ 10,0-4,7 ЦВЦ 16.0-6,7 ЦВЦ 25,0-9,2 Подача, м’/ч 0.5-4 0,5-6,3 0,5-10 0,63-16 0,8-25 1 -40 To же, кг/с 0,139-1,111 0,139- 1,75 0,139-2,78 0,175-4,44 0,222-6,94 0,278-11,11 Напор, м 2,2-1,1 3,2-1,7 4-2 5,4-2,9 7,7-4 10,5-5 Перепад давлений, кПа Значение 21,6-10,8 31,4-16,7 39,2-19,6 53-28,4 75,5-39.2 103 -49,1 Дрп, кПа 5Н, Па с2/кг2 Мощность элек- тродвигателя аг- 25 34,7 43 57 89,2 1 Г 11 700 5900 3000 1430 915 516 регата, кВт 0,04-0,11 0,09-0,18 0.15-0,28 0,25-0,425 0,55-0,845 1,1 In* Общий КПД элек- тронасоса, % 14 20 25 36 41 Г Масса, кг 8 10,3 н.з 34 38 11 Присоединитель- ный условный диаметр патруб- ков насоса, мм 25 32 40 40 50 (>’> Здесь Sc = — сопротивление систе- мы отопления, Па-с2/кг2; $р=-^2- = Gp 1 = г-3----сопротивление сопла элевато- 2<Pi/iPp ра, Па с2/кг2; S3 — сопротивление элеватора (принимается по экспериментальным данным [162]), Па-с2/кг2. Расход сетевой воды через сопло эле- ватора (при режиме 1—совместная работа элеватора и насоса) находится по формуле 1/ДРв-Аро (25-22) Коэффициент смешения элеватора при выключенном насосе (режим 2) определяется по той же формуле (25.15), но вспомо) а- тельные величины А, В, и С принимаются следующими: Л =ЛЭ+ -^-4- —(25.23) В = В9 + —(25.24) Sp с С = Сэ + (25.25) Sp Расход сетевой воды (при режиме 2) определяется по формуле (25.22), в которой следует принять Др0 = 0. Расход воды в системе отопления при отключенном элеваторе и работе насоса (режим 3) определяется по форму ><• S9 + Sc 4 .'М В последнее время в месип.п ihi п»иых пунктах находят применение menu iopt.i и автоматически регулируемым пмнп шым се- чением сопла. В данном случае pci у itipyio- щий орган (игла внутри сои ш) при > воем закрытии сокращает расход усн’ноП tu> it.t. но одновременно вызывав! уве нрк пне миффн- циента смешения эчевагорл II ргly it.iaie этого расход смешанной п<> пл i пн*неiси в меньшей степени, чем расчо i iriruuii виды Расчет элеваторов с pci у шрусмым icie- нием сопла может проипи» ним и пн при- веденным выше формулам i im ппычныч hic- ваторов. Однако при пом пи п> vhiiii.iihiii., ЧТО коэффициент CKOpOCIIl с Oil III ч> । умет» шается при уменьшении с iciicmi <икр|.нии сопла. Коэффициент скороеiи опии а рнимй! риваемом случае при коннчеч мИ1 форме hi аы можно определить с ichyioihiim ментом [153]. Предварительно опрспс men и ii iohuihi. открытого сечения меж iy ш кН1 и сонном /х, м2, а затем эквиваюш in.ni аниме ip </„ м, зазора между конической чшидо in аы и соплом на длине / м (ptu 2'4) по формулам: fi = nz(d — 2 '-hi /1 os /I мп /, (25.27) d3 = 4/,,/’ ’ мн /. (25.28) 314
Рис. 25.4. Сопло с регулируемым выходным сечением где di - диаметр выходною отверстия сопла, м; а — угол конусности иглы и внутренней расточки сопла; z — ход (величина открытия) иглы, м; Р — омываемый пери- метр, м; d0 — диаметр основания иглы, м. Длина конической части иглы в сопле при полном его закрытии, м, G =(^о-di)/2tga. (25.29) Длина конической части иглы внутри сопла, м, / = /t + z. (25.30) При введенной в сопло игле коэффи- циент скорости его находится по формуле / 1 2£//2 / li? ' ' Ф1нсх “э где Ф1исх — исходный коэффициент скорости сопла (при выведенной из сопла игле), кото- рый принимается равным cpiHCX = 0,95; Е — экспериментальный коэффициент, зависящий от шероховатостей внутренней поверхности сопла и поверхности итлы. Этот коэффи- циент можно принимать £ = 0,110~3 — - 0,2 - 10“3. 25.2. Расчет схем с подогревателями Расчет секционных трубчатых и пластин- чатых водо-водяных подогревателей для теп- ловых пунктов включает тепловой расчет с выбором основных конструктивных разме- ров (для трубчатых подогревателей — это диаметр корпуса и число секций, для плас- тинчатых — типоразмер пластин, их число и схема включения) и гидравлический расчет подогревателя. Для двухступенчатых схем присоедине- ния дополнительно возникает необходимость расчета распределения тепловой производи- тельности подогревателя горячего водоснаб- жения по ступеням, причем для двухступен- чатой последовательной схемы присоедине- ния расчет приходится выполнять при балан- совой и максимальной производительностях с определением конечных температур воды. В общем случае расчетная производи- тельность водо-водяного подогревателя лю- бого типа определяется на основании урав- нения теплового баланса без учета потерь теплоты Q = Gnc(t™ - О = Свс(г|ых - tBBX), (25.32) где Q — производительность подогревателя, Вт; Gn, GB - расход первичной (сетевой) и вторичной (местной) воды, кг/с; с — тепло- емкость сетевой и местной воды (для воды с = 4190 Дж/(кг-°С); гвх и гвых — температуры первичной воды на входе и выходе подогре- вателя °C; гвЬ1Х, tBx — температуры вторичной (местной) воды на выходе и входе подогре- вателя, °C. Из уравнения (25.32) могут быть найдены расходы воды. Для поверхностных подогревателей опре- деление поверхности нагрева F, м2, произво- дится по формуле F = Q/k&t, (25.33) где At — средний температурный напор, °C; к — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-К). Средний температурный напор подогре- вателя при противотоке (применяется прак- тически в абсолютном большинстве случаев) или прямотоке вычисляется по формуле At = In At6/AtM ’ (25.34) где Дгб и Дгм — большая и меньшая раз- ности температур сетевой и местной воды на концах подогревателя. Коэффициент теплопередачи трубчатого или пластинчатого подогревателя при идеальном совершенстве конструкции, обес- печивающей равномерный поток по про- ходному сечению, и чистой поверхности нагрева может быть определен по формуле ________£___________ 1 1 5СТ ’ — + -—+ Г2- ^"ст (25.35) где оц, а2 — коэффициенты теплоотдачи от сетевой воды к стенке и от стенки к мест- ной воде, Вт/(м2 К); йст — толщина стенки трубки (или пластины), м; — коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/(м • К). Для расчета поверхности нагрева подо- гревателей рекомендуется к коэффициенту теплопередачи к0 вводить две поправки. Первая поправка вводится в виде коэф- фициента р15 учитывающего неравномерность
поля скоростей в проходном сечении (ре- комендуется принимать pi = 0,92-5-0,95). Вторая поправка вводится для учета загрязнения поверхности нагрева в виде тер- мического сопротивления загрязнения К3 = = З3/Х3, где З3 — толщина загрязнения (с двух сторон), м; Х,3 — теплопроводность слоя за- грязнения, Вт/(м К), или в виде второго поправочного коэффициента р2 = 1/(1 + Я3М к коэффициенту /с0. В результате окончательная формула для определения коэффициента теплоотдачи принимает следующий вид: -rEL— = ^0₽iP2. —+/?3 (25.36) Зависимость р2 = 1/(1 + ^3^о) при различных значениях R3 приведена на рис. 25.5. Для получения высокого коэффициента теплопередачи необходимо стремиться к то- му, чтобы скорости обоих потоков были примерно одинаковыми. Для этой цели в трубчатых отопительных подогревателях се- тевая вода направляется в трубки, а мест- ная — в межтрубное пространство. В трубчатых подогревателях горячего водоснабжения в трубки направляется мест- ная вода, а в межтрубное пространство — сетевая вода. В пластинчатых подогревателях скорости потоков могут выравниваться схе- мой включения пластин. Коэффициент теплоотдачи а, Вт/(м2 • К), от сетевой воды к стенке или от стенки к местной воде при "её турбулентном дви- жении вдоль трубок вычисляется на осно- вании зависимости ц,0.8 а = А (25.37) где w — скорость воды в трубках или меж- трубном пространстве, м/с; d — внутренний диаметр трубки или эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м; А — темпера- турный множитель. Значение температурного множителя А в формуле (25.37) можно вычислить на осно- вании выражения А = 1630 + 2k - 0,04k2, (25.38) где t — средняя температура воды, °C. Для различных средних температур но ты Гср значения этою множителя приведены в табл. 25.2. При протекании поды в трубках в мулу (25.37) подоавлясгся внутренний нш метр dB, а при про1скании в межфуопом пространстве — его эквивалентный днамсц», который для секционных водо-водяных но ю гревателей вычисляют по формуле d3 = ( (U) Р DB + n^d" где /мт — площадь межтрубною про» фиш i ва, м2; Р — омываемый перимс!р. м /»„ внутренний диаметр корпуса, м; </,, пару* ный диаметр трубки, м; н0 — чш ни (руПпк в корпусе (одноходовом). Коэффициент теплоотдачи, 1й/(м U I, m сетевой воды к стенке или hi « и нки к местной воде для пластинчаi ых и«>пнре вателей при турбулентном hoi ом- ni.riin тк- ется по формуле w0,73 ’ = л .о.;- 1 аэ d3 — эквивалентный диамеф. м Н< шмнну .4 можно определять по табл, .’s .’ Скорость сетевой или mc<hhi|| пн на w. м/с, для трубчатых и пластин.....и пи ннре вателей находится из выражении w = G/fp, |?5 41) где G — расход воды, ki/c, р hioiihku. воды, кг/м3;/ — площадь прохо nioi и । еченнн для потока воды (для трубок, меж i руГннн и пространства или проходною (счеппи nine- тинчатого подогревателя), м; При заданных расходе, скоро» tu u htih- ности воды из выражения (."• 41) можно определить площадь проходит о «гченни нпн потока воды. Для трубчатых подо! реви i г к41 поверх- ность нагрева одной секции / ,о. м'. пихп- дится по формуле Гсек = яг//,!,,. |35 42) где и0 — число трубок в однин <<kiihh, ни.; I — длина одной секции, м.
Таблица 25.2. Значения величины А в фор- мулах (25.37) и (25.40) / Трубчатые подогревате- ли при движе- НИИ воды вдоль трубок Пластинчатые подогреватели Го = 0,3 м2 Fo =0,6 м2 0 1630 2678 3615 10 1836 2991 4038 20 2034 3308 4466 30 2223 3600 4850 40 2403 3854 5203 50 2578 4092 5524 60 2743 4326 5840 70 2899 4517 6120 80 3048 4712 6361 90 3188 4912 6631 100 3320 5086 6866 НО 3443 120 3559 130 3666 140 3765 150 3855 Для пластинчатого подогревателя по- верхность нагрева одной пластины принима- ется по табл. 24.3. Расчетный диаметр трубки в формуле (25.42) для секционных подогревателей d = 0,5(d„ + dB), (25.43) где dH, dB — наружный и внутренний диа- метры трубок, м. Число секций трубчатого подогревателя z = F/F(XK. (25.44) Число теплопередающих пластин плас- тинчатого подогревателя Z = F/Fnjl, (25.45) где Fnn — поверхность нагрева одной тепло- передающей пластины. Падение давления в трубчатом подогре- вателе Ар, Па, для воды, проходящей как по трубкам, так и в межтрубном прост- ранстве определяется по формуле = (25.46) \ d / 2 где d — расчетный диаметр (внутренний диа- метр 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 меж- трубном пространстве, м; X — коэффициент гидравлического трения для dB или — сумма коэффициентов местных сопротивле- ний для потока внутри трубок или в меж- трубном пространстве; w — скорость воды в трубках или в межтрубном пространстве, м/с: р — плотность воды в трубках или межтруб- ном 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 вы- числять по формуле для шероховатых труб / k \°-2i Х = 0,111 —I (25.47) \ d / Формулу для определения падения дав- ления, Па, в одной секции подогревателя длиной /, м, для трубок и межтрубного пространства можно представить в следую- щем виде: Арсек = Bw2- В = 0,5^ — + \ d z J (25.48а) (25.486) Здесь w — скорость воды в трубках или межтрубном пространстве, м/с; ^^/z —сум- ма коэффициентов местных сопротивлений, отнесенная к одной секции; z — число секций. Значения коэффициента местного сопро- тивления для потока в трубках можно при- нимать по табл. 25.3. Для межтрубного пространства суммар- ный коэффициент местного сопротивления для одной секции длиной 4 м можно принимать по выражению Е^=1з,5/мт//п, где /мт — площадь сечения межтрубного про- странства и /п — площадь сечения патрубка межтрубного пространства. Значения В для водо-водяных подогрева- телей по ОСТ 34-588-68 приведены в табл. 25.4. Падение давления Арсек, Па, в одной секции водо-водяных подогревателей удобно выразить через сопротивление секции S и массовый расход воды G, кг/с: Арсек = SG2, (25.49) где S = B/(fр)2 — сопротивление одной сек- ции подогревателя, Па с2/кг; /—площадь поперечного сечения потока воды в трубном или межтрубном пространстве. Значения S для трубчатых подогревате- лей приведены в табл. 25.4. Для пластинчатых подогревателей коэф- фициент гидравлического трения X и падение давления Ар, Па, рекомендуется РТМ Ми- нистерства химической и нефтяной промыш- ленности определять по формулам: X = C/Re0,25; (25.50а) др = £P*L (25.506)
Таблица 25.3. Коэффициент местных сопротивлений £ для потока в трубках секционного подогревателя Вид местного сопротивления Вход в трубки без изменения направления потока Выход из трубок без изменения на- правления потока Поворот на 180е в сварном калаче Значение £ 0,35 0,55 1,1* * 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- ।рева- 1еля На- руж- ный диа- метр корпу- са Он, мм Длина ।рубок секции /, м Значения В для потока во- ды. Пас2/м2 Значение S для по।ока но ды, Па <- 7ki в трубках в межтруб- ном прост- ранстве I в тр>бках в меагт руч- ном прост- ранстве 01 57 2 2870 7951) 7480 5870 02 4 5300 12 151) 1 < 800 9360 03 76 2 2870 8450 2460 1560 04 4 5300 12 200 4540 2240 05 89 2 2870 8300 840 1010 06 4 5 300 12 5()() 1550 1520 07 114 3 2870 7800 355 312 08 4 5 3(10 11 600 618 465 09 168 3 2870 7900 89 53 10 4 5300 11200 163 75 II 219 3 2870 8650 29,6 20 12 4 5300 12 300 54,5 28,6 13 273 2 2870 8200 10,2 8,7 14 4 5300 11600 18,7 12,3 15 325 2 2870 8000 5,3 4,0 16 4 5300 11 300 9,8 5,7 Примечание. Принято р = 1000 кг/м3. где Re = wd-Jv — число Рейнольдса; v — кине- матическая вязкость воды, м2/с; Lnp — при- веденная длина одного канала, м; z — число пакетов (ходов); С — постоянный коэффи- циент (для разборных пластин 0,3 м2 С = 19,3; для пластин 0,6 м2 С = 15,0). Расчет подог реваiелей как для отопле- ния, так и для юрячею водоснабжения производится при наиболее низкой темпера- туре воды в подающем грубопроводе тепло- вой сети, а именно в ючке излома темпе- ратурного । рафика. В cooiBeiciBHH с этим при расчете отопительных подо! ревателей в формулы (25.32) и (25 33) необходимо подставлять теп- ловую naipyiKy оюпления <2оЗЛ, Вт, л 1я темпера । уры наружного воздуха г“зл в точке излома 1смнсратурного графика t ___ »изл г)И1 Л _ Z)P lB 'Н Vol — Vot f _ fp ’ lB гно те („ внутренняя температура ........на cmi.ix помещений, °C; — тепловая шп р\ i ка оюпления при г£, Вт. Формулы для определения расхоти < г 1сной и местной (вторичной) воды <>, в кт/с, на отопление принимаю! < п ivio щий вид: еизл ____________01 ^С.ОТ / изл _ .изл X ’ С VC под ‘с обр’ еизл от____ “ОТ г!7иЗЛ — гизл С VОТ.ПОД 401 обр I ’5 5.’) (-’5 5 I) где Гс.3под и ^собр ~ температуры пчгм1 ноны до и после отопительного по ки ргиниии при Гц , С; ?oi под, ^от обр I гмllrpit | уры местной воды до и после сиисмы опт i₽ ния при г”зл, °C. Температуру сетевой воды и........ unit тельного подогревателя при р.п ы ini.it yi п> виях обычно принимают с'..;,. -‘.«р» + (2-1-4) °C. Для подогревателей ........... hhih снабжения формула для опре ir к инн pit* in ли местной воды Gj^B, кг/с, при иич i хгмпх присоединения и максимальном iiihhhhII пн грузке имеет вид: GrMB = бГв/с (О '.I где _ максимальная и-.......... unipyikM Iорячего водоснабжения, Bi i. । ымнгрн тура местной воды (холодной и ...рично ( При последовательно к ни ,, t i игнчнюй схеме присоединения во инн. .и । nriirmniii. мость определения расхо ы hhihuii вилы при балансовой тепловон н.ирмк юричет водоснабжения GpB. Для о........ ио ihmi n формула (25.54), но в м-• « ши пип балансовую нагрузку Расчетный расход ссо..... ' м для подо!ревателей гори т ,.. ..или«*пни в зависимости от схем ..............hi при Tie
Рис. 25.6. Смешанная двухступенчатая схема присоединения Рис. 25.7. Последовательная двухступенчатая схема присоединения 6г!в и гнЗЛ определяется следующим образом: а) при параллельной схеме присоеди- нения GM C.I ом = ,25'55’ б) при смешанной двухступенчатой схе- ме присоединения (рис. 25.6) лм Сп с(«од-^%>) = qm. - - g) c(&-t?3o6p) Здесь Qu — максимальная производитель- ность II ступени подогревателя при г”зл, Вт; г"злол ~ температура сетевой воды в подаю- щем трубопроводе при г„зл; — тем- пература сетевой воды после подогревателя горячего водоснабжения (параллельная схема присоединения) или после II ступени подогре- вателя (смешанная схема присоединения) при /"зл, °C; tjM — расчетная температура местной воды после I ступени подогревателя при 2гмв и гнизл. Для расчетных условий при смешанной двухступенчатой схеме присоединения при- нимают г^р = г^лобр и t]M = г”злобр - 5, где ^огобр — температура воды после системы отопления при г"3'1 и 3 — недогрев местной воды в I ступени подогревателя (принимают 3 = 610 °C). В тех случаях, когда на тепло- вом пункте установлен отопительный подо- греватель, расчетную температуру местной воды после I ступени подогревателя при- нимают .м _ *изл _ г Ч — 1с.обр о • Максимальная тепловая производитель- ность Qi1 I ступени подогревателя для смешанной двухступенчатой схемы присоеди- нения составляет ег = <2г!в - бй, (25.57) где Q]M — производительность I ступени по- догревателя при максимальной нагрузке го- рячего водоснабжения. Суммарный расход сетевой воды в этой ступени Gc = Gr.B + G0T. (25.58) Основная особенность расчета подогре- вателя горячего водоснабжения при после- довательной двухступенчатой схеме присое- динения (рис. 15.7) состоит, в том, что определение расхода сетевой воды (одинако- вого как в I и II ступенях подогревателя, так и для отопительного ввода) и параметра Ot I ступени подогревателя ведется по балансовой нагрузке горячего водоснабжения, а затем весь последующий расчет I и II сту- пеней подогревателя выполняется по макси- мальной нагрузке горячего водоснабжения <2^в при расходе сетевой воды, равном рас- четному на отопление. В соответствии с этим балансовые производительности I и II ступеней подогре- вателя Qi и Qn, Вт, при г“зл и расчетный расход сетевой воды G, кг/с, определяются по формулам: Qft = Qr6B(rr-t?)/(rr-U; ef = бг в - QFi ; r Qo™ + бп / * ИЗ.) .6 X ’ (25.59) (25.60) (25.61) где <2г в = $рв*б ~ балансовая тепловая на- грузка горячего водоснабжения, Вт; QrPB — средненедельная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт (задается или вычисляется из выражения бив = <2гРвхч); хб — балансовый коэффициент (для закрытых тепловых сетей Kg = 1,2); хч — коэффициент часовой неравно- мерности (для жилых зданий хч = 2ч-2,2); tf — температура местной воды после I сту- пени подогревателя при балансовой нагрузке
Безразмерная удельная тепловая нагруз- ка системы отопления вычисляется по фор- муле 1 с =-------------------------------------- 0 0,5 +и | [0,5(ГотЛпод + tg^06p) - tB] Ф ’ 1 + U 'под 'от обр (25 66) где г£злпод И Готлобр - температуры воды до и после нагревательных приборов отопления при г“зл по традиционному отопительному графику, °C, и — коэффициент смешения, <р доля расхода воды на отопление о. нор мального при tB — температура во .духи в помещении Для определения величины £j можно но< пользоваться рис. 25.8. Суммарный iicptn.i/i температур сетевой воды в обеих с. у пенях подогревателя 6гсг при Q™B находи ня 6Гсг = егМв/6с. (*"'<»/! и?» И гГ (гр = Обр-8, .де 6 = 5-8 °C); - температура сетевой воды в подающем .рубопроводе тепловой сети, работающей по специальному повышенному . рафику, °C (обычно {„од = 75 — 80 °C), оГ)р - темпера- iypa после системы отопления при балан- совой нагрузке, принимаемая равной той же температуре по традиционному отопитель- ному графику при Гн3', °C Температура сетевой воды за I ступенью подогревателя при в находится. 4p = 4o6p-ef7Gc. (25.62) По известным температурам сетевой и местной воды при балансовой нагрузке находится температурный напор Аг® для I ступени, формула (25.34), а затем параметр Ф[ I ступени подогревателя по формуле /)б ф. = —Г' (25-63) cAtf[/GGr6B где в — расход местной воды при Qf в. После этого переходят к расчету сту- пеней подогревателя при максимальной теп- ловой нагрузке горячего водоснабжения при г“зл. Расчет начинают с определения вспомогательной величины щ и безразмер- ной удельной тепловой нагрузки £[ I ступени подогревателя по формулам: 125 641 \ в / в б, = (1 - е^)/1 ~ (25-65) \ С*г в / По известным величинам г,,,,,. г, 8tc г, Е], £0 определяется темпера.урл no u.i после системы отопления при максима и.ной тепловой нагрузке горячего водосн.|1»*гнни на основании зависимости ,м _____ ('под 8tc г 8]tx)(l I.,,) I f„» ,, ( 6М) Производительности I и II му испей подогревателя при Q™a определяют! но формулам: СТ = £1СС(^тобр-Гх), (’5 69) еи = е?*в-ег. ж Неизвестные температуры воды нрп пн- грузке определяются по сислуннним формулам: *сМпод ='под - QlW . (.^71) 'омбр = 'омтобр-е№. <’' 72» Рис. 25.9. Смешанная схема присоединения с ограничением расхода воды
Далее по приведенным выше формулам определяются для каждой ступени подогре- вателя при нагрузке Q“B температурный напор Дг, коэффициент теплопередачи к, поверхность нагрева F и число секций (паке- тов) подогревателя z. Приведенная выше методика расчета ориентирована на расчет подогревателя при последовательной двухступенчатой схеме и зависимой схеме присоединения отопления. В случае присоединения отопления по неза- висимой схеме необходимо в формулах вместо обр подставлять Гсобр- При расчете подогревателей в случае смешанной схемы с ограничением расхода сетевой воды (рис. 25.9) удобно задаваться долей расхода сетевой воды на отопление ср в период максимума нагрузки на горячее водоснабжение. Нагрузка системы отопления в этом слу- чае определяется по формуле бот ~ е0^С ОТС (^С ПОД ~ ^в)' (25.74) 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 располагаемо- го напора, повышения расхода теплоноси- теля и изменения давления в трубопрово- дах тепловой сети. Насосные станции повы- шают давление в подающем трубопроводе и снижают в обратном. Автоматизация и телемеханизация на- сосных станций должны обеспечивать беспе- ребойную работу станции в отсутствие пос- тоянного обслуживающего персонала. В на- чальный период эксплуатации (1—2 года) насосные станции обычно находятся под постоянным наблюдением эксплуатационно- го персонала, что необходимо учитывать при компоновке помещений. В здании насосной станции предусмат- риваются: машинный зал, в котором разме- щаются насосные агрегаты; помещение рас- пределительных устройств; щитовое помеще- ние; трансформаторные камеры; мастерская для производства мелкого ремонта; помеще- ния для эксплуатационного персонала; сани- тарный узел. При компоновке здания сле- дует учитывать возможность расширения машинного зала. Помещение распред- устройств, щитовое помещение, трансформа- торные камеры располагают с одного торца машинного зала. Расстояния от насосной станции до жи- лых 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 стан- ций 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 стан- ций системы водоснабжения, не резерви- руются. Отдельные насосы с арматурой и изме- рительными приборами, установленными на их напорных и всасывающих патрубках, должны отключаться от коллекторов задвиж- ками (на рисунках не показаны). В подкачи- вающих насосных станциях в зависимости от режима работы сети на трубопроводах подающей и обратной сетевой воды могут быть установлены регулятор давления, регу- лятор рассечки, обратный и сбросной кла- паны. Обратные клапаны, а также регули- рующие клапаны и другие устройства, в ко- торых происходят потери давления, устанав- ливают на напорных трубопроводах насосов. Их не рекомендуется располагать на всасы- вающих линиях насосов во избежание ка- витации. При регулировании напора насосов дрос- селированием регулятор устанавливается на напорном коллекторе подающего либо обратного трубопровода. Если насосы распо- лагаются на обратной линии, то регулятор давления, установленный на напорном кол- лекторе, поддерживает заданное давление во всасывающем коллекторе обратной линии. При регулировании напора насосов пере- пуском регулятор давления устанавливается на обводе насосов.
