Методи за полагане на термичен метал
Топлинната енергия под формата на гореща вода или пара се транспортира от източник на топлина (CHP или голяма котелна централа) до потребителите на топлина чрез специални тръбопроводи, нареченитоплинни мрежи.
Топлопреносната мрежа е един от най-трудоемките елементи на топлофикационните системи. Това е топлопровод - сложни конструкции, състоящи се от стоманени тръби, свързани помежду си чрез заваряване, топлоизолация, термични компенсатори, спирателни и регулиращи вентили, строителни конструкции, подвижни и неподвижни опори, камери, дренажни и вентилационни отвори.
Според броя на паралелно положените топлопроводи топлинните мрежи могат да бъдатеднотръбни, двутръбни и многотръбни.
Еднотръбните мрежи са най-икономичните и прости. В тях мрежовата вода след отоплителни и вентилационни системи трябва да се използва изцяло за захранване с топла вода.Еднотръбните топлинни мрежи са прогресивни по отношение на значително ускоряване на изграждането на топлинни мрежи. Втритръбни мрежи две тръби се използват като захранващи тръби за подаване на охлаждаща течност с различни топлинни потенциали, а третата тръба се използва като обща връщаща тръба. Причетири тръбни мрежи едната двойка топлопроводи обслужва системите за отопление и вентилация, а другата двойка обслужва системата за топла вода и технологичните нужди.
Понастоящем най-широко се използватдвутръбни отоплителни мрежи, състоящи се от подаващи и връщащи топлопроводи за водни мрежи и паропровод с кондензатен тръбопровод за парни мрежи. Благодарение на високия капацитет за съхранение на вода, което позволява както дистанционно отопление, така и по-голямоефективност и възможността за централно регулиране на топлоснабдяването на потребителите, водните мрежи се използват по-широко от парните мрежи.
Водоотоплителни мрежи според метода за подготовка на вода за топла вода се разделят назатворени и отворени. Взатворени мрежи за топла вода се използва чешмяна вода, загрята от мрежова вода в бойлери. В този случай мрежовата вода се връща в ТЕЦ или в котелното помещение. В отворените мрежи водата за топла вода се разглобява от потребителите директно от отоплителната мрежа и след използването й вече не се връща в мрежата.
Отоплителните мрежи са разделени наглавни, разположени по главните посоки на населените места,разпределителни - вътре в квартала, микрорайона и разклонения към отделни сгради.
Радиалните мрежи (фиг. 1а) се изграждат с постепенно намаляване на диаметрите на топлинните тръби в посока от източника на топлина. Такива мрежи са най-прости и икономични по отношение на първоначалните разходи. Основният им недостатък е липсата на излишък. За да се избегнат прекъсвания на топлоснабдяването (в случай на авария в магистралата на радиалната мрежа се прекъсва топлоснабдяването на потребителите, свързани в аварийната секция), трябва да се осигури резервиране на топлоснабдяването на потребителите чрез инсталиране на джъмпери между топлопреносните мрежи на съседни зони и съвместна работа на източници на топлина (ако има няколко). Обхватът на водопроводните мрежи в много градове достига значителна стойност (15–20 км).
Фиг. 1. Схеми на топлинни мрежи: задънена улица(а)и пръстен (б)
1 - основна топлинна тръба на лъча; 2 - консуматори на топлина; 3 - джъмпери; 4 - районни (тримесечни) котелни; 5 - секционни камери; 6 -околовръстна магистрала; 7 - централни отоплителни точки; 8 - промишлени предприятия
С устройството на джъмпери отоплителната мрежа се превръща в радиално-пръстенова мрежа, има частичен преход към пръстеновидни мрежи. За предприятия, в които не е разрешено прекъсване на топлоснабдяването, се предоставят дублиращи или пръстеновидни (с двупосочно топлоснабдяване) схеми на топлинни мрежи. Въпреки че мрежите за звънене значително увеличават разходите си, но в големите системи за топлоснабдяване надеждността на топлоснабдяването се повишава значително, създава се възможност за резервиране и качеството на гражданската защита също се подобрява.
Парните мрежи са подходящи предимно за двутръбни. Кондензатът се връща през отделна тръба - кондензатопровод. Парата от когенерацията през паропровода със скорост 40–60 m / s или повече отива до мястото на потребление. В случаите, когато парата се използва в топлообменници, нейният кондензат се събира в кондензни резервоари, откъдето се връща в ТЕЦ чрез помпи през кондензатопровод.
Фиг. 2. Полагане на топлинни тръби на мачти
Фиг. 3. Проходен канал от сглобяеми бетонни блокове
Посоката на маршрута на топлопреносните мрежи в градовете и другите населени места трябва да бъде предвидена в райони с най-гъсто топлинно натоварване, като се вземат предвид съществуващите подземни и надземни структури, данни за състава на почвите и нивото на стоящите подпочвени води, в технически алеи, предназначени за инженерни мрежи, успоредни на червените линии на улици, пътища, извън платното и ивицата зелени площи. Човек трябва да се стреми към най-кратката дължина на маршрута и следователно към по-малки обеми на полагане.
