На отдельно стоящих мачтах и опорах (рис. 4.1);

Рис. 4.1. Прокладка трубопроводов на отдельно стоящих мачтах

Рис.4.2-на эстакадах со сплошным пролетным строением в виде ферм или балок (рис. 4.2);

Рис. 4.2. Эстакада с пролетным строением для прокладки трубопроводов

Рис.4.3-на тягах, прикрепленных к верхушкам мачт (вантовая конструкция, рис. 4.3);

Рис. 4.3. Прокладка труб с подвеской на тягах (вантовая конструкция)

На кронштейнах.

Прокладки первого типа наиболее ра­циональны для трубопроводов диаметром 500 мм и более. Трубопроводы большего диаметра при этом могут быть использо­ваны в качестве несущих конструкций для укладки или подвески к ним нескольких тру­бопроводов малого диаметра, требующих более частой установки опор.

Прокладки по эстакаде со сплошным на­стилом для прохода целесообразно приме­нять только при большом количестве труб (не менее 5 - 6 шт.), а также при необходи­мости регулярного надзора за ними. По стоимости конструкции проходная эстакада наиболее дорогая и требует наибольшего расхода металла, так как фермы или ба­лочный настил обычно изготовляются из прокатной стали.

Прокладка третьего типа с подвесной (вантовой) конструкцией пролетного строе­ния является более экономичной, так как позволяет значительно увеличить расстояния между мачтами и тем самым уменьшить расход строительных материалов. Наиболее простые конструктивные формы подвесная прокладка получает при трубопроводах равных или близких диаметров.

При совместной укладке трубопроводов большого и малого диаметра применяется несколько видоизмененная вантовая кон­струкция с прогонами из швеллеров, подве­шенных на тягах. Прогоны позволяют уста­навливать опоры трубопроводов между мач­тами. Однако возможность прокладки тру­бопроводов на эстакадах и с подвеской на тягах в городских условиях ограничена и применима только в промышленных зонах. Наибольшее применение получила проклад­ка водяных трубопроводов на отдельно стоящих мачтах и опорах или на кронштей­нах. Мачты и опоры, как правило, выпол­няются из железобетона. Металлические мачты применяются в исключительных слу­чаях при малом объеме работ и реконструк­ции существующих тепловых сетей.

Мачты по своему назначению делятся на следующие типы:

• для подвижных опор трубопроводов (так называемые промежуточные);
• для неподвижных опор трубопроводов (анкерные), а также устанавливаемые в на­чале и в конце участка трассы;
• устанавливаемые на поворотах трассы;
• служащие для опирания компенсаторов трубопроводов.

В зависимости от количества, диаметра и назначения прокладываемых трубопрово­дов мачты выполняются трех различных конструктивных форм: одностоечными, двухстоечными и четырехстоечными простран­ственной конструкции.

При проектировании воздушных про­кладок следует стремиться к возможно большему увеличению расстояний между мачтами.

Однако для беспрепятственного стока воды при выключениях трубопроводов мак­симальный прогиб не должен превышать

f = 0,25∙i ∙l ,

где f - прогиб трубопровода в середине пролета, мм; i - уклон оси трубопровода; l - расстояние между опорами, мм.

Сборные железобетонные конструкции мачт обычно собираются из следующих эле­ментов: стоек (колонн), ригелей и фундамен­тов. Размеры сборных деталей определяются количеством и диаметром укладываемых трубопроводов.

При прокладке от одного до трех трубо­проводов в зависимости от диаметра при­меняются одностоечные отдельно стоящие мачты с консолями, они пригодны и при вантовой подвеске труб на тягах; тогда предусматривается устройство верхушки для крепления тяг.

Мачты сплошного прямоугольного се­чения допустимы, если максимальные раз­меры поперечного сечения не превосходят 600 х 400 мм. При больших размерах для облегчения конструкции рекомендуется пре­дусматривать вырезы по нейтральной оси или применять в качестве стоек центрифуги­рованные железобетонные трубы заводского изготовления.

Для многотрубных прокладок мачты промежуточных опор чаще всего проекти­руются двухстоечной конструкции, одно­ярусные или двухъярусные.

Сборные двухстоечные мачты состоят из следующих элементов: двух стоек с одной или двумя консолями, одного или двух риге­лей и двух фундаментов стаканного типа.

Мачты, на которых трубопроводы за­крепляются неподвижно, испытывают на­грузку от горизонтально направленных уси­лий, передаваемых трубопроводами, которые проложены на высоте 5 - 6 м от поверхности грунта. Такие мачты для увеличения устой­чивости проектируются в виде четырехстоечной пространственной конструкции, которая состоит из четырех стоек и четырех или восьми ригелей (при двухъярусном располо­жении трубопроводов). Мачты устанавли­ваются на четырех отдельных фундаментах стаканного типа.