Обводную линию вокруг насосов реко- мендуется предусматривать также для сохра- нения циркуляции в тепловых сетях в период остановки насосов. В этом случае на обвод- ной 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 откры- вается и позволяет осуществить циркуляцию в тепловых сетях за насосной станцией. В рассматриваемом случае необходимо вы- полнить проверку давления у потребителей в режимах работы тепловой сети с отклю- ченными подкачивающими насосами. Грязевик располагается перед защища- емым от загрязнения оборудованием и при- борами (считая по ходу теплоносителя). На трубопроводах подающей и обратной сетевой воды на входе и выходе из на- сосной станции должна устанавливаться отключающая арматура (задвижки). На случай рассечки тепловой сети на гидравлически независимые зоны для воспол- нения потерь сетевой воды с утечками в схеме насосной станции предусматривается линия подпитки. На линии подпитки уста- навливаются подпиточные насосы с обрат- ными клапанами на их напорных патрубках, регулятор давления (подпитки), водомер для замера расхода сетевой воды с утечками и запорная арматура (задвижки, клапаны). Запорная арматура позволяет осущест- вить ремонт или произвести замену обору- дования и арматуры, установленных на под- питочной линии, без выключения всей на- сосной. При давлении в обратной линии тепло- вой сети, обеспечивающем поддержание за- данного статического давления в отсеченной зоне, подпиточные насосы и обратные кла- паны на линии подпитки не устанавли- ваются. 26.2 . Подбор насосов Суммарная подача рабочих насосов GH определяется по формуле GH = Go + GB + «Grt (26.1) где Go - расчетный расход сетевой воды на отопление; GB — расчетный расход сетевой воды на вентиляцию; GrPB — среднечасовой расход сетевой воды на горячее водоснаб- жение; а — коэффициент, принимаемый в за- висимости 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 кото- ром располагаются подкачивающие насосы, а = 1; для открытых систем теплоснабжения при установке насосов на подающем тру- бопроводе а = 1,2; для открытых систем теплоснабжения при установке насосов на обратном трубо- проводе а = 0,6. Суммарная подача перекачивающих на- сосов в летний период G{} G„ = PG?,, (26.2) где Р - коэффициент, характеризующий сни- жение расхода сетевой воды на горячее водоснабжение в летний период (Р = 0,8); G^B — максимально-часовой расход воды на горячее водоснабжение. Напор подкачивающей насосной станции Ннс 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 теп- лоты) 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 Ннс напор насосов определяется по формуле Нн = Ннс + ДНк + £Нр, (26.3) где АНК — потери напора в коммуникациях насосной станции; £ Нр — сумма потерь на- пора в полностью открытых регуляторах (при их последовательной установке). Если точные данные отсутствуют, потеря напора в коммуникациях может быть при- нята равной 10—15 м, потеря напора в пол- ностью открытом регуляторе типа РК — равной 5 — 10 м. Минимальное число рабочих подкачи- вающих насосов в насосных станциях принимается равным двум. Независимо от числа рабочих насосов в насосных станциях должна быть предусмотрена установка одно- го 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 конст- рукции насосных станций, а также ведет к повышению их КПД. Одновременно это при- водит (в случае дроссельного регулирования)
к увеличению потерь энергии при перемен- ном режиме работы. Подача подпиточных насосов (jn.H при- нимается равной: Gn.H = С (г;.с + Гм) + С'Т" с + (26.4) + 152С^Р(1) 4- G“b(2), где С — коэффициент, определяющий потери сетевой воды с утечками в долях суммар- ного объема воды в магистральных и рас- пределительных тепловых сетях и местных системах потребителей теплоты; С" — то же в транзитных сетях; V'r c — суммарный объем воды в трубопроводах магистральных и распределительных тепловых сетей; V\,с — то же в транзитных сетях; Им — объем воды в местных системах отопления и горячего водоснабжения; 6гРв(1) — суммарный средне- часовой расход воды на горячее водоснаб- жение отдельных потребителей либо районов теплопотребления, снабженных баками-акку- муляторами, расположенными на тепловых пунктах либо в тепловых сетях за насосной станцией (при открытой системе теплоснаб- жения); G“b(2) — 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 мест- ных системах приведен в табл. 26.1. Для закрытых систем G^PB(]) = 0 и С|МВ(2) = 0- Для открытых систем с баками- аккумуляторами, установленными только на источнике теплоты, G^PB(1) = 0, a G“b(2) рав- няется сумме максимально-часовых расходов воды на горячее водоснабжение всех потре- бителей открытой системы. Напор подпиточных насосов: в статическом режиме Н„ = Н’сг ~ Н'^ + ЬНп, (26.5) в рабочем режиме при рассечке тепло- вой сети на зоны Нраб = Н'т - Щбр + ДНП, (26.6) где Нст — статический напор в отключенной зоне; Я'ст — статический напор в смежной зоне (т. е. в зоне, из которой осуществля- ется подпитка отключенной зоны); Н'^р — напор в обратной линии смежной зоны при рассечке в случае сохранения циркуляции в этой зоне; ДЯП — потери напора в под- питочной линии, включая потери напора в полностью открытом регуляторе подпитки. За расчетную величину напора прини- мается наибольшее его значение в рабочем iiибо статическом режиме. Таблица 26.1. Ориентировочные об объемах воды в тепловых сетях н местных системах (на единицу тепловой нагрузки) Потребители Объем воды, м3/МВт в теп- ловых сетях в местных системах отопления горячего водоснаб- жения Жилые районы 10-20* 25 5 Промышлен- ные предприя- тия 8-15 15 — * Объемы воды в тепловых сетях даны без учета транзитных тепломагистралей. Минимальное число рабочих подпиточ- ных насосов, устанавливаемых в насосных станциях принимается: в закрытых систе- мах — 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 сум- марным 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 фор- муле где G — расход воды, т/ч; Н — напор насо- сов, м; г|н и г|э — КПД насоса и электро- двигателя. 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 регулиро- вания подачи и напора насосов яв- ляется изменение частоты вращения рабо- чего колеса. Для этого могут быть исполь- зованы электродвигатели с изменяемой частотой вращения, гидромуфты, электро- магнитные муфты и пр. Пересчет основных характеристик насоса при изменении частоты вращения произво- дится по формулам: G1/G2=nI/n2; (26.8) Я,/Я2=п1/и1; (26.9) 1V1/N2 (26.10) где Gb Hi, Nt — соответственно расход, напор и мощность насоса при частоте вра- 323
Обводную ЛИНИЮ вокруг НЯГПГ’ОИ ---- MeKfflrTri', ь2, Я2, N2 — то же при частоте вращения п2. В отечественной практике способ регули- рования производительности насосов путем изменения частоты вращения не нашел широ- кого 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 трубопро- водами. При дросселировании регулирующий клапан устанавливается на напорном тру- бопроводе, а в случае регулирования пере- пуском - 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 ре- гулировании перепуском — увеличением по- дачи насосов на величину расхода воды в обводной линии. При постоянном режиме работы на- сосной установки для уменьшения подачи и напора насосов (в том случае, когда они не соответствуют требуемым значениям) производится обточка рабочих колес. Параметры насосов при обточке опре- деляются путем пересчета по формулам: G1/G2 = (D1/D2); (26.11) H1/H2=(D1/D2)2, (26.12) где Gt и Нх — соответственно подача и напор при диаметре рабочего колеса Di; 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 рабо- чего; автоматическое закрытие напорной за- движки рабочего насоса при его отключении и открытие соответствующей задвижки ре- зервного насоса при его включении (в случае пуска насосов при закрытой напорной задвижке); включение резервного источника питания при падении напряжения в основном источ- нике; регулирование давления во всасываю- щем коллекторе насосов., установленных на обратном трубопроводе; рассечку тепловой сети на гидравли- чески независимые зоны, если в статическом режиме либо в рабочем режиме (при отклю- ченной подкачивающей насосной) давление в тепловой сети превышает допустимое; поддержание заданного давления в ста- тическом режиме в отключенной от источ- ника тепла зоне; включение дренажного насоса (если предусмотрена ею установка в здании под- качивающей насосной) при достижении задан- ного максимально! о уровня и отключение при минимальном уровне воды в дренажном приямке. В ряде случаев с учетом конкретных условий (мощности насосной станции, повы- шенных требований к ее надежности, режима работы и т. д.) могут дополнительно преду- сматриваться: отключение рабочих агрегатов при повышении температуры подшипников насоса и при перегреве обмоток электро- двигателя, а также установка регулятора давления на подающей линии с целью ста- билизации гидравлического режима сети. Для определения характера внешнего воздействия и его причины работа автома- тических устройств должна производиться в определенной последовательности с необхо- димой выдержкой времени. Включение резервного насосного агре- гата 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 напря- жения в обмотке электродвигателя. Для закрытия (открытия) задвижки на напорном патрубке насоса при его отклю- чении (включении) производится блокировка электродвигателей насоса и задвижки. Пере- ход на резервный источник питания осу- ществляется схемой автоматического резер- вирования электроснабжения (ЭАВР). В схеме ЭАВР предусматривается автоматическое включение секционного выключателя при исчезновении напряжения на одной из сек- ций 6—10 кВ. Необходимость в установке регулятора давления в насосной на обратном трубопро- воде определяется тем, что давление в систе- мах 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 исполь- зуются гидравлические регуляторы. Важным преимуществом гидравлических регуляторов перед регуляторами, использующими элект- рическую энергию, является их независи- мость от источников энергоснабжения. Одна- ко в ряде случаев приборы электрической автоматики оказываются проще и надежнее в работе, чем соответствующие приборы гидравлической. Работоспособность гидравлической авто- матики может сохраняться в течение дли- тельного времени в том случае, когда регу- ляторы постоянно находятся в работе. В связи с этим регуляторам рассечки, уста- навливаемым в тепловых сетях и в насосных станциях, целесообразно придавать допол- нительные функции (в частности, поддержа- ние заданного давления). Вместе с тем при выполнении регуляторами нескольких раз- личных функций усложняется схема автома- тизации, что также может привести к сни- жению надежности их работы. В насосных станциях для регулирования давления и выполнения рассечки широко применяются приборы, разработанные Союз- техэнерго. На рис. 26.1 приведена схема автомати- зированной насосной станции с подкачиваю- щими насосами на подающей линии (приме- няется при подключении к сети высокорас- положенных потребителей). В схеме предусматривается установка регулятора давления РД и обратного клапа- на ОК на подающей линии, регулятора давления и рассечки РДиР на обратной линии и подпиточных насосов с регулятором подпитки РП на обводе регулятора рас- сечки. Обратный клапан и регулятор давле- ния и рассечки РДиР обеспечивают автома- тическую рассечку сети на две гидравли- чески независимые зоны при останове на- сосов. Установка обратного клапана последова- тельно (по ходу воды) с обратными кла- панами на напорных патрубках сетевых на- сосов объясняется снижением в процессе эксплуатации плотности посадки обратных Рис. 26.1. Схема гидравлической автоматики насосной станции с подкачи- вающими насосами на подающей линии: а — принципиальная схема, б — функциональная схема
Обво.ЛУТ/Ю лииим - 'КЛЯпанов, установленных на напорных патрубках насосов. Установка обратного клапана вместо регулятора рассечки позволяет упростить схему регулирования. Вместе с тем при установке обратного клапана не всегда мо- жет быть обеспечена достаточная скорость рассечки сети на гидравлически независи- мые зоны. Регулятор давления «после себя», уста- новленный на подающей линии, состоит из регулирующего клапана РК} и реле РД-За (обозначено ДД, осуществляющего управле- ние работой регулирующего клапана по импульсу давления в подающем трубопро- воде. При повышении давления в подающей линии клапан реле прикрывает сопло, через которое осуществляется сброс воды, посту- пающей к гидроприводу клапана. В резуль- тате повышается давление над мембраной клапана и клапан прикрывается. В состав регулятора давления и рас- сечки РДиР входят: регулирующий клапан РК2, два реле РД-За (обозначены Д2 и Р2) и импульсный клапан ИК. Реле Д2 управляет перемещением клапа- на, обеспечивая поддержание заданного дав- ления в обратной линии в рабочем режиме, реле Р2 подает сигнал на рассечку или переход к нормальному рабочему режиму, а импульсный клапан ИК2 производит пере- ключение клапана с одного режима работы на другой. В нормальном рабочем режиме импульс- ный клапан перекрывает линию, по которой рабочая вода может поступать к гидропри- воду регулирующего клапана. При этом давление от реле Д2 без искажения про- ходит через импульсный клапан и воздейст- вует на мембрану регулирующего клапана. При падении давления в подающей ли- нии. вызванном остановом насосов, откро- ется сопло реле Р2, что приведет к сниже- нию давления над мембраной импульсного клапана. Вследствие этого прекратится поступление к регулирующему клапану им- пульса от реле Д2, давление рабочей воды будет непосредственно воздействовать на мембрану регулирующего клапана и клапан полностью перекроет обратный трубо- провод. При вводе в действие насосов повы- сится давление в подающей линии, в резуль- тате чего прекратится поступление рабочей воды к гидроприводу регулирующего клапана РК-2 и регулятор перейдет на нормаль- ный режим работы. При этом регулирующий клапан по команде реле Д2 будет под- держивать требуемое давление в обратном трубопроводе. Если пьезометрический график позволяет осуществить циркуляцию в зоне высоко- расположенных но I ребителей при неполной рассечке, регуляюр давления и рассечки РДиР на обратном фубопроводе может быть настроен на такую рассечку соответствую- щим подбором сечений дросселей, установ- ленных на линиях подачи рабочей воды. Одновременно дчя осуществления циркуля- ции по подающему трубопроводу при не- полной рассечке предусматривается обводная линия вокруг насосов (показана штриховой линией) с уставов пенным на ней обратим клапаном. Регулятор почти ки PII обеспечивает поддержание заданно! о давления в отсеченной зоне. При падении или >ения в подающей линии реле Дл мою рауиятора увеличи- вает слив рабочей воды, поступающей к регулирующему клапане РКУ, что ведет к уменьшению давления нац мембраной этого клапана и увеличению расхода подпиточной воды. При возрастании давления в по- дающем трубопроводе все дейовия выпол- няются в обратном порядке. На рис. 26.2 приведена схема 1 идрав- лической автоматики насосной счанции с подкачивающими насосами на обратной линии. Насосная станция снижает давление в тепловых сетях у ниткорасположенных потребителей. В схему автоматизации входяi: pei улятор давления «до себя» РД и обратый клапан ОК, установленные на обратом фубопрово- де, регулятор давления и рассечки РДиР на подающем трубопроводе и pei удя юр под- питки РП. Управление перемещением клапана РКУ регулятора давления «до себя» осущест- вляет реле Д\ по импульсу давления в обратной линии в точке О. Указанное реле при повышении давления в фубопроводе сетевой воды снижае! давление над мембра- ной регулирующего клапана, чю приводит к его открытию и cootbciciвующему сни- жению давления в точке О. Принцип pa6oibi peiy.iaiopa давления и рассечки РДиР в основном анало|ичен опи- санному выше. В нормальном рабочем режиме управле- ние перемещением клапана РК: осуществляет реле Д2. Реле корректирует давление в гидроприводе pei улягора РК2 в тависимосги от давления в точке А подающею трубо- провода. При останове подкачивающих насосов давление в точке О обратною трубопровода становится выше предела настройки реле Р2 и реле срабатывает. При лом уменьшается давление над мембраной импульсного клапа-
Рис. 26.2. Схема гидравлической автоматики насосной станции с подкачи- вающими насосами на обратной линии: а — принципиальная схема: б — функциональная схема на, после срабатывания которого резко повы- шается давление в гидроприводе регули- рующего клапана РК2. В результате клапан перекрывает трубопровод подающей воды. Одновременно рассечку тепловой сети по подающему трубопроводу осуществляет об- ратный клапан. Схема и принцип действия регулятора подпитки РП в рассматриваемой схеме аналогичны описанным выше. Рассечка тепловой сет и при отключении насосов требует повышенной скорости закры- тия 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 повы- шению давления в обратном трубопроводе до давления в подающем. При проектировании необходимо обра- тить особое внимание на выбор скорости закрытия клапана при рассечке. Следует разработать схему блокировки клапанов регу- ляторов рассечки, устанавливаемых на подаю- щем и обратном трубопроводах, что позво- лит исключить случаи опережающего закры- тия клапана на обратном трубопроводе. Для предотвращения случаев недопусти- мого повышения давления в тепловой сети рекомендуется предусматривать установку на насосной станции и в других точках тепло- вой сети сбросных клапанов, гидрозатво- ров и защитных устройств. 327
O6^OTMVm 7ии|/1.л - —~*-o" подкачивающей насосной станции с местного щита управления производится дистанционное управление электродвигате- лями подкачивающих насосов, электродвига- телями задвижек, установленных на подаю- щем и обратном трубопроводах на входе и выходе из насосной станции, и электро- двигателями задвижек на напорных и всасывающих патрубках насосов. Управление электродвигателями дренаж- ных насосов осуществляется со щита управ- ления, устанавливаемого по месту. В схемах АВР насосов следует предусмат- ривать устройства, позволяющие отличить аварийное отключение насоса от дистан- ционного, а также от отключения, произво- димого с помощью устройств телемеханики. Для этой цели в схеме автоматического управления используется двухпозиционное реле фиксации включенного положения выключателя. В схеме управления задвижками, установ- ленными на напорных патрубках насосов, предусматривается возможность отключения блокировочной цепи между насосом и этой задвижкой с помощью соответствующего переключателя. Для контроля параметров воды в под- качивающей насосной станции устанавли- ваются по месту показывающие приборы для измерения давления в напорном кол<- лекторе, в напорном и всасывающем патруб- ках каждого насоса, перед клапаном регу- лятора рассечки и за ним, перед грязеви- ком 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 кол- лекторах, перед клапаном регулятора рассечки и за ним. 26.4 . Компоновка насосной станции Компоновка оборудования должна обес- печивать удобное и безопасное обслужива- ние этого оборудования при минимальных габаритах помещения. Применяются следую- щие схемы размещения насосных агрегатов в машинном зале (рис. 26.3, а — г): однорядное с расположением оси агрега- тов параллельно продольной оси здания; однорядное с направлением оси агрега- тов, перпендикулярным продольной оси зда- ния; двухрядное шахматное; двухрядное симметричное. ,насос ^^'-Электродвигатель Рис. 26.3. Схемы рл imchiciihh нпсосных агрегатов в машинном штс Первая схема попюпясi уменьши! ь по- перечные размеры здания, олпонрсмснно она увеличивает его длину. )ih схема целесооб- разна при малом числе крупных агрегатов (с насосами типа Д, (") и др). Вторая схема дает возможное! ь сокрп i и 11. длину зда- ния. Эта схема наиболее распространена; рекомендуется при увеличенном числе круп- ных агрегатов и при ус нпюпке насосов консольного типа (типа К). В случае большт о числа крупных агрегатов применяются схемы с двухряд- ным шахматным или симмсi ричным располо- жением этих агрегатов. Подпиточные и дренажные насосы реко- мендуется располагать на свободных участках машинного зала с тем, чюбы они не увеличивали габаритов помещения. Минимальные размеры проходов для обслуживания основного и всномо1агельно- го оборудования указаны в !абл. 26.2. Размеры прохода определяются между наибо- Таблица 26.2. Минимальные размеры проходов Измеряемое расстояние Раз- мер прохо- да, м Между агрегатами с электро- двигателями напряжением до 1,0 1000 В (включительно) То же при напряжении свыше 1,2 1000 В Между агрегатами и стеной 1,0 Между агрегатами и распреде- лительным щитом 2,0 Между вспомогательным обо- рудованием (дренажные насо- сы и пр.) 0,7 Между поверхностями изоли- рованных трубопроводов 0,7
лее выступающими частями оборудования и трубопроводов, В случае насосных агрегатов с электро- двигателями напряжением до 1000 В при диаметре напорного патрубка до 100 мм до- пускается 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 выполне- ния ремонта насосных агрегатов, вспомо- гательного оборудования, трубопроводов и арматуры в помещении машинного зала пре- дусматривается монтажная площадка. При определении ее размеров учитываются раз- меры наибольшего из насосных агрегатов, размеры транспорта для перевозки груза, ширина прохода вокруг агрегата либо транс- порта, расположенных на монтажной площад- ке (не менее 0,7 м), возможность прибли- жения крюка грузоподъемного устройства к разгружаемому оборудованию. Высота надземной части машинного зала (рис. 26.4) определяется с учетом высоты платформы транспортных средств для пере- возки оборудования и наибольших размеров транспортируемого узла в собранном виде (насосного агрегата, насоса или электродвига- теля). При этом следует учитывать длину строп (не менее 0,5 — 1 м), условия транспор- та перемещаемого узла (над полом либо над установленным оборудованием). Минимальное расстояние от перемещае- мого 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 вы- полняется высотой не менее 3 м. Размеры бытовых помещений насосной станции принимаются согласно СНиП П-92-76 «Вспомогательные здания и помещения про- мышленных предприятий». В целях унификации строительных кон- струкций основные размеры здания насосной станции выполняются кратными установлен- ным 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 (две- рей) для выезда транспорта — 2 м. Для проведения монтажа крупных бло- ков в стенах либо в перекрытиях насосной станции предусматриваются монтажные прое- мы. Монтажные проемы выполняются в тор- цевой стене, со стороны возможного расши- рения насосной станции. Размеры монтажных Рис. 26.4. Определение минимальной высоты насосной станции: Ни — высота насосной станции; Яуст — высота усы- новленного оборудования; Ну — расстояние от ни- за 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; йр — высота подкрановых рельсов; АСТр — расстояние от верха подкрановых рельсов до низа строительных конструкций перекрытия; h3 — зазор между установленным оборудованием и транспортируемым узлом проемов определяются габаритами наиболь- шего из блоков (узлов) оборудования и трубопроводов. Пример компоновки подкачивающей на- сосной станции приведен на рис. 26.5. Соединения трубопроводов выполняются сварными. В местах присоединения трубо- проводов к насосам и фланцевой арматуре применяются фланцевые соединения. Расположение трубопроводов в насосной станции должно обеспечивать возможность свободного доступа к оборудованию и арма- туре, удобство обслуживания их и ремонта. При прокладке трубопроводов над по- верхностью пола для возможности прохода Таблица 26.3. Таблица исходных модулек для выбора основных размеров строительных конструкций Наименование Исход- ный модуль, м Пролет здания (как правило) 6 То же при специальном обосновании 3 Шаг колонн (как правило) 6 То же при специальном обосновании 12 Высота площадок под оборудование о,з Высота здания (до низа несущих конструкций) 0,6 32
Рис. 26.5. Пример компоновки подкачивающей насосной станции; а — машинный зал; б — помещение распределительных устройств; в - трансформа горная; . сан- узел; 1 - подкачивающий насос; 2 — электродвигатель подкачивающего насоса; 3 - подии iочный насос; 4 — электродвигатель подпиточного насоса; 5 — грязевик; 6 — подвесной однобалочный кран; 7 — щит управления; 8 — сборка насосной; 9 - шкаф питания цепей управления; 10 - шкаф управ- ления подпиточным насосом; 11 - шкаф КРУ; 12 - силовой трансформатор; 13 - конденсаторная установка над трубопроводами предусматриваются * перекидные мостики. Прокладка в подпольных каналах при- меняется в случаях, когда размещение трубопроводов над полом вызывает большие осложнения. При прокладке над полом и в каналах подвижные опоры трубопроводов должны устанавливаться на железобетонных опор- ных подушках. Размещение подвижных и неподвижных опор следует выполнять с учетом необходи- мости разгрузки насосов от усилий, возни- кающих 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 пат- рубки, обеспечивающие плавное изменение скорости воды. Длину переходных патрубков рекомен- дуется принимать равной: L = a(D1-D2), (26.13) где Dt - диаметр трубопровода; Р2 - диа- метр патрубка насоса; а — постоянный коэф- фициент, а = 5 4- 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 устанав- ливается 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 мости- ков 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 армату- рой электрический привод следует устанав- ливать на этой арматуре независимо от ее диаметра. Для применения индустриальных мето- дов изготовления трубопроводов на заводе либо в заготовительных мастерских следует предусматривать разбивку трубопроводов на отдельные узлы (блоки). Разбивка трубопроводов на блоки вы- полняется с учетом габаритов платформы железнодорожного либо автомобильнот о транспорта; максимальной массы груза, пере- мещаемого подъемно-транспортным обору- дованием насосных станций; габаритов мон- тажных и дверных проемов; необходи- мости обеспечения достаточной жесткости конструкции блоков; условий выполнения сва- рочных работ в местах стыковки блоков. Для выполнения монтажа оборудования, арматуры и трубопроводов после возведения строительных конструкций и проведения ре- монтных работ на перекачивающих насос- ных станциях устанавливается подъемно- транспортное оборудование. При выборе подъемно-транспортного оборудования учитывается в зависимости от условий поставки максимапьная масса уста- навливаемою оборудования (насоса, электро- двигателя) либо масса агрегата в собран- ном состоянии. Следует также учитывать возможность увеличения массы груза в слу- чае замены установленного оборудования на более мощное. При длине машинного зала до 18 м и подъеме груза на высоту до 6 м рекомен- дуются следующие виды подъемно-транс- портного оборудования с ручным управ- лением : при массе груза до 1 т — непод- вижная балка с кошками либо подвесной однобалочный кран; при массе груза до 5 т — подвесной однобалочный кран; при массе гру- за 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 приво- дом. Для монтажа оборудования массой до 500 кг могут также применяться перснм^.^^ треноги с талями. 26.5 . Строительные конструкции и санитарно-технические устройства Для зданий насосных станций широко используются каркасные конструкции с колон- нами и стенами из панелей. Основные конструкции' колонны, панели, стеновые блоки, балки покрытия, плиты покрытия — изготавливаются из типовых сборных железобетонных изделий Для север- ных и малодоступных районов применяю ich конструкции из легких металлических уси- ленных панелей. Фундаменты зданий - сбор- ные или монолитные. Подоконные плиты, перемычки и дру- гие детали железобетонных конструкций, а также двери, переплеты окон должны выполняться по действующим ГОСТ и норма- тивным 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. Прт этом конструкция канала должна бьгп рассчитана на нагрузку от транспорта < перемещаемым оборудованием. Площадки для обслуживания арматурь и оборудования и перекидные мостикз должны иметь ширину не менее 0,6 м Лестницы, площадки и переходные мостик' 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 дуг Здания насосных станций выполняютс с пролетами одного направления. Пролет разных направлений могут допускаться отдельных случаях: при реконструкции насо< ных станций, при стесненных условиях дг размещения площадки под строительстг 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
и ц а 26.4. Категории производств по пожарной опасности и степень огнестой- кости помещений насосной станции Наименование помещений Категория производ- ства по пожарной опасности Степень огне- стойкости Машинный зал Д, Г II Закрытые распредели- тельные устройства с выключателями и аппа- ратурой, содержащей бо- лее 60 кг масла в еди- нице оборудования в II То же с выключателями и аппаратурой, содержа- щей 60 кг масла и менее в единице оборудования г II Помещение щита управ- ления д II Трансформаторные ка- меры в 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 по- мощью анкерных болтов, устанавливаемых в гнездах фундамента. Отверстия в рамс для фундаментных болтов выполнены в про- дольных швеллерах. Размеры фундамента н плане (длина и ширина) принимаются на 5—10 см больше соответствующих размером фундаментной пли1Ы либо рамы. Отмшку верха фундамента следует принимать нс менее чем на 100 мм выше otmcikii чистого пола. Глубина фундамента нринн мается в зависимости от мощности шк<н ного агрегата, но не менее 500 — 700 мм В машинном зале, где обычно на(>пк> дается избыточное тепловыделение or ipyi><> проводов ceicHoft воды и электрочнш и телей насосов, посюянно действующей i in к- мы отопления не предусматривается На случай проведения ремонтных ршнн при отрица1ельных температурах наружною воздуха в помещениях насосной iiaiiniiii выполняется дежурное электрическое о юн и- ние с использованием переносных метро печей. В камерах трансформаторов oioh'ichhc не проектируется. Расчетную температуру воздуха и <>юпн тельный период в помещении m.iiiiiiiiiioiо зала (при отсутствии циркуляции попы в трубопроводах тепловой сети) и и труни помещениях насосной станции рекомгндусн н принимать не менее +5 °C. При нормальных условиях рщнны воздухообмен в помещениях насосной i inn ции осуществляется путем естещ венной вен- тиляции. В машинном зале нредут мп i ри- вается естественная вытяжка черт окопные проемы и шахты с дефлекторами. В помете Рис. 26.6. Установка насосного агрегата: I - насос, 2 — электродвигатель; 3 — фундамент, 4 — сварная рама; 5 — анкерный болт
Таблица 26.5. Основные данные о проектах типовых насосных станций Номер типового проекта Суммар- ная по- дача на- сосной, м3/ч Напор насо- сов, м Число насосов, шт. Марка насо- са, приня- ТОГО в ти- повом проекте Тип электро- двигателя, принятого в типовом проекте Установлен- ная мощность электро- двигателя, кВт Марка насоса, рекомен- дуемого к уста- новке на обратном трубопроводе Марка электро- двигателя к насосу на обрат- ном трубопроводе Установлен- ная мощность электродви- гателя, кВт Размеры здания, м рабо- чих резерв- ных 903-4-6 5000 60 2 1 СЭ-2500-60 АЗ-12-41-4* 500 - - — 30 х 18x8,4 903-4-5 3750 70 3 1 СЭ-1250-70 А-112-4М или А-114-4М 320 Д1250-65 АО-113-4М 320 30 х 12x4,8 903-4-4 2500 70 2 1 СЭ-1250-70 А-112-4М или А-114-4М 320 Д1250-65 АО-НЗ-4М 320 24x12x4,8 903-4-3 1600 100 2 1 СЭ-800-100 А-112-4М или А-114-4М 320 Д800-57 AO3-355S-4 250 24x12x4,8 903-4-2 1000 70 2 1 СЭ-500-70 А-2-101-2** *** 160 Д500-65 AO3-315S-4 160 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.