Фиг. 4. Непреминаващи канали на марката KL (a), KLp (b) и KLs (c)
Според метода на полагане отоплителните мрежи са разделенина подземни и надземни (въздух). Надземно полагане на тръби (на свободно стоящи мачти или надлези, на скоби, вградени в стените на сграда) се използва в териториите на промишлени предприятия, при изграждане на топлопреносни мрежи извън града, при пресичане на дерета и др. Надземното полагане на топлопреносни мрежи се препоръчва главно при високи подпочвени води. Преобладаващият начин за полагане на тръбопроводи на отоплителни мрежи е подземно полагане: в канали и колектори заедно с други комуникации; в полупроходни и непроходни канали; без канали (в защитни черупки с различни форми и с топлоизолация за запълване).
Най-модерният, но и по-скъп метод е полагането на топлинни тръби в проходни канали, които се използват при наличие на няколко топлинни тръби с големи диаметри. Когато температурата на въздуха в каналите е над 50 °C, се осигурява естествена или механична вентилация.
Полупроходните канали се състоят от Г-образни стенни блокове, стоманобетонни дъна и тавани. Те са изградени под алеи с интензивен трафик, под железопътни релси, на кръстовища на сгради, където е трудно да се отворят топлопроводи за ремонт. Тяхната височина обикновено не надвишава 1600 mm, ширината на прохода между тръбите е 400–500 mm. В практиката на топлофикацията най-широко приложение намиратнепроходимите канали.
Фиг. 5. Структурни елементи на топлопреносни мрежи
a - камера на отоплителната мрежа; 1— сальникови компенсатори; 2 - манометри; 3 - фиксирана опора; 4 - канал; b - поставяне на ниши по трасето на топлинните тръби: H - фиксирана опора; P - подвижна опора; c - поставяне на компенсатора в ниша: 1 - захранващ тръбопровод; 2 - обратен тръбопровод; 3-стена; g - компенсатор на салниковата кутия; 1 - разклонителна тръба; 2 - грундбукса; 3 - пълнежен шнур; 4 - уплътнителен пръстен; 6 - тяло; 6 - контракутия; 7 - предпазен пръстен; 8 - болт: 9 - шайба; 10 - гайка; d - фиксирана опора на щита; 1 - стоманобетонна плоча-щит; 2 - заварени ограничители; 3 - канал; 4 - бетонова подготовка: 5 - тръбопроводи; 6 - дренажен отвор; e - ролкова подвижна опора: 1 - ролка; 2 - водачи; 3 - метална облицовка
Фиг. 6. Безканално полагане на топлопроводи в монолитни черупки от стоманобетон
1 - стоманобетонна обвивка; 2 - пясъчна настилка; 3 - бетонна подготовка; 4 - почва
Разработени са типични канали от три вида: канал марка KL, състоящ се от корита и стоманобетонни подови плочи; Канал с марка KLp, състоящ се от долна плоча и корито; и канал с марка KLS, състоящ се от две корита, подредени една върху друга и свързани върху циментова замазка с помощта на I-образни греди. По протежение на трасето на подземния топлопровод са разположени специални камери и кладенци за монтаж на фитинги, измервателни уреди, салникови компенсатори и др., Както и ниши за U-образни компенсатори. Подземният топлопровод е положен върху плъзгащи се опори. Разстоянието между опорите се взема в зависимост от диаметъра на тръбите, а опорите на захранващия и връщащия тръбопроводи се отделят.
Топлинните мрежи като цяло, особено главните, са сериозна и отговорна структура. Тяхната цена, в сравнение с разходите за изграждане на ТЕЦ, е значителна част.
Безканалният метод за полагане на топлинна тръба е най-евтиният. Използването му позволява да се намалят разходите за изграждане на отоплителни мрежи с 30–40%, значително намалявайки разходите за труд и потреблението на строителни материали. Блоковетоплинните тръби се произвеждат във фабриката. Монтажът на топлопроводи по трасето се свежда само до полагане на блокове в изкоп с автокран и заваряване на фуги. Приема се проникването на топлинни мрежи от повърхността на земята или пътната настилка до горната част на припокриването на канала или колектора, m: при наличие на пътна настилка - 0,5, без пътна настилка - 0,7, до горната част на безканалната обвивка за полагане - 0,7, до горната част на камерите - 0,3.
В момента над 80% от отоплителните мрежи са положени в непроходими канали, около 10% са надземни, 4% са в канали и тунели и около 6% са без канали. Средният експлоатационен живот на подземните канални топлопроводи е половината от стандарта и не надвишава средно 10–12 години, а този на безканалните с изолация на основата на битумно свързващо вещество е не повече от 6–8 години. Основната причина за повреда е външната корозия, която възниква поради липсата или лошото качество на антикорозионните покрития, незадоволителното качество или състояние на покривните слоеве, които позволяват прекомерно намокряне на изолацията, както и поради наводняване на канали поради непропускливи конструкции. Както у нас, така и в чужбина, непрекъснато се търси, като през последните години е особено интензивно, в посока повишаване на дълготрайността на топлопроводите, надеждността на тяхната работа и намаляване на разходите за тяхното изграждане.