При надземной прокладке трубопрово­дов больших диаметров используется не­сущая способность труб, и поэтому не тре­буется устройства какого-либо пролетного строения между мачтами. Не следует приме­нять и подвеску трубопроводов большого диаметра на тягах, так как такая конструк­ция практически работать не будет.

Рис.4.4В качестве примера приведена про­кладка трубопроводов на железобетонных мачтах (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Прокладка трубопроводов на железобетонных мачтах:

1 - колонна; 2 - ригель; 3 - связь; 4 - фундамент; 5 - соединительный стык; 6 - бетонная подготовка.

Два трубопровода (прямой и обратный) диаметром 1200 мм уложены на катковых опорах по железобетонным мачтам, устано­вленным через каждые 20 м. Высота мачт от поверхности земли 5,5 - 6м. Сборные желе­зобетонные мачты состоят из двух фунда­ментов, связанных между собой монолит­ным стыком, двух колонн прямоугольного сечения 400 х 600 мм и ригеля. Колонны связаны между собой металлическими диаго­нальными связями из угловой стали. Соеди­нение связей с колоннами выполнено косын­ками, приваренными к закладным деталям, которые заделаны в колоннах. Ригель, слу­жащий опорой для трубопроводов, выполнен в виде прямоугольной балки сечением 600 х 370 мм и крепится к колоннам путем сварки закладных стальных листов.

Мачта рассчитана на вес пролета труб, горизонтальные осевые и боковые усилия, возникающие от трения трубопроводов на катковых опорах, а также на ветровую на­грузку.

Рис. 4.5. Неподвижная опора:

1 - колонна; 2 - ригель поперечный; 3 - ригель продольный; 4 - связь поперечная; 5 - связь про­дольная; 6 - фундамент

Рис.4.5Неподвижная опора (рис. 4.5), рассчи­танная на горизонтальное усилие от двух труб 300 кН, выполнена из сборных железо­бетонных деталей: четырех колонн, двух продольных ригелей, одного поперечного опорного ригеля и четырех фундаментов, со­единенных попарно.

В продольном и поперечном направле­ниях колонны связаны металлическими диа­гональными связями, выполненными из уголковой стали. На опорах трубопроводы закрепляются хомутами, охватывающими трубы, и косынками в нижней части труб, ко­торые упираются в металлическую раму из швеллеров. Эта рама прикрепляется к железобетонным ригелям приваркой к закладным деталям.

Прокладка трубопроводов на низких опорах нашла широкое применение при строительстве тепловых сетей на неспланированной территории районов новой за­стройки городов. Переход пересеченной или заболоченной местности, а также мелких рек целесообразнее осуществлять таким спосо­бом с использованием несущей способности труб.

Однако при проектировании тепловых сетей с прокладкой трубопроводов на низких опорах необходимо учитывать срок намечен­ного освоения территории, занятой трассой, под городскую застройку. Если через 10 - 15 лет потребуется заключение трубопрово­дов в подземные каналы или реконструкция тепловой сети, то применение воздушной прокладки является нецелесообразным. Для обоснования применения способа прокладки трубопроводов на низких опорах должны быть выполнены технико-экономические рас­четы.

При надземной прокладке трубопрово­дов больших диаметров (800-1400 мм) це­лесообразной является их прокладка на от­дельно стоящих мачтах и опорах с примене­нием специальных сборных железобетонных конструкций заводского изготовления, отве­чающих конкретным гидрогеологическим ус­ловиям трассы тепломагистрали.

Опыт проектирования показывает эко­номичность применения свайных оснований под фундаменты как анкерных, так и проме­жуточных мачт и низких опор.

Надземные тепломагистрали большого диаметра (1200-1400 мм) значительной про­тяженности (5 - 10 км) построены по индиви­дуальным проектам с применением высоких и низких опор на свайном основании.

Имеется опыт строительства тепломагистрали с диаметрами труб D у = 1000 мм от ТЭЦ с применением свай-стоек на заболоченных участках трассы, где на глубине 4-6 м залегают скальные грунты.

Расчет опор на свайном основании на совместное действие вертикальных и гори­зонтальных нагрузок выполняется в соответ­ствии со СНиП II-17-77 «Свайные фун­даменты».

При проектировании низких и высоких опор для прокладки трубопроводов могут быть использованы конструкции унифициро­ванных сборных железобетонных отдельно стоящих опор, разработанных под техноло­гические трубопроводы [ 3 ].

Проект низких опор по типу «качаю­щихся» фундаментов, состоящих из железо­бетонного вертикального щита, устанавли­ваемого на плоскую фундаментную плиту, разработан АтомТЭП. Эти опоры могут применяться в различных грунтовых усло­виях (за исключением сильно обводненных и просадочных грунтов).

Одним из наиболее распространенных видов воздушной прокладки трубопроводов является прокладка последних на кронштей­нах, укрепляемых в стенах зданий. Примене­ние этого способа может быть рекомендова­но при прокладке тепловых сетей на терри­тории промышленных предприятий.