7и1и вейТйляции используется шахта с дефлектором. В помещении распре- делительных устройств, в щитовом помеще- нии, а также в камерах трансформаторов выполняется естественная приточно-вытяж- ная вентиляция. На случай проведения ремонтных и аварийно-восстановительных работ в ма- шинном зале, в помещении распределитель- ных устройств и в щитовом помещении предусматривается установка крышных вен- тиляторов. Расчетная температура воздуха в помещениях насосной станции в летний период принимается в соответствии с п. 1 СНиП 11-33-75* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Количество воздуха, обеспечивающего требуемые пара- метры внутри помещений насосной станции, определяется по избыткам явного тепла. При определении избытков явного тепла учиты- ваются тепловыделения трубопроводов, электродвигателей, трансформаторов, распре- делительных устройств, приборов на щите управления и распределительном щите низко- го напряжения, электрокабелей. Согласно СНиП 2.04.02-84 «Водоснабже- ние. Наружные сети и сооружения» (п. 2.11) в насосных станциях следует предусматривать объединенный хозяйственно-питьевой и про- тивопожарный водопровод. Водопровод под- водится к санитарному узлу, раковине, питьевому фонтанчику, к гидравлической автоматике, к насосам на охлаждение под- шипников, к крану для мытья полов, к кранцу 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 отдель- ным выпуском. Из дренажного колодца производственные воды отводятся в сеть водостоков, а в ее отсутствие в систему хоз яйственно-фекальной канализ ации. Сброс воды от устройств защиты от повышенного давления (сбросные клапаны, гидрозатворы и пр) следует выполнять не- посредственно в дренажный колодец, распола- гаемый вблизи насосной станции. Температу- ра воды, отводимой в сеть канализации, не должна превышать 40 °C. Сточные воды от санузла и раковины отводятся в систему хозяйственно-фекальной канализации. Типовые проекты подкачивающих на- сосных станций с подачей от 1000 до 5000 м3/ч ра»работанЫ Киевским отделе- нием ТЭП для районов с расчетными наружными 1емпсратурами от —20 до —40°С (табл. 26.5). В 1 иновых проектах независимо от параметров юплоносителя приняты насосы типа СЭ (ГОСТ 22465-77) с расчетной темпера 1урой до 180 °C. В подкачивающих насосных станциях с насосами па обратной линии (р < 0,3 МПа) при привя»ке типовых проектов рекомен- дуйся предусматривать замену насосов типа СЭ на другие типы насосов (например, насосы 1 ина Д с t = 85 °C). Украинским отделением ВНИПИ энер! о- прома разработаны типовые проекты пол начинающих насосных станций для районов i расчстой наружной температурой —30' С подача 10-4-20 тыс. м3/ч, насосы типа СЭ, подача 640 м3/ч, насосы типа Д (ГОСТ 10272-77).
Раздел шестой СМЕТЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Г пав 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 опре- деляются технико-экономические показатели строительства. Исходя из сметной стои- мости 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 совре- менный уровень техники, технологии и органи- зации строительного производства, обеспечи- вающих возмещение общественно необходи- мых затрат в строительстве и направлен- ных на снижение сметной стоимости строи- тельства; оптовых цен на промышленную продук- цию и тарифов на электрическую энергию и теплоту (введено с 1 января 1982 года); тарифов на грузовые перевозки (авто- мобильные, 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 органи- заций (введенных в действие с 1 января 1982 г.); норм амортизационных отчислений (утвержденных постановлением Совета Ми- нистров 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 СНи! «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 очс редей в составе проекта разрабатываютсе сводный сметный расчет; сводка затрат (пр необходимости); объектные и локальные смет ные расчеты; сметы на проектные и изыскг 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 привозим материалов, на различные виды компенс! ций, возмещаемых заказчиком подрядчика)* на содержание дирекции строящегося прет приятия и технический надзор, на авторски надзор проектных организаций, на подгою! ку кадров эксплуатационного персонала и др Полная сметная стоимость всех работ затрат, предусмотренная проектом (рабочи проектом), включая сметную стоимост
строительных и монтажных работ, затрат на приобретение оборудования (монтируемо- го и немонтируемого), инструмента, инвен- таря, а также всех сопутствующих затрат определяется сводным сметным расчетом стоимости строительства предприятия, здания или сооружения. Сводный сметный расчет является основ- ным и неизменным документом для плани- рования и финансирования строительства. В сводном сметном расчете должны учитываться не только все затраты на воз- ведение объектов, предусмотренных проектом для данного застройщика, но и долевое участие в строительстве объекте, общих для групп предприятий (промышленных узлов), а также сметная стоимость долевого участия в строительстве объектов, во (водимых в по- рядке кооперирования. В зависимости от характера работ и затрат средства распределяю гея по главам и графам сводного cmci hoi о расчета стоимости строительства. В главах сводного сметного расчета стоимости строи 1ельства, предусмотренного в проекте (рабочем проекте), средства рас- пределяю1ся следующим образом: I - полыновка территории строитель- ства; 2 — основные объекты строительства; 3 - обьекты подсобного и обслужи- вающего назначения; 4 — обьекгы энергетического хозяйства; 5 — обьекты транспортного хозяйства и связи; 6 — наружные сети и сооружения водо- снабжения, 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 (учрежде- ния) и авторский надзор; 11 — подготовка эксплуатационных кад- ров; 12 — проектные и изыскательские работы. Приведенный состав глав сводного смет- ного расчета должен применяться без из- менений как в промышленном, так и в жилищном, гражданском и других видах строительства. В главу 1 сводного сметного расчета включаются отвод земельного участка, выда- ча архитектурно-планировочного задания и красных линий застройки; разбивка основ- ных осей зданий и сооружений, перенос их в натуру и закрепление; вынос трассы в натуру для линейных сооружений; освоение 336 территории строительства; компенсации «а сносимые строения и садово-огородные на- саждения; возмещение потерь сельскохозяй- ственного производства при отводе земель. Размер затра), включаемых в смени, производится по актам оценочной комис- сии, утвержденным i орисполкомом или рай- исполкомом. Сюда входят расходы по ре- культивации земельных участков; пересадка зеленых насаждений, рубка деревьев, корчевка пней и кустарника; снос или перенос шаппй и сооружений (и in строительство новых зданий и сооружений взамен сносимых), перекладка hohicmih.ix коммуникаций. у<ч- ройство временной объездной дор<)1 и пи пропуска городскою транспорта. В главе ? учи1ывается сметная iioii мость обьекюв основного назначения, и данном сиучае iсиловой сети. Порядок о । несения затрат к i ла вам < 7 не трсбуе! отельных пояснений ( ic ivci только имен, в виду, что все впуiренине устройс । ва (водопровод, канализация, oi он ас ние. hick।роснабжение и др.) включаюнн и cooiвс 1стующуюобъектнуюсме!у и нмн iec дру|ими пиратами по объекту включаю н я и еоо1ВС1С1вующую главу сводною сменю) о расчет. В |лаву 8 «Временные здания и соору- жения» включаются средства на cipoii ie n.- сию временных зданий и сооружений hi соориика сметных норм главы IV-9-84 в про- цешах сметной стоимости строитныш мои южных работ по главам 1 — 7 cbo.iiioi о сметою расчета и применяются и ниини- мости от вида строительства пре шрняiнЙ, зданий или сооружений, устанавпнв.1смо1 о наименованием проекта (рабочею проем ц). Например, на прокладку подземных ком му ни каций сметную норму следует приннмип. по п. 38 СНиП IV-9-84 «Наружные cciii пою- провода, канализации, тепло- и i а нч ппьже- ния в черте города» в размере I.*'",, oi CMP по главам 1 — 7 сводною сменю! о расчета и включить в графы 4 и 5 В соответствии с «Правилами но pa ipn- ботке и применению сметных норм ш i рн i на строительство временных зданий п соору- жений», утвержденными постановлением I ос- етров СССР № 162 от 12.09.1984 i., cmci ныс нормы главы IV-9-84 учитывают ciponie ii.- ство полного комплекса временных i;uinni) и сооружений, необходимых для произносит строительно-монтажных работ, а также дай обслуживания работников строительшна и пределах строительной площадки с учен ом возможности приспособления и испольюнп 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 подряд- чика 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 строи- телей; на строительство и содержание времен- ных подъездных дорог (в том числе земле- возных дорог) от пункта примыкания до внутрипостроечной сети дорог или временной кольцевой (вокруг стройки) дороги; на строительство временных коммуника- ций для обеспечения стройки электроэнер- гией, 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 смет- ных норм главы СНиП IV-9-84, составление смет на эти объекты производится в уста- новленном 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., вклю- чаются следующие средства и затраты, выра- женные в процентах сметной стоимости строительно-монтажных работ по итогу глав 1 — 8 сводного сметного расчета, без нарастаю- щего итога: нормы дополнительных затрат при произ- водстве строительно-монтажных работ в зим- нее время принимаются по сборнику смет- ных норм НДЗ-84 главы IV-7-84, по табл. 4 разд. 2 (включаются в графы 4, 5 и 8 свод- ного сметного расчета); средства, связанные с применением ак- кордной оплаты труда, предусматриваются в сводном сметном расчете по отчетным данным подрядной строительно-монтажной организации за предыдущий год, при от- сутствии отчетных данных — в размере 1,7 % сметной стоимости строительно-монтажных работ (включаются в графы 7 и 8 сводного сметного расчета); средства на перевозку работников (авто- мобильным транспортом к месту работ и обратно на расстояние более 3 км в одном направлении, когда отсутствует коммуналь- ный и пригородный транспорт и не могут быть организованы специальные маршруты городского транспорта) — по отчетным дан- ным строительно-монтажной организации за предыдущий год, но не более 2,5 % смет- ной стоимости строительно-монтажных работ по главам 1 — 8 (включаются в графы 7 и 8 сводного сметного расчета); средства, связанные с подвижным и разъ- ездным 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-мон- тажных 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 отчет- ным данным подрядной организации и при их отсутствии — не более 1 % в соответст- вии с письмом Госстроя СССР oi 15.01.85 г. № 1-Д (предусматриваются в графах 7 и 8 сводного сметного расчета), затраты, связанные с предоставлением дополнительных ежегодных отпусков за не- прерывный стаж работы на одном предприя- тии работникам подрядных организаций г включаемые в сводный сметный расчет нг основании письма Госс г роя 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 г соответствии с постановлением Госстрог 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, установи енныл министерствами и ведомствами по согласова нию с Госпланом СССР, Госстроем CCQ и Госкомтруда СССР в процентах и коэффициентом 0,9 (включаются в графы и 8). 33
В сводном сметном расчете отдельной строкой предусматривается резерв средств на непредвиденные работы и затраты, исчисляе- мые 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 времен- ных зданий и сооружений, указываемые в размере 15 % сметной стоимости времен- ных зданий и сооружений, предусмотренной в главе 8 сводного сметного расчета и подлежащие удержанию заказчиком с подряд- чика путем уменьшения платежей в счетах за выполненные работы; возвратные суммы от стоимости материа- лов, изделий, конструкций и оборудования, полученные от разборки и демонтажа кон- струкций и оборудования при реконструкции и строительстве. Сметная стоимость строительства от- дельных зданий и сооружений определяет- ся объектными сметами. Объектные сметы, согласованные в установленном порядке с подрядной строительной организацией и ут- вержденные заказчиком проекта, служат осно- ванием для определения сметной стоимости товарной строительной продукции для расче- тов между заказчиком и подрядчиком за выполненные строительно-монтажные ра- боты. Объектные сметы составляются на ос- нове локальных смет по форме № 3 при- ложения № 9 к Инструкции СН 202-81* с выделением сметной стоимости строитель- ных и монтажных работ, оборудования, приспособлений. При этом следует иметь в виду, что все внутренние устройства (водопровод, канализация, отопление, электроснабжение, специальные работы, монтаж технологическо- го оборудования, КИП и автоматика и др.) включаются в соответствующую объектную смету. В объектные сметы включаются по от- дельным 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, теНло- и газоснабжения в черте города в п. 38 норм предусмотрено 1,5 % сметной стоимости строительно-монтажных работ); кроме того, включаются затраты, не пре- дусмотренные СНиП IV-9-84. В случае, если проектом (рабочим проек- том) не предусматривается сооружение желез- ных и автомобильных дорог, инженерных коммуникаций, которые могут быть исполь- зованы в период строительства, стоимость возведения соответствующих временных подъездных дорог и других коммуникаций для обеспечения стройки электроэнерг ией, водой, теплотой и т. п. (от пункта примыка- ния источника получения до строительной площадки) и их конструкций включается по локальным сметам, составленным по объек- там работ, предусмотренных проектом opi а- низации строительства. Также по локальным сметам включают- ся затраты, если они предусмотрены проек- том организации строительства, на устройст- во временных дорог с искусственными соору- жениями и на инженерные сети и соору- жения, необходимые для ввода в действие объекта по временной схеме. В объектную смету включается сметая стоимость прочих работ и затрат, предусмш- ренных в главе 9 сводного сметного расчет, подлежащая включению в объем строиicub- но-монтажных работ и относящаяся к сооружению или виду работ. Эти среде та пропорционально сметной стоимости строи- тельно-монтажных работ по объектам вклю- чают в затраты на удорожание етрои- гельно-монтажных работ, производимых в зимнее время, по нормам СНиП IV-7-84 (НДЗ-84), установленным по видам строи- тельства в процентах стоимости строиюиь- но-монтажных работ по итогу i шв I 8 сводного сметного расчета стоимости строи- тельства. Сюда не входят дополниiсцьные затраты, вызванные изменениями сметной стоимости электроэнергии, топлива, воды и сжатого воздуха, транспорта привозных ма ге- риалов, надбавка на малый объем paGoi на отдельной строительной площадке. Э i и «а i ра- ты следует применять по нормам и прави- лам, приведенным в общей части к сбор- нику общегородских единичных расценок для г. Москвы, указаниям по применению ЕРЕР на строительные конструкции и рабо- ты, главы СНиП 1V-5-84, а гакже по ука- заниям по применению расценок на мош аж оборудования (глава СНиП IV-6-84) В гех случаях, когда по обьекзу имеется только один вид работ (сети водопровода, канализации, теплоснабжения и т. п), состав- ляется только локальная смета и в сводный сметный расчет включаются данные ной локальной сметы. Для составления ведомости сметой стоимости товарной строительной продукции в локальной смете учитываются cooiaei- ствующие лимитированные затраты. 338
В общую сметную стоимость строи- тельно-монтажных работ (включая и лими- тированные затраты), в объектные сметы включается резерв средств на непредвиден- ные работы и затраты. Для инженерных сетей и благоустройства (включая озеленение и вертикальную планировку) это составляет 1,5%. За итогами сметной стоимости строи- тельно-монтажных работ по объектной смете предусматриваются возвратные суммы от раз- борки временных зданий и сооружений в размере 15,%, подлежащих удержанию заказ- чиком с подрядчика путем уменьшения платежей в счетах за выполненные работы, а также возвратные суммы, не учитываю- щие реализацию материалов и деталей, полученных от разборки сносимых и перено- симых зданий и сооружений, от разборки конструкций и при демонтаже трубопроводов и кабеля, определяемые по расчету. Локальные сметы на строительные рабо- ты, 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 трубо- проводов; на прокладку трубопровода с сооруже- ниями, установку отключающих устройств и арматуры; на временные сооружения, не учтенные СНиП IV-9-84. Локальные сметы по зданиям и соору- жениям составляются по разделам. Для отдельных объектов на прокладку подземных коммуникаций объемы земляных работ принимаются по данным проекта орга- низации строительства, составленного в соот- ветствии с гидрогеологическими и топогра- фическими условиями прокладки трубопрово- дов 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 (но- менклатура и количество) принимается на основе заказных спецификаций, имеющихся в составе проекта. Сметная стоимость серийного, освоен- ного промышленностью оборудования опре- деляется по утвержденным оптовым ценам, введенным в действие с 1 января 1982 г. Сметная стоимость серийного, вновь ос- ваиваемого промышленностью оборудования определяется по лимитным ценам, рассчи- танным на основании утвержденных Гос- комцен СССР справочников групповых ли- митных цен на вновь осваиваемое обору- дование. Сметная стоимость нестандартизирован- ного, уникального оборудования и специаль- ных технологических линий определяется по лимитным ценам, приводимым в составе исходных требований заказчика на разработ- ку указанного оборудования, рассчитанным на основании ведомственных справочников групповых лимитных цен на нестандарти- зированное оборудование или в порядке, установленном Госкомцен СССР. Сметная стоимость строительства долж- на определяться с применением, как правило, укрупненных нормативов, обеспечивающих необходимую точность подсчета и сокраще- ние объема сметной документации: 1. При двустадийном проектировании на стадии «Проект» — по укрупненным сметным нормам (прейскурантам, укрупненным смет- ным нормам, укрупненным расценкам), укрупненным показателям стоимости строи- тельства (УПСС) и стоимостным показате- лям 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 «норматив- ной 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 строи- тельства, и сметам, составляемым по рабо- чим чертежам с использованием прейску- рантов, предназначенных для этой цели укрупненных сметных норм, укрупненных расценок. В случае, когда при составлении смел по рабочим чертежам в составе рабочей документации или рабочего проекта отсут- ствуют указанные укрупненные сметные нор- мы, применяются единые районные единич ные расценки (ЕРЕР-84); каталоги единичных расценок общеотраслевого назначения, при вязанные к местным условиям строитель ства, и ведомственные — для специализиро- ванного строительства (в гом числе линей- ного). В сметной документации под объектом, стоимость которого определяется объектной сметой, понимаещя сооружение с относя- щимися к нему оборудованием, инвентарем внутренними сетями и др. 33!
В локальных и объектных сметах, составляемых по рабочим чертежам, выде- ляется нормативная условно-чистая про- дукция. При составлении их следует руковод- ствоваться «Указаниями по применению еди- ных районных единичных расценок на строи- тельные конструкции и работы (ЕРЕР-84)» (СНиП IV-5-84), «Указаниями по применению расценок на монтаж оборудования» (СНиП IV-6-84), общей частью каталогов единич- ных расценок общеотраслевого и ведомст- венного 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 мощ- ностей, объектов и сооружений, жилых домов и других объектов социального назначения. Считать важнейшим направлением совер- шенствования хозяйственного механизма в строительстве укрепление договорных отно- шений между организациями-заказчиками и подрядчиками. Предусматриваемые в догово- рах обязательства должны быть направлены на безусловное выполнение заданий по вводу в действие производственных мощностей и объектов социального назначения в норматив- ные сроки. Экономические взаимоотноше- ния между подрядными организациями и заказчиком осуществляются на основе до- говорных цен на строительство объектов производственного и социального назначе- ния. Министерствами и ведомствами СССР и Советами Министров союзных республик должен быть осуществлен переход на еже- месячные расчеты между заказчиками и под- рядчиками на основании подписанных заказ- чиком 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. «Meiоди- ческие указания по определению и при- менению 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 исполь- зуемых для определения объемов щрои- тельно-монтажных работ в титульных списках строек, планирования подрядных раб<м и материально-технических ресурсов, а ткже расчетов между заказчиками и подрядчиками, использования средств, образуемых ia счс1 экономии от совершенствования проскшых решений. Целью применения договорных цен является укрепление хозяйственного расчет в строительстве, ускорение внедрения дос жже- ний научно-технического прогресса lacnci ис- пользования проектных решений, обеспечи- вающих снижение расхода материальных и ТРУДОВЫХ ресурсов И СТОИМОСТИ СГроИ 1СЛЬ- 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 утвер- ждаются приказом Министерства энергетики и электрификации СССР. В энергосистеме организуется одно пред- приятие тепловых сетей (ПТС). С ра реше- ния Минэнерго СССР допускается ортни- зация в нескольких городах самостоятль- ных ПТС, входящих в одну энергосисгему. Цехи (участки) тепловых сетей электростан- ций могут быть организованы в городах, в которых отсутствуют ПТС. 340
Типовые организационные структуры ПТС устанавливаются в зависимости от нор- мативной численности промышленно-про- изводственного персонала (ППП) ПТС. Отделы и производственные службы (за исключением бухгалтерии) могут быть орга- низованы 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 на- чальника 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 пяти- летку) 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 утвержден- ным 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 район- ных котельных; отдельные районные котель- ные. Группы районных котельных и отдель- ные районные котельные могут быть вклю- чены также в состав района, а в состав участка — только отдельные котельные. В ПТС, имеющих в своем составе три и более котельных, может быть организо- вана служба котельных в пределах норматив- ной численности персонала ПТС. Площадь продольного сечения тепло- магистрали F, м2 определяется по формуле Г = £ altdt, i где — протяженность i-ro участка двух- трубной тепломагистрали с диаметром условного прохода dh м; п — число участ- ков. Значение коэффициента а для однотруб- ных участков равно 0,75, для двухтруб- ных - 1, для трехтрубных — 1,25 и для четы- ре хтрубных — 1,5. Эксплуатация теплового хозяйства в городах, принадлежащего местным Советам, производится как предприятиями «Тепловые сети», так и предприятиями «Объединен- ные котельные и тепловые сети» (ПОК и ТС). В состав тех и других входят тепло- вые сети и отопительные котельные [77]. 28.2. Производственные оазы предприятии Типовой проект (416-7-176) ремонтно- производственной базы для обслуживания небольших теплоэнергетических объединений (предприятий) разработан Г ипрокоммун- энерго МЖКХ РСФСР и утвержден Госстроем РСФСР. База предназначается для качественного ремонтно-эксплуатационного обслуживания котельных, тепловых сетей и сооружений на них. Ремонтно-производственная база обеспе- чивает проведение среднего и капитального ремонта оборудования котельных, тепловых сетей и спецустановок, а также восстано- вительного ремонта строительных конструк- ций тепловых сетей; производство аварийно- восстановительных работ с помощью выезд- ных бригад; проведение наладки и испыта- ний оборудования котельных, тепловых се- тей, спецустановок групповых тепловых пунк- тов, насосных и подкачивающих станций, а также изготовление запасных деталей и изделий, приготовление обмуровочных раст- воров, хранение материалов, изделий, прибо- ров, аппаратуры. Выбор производственных мощностей и площадей помещений для размещения обору- дования 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 предусмот- рены 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 пло- щадке. Красные линии зданий и сооруже- ний выбираются конкретно при привязке проекта в зависимости от конфигурации ь места расположения участка (рис. 28.1). Ограждение ремонтно-производственной базы предусмотрено стальное сетчатое. Ос- 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 составляет 48 % и подсчитана без учета внутренни: подъездных дорог. 34
Рис. 28.1. Генплан производственной базы Проект базы ориентирован на приме- нение в коммунальных предприятиях мест- ных 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, воз- можно исключить в главном корпусе участок приготовления обмуровочных растворов, а также ртутную комнату. В главном корпусе должно быть вместе с тем предусмотрено помещение для диспет- черского пункта управления тепловыми сетями, а на территории место для стоянки экскаваторов, автокранов и другого обору- дования, что потребует ее расширения. 28.3. Диспетчерское управление Под диспетчерским управлением пони- мается централизованное управление режи- мом теплоэнергетической системы, 1. е. опти- мальное согласование режимов всех ее эле- ментов, осуществляемое диспетчерской служ- бой предприятия. Диспетчерская служба подчинена в ад- министративно-техническом отношении ру- ководству предприятия теплосети, а по вопро- сам теплоснабжения в энергосистемах, свя- занным с выработкой электроэнергии — диспетчерской части энергосистем. 342 Диспетчерская служба состоит из груп- пы режимов и дежурных смен диспет- черского пункта. В предприятиях тепловых сетей энерго- систем в зависимости от объема обслужи- вания может предусматриваться одноступен- чатое диспетчерское управление — с одним диспетчерским пунктом или двухступенча- тое — с центральным диспетчерским пунктом (ЦДП) предприятия и несколькими, подчинен- ными ему диспетчерскими пунктами районов тепловых сетей (РДП). Двухступенчатое диспетчерское управление предусматривался при наличии в системе нескольких (три и более) крупных источников централизованно- го теплоснабжения тепловой мощностью не менее 350 — 550 МВт. В оперативном управлении диспетчера ЦДП теплосети находятся: водяные ма- гистральные и распределительные сети, район- ные и групповые тепловые пункты, насос- ные станции на водяных сетях, котельные. Операции на этом оборудовании про- водятся по распоряжению диспетчера lenno- сети и под его непосредственным руковод- ством дежурным персоналом станций (ко i ель- ных), эксплуатационным персоналом районов, специализированными бригадами ЦДП. В оперативном ведении диспетчера тепло- сети в энергосистемах находится тепло- фикационное оборудование станций,операции на котором связаны с выработкой электро- энергии. Операции на указанном оборудовании электростанций проводятся персоналом стан- ций только по взаимному согласованию диспетчеров теплосети и энергосистемы. В оперативном управлении дежурною РДП находятся тепловые пункты потреби- телей. Операции на этом оборудовании проводятся персоналом потребителя и района теплосети по распоряжению дежурно! о райо- на теплосети. Основными задачами диспетчерского управления являются: обеспечение бесперебойного теплоснаб- жения потребителей теплотой, контроль за гидравлическим, температурным и водным режимами; контроль за состоянием теплофика- ционного оборудования ТЭЦ и котельных, сетевого оборудования; организация контроля за состоянием оборудования теплопотребителей; обеспечение рационального использова- ния теплоносителя и экономичного режи- ма работы сетевых насосных станций и тепловых сетей; руководство оперативным персоналом районов и служб теплосети, дежурными
инженерами ТЭЦ по отпуску и распре- делению теплоты с ТЭЦ; руководство операциями по обнаруже- нию, локализации и ликвидации аварий в тепловых сетях, контроль за ликвидацией аварий теплофикационного оборудования ТЭЦ и котельных. Для выполнения перечисленных функций диспетчер должен располагать соответствую- щей информацией, что обеспечивается комплексом технических средств. К основным средствам диспетчерского управления отно- сится аппаратура, участвующая в сёоре, передаче, обработке, воспроизведении опера- тивно-диспетчерской информации и состав- ляющая телеинформационную систему. В состав телеинформационной системы входят датчики информации и исполнительные элементы на контролируемом пункте, аппара- тура телемеханики, каналы телемеханики, средства обработки и воспроизведения ин- формации на диспетчерском пункте. Оперативная информация формируется устройствами телемеханики в виде телеизме- рения (ТИ), телесигнализации (ТС), теле- управления (ТУ) и телерегулирования (ТР). Для оперативного контроля за текущим состоянием схемы и работающим оборудо- ванием в качестве исходной информации используются автоматическая телесигнализа- ция положения коммутационной аппаратуры и аварийно-предупредительная телесигнали- зация. В качестве исходной информации для оперативного контроля за параметрами те- кущего режима используются автоматически поступающие телеизмерения режимных пара- метров. Телеизмерения должны поступать непрерывно (циклически). Оперативное управление коммутацион- ной аппаратурой и задатчиками уставок регулирующих устройств выполняется с по- мощью 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 теле- информации и технологической схемой объек- та, т. е. количеством задвижек, насосов, ре- гулирующих клапанов, точек измерений и т. п. Приведенные составы телеинформации могут учитывать объем информации, не- обходимый 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, кото- рые осуществляют преобразование сигналов на выходе датчика в унифицированный выходной электрический сигнал для после- дующего ввода в аппаратуру телемеханики и передачи на диспетчерский пункт Преобра- зованию 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 сум- марная погрешность преобразования и теле- передачи была в пределах 1,5 — 2%. Составом телесигнализации предусмат- риваются: автоматическая сигнализация по- ложения задвижек; автоматическая сигнали- зация положения выключателей электро- двигателей насосов; автоматическая сигна- лизация аварийного отключения турбогенера- тора (блока); автоматическая сигнализация оперативного состояния теплофикационного оборудования ТЭЦ; аварийно-предупреди- тельная сигнализация. Телесигнализация положения зацвижек выполняется в виде трех сигналов, два из которых сигнализируют конечное поло- жение задвижек (закрыто, открыто), а один — промежуточное положение. Датчиками теле- сигнализации 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 блох- контакты магнитных пускателей, управляю- щих закрытием и открытием задвижки. Датчиками телесигнализации положения выключателей электродвигателей насосов, выключателей линий и секционного 6—10 кВ, а также выключателей турбогенератора бло- ка являются блок-контакты или промежуточ- ные реле положения этих выключателей. Датчики телесигнализации оперативного состояния теплофикационного оборудования ТЭЦ определяются в каждом отдельном случае при проектировании. Формирование аварийно-предупреди- тельной телесигнализации осуществляется отбором сигналов от контактов выходных элементов устройств автоматики и защиты, от контактов или блок-контактов. фикси- рующих положение оборудования. Телеуправление осуществляется подклю- чением исполнительных цепей телеуправ- ления устройства телемеханики к цепя1У 343
выполняется подключением выходных цепей телерегулирования устройства телемеханики ,к задатчикам регулирующих устройств. J Аппаратура телемеханики. Централизо- W (ванный контроль и управление осуществляют- । ся путем обмена информацией между 11 аппаратурой телемеханики пункта управления |( (ПУ) и контролируемых пунктов (КП), где I под ПУ понимается место размещения ( диспетчерского или ретранслируемого обору- ! дования, а под КП — место размещения ' объектов контроля и управления. Соответ- ' ственно месту установки аппаратура теле- । механики называется устройством телемеха- ники ПУ или устройством телемеханики КП. Выбор аппаратуры телемеханики опреде- ляется техническими требованиями: . соответствием между информационной । емкостью устройства телемеханики и необхо- димыми объемами телеинформации с учетом перспективы; возможностью устойчивой работы обще- го устройства телемеханики ПУ с большим числом устройств телемеханики КП различ- ной модификации; ретрансляции телеинфор- мации 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, дискрет- ности поступления, быстродействия и точ- ности телеизмерения, необходимых для об- наружения 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 телемехани- зации тепловых сетей возникает необхо- димость создания каналов телемеханики между диспетчерским пунктом и телемеха- низируемыми объектами тепловой сети, рас- положенных на относительно большой тер- ритории в условиях крупного города. Каналы телемеханики могут быть органи- зованы либо путем прокладки самостоя- тельных кабельных линий связи, либо выделением в телефонных кабелях связи городской телефонной сети (или других ведомств) определенного количества пар жил. a ApvtAjiajAbo vaMULl иЖСЛЬНЫХ КаОСЛвИ СВЯ- ЗИ может осуществляться по самостоятель- ным трассам в каналах или в траншеях, в существующих телефонных канализациях других организаций, по трассе, совмещенной с тепловыми магистралями как в своей кана- лизации, так и непосредственно в земле или внутри канала тепломагистрали. Прокладка самостоятельных трасс кабе- лей связи, использование существующей канализации и прокладка дополнитель- ных каналов к существующим под- лежат выполнению по «Правилам строитель- ства городской телефонной связи» Министер- ства связи СССР. Проектирование, согла- сование и монтаж этих трасс осуществ- ляется независимо от тепловых магистралей. Особые условия проектирования и монта- жа 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 трубо- провода. Наиболее простым и реальным в усло- виях города вариантом прокладки кабелей связи является прокладка бронированного кабеля связи непосредственно в канале по его дну со стороны обратного трубопрово- да. Такое решение применимо не только для строящихся магистралей, но и для проходных и полупроходных каналов сущест- вующих магистралей, что имеет большое значение при телемеханизации существующих городских тепловых сетей. В тех случаях, когда прокладка само- стоятельных кабельных линий связи не пред- ставляется возможной, прямые каналы теле- механики выполняются по техническим усло- виям городской телефонной сети (ГТС) Министерства связи СССР. В этих случаях прокладываются отдельные каналы с кабе- лем связи от объекта тепловой сети до ближайшего шкафа ГТС, далее в существую- щих телефонных кабелях между данным шкафом и АТС (ближайшей к диспетчер- скому пункту теплосети) выделяются свобод- ные пары жил, затем от АТС до диспет- черского пункта прокладываются такие же каналы с кабелем связи. При этом на АТС абонентские линии (выделенные для теле- механики) отсоединяются от станционной части кросса АТС и переключаются в ка- бель, идущий на диспетчерский пункт тепло- сети для создания прямой соединительной линии, т. е. канала телемеханики. Средства связи. Для предприятия тепло- вых сетей и его диспетчерского пункта 544
прсд^ъмч 1 pn»dK>l VM LpC^VlBd. LBMJM В V.lCAyjV- щем составе: 1) лиспе!черская, технологическая, внут- риобъекгная и местная телефонная связь; 2) каналы телемеханики; 3) каналы перепаяй данных; 4) телетайпы. Диспетчерская телефонная связь необхо- дима для ведения оперативно-диспетчерских переговоров оперативным персоналом ди- спетчерского пункта. Технологическая теле- фонная связь используется для ремонтно- эксплуатационного обслуживания и производ- ственно-хозяйственного управ тения. Диспетчерская телефонная связь диспет- черскою пункта с объектами тепловой сети предусматривается по некоммутируемым телефонным каналам. В качестве каналов диспетчерской и технологической связи используются свобод- ные телефонные пары в кабелях связи, а также абонированные телефонные пары городской телефонной сели, 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 ком- мутатор, на ТЭЦ - в диспетчерский комму- тат ор дежурного инженера станции, на сете- вой насосной станции и групповом тепло- вом пункте — в телефонный аппарат, в ма- гистральных камерах — в специальные теле- фонные розетки для переносных телефон- ных аппаратов. Для связи с оперативно-выездными бригадами предусматривается УКВ-радио- связь. Внутриобъектная связь представляет со- бой систему связи в пределах здания диспетчерского пункта, а местная связь — с другими энергообъектами и организация- ми. Для внутриобъектной и местной связи предусматривается АТС малой емкости и соединительные линии с городской АТС. АТС должна иметь выход в город в соответ- ствии с техническими условиями Министер- ства связи СССР. Диспетчерский пункт обычно совмещен в одном здании с административным пер- соналом предприятия и ремонтно-производ- ственной базой. В этом случае средства внутриобъектной и местной связи для них являются общими. Кроме того, для орга- низации внутренней административной пря- мой телефонной связи руководителей пред- приятия со службами и подразделениями, находящимися в пределах одного здания, устанавливаются коммутаз орные устройст- Для передачи производственно-статисти- ческой информации может предусматривать- ся аппаратура передачи данных или або- нентский телеграф (телетайп). Диспетчерские пункты. Расположение диспетчерских пунктов определяется мест- ными условиями. Так, в большинстве слу- чаев при диспетчеризации существующей тепловой сети диспетчерские пункты распо- лагаются в здании управления, местораспо- ложение которого уже определено. Если же диспетчерские пункты организуются одно- временно со строительством новых тепло- вых сетей, сооружать их следует в не- посредственной близости от пизающей ТЭЦ и какой-либо крупной тепломагистрали. Это необходимо для более рациональной орга- низации каналов связи и телемеханики, так как основные каналы связи с телемеханизи- руемыми объектами выполняются путем про- кладки телефонных кабелей связи вдоль трасс тепломагистралей. Следует при этом учитывать и расстояния между диспет- черским пунктом и ближайшим распреде- лительным шкафом городской телефонной сети, которая может быть частично исполь- зована 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 диспет- черского щита, диспетчерского пульта, устройств телемеханики ПУ, аппаратуры диспетчерской и технологической связи, ап- паратуры питания, телетайпа и т. п. Диспетчерский пункт, как правило, имеет следующие технологические помещения; диспетчерский зал — рабочее помещение ди- спетчерского персонала, в котором разме- щаются диспетчерские щит и пульт; ап- паратную телемеханики — место размещения устройства телемеханики, шкафов реле-повто- рителей, стоек системы цифровых измерений, панели питания с выпрямительными устрой- ствами; аппаратурную связи — место разме- щения аппаратуры диспетчерской и техноло- гической связи; лабораторию — помещения для ремонта, испытания и наладки аппара- туры телемеханики и связи. При компоновке технологических поме- щений необходимо учитывать следующие основные требования. Помещения диспет- черского пункта должны располагаться на одном или на смежных этажах, чтобы обеспечивались рациональные информацион- ные связи и минимальная протяженность кабеля. Аппаратная телемеханики должна 13 Водяные оптовые сети 345
располагаться рядом с диспетчерским залом. Допускается расположение лиспе! черског о за- ла и аппаратной телемеханики на смежных этажах: одно помещение под другим. Технологические помещения диспетчер- । ского пункта по строительной части, осве- щению, вентиляции и отоплению должны удовлетворять требованиям «Норм техноло- гического проектирования диспетчерских пунктов и узлов СДТУ энергосистем». На диспетчерском щите изображается мнемоническая схема (мнемосхема), вклю- чающая теплофикационные установки ТЭЦ, сетевые и дренажные насосные станции, магистральные камеры, пограничные камеры, тепловые, пункты и трубопроводы. Мнемоническая схема рассматривается как информационная модель контролируе- мого объекта и строится по принципу соблюдения аналог ии между контролируе- мым объектом и ею отображением на мнемосхеме. Мнемоническая схема на щите содержит основные элементы контролируе- мых объектов, позволяющие диспетчеру су- дить о состоянии сооружений и сети Диспетчерские щиты оборудуются мало- габаритной аппаратурой специального испол- нения, что позволяет при сравнительно небольших размерах диспетчерских щитов воспроизводить на нйх детальные схемы ма- гистральной тепловой сети. Вместе с тем щиг должен обеспечить наглядность 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 боль- шинстве случаев применяется мимический щит. На мимическом щите мнемосхема выполняется с применением поворотных элементов, сигнализирующих положение контролируемого коммутационного оборудо- вания (задвижек, выключателей). Несоот- ветствие положения мне.мосимвола на щите действительному положению оборудования сигнализируется горением спокойным или мигающим светом лампы, встроенной в по- воротный символ. На световом щите мнемосхема выпол- няется на двухцветных световых табло (ламп, встроенных в символ контролируе- мого оборудования). При этом включенное (открытое) положение оборудования сигна- лизируется зеленым светом, а отключен- ное (закрытое) — красным. Несоответствие сигнализируется .миганием символа объ- екта. Целесообразность применения мими- ческих или световых щитов определяется в каждом отдельном случае проектной ор- ганизацией. Схемы тепловой сети подвержены частым изменениям, дополнениям и расширению. Поэтому по своему конструктивному испол- нению наиболее приемлемым является сек- ционный диспетчерский щит мозаичного типа. Щит собирается из отдельных секций, количество которых определяется габарита- ми воспроизводимой схемы. Схема тепловой сети набирается на щите из напорных мнемонических элементов (символов). Набор- ные мозаичные мнемонические символы от- ражают в условной форме различное техно- логическое оборудование: задвижки, насосы, выключатели и т. п. Мозаичные элементы могут легко извлекаться из гнезд в секциях щита, переставляться или заменяться други- ми элементами. С помощью специальных диспетчерских навесных шаков на схеме отражается оперативное состояние не- переключающегося технолог ического обору- дования. Конструкция секционных диспетчерских щитов мозаичного типа, выпускаемых про- мышленностью, обеспечивает воспроизве те- ние информации как по принципу «темною щита» (мимические), так и по принципу «светлого щита» (световые). Диспетчерский пульт является основным рабочим местом диспетчера Применение в тепловых сетях общего диспетчерского полукомплекта устройства те темеханики оп- ределило функциональную роль диспетчер- скою пульта как основного места теле- механической информации. Конструктивными элеменгами пульта являются: рабочий стол диспетчера, тумба с командно-сигнальной аппарагурой, тумбы с аппаратурой диспетчерской связи, приставка с приемными измерительными приборами. На тумбе с командно-сигнальной аппара- турой размещаются общее табло аварипно- предупредительной гелесиг нализации и функ- циональные блоки с кнопками, ключами и световыми элементами. Табло аварийно-предупредительной геле- сигнализации используется для поочередной расшифровки сигналов, поступающих с объек- тов тепловой сети. Появление сигнала со- провождается горением мигающим светом лампы несоответствия у объекта на щите. С помощью соответствующих кнопок пуль- та подключаются цепи телемеханики дан- ного объекта к общему табло аварийно-пре- дупредительной телесигнализации и произво- дится расшифровка сигнала. В состав функциональных блоков входит: блок выбора объекта (ТЭЦ, насосные 346
станции, камеры и т. п.), блок выбора номера объекта, блок выбора параметра телеизме- рения, блок выбора прибора телеизмерения, блок подключения табло аварийно-предупре- дительной телесигнализации, блок телеуправ- ления оборудованием и телесигнализации ее положения, блок телерегулирования, блок контроля аппаратуры телемеханики и каналов связи. С помощью упомянутых блоков последовательными операциями кнопками осуществляется коммутация цепей телеме- ханики любого объекта для воспроизведения информации и посылки команд телеуправ- ления и тетерегулирования Автоматизированная система управления теплоснабжением. Развитие теплофикации крупных городов сопровождается примене- нием максимальных диаметров трубопрово- дов и увеличением радиуса действия магистральных водяных сетей. Увеличивает- ся количество и мощность источников теплоты и их теплофикационных устройств. Появляются крупные объекты матисграль- ных тепловых сетей, каждый из которых представляет собой относительно сложный комплекс технологического и электротехни- ческого оборудования. Все это приводит к усложнению эксплуатации тепловых сетей, особенно оперативно-диспетчерского управ- ления. Для диспетчерског о управления техноло- гическим процессом необходимо доставлен- ную информацию автоматически обработать и представить диспетчеру в удобной для принятия решения форме Это решается с помощью современных средств вычислитель- ной техники В энергосистемах эту задачу намечается решать с помощью автомати- зированной системы диспетчерского управле- ния (АСДУ), в теплоэнергетических пред- приятиях местных Советов через автомати- зированные системы управления технологи- ческими процессами (АСУ ТП) Задача АСДУ состоит в улучшении качества диспетчерского управления путем привлечения дополнительной информации, обрабатываемой в приемлемые сроки с по- мощью ЭВМ, для оперативного выполнения режимных вопросов. Автоматизированная система диспет- черского управления включает в себя: систему средств вычислительной техники, обеспечивающую возможность обработки и воспроизведения информации, проведения анализа работы системы теплоснабжения и расчетов; математическое обеспечение комплексно- го характера, т. е. комплексные взаимо- увязанные алгоритму и программы для решения режимных задач и расчетов, а также для связи с другими подсистемами АСУ предприятия тепловых сетей; систему информационного обеспечения, осуществляющую автоматический сбор ин- формации и состоящую из датчиков ГИ-ТС, устройств доставки информации (устройств телемеханики и аппаратуры передачи данных), каналов связи, командной аппаратуры на пунктах управления и исполнительных орга- нов на контролируемых пунктах для ТУ-ТР, систему средств отображения информа- ции на диспетчерском пункте, соответствую- щую новым задачам и обеспечивающую эффективность оперативно-диспетчерского управления. Средства вычислительной техники целе- сообразно разделить на оперативно-инфор- мационный комплекс (ОИК), обеспечиваю- щий автоматизацию сбора, обработки и отображения информации, контроль за теку- щим режимом работы теплосети, выпол- нение расчетов, необходимых для опера- тивного управления нормальными и аварий- ными режимами, и вычислительный комплекс (ВК) для выполнения расчетов, необходи- мых для долгосрочного и краткосрочного планирования режимов работы теплосети, а также для обслуживания других под- систем АСУ теплосети. Технические средства ОИК АСДУ долж- ны: иметь развитую систему устройств для непосредственной связи с объектами управле- ния с целью приема и обработки инфор- мации в темпе процесса; иметь достаточный объем быстродействующей внешней памяти на магнитных дисках; обеспечить простое и удобное обращение с ОИК диспетчер- скот о персонала посредством электронно- лучевых трубок (ЭЛТ) и других специализи- рованных устройств; обладать высокой на- дежностью, необходимой для решения задач оперативного 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, возла- гаемыми на ВК АСДУ, его технические средства должны обеспечивать: достаточно высокую производительность; большой объем внешней памяти на магнитных дисках и лентах, удобство обращения к ВК посредст- вом ЭЛТ. графопостроителей и др.; возмож- ность обмена информацией с ОИК. В составе ВК предусматривается использова- ние одной из средних моделей ЭВМ се- рии ЕС Для крупных тепловых сетей энерго- систем, где принята двухступенчатая струк- 13* 347
тура диспетчерского управ ’ния, рекомен- дуйся следующее оснащение диспетчерских пунктов средствами вычислительной техни- ки на РДП устанавливается только ОИК на базе двух микро-ЭВМ серии СМ на ЦДП — ОИК на базе двух малых ЭВМ серии СМ и ВК на базе одной средней модели ЭВМ серии ЕС В этом сгхчае между ОИК каждого РДП и ОИК ЦДП обеспечи- вается межмашинный обмен информацией Возможен вариант когда в качестве ВК для теплосети Moryi быть использованы ЭВМ установленные в вычислите 1ьных центрах энергосистемы Выбор комплекса средств вычислитель ной техники в каждом конкретном случае определяется размерами предприятия тепло- вых сетей, соотношением задач оперативно- диспетчерского и других подсистем управ- ления АСУ предприятия теплосети, нати- чием каналов и другими ус ювиями Система информационного обеспечения осуществляет сбор и передачу информации В диспетчерском управ гении для этого используются устройства телемеханики, ап- паратура передачи данных (АПД) и геге- гайпы Для передачи алфавитно-цифровой ин- формации используются АПД и те гетайпы Каждый комплект АПД состоит из пере дат - чика и приемника Ввод информации в передающее устройство АПД осуществляется с помощью перфоленты с пульта оператора Вывод информации на приемном устройст- ве АПД осуществляв!ся на перфоленту или непосредственно в ЭВМ При необходимости с перфоленты может быть получена распечат- ка с помощью алфавитно-цифрового пе- чатающего устройства (АЦПУ) или телетайпа К средствам отображения информации на диспетчерском пункте, кроме диспет- черского щита и пульта, в условиях АСДУ относятся устройство индикации на экране ЭЛТ и АЦПУ, управляемые ЭВМ В задачу АСУТП теплоэнергетических предприятий местных Советов входит опе- ративное управление работой котельных групповых тепловых пунктов, насосных и других объектов, обеспечивающих оптималь- ное их функционирование АСУТП включает в себя такие же элементы, как и выше описанная АСДУ, но имеел более развитые системы локальной автоматизации процес- сов производства, отпуска, транспортировки, распределения и потребления теплоэнергии и горячей воды в котельных, тепловых пунк- тах и других сооружениях, подведомствен- ных теплоэнергетическому предприятию В зависимости от мощности тепло- энергетического предприятия структура ди- 348 спетчерскои службы можел быть также одноступенчатой с одним ДП или двух- ступенчатой с одним ЦДП и несколькими РДП Если вся тепловая нагрузка данного предприятия и ш часть ее присоединена к теп гоист очник} энергосистемы <1311), то в задачу рассматриваемой АСУТП и АС ДУ гепловых селей энергосистемы до гжен вхо- дить взаимный обмен информацией о со- стоянии и режимах работы оборудования находящихся в не ении диспетчерского пер- сонала диспетчерских пунктов АСУТП и АСДУ АСУТП состоит из двух подсистем - подсистемы производства и отпуска тепле вой энергии из теплоисточников и под системы транспортирования, распре теленпя и потребления тепловой энергии Основными комплексами задач решае- мых АСУТП, являются прот дозирование теплового потребления и оптимизация рас- пределения тепловых нагрузок между кот- лами, автоматический пуск и останов кот- лов, оперативное поддержание заданных оптимальных режимов работы тепловых сетей, автоматическое регулирование отпуска геп готы в тепловых пунктах и програм мное управление работой их оборудования с помощью ВК, оперативный контроль состояния тепловой сети, централизованный контро ть и учет технологических парамет- ров и состояния оборудования Рекомендации по выбору гредств вы- числительной техники для АСУГП аналогич- ны приведенным выше для АСДС Средства телемеханики и локальной автоматизации которые могут применяться в АС УТП геп го снабжения приведены в г i 6 > читывая значительную стоимость технических । редст? АСУТП, проектирование ее гребуег технике экономического обоснования Вариант структуры системы автомата зированного диспетчерскою управления теплоснабжением крупного города показан на рис 28 2 Теплоснабжение осуществляется от ТЭЦ Минэнерго СССР и от котельных геи гоэнергетическот о предприятия местного Совета На рисунке стрелками показаны информационные связи между диспетчерски- ми пунктами (ДП| и подведомственным объектами управ гения и информационные связи между ДП предприятий теплоснабже- ния 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 бо гее 8 на 1 КП), размещенных в ГТП, котельных и других объектах, поступает на КП, размещаемых на аналогия
Рис 28.2. Вариант структуры системы автоматизированного диспетчерскою управления теплоснабжением крупного города: РЭУ — районное энергоуправление, ТС ЭС — тепловые сети энергосистемы; ТПМС — тепло- энергетическое предприятие местного Совета; ОДС — обьединенная диспетчерская служба жилищного 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 юрод- ской телефонной сети (П). На ДП и ряде объектов с персоналом (на рисунке в котель- ной К2) размешены видеотерминалы. Объемы телемеханизации объектов в предприятиях тепловых сетей энергосистемы 1 Теплоподготовительная установка ТЭЦ Телеизмерение — давление, температура и расход теплоносителя в подающих и об- ратных трубопроводах, отходящих от ТЭЦ; расход подпиточной воды; содержание кисло- рода и солей жесткости в подпиточной и сетевой воде. Телесигнализация — разбаланс расхода се- тевой воды, увеличение расхода подпиточ- ной воды сверх установленного предела; аварийное отключение котла; положение головных задвижек. 2 . Насосные станции на сетях Телеуправление — включение и отключе- ние сетевых насосов, управление головными задвижками. Телерегулированне — задатчики уставок регуляторов давления. Телеизмерение - давление воды до и пос- ле 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
ГТП1 дп тпмс 1ПКП ГТП4 6ПКП гтпз 5ПКП ТК1 4Ш ГТП2 2ЛКП XI зпкп тм зпкп 5ПКП 4ПКП 6ПКП ГТП12 2ПКП ГТП13 1ПКП ГТП11 зпкп ГТП10 4ПКП ЭВМ АЦВТ Рис 28 3 Вариант структуры комплекса технических средств АСУТП теплоснабжения с использованием средств телемеханики ТК-210 I II — канаты связи ТМ — комплекс сректв телемеханики ТК-210 с контролируемыми пунктами (КП) и периферийными контролирующими пунктами (ПКП) ТК — теп ювая камера К — котетьная Н — насосная станция АЦВТ - алфавитно-цифровой видеотерминал АТС - автоматическая те тефонная станция М1 1КП гтпв ГТП9 5ПКП Аварийно-предупредительная телесигнали- зация — аварийное отк печение сетевого насо- са, автоматическое включение резервного насоса, аварийное отключение кабельной линии 6—10 кВ и автоматическое включе- ние секционного выключателя 6—10 кВ, пре- дельное значение давления (минимальное в подаюшем трубопроводе и максимальное в обратном), срабатывание клапана рассечки превышение допустимой температуры под- шипников сетевых насосов, неисправность схемы АВР насосов, оперативных электри- ческих цепей управления и телемеханики, предельное значение влажности воздуха в насосной, работа охранной сигнализации 3 Крупные дренажные насосные Телесигнализация — состояние дренаж- ных насосов, предельный (максимальный) уровень дренажных вод, неисправность опе- ративных цепей управления и автоматики вводов электропитания и насосов, работа охранной сшнализации 4 Узловые камеры на магистралях Телеуправление — управление магист- ральными секционирующими задвижками Телеизмерение — давление в подающем и обратном трубопроводах, температура воды в подающем и обратном трубопро- водах на ответвлениях от магистрали Телесигнализация — положение магист- ральных задвижек (в том числе остановка в 350 промежуточном положении), появление воды на полу камеры, неисправность питания электрических цепей управления, автоматики и телемеханики, работа охранной сигнали- зации 5 Групповые теп говые пункты Телеуправление — включение и отключе- ние смесительных и других насосов, откры- тие и закрытие головных задвижек Телерегулирование — задатчики уставок регуляторов давления в подающем и об- ратном трубопроводах, задатчик уставок регу- лятора температуры в подающем трубо- проводе на выходе из ГТП Телеизмерение — давление воды в подаю- щем трубопроводе до и после регули- рующего клапана и обратном трубопроводе на всасе смесительных насосов, темпера- тура воды, подаваемой на системы отопления и горячего водоснабжения, и в обратном трубопроводе, расход сетевой воды токи электродвигателей смесительных и других насосов Телесигнализация — положение смеси- тельных насосов и задвижек на их нагнетательных патрубках положение задви- жек до и после ГТП Аварийно-предупредительная телесигнали- зация — аварийное отключение насосов и включение резервных, работа АВР электропи- тания, автоматическое отключение (отсечка)
ГТП от магистральных сетей с переходом на автономную работу; предельное значение давления в подающем трубопроводе после регулирующего клапана, в обратном трубо- проводе и в водопроводе, температуры воды на горячее водоснабжение; работа сброс- ного клапана, превышение допустимой темпе- ратуры подшипников насосов; неисправность оперативных электрических цепей управле- ния, автоматики, телемеханики; работа по- жарной 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 подаю- щем трубопроводе и регулятора перепада давлений воды на выходе. Телеизмерение — давление и расход воды в подающем и обратном трубопроводах каждой магистрали; температура в подаю- щем трубопроводе (при наличии общих коллекторов — одна точка) и в обратном трубопроводе каждой магистрали; уровень воды в баках-аккумуляторах. Телеизмерение интегральное (для район- ных котельных) — расходы топлива (газа) и электроэнергии, расход отпущенной тепловой энергии по каждой магистрали, расход под- питочной воды. Телесигнализация — положение регули- рующих клапанов регуляторов температуры и перепада давления воды. Аварийно-предупредительная телесигнали- зация — предельные значения давления воды в обратном трубопроводе каждой магист- рали, расхода подпиточной воды, темпе- ратуры воды на входе в каждый котел. 2. Котельные групповые без обслужи- вающего персонала Телеизмерение — температура воды в по- дающем трубопроводе. Аварийно-предупредительна я телесигнали- зация — общий сигнал нарушения нормаль- ною 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 объ- ектов жилищного хозяйства с учетом нали- чия или отсутствия групповых тепловых пунктов.
При южение 1 Основные данные по температурам наружного воздуха и продолжительности отопительного периода для городов СССР Наименование городов Температуры наружного воздуха, ~С Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха Средне! одовая _ Абсолюция мини- ма гьная 1 Средняя наиболее холодной пятиднев- ки Средняя наиболее холодного пери- ода Средняя наиболее: ХОЛОДНО! о месяца . 1 «.8 С 0 с Продолжи- । ельнос । ь, CV1 С редняя темпера i ура, С' J Продолжи- lejibnocib. су 1 Средняя [емпература, С Северо-Западный экономический район (РСФСР) Петрозаводск 2,2 -40 -29 -15 - 10,6 242 -3.3 260 -2.4 Сыктывкар ОЛ -51 -36 -20 -15,1 244 -6,1 263 -5,0 Архангельск 0,8 -45 -31 -19 -12,5 251 -4,7 272 -3,6 Нарьян-Мар 1.2 -51 -34 - 19 - 14,0 237 -5,5 260 -4,2 Котлас -3,5 -51 -37 — 25 -16,8 285 -7,5 310 -6,1 Вологда 2,2 -48 -31 - 16 -11,8 228 -4,8 250 -3.3 Ленинград 4,3 -36 -26 -11 -7.9* 219 -2,2 242 -1,1 Мурманск 0,0 -37 -27 -18 -10,1 281 -3,3 303 -2,4 Новгород 3,9 -45 -27 -12 -8.6 220 -2,6 240 - 1,6 Псков 4,6 -41 — 26 - И -7,5 212 -2,0 233 - 1,0 Центральный экономический район (РСФСР) Брянск 4,9 -42 -26 - 13 -8,5 206 -2,6 224 - 1,8 Владимир 3,4 -48 -28 - 16 - 11,4 217 -4,4 233 -з,з Иваново 2,7 -46 -29 - 16 - 11,8 217 -4,4 242 -3,5 Калинин 3,3 -50 -29 -15 - 10,4 219 -3,7 239 -2,6 Калуга 3,8 -46 -27 - 14 -10,0 214 -3,5 231 -2,6 Кострома 2,7 -46 -31 -16 - 11,8 224 -4,5 241 -3,5 Москва 3,8 -42 -26 - 15 -10,2 213 -3,6 230 -2,7 Орел 4,6 -39 -26 - 13 -9,2 207 -3.3 223 -2,4 Рязань 3,9 -41 -27 - 16 -11,1 212 -4,2 226 -3,3 Смоленск 4,4 -41 -26 - 13 -8,6 210 -2,7 227 -1,9 Тула 4,2 -42 -27 -14 -10,1 207 -3,8 224 -2,8 Ярославль 2,7 — 46 -31 -16 -11,6 222 -4,5 243 - з,з Волго-Вятский экономический район (РСФСР) Йошкар-Ола 2.3 -47 -34 -18 -13,7 220 -6,1 237 -4,7 Саранск 3,7 -44 -30 -17 -12,1 210 -4,9 224 -4,1 Чебоксары 2.9 -44 -32 -18 -13,0 217 -5,4 232 -4,4 Горький 3,1 -41 -30 -16 -12,0 218 -4,7 234 -3,7 Киров 1,5 -45 -33 -19 -14,2 231 -5,8 249 -4,7 Центрально-Черноземный район (РСФСР) Белгород 6,3 -37 -23 -12 -7,6 196 — 2,2 213 -1.3 Воронеж 5,4 -38 -26 - 14 -9,3 199 -3,4 213 -2,6 Курск 5,4 -38 -26 -14 -8,6 198 -3,0 215 — 2,1 Липецк 5.1 -38 -27 - 15 -10,3 199 - 3,9 213 -3,0 Тамбов 4,8 -39 -28 -15 -10,8 202 -4,2 213 -3,5 Поводя кский эк ономиче скнй par юн (РСФСР) Стерлитамак 2,6 -48 -36 - 20 -15,2 210 -7,1 225 -6,0 Уфа 2,5 -44 -35 -19 -14,6 214 -6.6 229 — 5,6 Элиста 8,6 -34 - 23 -9 -6,7 176 -1.8 190 -0.9 Казань 2,8 -47 -32 -18 -13,5 218 -5,7 230 -4,9 Астрахань 9,4 -34 -23 -8 -6,8 172 -1,6 185 -0,8 Волгоград 7,6 -36 -25 - 13 -9,2 182 -3,4 196 -2,4 Камышин 6,5 -37 -26 -15 -11,0 189 -4.5 200 -3.7 Куйбышев 3,8 -43 -30 - 18 - 13,8 206 -6,1 219 -5.1 Пенза 3,9 -43 -29 -17 -12,1 206 — 5,1 221 -4,2 352
Продолжение приложения i Наименование юродов Температуры наружного воздуха, С Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха Сое теге ювая ! Абсо потная мини- мальная ( редняя наиболее хоподиои пятиднев- ки Средняя наиболее холодного пери- о (а Средняя наиболее ХОЛОДНОЮ | месяца <8 °C сю °C П родолжи- гельность сут Средняя юмперлу- ра. °C Продолжи- тельное^, сут Средняя температу- ра, °C Саратов 5,3 -41 -27 - 16 - 11.9 198 - 5.0 207 -4.3 Ульяновск 3.2 -48 -31 - 18 - 13,8 213 -5,7 227 -4,8 Северо-Кавказский экономический район (РСФСР) Махачкала 11.8 -26 - 14 — 2 -0.4 151 2,6 169 3,1 Нальчик 8,8 -31 -18 -5 -4,8 170 -0,4 188 0,5 Орджоникидзе 7,9 -34 - 18 -5 -5,0 175 -0.4 194 0,5 Грозный 10,1 -31 - 18 -5 -3,6 164 0,4 180 1,2 Краснодар 10,8 -36 -19 -5 - 1.8 152 1,5 170 2,3 Армавир 9.9 -34 -19 - 7 - 3,4 159 0,5 177 1,4 Майкоп 10,5 -44 - 10 -5 -1.7 154 1,7 172 2,5 Новороссийск 12.7 - 24 13 2,6 134 4,4 157 5,1 Сочи 14,1 - 14 -3 2 5,8 90 6.4 129 7,2 Туапсе 13,4 - 19 -7 4,4 113 5,6 141 6,4 Ставропо ib 9.1 -36 - 19 — 7 -3.7 169 0,3 190 1,2 Ростов-на-Дону 8П -33 22 — 8 -5.7 175 -1.1 188 -0,3 Каменск-Шахтинский Ростовской обл 8.2 -40 -24 - 10 — 6,6 178 - 1.7 194 -0,8 Уральский экономический район (РСФСР) Ижевск 2.1 -46 - 34 - 19 -14,2 223 -6,0 240 -5,0 Кхртан ),8 -49 -37 -24 - 18,5 217 -8,7 233 -7,4 Оренбург 3,9 -42 -31 -20 - 14,8 201 -8,1 213 -6,0 Пермь 1,5 -45 - 35 -20 -15,1 226 -6,4 246 -5,1 Кудымкар Пермской 0.8 -48 -37 -21 -15,7 233 — 6,6 251 - 5.5 обл Свердловск 1,2 - 43 -35 -20 -15,3 228 -6,4 246 -5,3 Челябинск 1,5 - 44 -34 -21 -16,4 218 -7,3 236 -6,1 Магнитогорск 1,2 -46 -34 -22 - 16,9 218 -7,9 236 -66 Западно-Сибирский экономический район (РСФСР) Барнаул 1,1 -52 -39 - 23 - 17,7 219 -8,3 235 -7,2 Бийск 0,5 -53 -38 -24 -18,2 222 -8,7 239 -7,5 Рубцовск Алтайского края 1,6 -49 -38 -23 -17,8 213 -8,5 228 -7,4 Кемерово -0,4 - 55 -39 - 24 - 19,2 232 -8,8 250 -7,6 Кисетевск Кемеров- ской обл 0,4 - 50 -39 -23 -17,7 228 -8,0 246 -6,8 Новосибирск -0.1 -50 -39 -24 - 19.0 227 -9,1 243 -8,0 Омск 0,0 -49 - 37 -23 -19,2 220 -9,5 237 - 8,2 Томск — 0,6 -55 -40 -25 -19,2 234 -8,8 252 -7,6 Тюмень 1,3 - 50 -37 -21 -16,6 220 -7,5 240 -6,2 Березово Тюменской обл. 3.8 - 53 -43 -27 -22,0 265 -9.0 282 -8,9 Салехард -6,4 -54 -42 -29 -23.6 285 - 11,0 302 - 10,3 Cypi ут -3,1 -55 -43 -28 - 22,0 257 -9,7 274 -9.0 Тобольск 0,0 -46 -39 -22 - 18,5 229 -8,4 249 -7,0 Ханты-Мансийск 1,4 -50 -41 -24 -19.8 248 -8.2 262 -7,8 Вос 1очно-Сибирский экономический район (РСФСР) Нижнеапгарск - ' 2 -47 -33 -25 -22,8 260 -9,7 277 -8,6 Улан-У лэ 1.7 -51 - 37 - 28 - 25.4 235 - 10,6 252 -9,6 Кызыл - 4,5 -58 -48 -37 -33,7 226 -16.6 242 -15,0 35
Продо 1жение приложения 1 Наименование городов Температуры наружного воздуха, °C Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха Среднегодовая J Абсолютная мини- мальная Средняя наиболее холодной пятиднев- ки Средняя наиболее холодного пери- од3 ' S Г ; Средняя наиболее холодного месяца <8 С < ЮС Продолжи- тельное 1 ь, cyi Средняя 1емперату- ра, "С Продолжи- тся ьность, сут Средняя температу- ра, °C Красноярск 0,5 -53 -40 -22 -17,1 235 -7,2 251 -6,2 Ачинск -0,2 -60 -41 -23 -17,9 238 -7,9 255 -6,8 Диксон - 11,5 -51 -41 -33 -26,3 365 - 11,5 365 -11,5 Дудинка - 10,2 -57 -46 -35 -28,0 302 - 14,6 317 - 13,5 Игарка -8,7 -64 -48 -34 -28,6 289 - 14,2 303 -13,2 Канск -0,7 -51 -42 -26 -20,2 238 -9,0 252 -8,0 Тура Красноярского края -9,5 -67 -55 -44 -36,7 270 - 17,4 286 -15,9 Иркутск -1,1 -50 -37 -25 -20,9 241 -8,9 260 -7,6 Бодайбо Иркутской обл. -5,6 -55 -47 -36 -31,8 257 - 13,9 271 -12,7 Братск -2,2 -57 -43 -30 -22,6 245 - 10,3 260 -9,2 Чита -3,1 -54 -38 -31 -27,7 238 - 12,4 255 -11,0 Агинское Читинской обл. -1,9 -51 -36 -26 -23,6 237 - 10,8 254 -9,4 Дальневосточный экономический район (РСФСР) Якутск - 10,3 -64 -55 -45 -43,2 254 -21,2 268 -19,7 Алдан -6,2 -51 -42 -32 -27,8 266 - 13,1 280 -12,4 Верхоянск -15,7 -68 -59 -51 -48,6 272 -25,2 287 -23,5 Вилюйск -9,3 -61 -52 -42 -38,2 260 - 18,8 274 -17,4 Тикси -13,4 -54 -44 -35 -33,3 365 - 13,4 365 -13,4 Владивосток 4,0 -31 -24 - 16 -14,4 201 -4,8 225 -3,4 Находка 4,3 -30 -20 -14 - 12,8 202 -4,0 226 -2,7 Уссурийск 2,6 -46 -31 -21 -20,3 198 -8,3 218 -6,8 Хабаровск L4 -43 -31 -23 -22,3 205 -10,1 223 -8,6 Комсомольск-на-Амуре -0,7 -50 -35' -27 -25,6 221 -И,2 240 -9,7 Николаевск-на-Амуре -2,4 -47 -35 -25 -23,9 246 -9,8 262 -9,0 Благовещенск 0,0 -45 -34 -25 -24,3 212 - 11,5 231 -9,9 Тында -6,5 -54 -42 -35 -31,7 254 -15,2 270 -13,9 Петропавловск-Кам дат- ский 1,9 -34 -20 - 10 -8,4 259 -2,1 282 - 1,2 Оссора Камчатской обл. -2,4 -48 -31 -20 -14,3 280 -6,2 301 -5,4 Усть-Камчатск -0,9 -42 -27 - 16 - 12,4 277 -5,0 299 -3,6 Магадан -4,7 -50 -29 -23 -21,0 278 -9,6 302 -8,1 Анадырь -8,0 -51 -40 -30 -22.8 307 - 11,3 329 -10,0 Александровск-Саха- линский 0,3 -41 -27 - 19 - 18,5 238 -6,2 260 -5,4 Оха Сахалинской обл. -2,4 -42 -29 -22 -19,9 266 -7,5 287 -6,5 Поронайск Сахалин- ской обл. 0,0 -42 -28 -20 -17,7 248 -6,0 273 -4,7 Южно-Сахалинск 2,1 -39 -24 - 15 - 13,8 233 -4,3 257 -3,1 Прибалтийский экономический район (Литовская ССР, Латвийская ССР, Эстонская ССР, Калиниградская обл. РСФСР) Рига 6,2 -31 -20 -8 -4,5 199 -0,4 221 0,6 Вильнюс 6,2 -37 -23 -9 -5,5 194 -0,9 213 0,0 Каунас 6,5 -36 -22 -8 -4,9 192 -0,5 211 0,4 Клайпеда 6,5 -35 -20 — 7 -3,4 194 0,4 219 1,3 Таллин 5,0 -32 -22 -9 -4,7 221 -0,8 244 0,4 Тарту 4,8 -35 -24 - 10 -6,5 214 -1,5 235 -0,5 Калининград 6,8 -33 -18 — 7 -3,4 195 0,6 218 1,5 354
Продо гжение приложения 1\ Наименование юродов Температуры наружного воздуха, С Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха Средне! олова я Абсолютная мини- мальная Средняя наиболее холодной пятиднев- ки Средняя наиболее холодного пери- ода Средняя наиболее холодного месяца . <8СС <10 °C Продолжи- 1ельность, су г Средняя !емпера гу- ра, “С Продолжи- ла ьн oct ь, сут Средняя температу- ра, С Белорусский экономический район (Белорусская ССР) Брест 7.4 -36 -20 -8 -4,4 186 0.4 205 0,8 Витебск 5,1 -41 -26 -12 -7,8 205 - 1,6 222 -1,4 Гомель 6,1 -35 -24 - 11 -6,9 197 - 1,3 2?2 -0,8 Гродно 6,5 -35 -22 -9 -5,1 193 -0.1 213 0,4 Минск 5,4 -39 -25 - 10 -6,9 203 - 1,2 220 -0,9 Могилев 5,3 — 42 -25 - И -7,5 204 -1,5 221 -1,2 Донецко-Приднепровский экономический район (Украинская ССР) Ворошиловград 8,0 -42 -25 - 10 — 6,6 180 -1,6 197 -0,6 Днепропетровск 8,5 -34 -23 -9 -5,4 175 -1,0 191 -0.1 Донецк 7,5 -37 -23 -10 -6,6 183 -1.8 198 -0,9 Запорожье 9,0 -34 -22 -8 -4,9 174 -0,4 190 0,4 Бердянск 9,6 -29 -19 — 7 -3,8 168 0,0 186 0,8 Кировоград 7,5 -35 -22 -9 -5,6 185 -1,0 202 -0,1 Полтава 7,0 -37 -23 - 11 -6,9 187 -1,9 202 -1,0 Сумы 6,0 -36 -24 - 12 -7,9 195 -2.5 212 - 1,5 Харьков 6,9 — 36 -23 - 11 -7.3 189 -2.1 205 -1,2 Юго-Западный экономический район (Украинская ССР) Винница 6,7 -36 -21 -10 - 6.0 189 - 1.1 207 -0,1 Луцк 7,2 -34 -20 — 8 -4,9 187 -0,2 207 0,8 Житомир 6,8 -35 -22 -9 -5,7 192 -0,8 207 0,1 Ужгород 9,6 -28 - 18 -6 -3,1 162 1,6 175 2,2 Ивано-Франковск 7,3 -34 -20 -9 -5,1 184 -0,1 202 0,7 Киев 7,2 -32 -22 -10 -5,9 187 -1,1 204 -0,2 Львов 6,7 -33 -19 — 9 -5,0 191 -0,2 211 0,7 Ровно 6,9 -36 -21 — 9 -5.4 191 -0,5 210 0,4 Тернополь 6,9 -34 -21 -9 -5.4 190 -0,5 208 0,4 Хмельницкий 6,8 -32 -21 -9 -5,6 191 -0 6 211 0,3 Черкассы 7,2 -37 -22 -9 -5,8 189 - 1.0 203 -0,1 Чернигов 6,5 -34 -23 - 10 -6,7 191 - 1,7 206 -0,8 Черновцы 7,8 -32 -20 -9 -5,0 179 -0,2 197 0,7 Южный экономический район (Украинская ССР) Евпатория 11,0 -28 -16 -3 -0,1 149 2,4 172 з,з Симферополь 10.2 -29 — 16 — 4 -1.0 158 1.9 179 2,8 Феодосия 11,7 -25 - 15 — 2 0,5* 144 2,9 168 3,7 Ялта 13,0 -15 -6 1 3,8* 126 5,2 157 5,9 Николаев 9.8 -30 -20 — 7 -3,5 165 0,4 182 1,2 Одесса 9,8 -28 -18 -6 — 2,5 165 1,0 183 1,9 Херсон 9,8 -32 - 19 — 7 -ЗД 167 0,6 184 1.4 Молдавская ССР Кишинев 9,4 -32 -16 -7 -3,5 166 0,6 183 1,4 Бельцы 8,7 -35 — 18 -8 -4.4 172 0,2 191 1,0 Закавказский экономический район (Азербайджанская ССР, Армянская ССР, Грузинская ССР) Азербайджанская ССР Баку 14,4 -13 -4 1 3,8 119 5,1 142 5,8 Астара 14,2 -13 — 4 2 4,3 НО 5,7 136 6,3 355
Продолжение приложения 1 — Наименование городов Температуры наружного воздуха, °C Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха Среднегодовая Абсолютная мини- мальная Средняя наиболее холодной пятиднев- ки Средняя наиболее холодного пери- ода Средняя наиболее ХОЛОДНО! о месяца <8 °C < 10 °C Продолжи- тельное!^ сут Средняя температу- ра С Продолжи- тельность, сут Средняя температу- ра. °C Кировабад 13,2 -18 -8 -1 1,1 -0,2 132 3,9 154 4,5 Степанакерт 10,9 -20 -9 — 2 155 2,9 173 3,4 Нахичевань 12,7 -30 -19 -6 -3.8 133 1,0 149 1,6 Армянская ССР Ереван Грузинская ССР 11,6 -31 - 19 -8 -4,0 139 0,5 159 1,5 Тбилиси 12,7 -23 -8 0 0,9 152 4,2 154 4,2 Кутаиси 14,5 -17 -3 3 5,2 121 6,8 123 6,8 Гагра 14,1 -13 — 2 4 6,2 124 7,5 126 7.5 Сухуми 14,1 -12 -3 3 5,2 122 7.0 124 7,1 Батуми 14,4 -8 -1 4 6,7 121 7,6 123 7,6 Казахстанский экономический район (Казахская ССР) Алма-Ата 8,7 -38 -25 - 10 -7,4 166 -2,1 181 -1,2 Актюбинск 3,6 -48 -31 -21 -15,6 203 -7,3 215 -6,3 Усть-Каменогорск Вос- точно-Казахстанской обл. 3,0 -49 -39 -18 -16,2 204 - 7,8 217 -6,7 Г урьев 8,0 -38 -26 -12 -10,1 182 -3,8 193 -2,8 Джамбул 9,0 -41 -26 -9 -6,0 167 -1,1 183 -0,2 Карсакпай Джезказган- ской обл. 3,9 -48 -31 -20 -15.4 200 -7,5 213 — 6,4 Караганда 2,3 -49 -32 -20 - 15,1 212 -7,5 225 -6.5 Кзыл-Орда 9,0 -38 -24 -12 -9,3 Гб8 -3,4 181 -2,5 Кокчетав 1,8 -51 -36 -21 -16,2 214 -7,9 228 -6,9 Кустанай 1,6 -51 -35 -22 -17,7 213 -8.7 226 -7,6 Форт-Шевченко Ман- И,1 -26 - 15 — 7 -3,2 158 0.6 173 1,4 гышлакской обл. Павлодар 1,9 -47 -37 -23 -17,9 209 -9,0 222 -8,0 Петропавловск Северо- 0,5 -53 — 36 -24 -18,7 221 -9,0 235 -7,9 Казахстанской обл. Семипалатинск 2,3 -49 -38 -22 -17,1 209 -8,2 224 -7,1 Талды-Курган 6,9 -43 -30 -16 -11,4 176 -4,4 192 -3,4 Тургай 4,1 -44 -32 -22 -17.0 196 -8,3 206 -7,4 Уральск 4,4 -43 -31 -18 -14,2 199 - 6,5 212 -5,5 Целиноград 1,4 -52 -35 -22 -17,4 215 -8,7 228 -7,7 Чимкент 11,9 -34 - 17 -6 -3,0 147 1,1 163 1,9 Среднеазиатский экономический район (Киргизская ССР, Таджикская ССР, Туркменская ССР, Узбекская ССР) Киргизская ССР Фрунзе 9,8 -38 -23 -9 - 5,6 157 -0,9 173 0.1 Пржевальск 5,5 -30 - 13 -8 -7,1 191 -1,9 213 -0,8 Нарын 2,5 -38 - 29 -19 -17,3 197 -6.9 220 -5.4 Ош 11,5 -31 - 13 — 7 -4,1 146 0,7 164 1,5 Таджикская ССР Душанбе 14,7 -27 -13 — 2 0,8 109 3,6 134 4,6 Куляб 16,4 -24 - 12 — 2 1,4 96 4,0 116 4,9 Курган-Тюбе 15,7 -26 - 13 — 2 0,9 97 3,8 121 4.8 Ленинабад 14,1 -27 -13 -5 -2,0 129 2.0 143 2.7 Хорог 8,7 -32 - 17 -8 -7,9 162 -3,1 180 -0,9 Туркменская ССР Ашхабад 16,3 -24 - 11 — 2 1,4 111 3,9 133 4,8 Красноводск 15,8 -17 -8 -0 2,9 109 4,6 133 5,5 356
Продо 1жение при южения 1 Н iименование юродов 1 емь^ратупы Т" наружного воздуха "С Отопительный период при среднесуточной температуре воздуха ! I ( редпчя наиботес холодной пяти шее j ки С ре гняя п тибо iee хо ю дпото пери- 1 ода ' "'1 Средняя наибо tec ХОЛО ШО1 о месяца 1 1 ( релнего тов я j Абы»люоыя мини 1 ма тьчая 1 ч8 “С < 10 °C Продолжи 1елыюс:ь, сут Средняя темпера гу- ра. С Продолжи гел ьность, сут Средняя темпера ту pa С Байрам-X ш 16.0 -26 - 12 -5 1.5 108 3.8 131 4,8 Таша уз 12,0 -33 17 -8 -4,7 150 -0,1 166 0,6 Чарджоу 15 2 -24 - 13 — 2 0,6 1 19 3 2 138 4,0 У збекская (СР Гашкепг 13,3 -30 -.5 -6 -0.9 130 2.4 151 3,4 Андижан 13,5 -29 - 14 -6 -3,0 128 1,3 147 2,3 Навои 14,3 -24 - 12 — 3 0,2 122 3 1 145 4,1 Джизак 14 2 - 32 - 17 5 -0,6 128 2,4 146 3,2 Гузар Кашкадарьин- 16,2 -26 -12 -3 2,3 101 4.5 126 5.2 скои оо t Наман) ан 13,4 -29 - 14 7 - з,4 131 1,2 148 2,1 Самарканд ’2 9 - зо '3 -3 -0 3 132 2,8 154 3.7 1 ермез 17,0 -25 19 -2 2.1 90 4,2 114 5,2 Сырдарья 12.6 -33 - 19 -6 -2.9 138 1,3 158 2,2 Фергана 1 ’,0 -28 - 15 -7 -3.2 134 1.3 152 2,3 Ургенч 11 9 -32 - 18 — 8 -4,8 152 - 0,1 166 0.7 Нукус 10,8 - 19 10 -6,4 158 - 1,4 174 -0,4 Приме1 а |яя 1 Табита соыавлеиа по данным СНиП 2 0101-82 «Строительная климатоло- гия и 1 eoihujHKa» [б] причем пя еретнеи 1емперагуры во кд ха наиболее холодной пятидневки при- н -ы значения. <.оо1ветсгв_,юшы обеспеченности 0 9. Приведенные в СНиП 2 01 01-82 значения этой 1 емператхры сои ветгвующие обеспеченности 0 98. сот мсно указанию норм с юдует принимать юлью iip i проецировании оы»бо оib^iciвенных объемов но сот тасованию с Госстроем СССР 2 Наибо iee холодны г месяцем го ia ня прицеленных в таблице значений средних reMnepaivp яв^етя кат правило янвгрь В отлет! mix с'учаях котта гакам месяцем является февраль, ли гначения множены так эм * При южение 2 Среднее мноюлетее число суток со средней суточной температурой наружного воздуха в различных интервалах {ля городов СССР Петрозаводск - 0,2 1,5 5,5 12,9 24,5 41,9 57,6 65,1 47.2 Сыктывкар 0.3 1,3 3.5 0,9 12,2 20,3 э2 8 44 9 48,5 49.9 43,8 Архангельск 0,1 0 3 1 5 4.1 9,1 18,3 31,0 44,6 58,4 57,6 51,1 Вологда — 0,1 1,3 3,2 7,3 15,5 27,7 41 7 52,3 55,2 44,0 Ленинград — 0,1 0,7 2,8 8,9 19,3 36,3 57,4 66,5 46,7 Мурманск — — 0.3 1,6 4,6 14 1 29.2 51,9 69,9 71,7 63,4 Новгород - 0.2 1,2 3,8 10,4 19 9 36,3 57,0 66,2 45,5 Псков - 0,1 0 8 2,7 7,8 18.1 Ч 2 55,3 67,1 49,0 357/
Продолжение приложения 2 Наименование городов -40 и ниже 1 - 39.9 -г -35,0 Интерв 77 алы те •1 о. мперат) 1- °'.®, £ о 1 1 (Р нару I- s7 жного 1- О'" о 1 1 воздуха 1 1 1 -4,9-г 0 \ 0Т + - 1‘0 + °. Число суток с температурой/Ч3 С5,г в указанных интервалах Центральный экономический район (РСФСР) Брянск 0,1 0,6 3.0 Н,1 21,6 35.8 51,7 57,1 43,6 Владимир — 0.1 0,5 1,9 6.3 14,1 24,9 40,5 51,5 51.1 40,8 Калинин — — 0,6 1,9 5,3 11,5 23,0 37,5 53,2 58,4 42,9 Кострома — 0,2 0.9 2,4 6,8 15,4 27,7 40,7 53.5 49,9 42,2 Москва — 0,1 0.6 1,8 5,1 13,7 23,9 38,4 53,5 53,7 42,6 Смоленск — — 0.1 0,9 3,3 10,1 20,1 36,6 55,9 56,9 43,4 Волго-Вятский экономический район (РСФСР) Йошкар-Ола — 0.6 1,9 4,9 9.4 18,0 29,8 41,4 45.3 45,9 40,6 Г орький — 0,1 0,8 2,4 6,4 16,7 28,4 42,0 51,6 44,6 42.1 Киров — 0.3 2,1 4,6 10,8 21,2 33,7 43,9 48,2 44,5 40,1 Центрально-Черноземный экономический район (РСФСР) Воронеж — — 0.2 1,1 4,3- 12,9 21,2 35,4 50,8 48,7 36,3 Курск — — 0,3 1,2 4.6 14,2 27,8 47,5 56,0 39,2 30,8 Тамбов — — 0.2 1,8 5,3 14,2 24.5 39,5 50.9 46,2 37,2 Поволжский экономический район (РСФСР) Уфа — 0,3 1,3 4.9 11,5 22,5 33,1 41,4 41,5 38,9 33,3 Казань — — 0,8 3,6 9,2 19.2 30,6 39,6 45,0 43,5 35,2 Астрахань — — — 0,2 1.7 5,4 13.7 26,2 47.5 50,1 37,4 Куйбышев — 0,2 0,6 2,9 10,1 20,2 33,5 40,1 44,1 33.1 35,0 Пенза — 0,1 0.5 2,0 6,9 17,6 30,5 41.1 49.7 38,6 36,5 Саратов — 0,1 1,5 8,1 18,0 27,3 36.8 44,4 40.9 33,9 С еверо-Кавказский экономический район (РСФСР) Орджоникидзе — — — — 0,2 2,1 7,6 24,2 55,1 54,8 47,7 Краснодар — — — — 0,9 2,1 5,4 13.3 35,9 53.9 50,2 Новороссийск — — — — — 0,3 1,7 6.6 20,7 44,8 68,4 Сочи — — — — — — — 0,2 4,1 33,9 76,4 Ростов-на-Дону — — — 0,2 1,4 4,8 11,7 23,9 45,4 54.2 41,6 Уральский экономический район (РСФСР) Оренбург — 0,1 1,2 5,0 14,0 23,9 31,3 35,3 39,1 35,1 29,9 Пермь од 0,6 2,4 5,9 12,1 21,4 34,1 43,2 44,5 43,2 38,7 Свердловск — 0,3 1,7 5,8 12,2 24,2 37,3 43,5 42,1 40,2 41,1 Челябинск — 0,3 1,3 5,3 14,8 24,6 34,9 40,6 38,3 37,5 35,7 Магнитогорск — 0,2 1,7 6,9 17,6 28,8 36,7 37,2 34,5 35,8 37,0 Западно-Сибирский экономический район (РСФСР) Барнаул 0,4 1,5 5.0 10,6 17,3 25,6 33,0 36,2 34,8 34,9 35,5 Кемерово 0,4 к 2,9 6,1 13,4 18,8 28,2 32,6 33,9 35,1 36,5 40,2 Новосибирск 0,6 2,5 5,1 11,9 20,2 28,8 33,7 33,4 32.6 35,7 37,8 Омск 0,2 2,4 5,4 12,1 19,5 29,6 34,2 34,4 31,8 33,9 32,9 Томск 1,1 3,3 6,4 И,1 18,4 28,3 34,9 35,4 35,8 38,2 37,7 Тюмень 0,2 0,8 3,8 7,5 15,9 24,8 35,2 38,8 37,0 40,1 37,2 Тобольск 0,4 1,5 4,8 9,4 18,5 28,7 35,1 37,8 37,3 36,9 37,1 158
Продолжение при южения 2 Интервалы температур наружного воздуха Наименование городов | - 40 и ниже 1 29,9 - -25,0 77 19,9 - 1 -15,0 ! \ . •1 О', О 1 i - 9,9 - - 5,0 - 4,9 - 0 1-0.1 - ч 5,0 । ; 1 э. 7- + Число суток с температурой ^р суг в указанных интерва так Восточно-Сибирский экономический район (РСФСР) Улан-Удэ 0,5 2,6 9,9 21,3 32,0 31,9 27,5 22,8 29.3 37,2 37,7 Кызыл 13,0 14,1 24,1 27,5 25,3 19,9 18,3 16,5 18,1 26,0 34,3 Красноярск 0,9 2,3 4,9 10,0 15,6 23,2 33,6 37,7 39.8 39,8 41,7 Дудинка 11,2 15,6 20,8 29,0 48,3 38Д 32,7 28,2 31,9 39.0 40,1 Иркутск 0,2 1.9 5,1 12,0 24,3 35,5 35,1 29,2 30,8 39,5 42,2 Братск 3,7 6,0 10,6 17,2 21,4 29,1 31.6 29.2 32,7 38,4 40.8 Чита 0,8 4,6 13,9 24,7 30.0 30,4 26,0 22,2 28.8 33,9 38,4 Дальневосточный экономический район i РСФСР) Якутск 53,3 25,4 23.8 18,9 17,1 15.4 16,0 19,0 22,4 25.1 29,5 Владивосток — — — 0,2 4.8 21,5 35.0 33,6 37,9 39,0 48,9 Хабаровск — 0,1 1,5 12,5 24,7 29,3 36,1 30,8 24,3 24.8 30,5 35.4 Комсомольск-на- Амуре — 1,0 11,6 29,0 28,9 25,4 21,6 24,7 36,0 35,6 Пегронавловск- Камчатский — — — — 1,6 8.0 30,7 54,5 77,5 65,0 70,7 Анадырь 0,6 5,3 17,5 26,8 30.9 35,3 33,5 36,0 45,1 46,0 50,9 Поронайск Сахалин- ской обл. — -- 0,1 3,7 17,5 31,0 37,4 36,3 40,7 52,5 52,3 Прибалтийский экономический район (Латвийская ССР, Литовская ССР. Эстонская ССР Калининградская обл. РСФСР) Рига — — — 0,3 0,9 3,8 11,7 24,3 50,1 76,2 53,0 Вильнюс — — — 0,3 1,0 4,6 12,0 26,4 52,9 71.1 49,2 Таллин — ““ 0,2 0,9 4,5 13,8 29 8 59,4 76,7 54,5 Белорусский экономический район (Белорусская ССР) Витебск — 0,1 0,1 0,9 2,9 7,5 17,7 32,8 55,1 62 4 46,4 Минск — — 0,4 2,0 6,5 15.9 30,6 57.1 65.0 } 47,2 Донецко-Прнднепровский экономический район (Украинская ССР) Ворошиловград — — 0,1 0,4 2,3 6,5 14,9 26,6 44,9 56.9 41,5 Кировоград — — — 0.1 0.9 4,4 12,5 25,9 48.0 60.4 42,9 Харьков — — — 0.5 2,0 7,6 16.4 31,1 50,5 54? 38,9 Юго-Западный экономический район (Украинская ССР) Киев — — — 0,1 0.9 4,9 13.4 27,9 52,3 60,4 43,6 Львов — — 0,1 0,2 1,4 7.0 20,7 49.3 67.7 52,7 Южный экономический район (Украинская ССР) Симферополь - — — — 0,1 0,8 3.7 14,1 36.4 58,5 57,8 Ялта — — — — — — — 0,9 11,0 52,1 81,3 Николаев •— — — — 0,4 2.1 8.4 18,7 41,9 60,6 46,5 Одесса — — — — 0,2 1.0 5,0 16,3 38,2 65,1 54,1 359^
Продолжение приложения 2 Наименование городов Интервалы температур наружного воздуха /я. С -40 и ниже 1- c/jX 1 1 - 34,9 - -30,0 -29,9 - -25,0 - 24.9 -20,0 - 19,9 -- 1 -15,0 1 1 1 I -9,9 ч -5,0 I- + 0.1 + +5,0 Н—F Число суток с температурой /ярсут в указанных итервалах Кишинев Молдавская ССР - | - | 0,2 | 2.1 | 8,0 | 17,8 | 40.1 I 63.2 I 49.2 Закавказский экономический район (Азербайджанская ССР, Армянская ССР, Грузинская ССР) Баку — — — — — — — 0,6 7,8 57,2 ’’lA Ереван — — — — — 1,2 5,7 12,7 41,9 48,8 47\5 Тбилиси — — — — — 0,3 2,5 21,4 67,5 60,9 Сухуми — — — — — — — 0.1 2,6 30,9 70 9 Батуми — — — — - — 1.6 30.1 "9.2 Казахстанский экономический район (Казахская ССР) Алма-Ата — — 0.1 0,4 1,8 6.8 16,2 30.7 45,8 41,7 37,9 Актюбинск 0,1 0,2 1,5 6,4 16.4 24,7 30,2 35.5 34,8 33,9 30.8 Гурьев — — 0,2 0,9 4,9 12.2 19,9 32.4 45.9 41.8 32,5 Караганда — 0.4 1,6 6.4 14,2 27.9 34.6 38.7 37.9 32,4 32,6 Кустанай 0.1 0,7 3,1 10,8 19,4 28,6 33,9 34,4 30,8 32.5 32,1 Павлодар 0,2 1,4 4,8 10.6 20,5 26.1 32.5 32,7 30.4 31,3 33,7 Семипалатинск 0,4 1,9 3,8 8,3 16.0 14,2 29,0 34,6 33,9 31,3 31.2 Уральск — 0,1 0,9 5.0 12,0 20,3 29,3 34,8 41.6 35,5 32,3 Целиноград 0,2 1.0 2,7 9,7 20,4 28,6 34,0 35,1 34,5 31,6 30,7 Среднеазиатский экономический район (Киргизская ССР, Таджикская ССР. Туркменская ССР, /Фрунзе Душанбе Красноводск Ташкент Самарканд Ургенч 1 i 1 1 1 1 Узбекская ССР) 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 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0,2 1,3 0,1 0,3 5,7 0,9 0,3 2,9 Примечание. Таблица составлена по данным «Спр; твочника по клима! у СССР> [99]. Приложение 3 Средние месячные и годовые температуры почвы на различных глубинах для городов СССР Температуры почвы. °C на глубине 0,8 м на глубине 1,6 м Наименование 1ородов Низшая средняя месячная (отопи- тельный период) Высшая средняя месячная (лет ний период) Средняя за год Низшая средняя месячная (отопи- тельный период) Высшая средняя месячная (летний период) Средняя за год Северо-Западный экономический район (РСФСР) Петрозаводск -0,4 13,4 5,0 0,8 11,4 5,1 Сыктывкар 0,2 12,7 4,7 0,9 10,2 4,6 Архангельск 0,7 13,1 5,2 3,82 6.22 5,02 Вологда 1,1 13,6 6,0 2,1 11,2 6,0 Ленинград 0,9 14,5 6,8 3,4 11,5 7,2 Новгород 2,5 Н,2 6,4 3,2 10,2 6.4 ^60
Продолжение приложения 3 Наименование городов Температуры почвы, °C на глубине 0,8 м на I чубине 1,6 м Низшая средняя месячная (отопи- тельный период) Высшая средняя месячная vлетний период) Средняя за год Низшая средняя месячная (о гопи- тельный период) Высшая средняя месячная (лет нии период) Средняя за год Центральный эконом ический район (РСФСР) Брянск 0,4 17,0 7,7 1,9 15,5 7.8 Калинин 0,8 14,9 6,8 2,1 12,8 6,7 Кострома 0,3 15,2 6,2 1,4 13,0 6.2 Москва -0,7 16.4 6,5 2,4 12,2 6,7 Смоленск 1,1 14,7 6,8 2,3 12,5 6,9 Волго-Вятский экономический район (РСФСР) Г орький 1 0,6 15,9 6,8 1,8 13 4 6,8 Киров 1 0,2 14,4 5,6 1,5 11,4 5,7 Центрально-Черноземный экономический район (РСФСР) Воронеж 0,8 17,0 8,1 3,0 14.0 8.2 Kypvr. 1 0 16,2 7,7 2,5 13,8 7,7 1 амбов 0,4 16,8 7,5 2,3 13,3 7,5 Поволжский экономический район (РСФСР) 0,7 15,9 6,7 2,1 12,0 6,7 К'1 таль -0,2 14,9 6,2 1,6 12,2 6,3 /Астрахань 2,4 22,7 12,4 5,9 19,1 12.4 Куйбышев -0,4 15,9 6,8 1,6 12,9 6,9 Пенза -0,4 16,4 6,9 1,9 13,3 70 Северо-Кавказский экономический район (РСФСР) Орджоникидзе 3,1 18,7 10,9 5,8 16,4 11,0 Краснодар 4,5 22,6 12,9 6,4 19,7 12,9 Новороссийск 3.9 21,4 12,4 5,8 18,7 12,2 Сочи 8,0 23,6 15,4 9,6 21,0 15,1 Ростов-на-Дону 1,8 20,8 10,8 4,7 17,0 10,8 Уральский экономический район (РСФСР) Оренбург -0,8 15,6 6,9 1.9 12,6 7,2 Пермь -0,1 13,6 5,3 1,1 10,8 5,2 Свердловск -0,1 13.5 5,5 1,2 Н,1 5,5 Челябинск -0,9 12,6 4,9 — — — Западно-Сибирский экономический район (РСФСР) Барнаул -2,0 15,1 5,3 1,2 12,4 6,1 Кемерово -1,9 12,9 3,9 0,3 9,5 4,0 Новосибирск -2,0 14,6 4,8 0,5 н,з 5,0 Омск -2,8 13,8 4,6 -1,0 13,4 4.5 Томск -1,0 13,4 4,5 0,7 10,9 4,8 36J
Продолжение приложения 3 Наименование Iородов Температуры почвы, С на глубине 0,8 м на глубине 1.6 м Низшая средняя месячная (отопи- тельный период) Высшая средняя месячная (летний период) Средняя За ГОД Низшая средняя месячная (о дли- тельный период) Высшая средняя месячная (летний период) Средняя за год Тюмень Тобольск -0,9 — 2,4 14,3 13,9 5.3 4,0 0,9 -0.9 11,9 14,3 5,4 5J Восточно-Сибирский экономический район (РСФСР) Улан-Удэ -10,2 15,4 3,0 -з,з 11,1 3.4 Кызыл -4,3 10,1 2,0 -0,8 6,4 2,2 Красноярск -5,3 12,4 2,7 -2,3 8.3 2 А Иркутск -2,2 11,8 3.2 0,3 7,9 3.1 Чита -12,2 13.6 1,1 — 7,6 9,5 1.1 Дальневосточный экономический район (РСФСР) Якутск - 14,1 9,6 -2,6 -7,9 1,5 -2.8 Владивосток -1,8 16,3 6,3 1,0 13,8 6,6 Хабаровск -7,0 18.1 4,4 — 2,3 13,5 4.5 Комсомольск-на-Амуре -4.1 14,4 3,8 -0*9 11,3 зл Петропавловск-Камчатский 0,4 11,2 4,6 1,1 9.6 4,6 Поронайск Сахалинской обл. 0,0 11,2 4 -Г, W 0,8 9.6 4.3 Прибалтийский экономический район (Латвийская ССР, Литовская ССР, Эстонская ССР. Калининградская обл. РСФСР) Рига 1,1 15,6 7.8 3,2 13.2 7,9 Таллин 1,5 13,5 6,8 2,6 11.8 6.9 Белорусский экономический район (Белорусская ССР) Витебск 0.6 15,9 ',2 2.1 13,8 7,3 Минск 0,5 17,8 8.2 2 2 15,2 8,1 Донеико-Приднепровский экономический район (Украинская ССР) Ворошиловград 0,8 21,2 10,4 3,4 17,6 10,3 Кировоград3 2,1 17,7 9,6 3,3 16,6 9,8 Харьков3 1.6 16,7 8,7 2.7 15,2 8,8 Юго-Западный экономический район (Украинская ССР) Киев 1,4 | 17, - 8,7 2,9 15,0 8,7 Южный экономический район (Украинская ССР) Симферополь4 4,5 19,5 11,6 6,9 16,5 11,5 Ялта 5,3 22,5 13,6 — — — Николаев 2,3 23,4 12,4 4,45 21,05 12,4 Одесса 3,1 20,5 11.8 4.9 18,3 11.8 Молдавская ССР Кишинев 2,0 22,5 11.7 4,6 19,6 11,8 Закавказский экономический район (Азербайджанская ССР, Армянская ССР, Грузинская ССР) Баку 8,3 27,3 17,3 11,7 23,3 17,3 Ереван 4,0 25,7 14,6 8,7 20,6 14,5 Тбилиси 5,5 23,5 14,1 8,5 20,0 14,2 Сухуми6 7,4 25,4 16Л 8,1 23,5 15,8 .62
Продолжение приложения 3 Наименование городов Температуры почвы, "С на глубине 0,8 м на глубине 1,6 м Низшая средняя месячная (отопи- тельный период) Высшая средняя месячная (летний период) Средняя за год Низшая средняя месячная (отопи- тельный период) Высшая средняя месячная (летний период) Средняя за год Казахский экономический район (Казахская ССР) Алма-А га 1,4 20,5 10,7 4,2 17,4 10,8 Актюбинск -1,8 19,8 8,3 1.2 16,7 8.5 Караганда - 1,6 17,8 7,1 0.9 14,4 7.1 Павлодар -5,3 17,6 6,1 — 1,6 14.6 6.3 Семипалатинск -4,3 19,4 7,4 — —- — Уральск -3,2 21.4 8,3 0,7 17,3 8.6 Целиноград -4,3 16,5 5.6 -1,6 13.0 5,4 Среднеазиатский экономический район (Киргизская ССР. Таджикская ССР. Туркменская ССР, Узбекская ССР) Фрунзе 2,3 25,7 13.3 5,9 21,3 13,3 Душанбе 6,1 26,2 15,8 8,7 22,8 15,7 Ташкен г 4,1 29,7 16,5 8,2 25,7 16,6 Самарканд 5,1 26,2 15,4 8,0 22,6 15,1 Ургенч 2,0 24,8 13,5 6,4 20,3 13,5 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. 5 Значения относятся к глубине заложения 1,2 м. ь Значения относятся к глубинам заложения 0.5 и 1,0 м.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Нормативные документы 1 . Перечень нормативных документов, утвержденных Госстроем СССР (по состоя- нию на 1 января 1986 г.). М ЦИТП Гос- строя СССР, 1986 2 . Система нормативных документов в строительстве Основные положения (СНиП 1.01.01-82*). Порядок разработки и утверж- дения нормативных документов (СНиП 1.01.02-83). Правила изложения и оформле- ния нормативных документов (СНиП 1.01.03-83*). М.: Сгройиздат, 1984. 3 Инструкция о составе, порядке разра- ботки. согласования и утверждения проектно- сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений (СНиП 1.02.01-85) 4 Инженерные изыскания для строитель- ства. Основные положения (СНиП П-9-78). М Стройиздат, 1979. 5 Нормы предо тжительносги строитель- ства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений (СНиП 1 04.03-85). М : Стройиздат. 1987. 6 . Строительная климатолот ия и геофи- зика (СНиП 2.01.01-82). М.: Стройиздат. 1983 7 Противопожарные нормы проектиро- вания зданий и сооружений (СНиП 2.01 02-85). М.; ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 8 . Строительная теплотехника (СНиП П-3-79**). М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986 9 . Естественное и искусственное освеще- ние (СНиП П-4-79). М.: Стройиздат, 1980. 10 Нагрузки и воздействия (СНиП ’.01.07-85). М. ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 11 . Строительство в сейсмических райо- нах (СНиП 11-7-81). М. Стройиздат, 1982. 12 . Здания и сооружения на подрабаты- заемых территориях (СНиП П-8-78). М.: Стройиздат, 1979 13 Защита oi шума (СНиП П-12-77). М.: Сзройизлат. 1978. 14 . Основания зданий и сооружений СНиП 2.02.01-83). М.. Стройиздат, 1983. 15 . Основания и фундаменты на вечно- аерзлых грунтах (СНиП 11-18-76) М. • Строй- тздат, 1977. 16 . Бетонные и железобетонные кон- струкции (СНиП 2.03,01-84). М.• Стройиздат, 985. 17 . Стальные конструкции (СНиП П-23- 81) М.. Стройиздат. 1982 18 . Защита строительных конструкций от коррозии (СНиП 2.03. 1-85). М - ЦИТП Госстроя СССР, 1986 19 Внутренний водопровод и канатиза- ция зданий (СНиП 2 04 01 85) М ЦИТП Госстроя СССР. 1986. 20 . Отопление, вентиляция и кондицио- нирование воздуха (СНиП 11-33-75*) М Стройиздат, 1982. ’ х 21 . Котельные ушановки (СНиП П-35- 76). М : Стройиздат, ’,977. 22 . Тепловые сети (СНиП 2.04 0‘,-86\ М. ЦИТП Госстроя СССР, 1987. 23 . Мосты и трубы (СНиП 2 05 03 84) М.. ЦИТП Госстроя СССР, 1985 24 . Метрополитены (СНиП II 40-80). М Стройиздат, 1981. 25 Туннели железнодорожные и авто- дорожные (СНиП П-44.78; М • Стройиздат, 1978. 26 Электростанции тепловые (СНиП 11-58-75) М. Стройиздат. 1976. 27 Планировка и зас’ройка городов, поселков и сельских населенных пунктов (СНиП П-60-75**). М. Сзрс-издат, 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 дошкольные учреждения (СНиП П-64-80). М.. С1ройиздаг, 1981. 31 . Общеобразовательные школы и шко- лы-интернаты (СНиП П-65-’З/СНиП II- Л.4-73) М.: Стройиздат. 1974, 32 Высшие учебные заведения (СНиП 11-68-78). М. Сгройиздат, 1979. 53 Магазины (СНиП П-77-80) М.: Стройиздат, 19ь1 34 Предприятия общественного питания. Нормы проектирования (СНиП П-Л 8-71). М.: Стройиздат, 1972 35 Лечебно-профилактические учрежде- ния (СНиП П-69-78) М.: Строки ща г, 1979 36 . Кинотеатры (СНиП П-73-76) М : Стройиздат. 1977 37 Клубы. Нормы проектирования (СНиП П-Л. 16-71) М.: Стройиздат, 1972. 38 Спортивные сооружения (СНиП П-76-’78). М Стройиздат, 19'79. 64
39 Гостиницы (СНиП П-79-78) М Стройиздат, 1978 40 Театры. Нормы проектирования (СНиП II Г1 20-69) М Стройиздат 1969 41 Предприятия бытового обслужива- ния населения (СНиП П-80-75) М Строй- издат, 1976 42 Здания конструкторских и проект- ных организаций (СНиП 11-83-78) М Строй- издат 1978 43 Здания управлений (СНиП 11-84-78) М Стройиздат, 1978 • 44 Сооружения промышленных пред- приятии (СНиП 2 09 03-85) М ЦИТП Гос- строя СССР, 1986 • 45 Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий (СНиП П-92-76) М Строииздаг, 1977 46 Организация строительного произ- водства (СНиП 3 01 01 85) М Стройиздат, 1985 47 Внутренние санитарно-технические си- стемы (СНиП 3 05 01-85) М ЦИТП Гос- строя СССР, 1986 48 Тепловые сети (СНиП 3 05 03-85) М ЦИТП Госстроя СССР, 1986 49 Инструкция по инженерным изыска- ниям дтя городского и поселкового строи- те тьства тСН 211-62) М Стройиздат, 1962 50 Инструкция о порядке проведения экспертизы проектов и смет на строитель- ство (реконструкцию) предприятий, зданий и сооружений (СН 213-73) М Стройиздат, 1477 51 Инструкция по типовому проекти- рованию (СН 227-82) М Стройиздат, 1983 * 52 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (СН 245 — 71) М Стройиздат, 1972 53 Временные нормы продолжительно- сти проектирования (СН 283-64) М Строй- издат, 1964 54 Указания по производству и приемке работ по строительству в городах и на про- мышленных предприятиях коллекторных тун- нелей сооружаемых способом щитовой про- ходки (СН 322-74) М Стройиздат 1975 55 Инструкция по разработке схем гене- ральных п танов групп предприятий с общими обьектами (промышленных узлов) (СН 387-78) М Стройиздат 1979 56 Инструкция по определению эконо- мической эффективности капитальных вложе- ний в строительство (СН 423-71) М Стройиздат 1972 57 Инструкция о порядке разработки новых и пересмотре действующих норм технологического проектирования (СН 470- 75*; М Стройиздат, 1981 58 Инструкция по проектированию тех- нологических стальных трубопроводов до р} = 10 МПа (СН 527-80) М Стройиздат, 1981 59 Перечень единиц физических вели- чин, подлежащих применению в строитель- стве (СН 528-80) М С1ройиздат, 1981 60 Инструкция о составе, порядке разра-1 ботки и утверждения схем теплоснабжения населенных пунктов с суммарной тепловой нагрузкой до 116 МВт (СН 531-80) М Стройиздат, 1982 61 Инструкция по проектированию теп- ловой изоляции оборудования и трубопро- водов промышленных предприятий (СН 542-81) М Стройиздат, 1983 62 Технические правила по экономному расходованию основных строительных мате- риалов (ТП 101-81*) М Стройиздат, 1984 63 Инструкция о составе порядке раз- работки, согласования и утверждения схем и проектов районной планировки и планировки застройки юродов, поселков и сельских населенных пунктов (ВСН 38-82 Госграж- данстрой) М Слройиздат, 1984 64 Нормы тепловых потерь изолирован- | ними поверхностями оборудования и тру- . бопроводов с положительными температу рами (ВСН 345-75/ММСС СССР) М ВНИПИ Теплопроект 1975 65 Нормы тепловых потерь при беска- нальной прокладке тепловых сетей (ВСН 399-79/ММСС СССР) М ЦБНТИ Мин- монтажспецстроя СССР, 1979 66 Нормы амортизационных отчисле- ний по основным фондам народного хозяй- ства СССР и положение о порядке планиро- вания, начисления и использования аморти- зационных отчислений в народном хозяйстве М Экономика, 1974 67 Нормы технологического проекти- рования тепловых электрических сланций (ВНТП-81/Минэнерго СССР М Изд МОТЭП, 1981 68 Положение о порядке формирова- ния, проектирования, планирования и фи- нансирования строительства объектов, об- щих для групп предприятий (промышлен-1 ного узла) М Стройиздат 1982 69 Положение о юсу тарст венной про- ектной и изыскательской организациях вы- полняющих работы для капитальною строительства М Стройиздат, 1970 70 Единые нормы продолжительности проектирования и строительства предприя- тий, зданий и сооружений и освоения проект- ных мощностей М Стройиздат, 1983 71 Госгортехнадзор СССР. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубо- проводов пара и горячей воды М Недра, 1970 72 Госгортехнадзор СССР. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосу- дов, работающих под давлением М Ме- таллургия, 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 (
_ к jvianuttUK и тепловых сетей Изд 2-е М Энергия, 1973 76 Правила техники безопасности при эбслуживании тетовых сетей Изд 3-е М Атомиздат, 1975 77 Инструкция по эксплуатации тепло- вых сетей М Энергия, 1972 78 Инструкция по учету отпуска тепла электростанциями и предприятиями тенто- вых сетей М Энергия, 1976 79 Правила технической эксплуатации тепловых сетей и тетовых пунктов М Строииздаг, 1973 80 Санитарные правша проектирования и эксптуагации систем централизованного горячего водоснабжения (№ 2270-80) М Минздрав СССР, 1980 81 Технические правила на проектиро- вание, строительство и приемку в эксплуа- тацию внутриквартальных коллекторов в г Москве М Изд Мосгорисполкома, 1983 Руководящие материалы 82 Руководство по проектированию го- родских у щц и дорог М Стройиздат, 1980 83 Руководство по проектированию но- вых городов М Строииздат, 1982 84 Руководство по проектированию ма- лых городов в системах рассетения М Строииздат, 1978 85 Руководство по составтению схем комптексногоиспотьзования подземного про ^странства крупных и крупнейших городов ,М Ст ротон дат, 1978 j 86 Руководство по комптексному проек- тированию схем перспективного развития (Инженерного оборудования в генератьных ' планах малых и средних городов М Сгрой- издат, 1978 87 Руководство по проектированию промыш генно-коммунальных зон в городах М Стройиздат 1982 88 Рекомендации по опреде гению нагру- зок на отдельно стоящие опоры и эстакады под трубопроводы М Стройиздат, 1973 89 Пособие по теплотехническим рас- четам санитарно-технических сетей прокла- дываемых в вечномерзлых грунтах М Стройиздат, 1971 90 Рекомендации по проектированию инженерных коммуникаций прокидываемых в торфах и илистых грунтах М Строй- издат, 1972 91 Руковотсгво по проектированию ком муникационных туннетей и канатов М Строииздат 1979 92 Руководящие указания к испотьзова- нию замыкающих затрат на топливо электри- ческую и тепловую энергию М Наука 1973 93 Инструкция по опреде тению экономи- ческой эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хозяйства (генери- рование, перепала и распредетение электри- ческой и тепловой энергии) М Энертия. 1973 уч Руководство по определению эконо- мически оптимального сопротивления теп- лопередаче ограждающих конструкций зда- ний раз точного назначения М Стройиздат, 1981 95 Руководство по проектированию теп- говых пунктов М Стройиздат, 1983 96 Пособие дтя изучения правил техни- ческой эксплуатации электрических станций и сетей (разд 4, 5) М Энергия 1980 97 Инструкция по защите тепловых сетей oi электрохимической коррозии М Строй- издат, 1975 98 Инсгрукция по защите городских под темных трубопроводов от электрохими- ческой коррозии М Стройиздат 1982 Справочные материалы 99 Справочник по климату СССР (вып 1-34) Л Гидромегеоиз гат 1964—1971 100 Справочник проектировщика Про- ектирование теп товых сетей/Под ред А А Николаева М Стройиздат, 1965 101 Справочник строителя тепловык се лей Под рсл С Е Захаренко Изд 2е М Энергоатомиздат, 1984 102 Мельников О. И., Ежов В. Т„ Бломштейн Л. А. Справочник монтажника сетей теплогазоснэбжения Изд 2-е Л Стройиздат, 1980 103 Справочник строителя Тепловая изо гяция Изд 4-е Под ред Г Ф Кузне- цова М Стройиздат, 1985 104 Защита мсга г гических сооружений от коррозии Справочник М Недра, 1981 105 Справочник по наладке п эксплуата ции водяных тепловых сет ей/В И Манюк Я И Кандинский, Э Б Хиж А И Манюк В К И гьин Изд 2-е М Оройиздат 1982 106 Ривкин С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водя- ною пара Справочник Изд 2-е М Энерго- атомиздат, 1984 107 Теп юэнергетика и гептотехника Общие вопросы Справочник Пол ред В А Григорьева и В М Зорина М Энергия, 1980 108 Теп гоэнерг етика и теплотехника Гепло- и массообмен Теплотехнический эк сперимент Справочник Под ред В А Гри- горьева и В М Зорина М Энергоиздаг, 1982 109 Тепюэнергетика и теплотехника Промышленная теп юэнергетика и гепло- гехника Справочник Пол ред В А Гри- горьева и В М Зорина М Энергоатом- издат, 1983 110 Справочник по проектированию ма гистра гьных трубопроводов Под ред А И lep Сакяи Л Недра, 1977 111 Автоматические приборы, регуля- торы и вычис тигельные системы Справоч- ное пособие Л Машиностроение, 1976 112 Справочник по автоматизации ко- те гьных Л М Файерштейн, Л С Этинген Г Г Гохбойм М Энергоатомиздат, 1985 166
Книги 113 Авраменко Ф. Методика нормирова- ния расхода топлива на оюп 1ение и хозяйст- венно-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. Строи- тельные конструкции М Стройиздат, 1980 116 Бродский Е. Ф Горячее водоснаб- жение при теплофикации Л Госстройиз- дат, 1961 117 Витальев В. П. Бескана шные про- кладки тепловых сетей Изд 2-е М Энер- гоатомиздат, 1983 118 Гибшман М. Е., Дедух И. Е. Мосты и сооружения на автомобильных доро! ах М Транспорт, 1981 119 Громов Н. К. Абонентские установ- ки водяных тепловых сетей М Энергия, 1968 120 Громов Н. К. Городские теплофи- кационные системы М Энергия, 1974 253 с 121 Зингер Н. М. Гидравлические и теп- ловые режимы теплофикационных систем Изд 2-е М Энергоатомиздат, 1986 122 Каменев П. Н., Сканави А. Н., Бо- гословский В. Н. и др. Отопление и вентиля- ция Ч I Отопление Изд 3-е М Строй- издат, 1975 Ч 11 Венлиляция М Строй- издат, 1976 123 Константинова В. Е. Надежность систем центрального водяною отопления в зданиях повышенной этажности М Строй- издат, 1976 124 Крашенинников А. Н. Автоклавный термоизоляционный пенобетон Л Госэнер- гоиздат, 1959 125 Крашенинников А. Н. Моно титная теплоизоляция из ячеистых бетонов и пласт- масс Л Стройиздат, 1971 126 Ланотышкина Н. П., Сазонов Р. П. Водоподготовка и воднохимический режим тепловых сетей М Энергоиздат, 1982 127 Лыков А. В. Явления переноса в капиллярно-пористых гетах М Гостехгео- ретиздат, 1954 128 Лямин А. А., Скворцов А, А, Про- ектирование и расчет конструкции теп товых сетей Изд 2-е М Стройиздат, 1965 129 Маковский Л. В. Городикие под- земныетранспортныесооруженич М Строй- издат, 1979 130 Нечаев Г. А. Новые способы изо- ляции теплопроводов подземной прокладки Л Энергия, 1972 131 Петров И. К., Солошенко М. М., ' Царьков В. А. Приборы и средеiва автомати- зации для пищевой промыш тенности М Легкая и пищевая промыш тепность, 1981 132 Правдин Б. Н. Ин тус гриа тьные спо- собы изоляции теплопрово юв Л Энергия, 1979 133 Рихтер I 1 и (рав шка (рубопрово- дов/Пер с нем Под ред Е П Шубина] М ОНГИ 1936 1 134 Скворцов А, А. Компенсационные устройства теп юфикационных трубопрово- дов М Госзнер! оиздат, 1961 И5 Скорое Б. М. Технико-экономиче- ские основы проектирования жилых, общест- венных, промыш leiiiibix зданий и населенных мест М Высшая школа, 1972 136 Соколов Е. Я. Теплофикация и теп- ловые сети Изд 5-е М Энергоиздат, 1982 137 Стрнжевский И. В., Сурис М. А. Защита подземных трубопроводов oi кор- розии М Энергоиздат, 1983 138 Хижняков С. В. Практические расчеты тепловой изоляции Изд 3-е М Энергия, 1976 139 Хлудов А. В. Горячее водоснабже- ние Изд 4-е М Госстройизлат, 1957 140 Цай 1, Н. Строительные конструк- ции Т 2 Железобетонные конструкции М Стройиздат, 1985 141 Центер Ф. Г. Проектирование теп- ловой изоляции электростанций и тепловых сетей Изд 2-е Л Энерт ия, 1972 142 Чистович С. А, Автоматическое ре- гулирование расхода тепла в системах тепло- снабжения и отоп тения М Стройиздат, 1975 143 Повышение эффективности работы систем горячею водоснабжения/Н Н Чи- стяков, М М Грудзинский, В И Ливчак, Е И Прохоров М Стройиздат, 1980 144 Чудновский А. Ф. Физика тепло- обмена в почве М Гостехтеоретиздат, 1948 145 Шубин Е. П. Основные вопросы про- ектирования систем теп тоснабжения горо- дов М Энергия 1979 146 Шубин Е. П. Проектирование город- ских тепловых сетей Ч 1 Основные прин- ципы 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 ус- тройства и расчет тепловой изоляции трубо- проводов М Госэнергоиздат, 1948 149 Jurgensonn Н. Elastizitat und Гestigkeit im Rohrleitungsbau Berlin Veilag J Springer, 1949 Статьи в сборниках и журналах 150 Ароне А. А. Конструкции и расчет теплопроводов Тепловые сети Работы на- учно-исследовательских институтов и про- мышленных opi тнизаций/Под ред Л Д Бермана и Б М Якуба М ОНГИ, 1936, С 5 -55 151 Конструкции прокладок тепловых сетей/В П Витальев, Р М Соколов, Л Н Степанян, С А Фейгин /Теплофикация СССР/Под ред С Я Белинского и Н К Громова М Энер! ия, 1977 С 213 — 234 152 Воронкова Н. А., Сафонов А. П Опыт эксплуатации прокладок трубопровод
дов в каналах//Эксплуатация городских теп- ловых сетей М БТИ ОРГРЭС 1964 С 68-79 153 Воронкова Н. А., Сафонов А. П. Расчет режима работы элеватора с регули- руемым выходным сечением сопла /Водо- снабжение и санитарная техника, 1973, № 9 С 21-24 154 Евелева К. А. Опыт эксплуатации бесканальных прокладок тептопроводов в монолитной теплоизоляции в теплосети Лен- энерго//Эксплуатация городских тепловых сетей М БТИ ОРГРЭС, 1964 С 80-91 155 Пик М. М. Исследование изоляцион- ных конструкций и внешней коррозии под- земных теплопроводов в действующих уста- новках//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. Ха- рактеристика водоструйных элеваторов кон- струкции ВТИ- Геп юсеть Мосэнерго//Элект- рические станции 1966 № 7 С 23-26 157 Сеннова Е. В., Стенников В. А. Об оптимальном проектировании развиваемых и реконструируемых теплоснабжающих сие- ст ем//Тепло энерт етика 1984 V° 9 С 26 — 30 158 Скворцов А. А. Воздушная (надзем- ная) прокладка трубопроводов/ Строительст- во предприятий нефтяной промышленности, 1957 № 6 С 15-18 159 Скворцов А. А. Неподвижные опоры для подземных теплопроводов'/Экспресс- информация Информбюро Минэнерго СССР (серия Строительство электростанций), 1977 Вып 6 С 25-28 160 Скворцов А. А. Совершенствование способов компенсации температурных удли- нений /Энергетическое строительство 1982, № 4 С 13-17 161 Скворцов А. А. Бесканальные теп- лопроводы тепловых сетей (обзор/Тепло- фикация и центра шзованное теплоснабже- ние/ Тр ВТИ Л Энергия, 1974 Вып 6 С 195-226 162 Соколов Е Я , Сафонова И. А. Ис- следование совместной работы струйных и центробежных насосов в системах теп юфи- кации и центра шзс ванного геп зоснабже- ния/ Теплоэнертетика 1971 № 12 С 47-51 163 Сурис М. А., Витальев В. П. Во- просы повышения натежности и долговеч- ности подземных теп юпроводов /Теплоэнер- гетика 1982 № 8 С 34 — 38 164 Шубин Е П. Ьесканальная прокладка тепловых сетей//Теп ювые сети Работы научно-исследовательских институте и про- мыш зенных организаций Под ред Л Д Бер мана и Ь М Якуба М ОНТИ, 1936 С 56-76 165 Шубин Е. П. Нормы расчеза изо- ляционных конструкций тепловых сезей Тех- нические проблемы зеплофикации Под ред С Я Белинского, К Д Лаврененко, М Б Перлина, С Ц Фаермана М Госэнергоиз дат 1952 С 103-117
предметный указатель Автоматизация насосных станций 324 Автоматизированные системы управления в теп- ловых сетях 347 Автоматическое pelхлирование систем отопления 284 Аккумулирующая способность ограждающих кон- струкций зданий 104. 291 Аккумуляторы горячей воды 85. 104, 287 Альтшутя формулы 129 Антикоррозионные покрытия I4'7, 271 Аппаратура телеизмерений и телемеханики 72, 344 Арматура [епловых сетей 12, 29 Аэрация помещений 75 Бернулли уравнение 121. 137, 142 Блазиуса формула 124 Внутренние тепловыделения в зданиях 78, 87, 99 Выбор способа прокладки тепловых сетей 219 - схем xiai истральных тепловых сетей 193, 197 — — распрелетительных тептовых сетей 193, 201 — ipacc тепловых сетей 210, 218 Высот зданий, присоединяемых к сетям 138 Вязкость воды 120 Гидравлически гладкие трубы 124. 129 Гидравлические испытания 1йпловых сетей 127 — расчеты тепловых сетей 119 - режимы тепловых сетей динамические 138 - - статические 137, 145, 323 Ги ipon юляционные покрытия при бесканальной прокладке 244 Графики температур воды - -- в подающих трубопроводах сетей, отопи- |сльные 101, 107 - - - системах отопления 106 Гряюпики 43 Давления воды во всасывающих патрубках сетевых насосов 138 — — в нагттета 1ельных патрубках сетевых насосов 138 — — пробные 12 — — рабочие 12 — — расчетные 141 — — статические 138, 145 — — условные для труб и арматуры 12 Дарси - Вейсбаха уравнение 123 Деаэрация воды вакуумная 289 Детали трубопроводов тепловых сетей 17 Диспетчерские пункты центральные 342 Дренажные узлы 42 Дросселирование избыточного перепада давления на тепловых пунктах 140, 280 Единые районные расценки 339 Задвижки 29 Заполнение сетевой водой систем теплоиспользо- вания 138 За гворыЗ 1, 34 Защита бескана.тьпых прокладок от увлажнения 243 — трубопроводов от наружной коррозии 267 — трубопроводов от наружной коррозии, проек- тирование 273 Зона излома графика температур сетевой воды 102, НО Ищержка производства 190 Изменения температур вольт по участкам сетей 167 Измерение давлений 7 Измерение расходов 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 воздуха в зданиях 75, 78 Калориферные установки 75, 108 Камеры теп товых сетей 236 Каналы тепловых сетей непроходные 226 — полупроходные 230 — — — проходные 232 — телемеханики 344 Кармана теория 175 Квадратичный закон гидравлического сопротивле- ния 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 — обьемный зданий 98 — остекления зданий 91 — смешения 101. 106. 310 — суточной неравномерности 85. 104, 111 — теплоотдачи от поверхности конструкции к воз- духу 79. 149 - — — тептоносителя к стейке трубы 149 — часовой неравномерности 85, 104. 111 Ламинарное течение в трубах 123 Линейные потери шергии 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 по шигочными насосами 142 — — сетевыми насосами 142 Насосные станции 5. 141, 205. .321. 328 Насосы подкачивающие 3?2 —подпиточные 138 - сетевые 5. 123, IV — смесительные 106. 204. 281, 293. 309 Никурадзе форму ы tm i на 1ких iруб 124 — — — шерохова।ы\ ipyo 124 Ниши для KOMiiciK а । орон 240 Нормативные iok'mciiii.i 7 369
нормативный коэффициент эффективности капи Стальных вложении 189 Нормы амортизационных отчислений 190 — расходов горячей воды дтя житых и общест венных здании 84 — гентовых потерь при воздушной прокладке сетей 10 153 — — — подземной бескана гьнои прок гадке геп- товых сетей 10 160 — технотогиче' кото проектирования 10 Ограждающие конструкции здтний 78 90 Ограничитези расхода сетевой воды на тепловых пунктах 105 320 Опоры трубопроводов неподвижные 27 29 225 238 - — подвижные 22 — — — катковые 22 — - — подвесные 22 25 — — — ско гьзящис 22 Опредетение гемператур груша вокруг изогиро- ванных трубопроводов 156 160 — тотшин изодяцип по заданным тепловым по терям 148 151 157 165 — — - — температурам поверхности изодяцион- ных конструкций 152 165 Опрокидывание циркуляции в обратных трубо- проводах сетей 112 118 Оптимизация выбора диаметров груб и потерь напора в сетях 191 202 - — трассы тентовых сетей 218 Отде тьно стоящие опоры при воздушной про- кладке сетей 222 Отметки по трассе сетей наивысшие 139 — — — — наинизпше 139 — - — — ну тевые 139 Относительная вентиляционная нагрузка 82 — отопительная нагрузка 81 106 Относительные расходы воды в системах огопле ния 106 117 — тепловыделения в зданиях 81 — тепловые потери здании 81 Перемычки в тепловых сетях 19s Перепады давления в оборудовании и трубопро водах теплоисточника 137 — — — трубопроводах сетей 122 136 — — развиваемые подпиточными насосами 138 — — — сетевыми насосами 138 - — располагаемые в ганной точке сетей 140 Пересечения сетей с естественными препятствиями и сооружениями 216 — — — подземными коммуникациями 259 Переходная область между гидравлически г гад- кими грубами и соответствующими квадратич нохту закону сопротив гения 129 134 Переходы на рассы тепловых сетей в ста льны? фм г тярах 258 — — — — — — гунне тях 255 _____ мостовые 248 — - — — подводные 253 Пгодность воды 119 137 По готреваге ги водоводяные (во ломал рева тс ги) для систем горячего водоснабжения 5 ]()3 306 318 - — — отопления 108 306 — — пластинчатые 317 - — секционные 306 314 Показлтеги стоимости строите гьства укр\шлейные 3 39 Потери напора на трение в оборх говании и тру бопровотах теплоисточника 142 — — — — — трубопроводах тегг товых сетей 142 145 Правила Госгортехнадзора СССР 9 12 Прандгля теория rvpoy генгного течения 125 129 Предотвращение вскипания воды в сетях 141 145 Предприятия объединенных котельных и тепловых селей 341 — тепловых сетей 340 — — — средства связи 344 Приборы автоматического регу шрования 62 — д гя измерения давления и перепада давлений 57 — — — расхода и количества воды 59 — — — темпералуры 53 — контрольно-измерительные 53 Приведенные затраты 189, 198 Продолжительность отключения систем теплоис- пользования от тепловых сетей 195 — отопительного периода средняя 94 352 Проект рабочий тепловых сетей 339 Проектирование планов и профилей трассы се- тей 212 Проектная документация по тепловым сетям 9, 141 339 Производственные базы предприятий тепловых сетей 34г Прокладка тепловых сетей в раионах Крайнего Севера 260 Проходы д гя груб и арматуры, условные 12, 119 122, 131 Пьезометрические высоты 142 - графики (пьезометры! 143 205 Разности отметок поверхности земли по трассе сетей 138 140 146 Разрегулировка систем водяного отопления 101 Расходы жидкости массовьге 120 131 — — объемные 121 — подпиточной воды 128 — сетевой воды на системы вентиляции 109 — — — — - горячею водоснабжения при двух- ступенчатой смешанной схеме 113 ------ при одноступенчатой парал- лельной схеме 112 319 — — — — при открытой схеме 111 — теп юты расчетные и суммарные на системы вентиляции 78 — — — — - — — горячею водоснабжения 87 — — — — отопления 78 Расчет П образных компенсаторов 173 трубопроводов сетей па прочность 167 — — — — — при бесканальной прокладке 185 — трхбопроводов сетей на с лмокомпенсацию гем- пературных расширении 179 — усилий на неподвижные опоры 172 Расчетные температуры воздуха в помещениях 75 — наружного воздуха для систем вентиляции 79 109 — — — — — систем оюпления 79 93 — — — — условные 80 106 Регулирование отпуска теплоты в системах отоп- геиия и вентиляции индивидуальное 17 102, 284 — — качественное 101 285 — — качест венно количественное 101 117 285 — — — от тепловых сетей групповое 7 285 — — — — — местное 7 284 — — — — — — по отопительному графику 102 107 320 — _____ суммарной нагрузке систем отопления и горячего водоснабжения 104 113, 320 — — — — — — районные 7 — — - — — — центральное 7 101 117 284 Регу тяторы косвенного действия гидравлические 68 — — — этекгрические 69 — прямого действия гидравлические 63 — - — маномелрические 63 66 - подпора на тепловых пунктах 140 283 - расхода селевой воды на системы отопления 103 ИЗ 286 370
Регутягоры расхода сетевой воды сххтм.трното на системы отопления и тпрячет о водоснабжения 105 — температуры воды в системах горячею водо- снабжения 103. 114, 288 Резервирование в тепловых сетях 195, 201 Рейнольдса чисто 122 — — граничные значения 129 Реконструкция действующих тентовых сетей 206 Руководящие материалы по проектированию теп- ловых сетей 10 Силикатная обработка воды дтя енсгем юрячею водоснабжения 289 Системы вепгитяции 5. 75, 109. 286 - водяного отопления \ 75, 280 — воздушного отопления 75, 286 — — — совмещеннот о с при 1 очной вен гиляцией 77 - горячего водоснабжения 5. 84, 287 - кондиционирования воздуха 8, 78 — гетпоистюльзования 4, 101 — централизованного 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 сшей 335 Сметные нормы укрупненные 339 С меня шкальные на строите тьные работы 339 (онмешиая работа нескольких теплоисточников на общие тепловые сети 5, 198 ( сиротивление теплопередаче изо 1яшюнных кон- струкции 149, 164 ( опро 1 ив юние теплопередаче ограждающих коп- иру кипи зданий 79, 90 (. правочные материалы ио проектированию теило- ных сшей 11 ( ре шее число суток с температурами наружного воздуха в различных интервалах 82. 357 С талии проектирования тепловых сшей 339 ( iciieiib резервирования в тепловых сетях 196 Строительные конструкции тепловых сетей, ос- новные положения по расчету 262 - - — при надземной прокладке 222 - — — подземной прокладке в кол текюрах 232 - - - — — — непроходных канатах 227 нормы ведомственные 8 общесоюзные 1 - республиканские 7 и иравита (СНиП) 7 Схемы подпитки тепловых сетеп 6 присоединения к тепловым сетям систем вен- тиляции 286 - — горячего водоснабжения закры юте 5, 137. 287 - — - — — — с полот реват елями включен- ными по двухступенчатой последовательной схеме 109, 114. 292, 318 — — — - — - — по двухступенчатой сме- шанной схеме 103, 292. 319 — — — — — — —— па паралле тьной схеме 103. 288, 292 - - -- -- -- по одноступенчатой пред- вк поченной схеме 292 - — — — - открытые со смесителями 5. 103. 137, 294 присоединения к тепловым сетям систем отопления, зависимые с элеваторами 102, 106 280 Схемы присое ншения к тепловым сетям систем отопления - — — — — - - независимые с подогревателя- ми 105. 108. 139. 197. 283, 315 — — — — — - — со смесительными насосами 105, 197. 281. 313 — тепловых сетей принципиальные 194 — — — мат астральных 196 — — - распрсдетитетытых 201 — теплоснабжения населенных пунктов 5. 9. 96. 199 Телеизмерения па диспетчерских пунктах 343, 349 Телеретулирование на диспетчерских тиктах 343. 349 Телесигнализация на диспетчерских пунктах 343, 349 Телеуправление на диспетчерских пунктах 343 349 Температура воды базовая 122, 130 - — в обратных трубопроводах сетей от ка то- риферов систем вентиляции 109, 287 — — — — ——— по дот ревате, тей систем горя- чего водоснабжения при пара т.тельной схеме 112 _ _ _ _ _ _ первой ступени при двухступен- чатой последовательной схеме 319-320 - — — — — — — смешанной схеме 318 - - в системах т орячего водоснабжения 84, 102 — наружного 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 глхбинах 157, 360 Тепловая устойчивость систем теплоснабжения 194 Тепловые балансы отапливаемых зданий 77 — — участков тетовых сетей 167 — потери зданий 78. ”9 — - изолированных трубопроводов при воздуш- ной прокладке 149 ----- при потземной бесканальной прокладке 154 -- — — — — канатьной прокладке 163-165 - — трубопроводов систем горячего водоснабже- ния 89. 100 - пункты групповые (ГТП) ", 102, 194, 203, 294, 304 - - местные (МТП) 7, 101. 137 194 290, 294, 301 - — микрорайонные 208, 294 — — определяющие 137 - — промышленных предприятии 207, 104 — — районные (РТП) 7, 198 — сети водяные двухтрубные 5. 191 ’ЧП, 299 — — — магистральные 6, 194 291 — — — однотрубные 5 — — — распредели тельные 6. 201 — — транзитные 6, 108. >45 — - — трехтрубные 6. 202. 299 — — — четырехтрубные 6. 202 29 7 Теплоизоляционные изделия II, 46 — конструкции теп юных сшей при воздушной проктадке 48, 147 ----- капа питон прок ылке 81, 163 — — _ _ — по тземтюи бтч капа тьной прокладке 240 I ен тоне т очники 4. 137, 194, 291 Теплоносители 4 Ген юприемникп 4 I 17 1 еп тоирово lime 11, ipxinoii 154 162 ма । ерна юн 4х теп потно 1Я1ПЮИП1,тх и । те тин 49 371
1еплоэлектроиентрали (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, 110, 292, 318 Трубы для водяных тепловых сетей 11, 13, 122. 131 Турбулентное течение в трубах 123 Удельная характеристика зданий вентиляционная 90, 97 - - — отопительная 90, 97 — — — тепловых потерь 90, 116 Удельное гидравлическое сопротивление трубопро- водов 126 Удельные замыкающие затраты на тепловую энер- гию 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 об- щественных зданий 100 — — — — — отопление жилых и общественных зданий Уклоны I идравлические 142 — — усредненные 144 Управление тепловыми сетями и режимами их работы 193, 203 Утечки воды из тепловых сетей и присоединен- ных 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 водоснаб- жения 89 Чертежи рабочие тепловых сетей 137, 339 Шероховатость внутренней поверхности труб 123 — — — — нормированная 127 — — — — относительная 124 — — — — равномерная искусственная 124 — — — — эквивален!ная 124 - ---- относительная 126 Шифринсона формула 126 Эквивалентная длина труб для местных тепловых потерь сетей 166 Экономическая эффективность капитальных вложе- ний 189 Эксплуатация тепловых сетей 195 Элеваторы водоструйные 102, 106, 280, 301, 306 Электродренажные установки 272, 278 Эстакады для прокладки тепловых сетей 222
OI ЧАВ.1ЕНИЕ Предисловие........ .... 3 P a jдe i г ер’ы й ОБЩАЯ Ч\СТЬ Гмва первач Общая характеристика тепловых cei ей и тепловых пунк- тов . . .............. . 4 1 1 Системы централизованного 1еппоснабжения и их струк- гура........................... 4 1 2 Общая характеристика теп ю- вых сетей . ............ 5 1 3 Общая характеристика тепло вых пунктов.................... 6 I шва втора ч Нормативные докумен- ты, руководящие и справочные ма- 1 ериалы.......................... 7 2 1 Общая характеристика норма- тивных току ментов .... 7 2 2 Общая характеристика руко- водящих и справочных мате- риалов ....................... 10 Раздел второй ЭЛЕМЕНТЫ И КОНСТРУК- ЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕЧЕЙ Г шва третье Трубы и детали тру- бопроводов ......... 11 3 1 Общая часть . . . . . 11 3 2 Трубы................ 1А 3 3 Детали трубопроводов I7 3 4 Опоры трубопроио тон ... 22 Г шва четвертая Арма!ура и обору- дование .... .... ,29 4 1 Арматура................. 29 4 2 Компенса! opi I............. 39 4 3 Дренажные у < ты .... 42 4 4 Грязевики................ 43 Г шва пятая 1еплоизо : ниионны с мате- риалы и конеipyкинн . . 45 5 1 Общая характерш । пка тепло- изоляционных м i сриа тов и изделии . . ... 45 5 2 Тепло.1зо 1ЯЦИО1ИН ч конструк- ции при воз л тиной и подзем- ной капа тьнои прок шдке тепловых сетей . . 48 Г шва шестая Контрольно-измери- тельные приборы. автома!ические per утя торы и аппаратура телемеха- ники ............................ 52 6 1 Первичные приборы и изме- рительные преобразователи 5. 6 2 Вторичные приборы .... 6' 6 3 Приборы автоматического ре- гулирования и автоматические регу тя торы................. 62 6 4 Аппаратура телемеханики и те теизмерений............... 72 Раздет третий РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВА- НИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Г шва седьмая Расчетные и суммарные расходы теплоты, отпускаемой из тепловых сетей.................. 7<3 7 1 Расходы тетоты на отопле- ние и вентиляцию зданий . . 74 7 2 Расходы теплоты на горячее водоснабжение зданий ... 83 7 3 Укрупненные показатели рас- ходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водо- снабжение ...................... 9С Г шва восьмая Выбор графиков темпе- ратур и определение расчетых рас- ходов сетевой воды.................... 10’ 8 1 Основные ступени и способы регулирования в водяных теп- ловых сетях..................... 101 8 2 Определение температур и расчетных расходов сетевой воды при центральном каче- ственном регулировании по отопшельному графику . . 106 8 3 Определение температур и расчетных расходов сетевой воды при центра п>ном регу- лировании по суммарной теп- ловой на!рузке систем отоп- ления и юрячею водоснаб- жения .......................... 11. 373
четы и режимы работы водяных тепловых сетей.................. 119 9 1 Основные задачи и исходные данные гидравлических рас- четов ..................... 119 9 2 Формулы и таблицы чтя гидравлических расчетов . . 121 9 3 Меиные 1идрав шческие по- тери ...................... 134 9 4 Гидравлические режимы и пье зометрнческие графики ... 137 Г шва десятая Тепловые расчеты изо- ляционных коне грукпий тепловых сетей.......................... 146 10 1 Основные задачи тепловых расчетов изоляционных кон- струкций ................. 146 10 2 Тепловые расчеты при воз- душной прокладке тепловых селей...................... 147 10 3 Тепловые расчеты при под- земной бесканальной про- кладке тепловых сетей . . . 154 10 4 Тепловые расчеты при под- земной канальной прокладке тепловых сетей..............163 10 з Суммарные тепловые потери тепловых селей ... . 166 Г шва одиннадцатая Расчет трубопро- водов тепловых селей на прочность в компенсацию температурных рас- ширений ........................... 167 11 1 Особенности расчета трубо- проводов .................. 167 11 2 Расчетные нагрузки и воздей- ствия на трубопроводы теп- ловых сетей................ 168 11 3 Расчет напряжений вызван- ных внутренним делением теплоносителя ............. 168 11 4 Расчет теплопроводов на ве- совые нагрузки . ... 169 11 5 Расчет усилий действующих на неподвижные опоры . . 172 116 Расчет П-образных компенса торов.......................173 117 Расчет теплопроводов на самокомпенсацию темпера- турных расширений. ... 179 11 8 Расчет усилий, действующих в бесканальных теплопрово- дах ........................185 Г шва двенадцатая Основные поло- жения технике-эко комических рас- четов при проектировании тепло- вых сетей.......................... 189 12 1„ Сравнительная экономичес- кая эффективноегь капиталь- ных вложений............... 189 12 2 Определение диаметров теп- ловых сетей................ 191 12 3 Выбор схем распределитель- ных сетей и тепловых пунктов 192 г а э д е т четвертый СХЕМЫ И СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Г шва тринадцатая Схемы тепловых соей............................193 13 I Принципы построения схем тепловых сетей.............193 13 2 Схемы магистральных сетей 19"7 13 3 Схемы распределительных сетей......................201 13 4 Управление 1епловыми сетя- ми и режимом их работы 203 13 5 Реконструкция тепловых се- тей .......................206 Г шва четырнадцатая Проектирование трасс тептовых сетей...........210 14 1 Выбор трасс на стадии раз- работки схем.............. 210 14 2 Инженерные изыскания . . 210 14 з Проектирование трассы в плане и профиле............211 14 4 Пересечение естественных препятствий и искусственных сооружений.................216 14 5 Выбор оптимального вари анта трассы ...............218 Г шва пятнадцатая Выбор способа прокладки тепловых сетей. . . . 219 Г шва шестнадцатая Конструкции надземной прокладки тепловых се- тей ...........................222 Г шва семнадцатая Конструкции ка- нальной прокладки тепловых сетей 227 17 1 Каналы ненроходные и полу- проходные ..........................227 17 2 Туннели и коллекторы . . 232 17 3 Камеры, неподвижные опо- ры и ниши..................236 Г шва восемнадцатая Конструкции бесканальной прокладки тепловых сетей..........................240 18 1 Классификация бесканаль- ных прокладок и требования к ним......................240 18 2 Конструкции бесканальных прокладок..................241 18 3 Защита бесканальных тру- бопроводов 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 футлярах . . . 258 19 5 Пересечения с подземными сетями................... 259 19 6 Прокладка тепловых сетей в районах Севера .... 260 174
Г шва двадцато•< Основные положе- ния по расчет} ci рои»ельных консдрукцнй тепловые сетей . . 262 Г шва двадцать первач Зашша трубо- проводов тепловых сетей от наруж- ной коррозии................. 26 ’ 21 1 Общие положения .... 267 21 2 Исходные данные для оп- редс тения опасно». ги > тек i ро- химической коррозии iрубо- проводов тепловых сетей . . 268 21 3 Способы защиты грубопро- вотов тепловых сетей oi кор- розии .................... '“’О 21 4 Защита трубопроводов тен- товых сетей изо тиоующими покрытиями . . 2 72 21 5 Электрохимическая защит трубопроводов тепловых се лей.........................272 21 6 Проектирование >аиппы о» коррозии теп [овых ceien . . 275 Раздел пятый ТЕНТОВЫЕ ПУНКТЫ И НАСОС- НЫЕ СТАНЦИИ I шва двадцать втора Схемы при- соединения и автоматизации си- стем отопления, вен(иляции и горячего водоснабжения . . . 280 22 I Зависимые ыемы присоеди- нения сис(ем оюпления . . 280 22 2 Независимые схемы присое- динения систем отопления 28 3 22 3 Ав» оматическое регу тиров» ние систем от од тения . . . 284 27 4 Схемы присоединения vtictcm воздушною оюптения и приточной венти'яции . . 286 22 з Схемы присос мнения систем горячею водогнабжечпя . . 287 7 юва двадцать треть i I рупповые и местные тепловые пункты . . . . 290 23 I Сх-мы теп [овых пункгов . . 390 23 2 leu ювые пункты микрораи онов . ............ 294 23 3 Гетовые пупксы общ^и вен- ных 1 л щий.................... 303 23 4 Теп ювые пункты промыш- ленных предприяыш . . . 304 Г юва двадцать ттвсртач Обору то- ванис гсп ювых пунктов .... ЗОб Г шва двади оме п впав Расчет и выбор оборудования оптовых пунктов. . ЗЮ 25 1 Раею» и выбор злеваторов л наносив ... . . . зю 25 2 Расче! схем с годогреваге- тяхш .... . . . 315 Г юва двадцать шеста i Насосные стан- ции ............................ 321 26 1 Общие положения Техно- логические сюмы насосных станции................. . 321 26 2 Подбор насосов .... 322 26 3 Автоматизация насосных станций . . .... 324 26 4 Компоновка насосных с пи- нии ......................... . 328 26 6 Строительные конструкции и сангп арно-технические уст- ройства ................... 331 Р а з т е 1 шестой СМЕТЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ I шва двадцать седьмое Сметная до- кументация на сооружение iсото- вых сетей....................... . 335 7 юва двадцать восьмое Организация эксплуатации тепловых сетей и пунктов......................... . 340 28 1 Организационные струн \рь’ предприятии .... . 340 28 2 Производственные биы предприятий.............. 341 28 з Диспетчерское управление 342 При южение........................ 3^2 Список штерадуры .... . . Зо4 Предметный указаюль .... . 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 lOO'/ie- 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 Государствен- ном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 197136, Ленинград, П-136, Чкаловский пр., 15.