При проектировании трубопроводов, располагаемых по наружной или внутренней поверхности стен, следует выбирать такое размещение труб, чтобы они не закрывали оконных проемов, не мешали размещению других трубопроводов, оборудования и пр. Наиболее важным является обеспечение на­дежного закрепления кронштейнов в стенах существующих зданий. Проектирование про­кладки трубопроводов по стенам существую­щих зданий должно включать обследование стен в натуре и изучение проектов, по ко­торым они построены. При значительных нагрузках, передаваемых трубопроводами на кронштейны, необходимо производить рас­чет общей устойчивости конструкций здания.

Трубопроводы укладываются на крон­штейны с приваренными корпусами скользя­щих опор. Применение катковых подвижных опор при наружной прокладке трубопрово­дов не рекомендуется из-за трудности их пе­риодической смазки и очистки в период эксплуатации (без чего они будут работать как скользящие).

В случае недостаточной надежности стен здания должны быть осуществлены кон­структивные мероприятия по рассредоточе­нию усилий, передаваемых кронштейнами, путем уменьшения пролетов, устройства подкосов, вертикальных стоек и др. Крон­штейны, устанавливаемые в местах устройства неподвижных опор трубопроводов, дол­жны выполняться по расчету на действую­щие на них усилия. Обычно они требуют дополнительного крепления путем устрой­ства подкосов в горизонтальной и верти­кальной плоскостях. На рис. 4.6 приведена типовая конструкция кронштейнов для про­кладки одного или двух трубопроводов диаметром от 50 до 300 мм.

Рис.4.6

Рис. 4.6. Прокладка трубопроводов на кронштейнах:

а - для одной трубы; б - для двух труб

Рис. 3 приложения 16. Опоры неподвижные щитовые для трубопроводов D н 108-1420 мм тип III с защитой от электрокоррозии: а) обыкновенные;

б) усиленные

Рис. 4 приложения 16. Неподвижная отдельно стоящая опора для труб

D у 80-200 мм. (подвальная).

Подвижные опоры трубопроводов тепловых сетей.

Рис. 5. Опоры подвижные:

а - скользящая подвижная опора; б – катковая; в – роликовая;

1 – лапа; 2 – опорная плита; 3 – основание; 4 – ребро; 5 – ребро боковое;

6 – подушка; 7 – монтажное положение опоры; 8 – каток; 9 – ролик;

10 – кронштейн; 11 – отверстия.

Рис. 6. Подвесная опора:

12 – кронштейн; 13 – подвесной болт; 14 – тяга.

Приложение 17. Коэффициенты трения в подвижных опорах

Приложение 18. Прокладка трубопроводов тепловых сетей.

а)

б)

Рис. 2 приложения 18. Бесканальная прокладка тепловых сетей: а) в сухих грунтах; б) в мокрых грунтах с попутным дренажем.

Таблица 1 приложения 18. Конструктивные размеры бесканальной прокладки теплосетей в армопенобетонной изоляции в сухих грунтах (без дренажа).

D y , мм

D н, (с покровным слоем)

D п

D o

A

Б

В

l

k

Г

h

h 1 , не менее

д

а

б

Л, не менее

ж

-

-

-

-

-

-

Таблица 2 приложения 18. Конструктивные размеры бесканальной прокладки теплосетей в армопенобетонной изоляции в мокрых грунтах (с дренажем)

D y , мм

D н, (с покровным слоем)

Размеры по альбому серии 903-0-1

D п

D o

A

Б

В

l

k

Г

h

h 1 , не менее

д

а

б

Л, не менее

ж

Канальная прокладка.

		в)
	a)		б)

Рис. 2 приложения 18. Сборные каналы для тепловых сетей: а) тип КЛ; б) тип КЛп; в) тип КЛс.

Таблица 3 приложения 18. Основные типы сборных железобетонных каналов для тепловых сетей.

Условный диаметр трубопровода D y , мм	Обозначение (марка) канала	Размеры канала, мм
Внутренние номинальные	Наружные
Ширина А	Высота Н	Ширина А	Высота Н
25-50 70-80	КЛ(КЛп)60-30 КЛ(КЛп)60-45
100-150	КЛ(КЛп)90-45 КЛ(КЛп)60-60
175-200 250-300	КЛ(КЛп)90-60 КЛ(КЛп)120-60
350-400	КЛ(КЛп)150-60 КЛ(КЛп)210-60
450-500	КЛс90-90 КЛс120-90 КЛс150-90
600-700	КЛс120-120 КЛс150-120 КЛс210-120

Приложение 19. Насосы в системах теплоснабжения.

Рис. 1 приложения 19. Поле характеристик сетевых насосов.

Таблица 1 приложения 19. Основные технические характеристики сетевых насосов.

Тип насоса	Подача, м 3 /с (м 3 /ч)	Напор, м	Допустимый кавитационный запас, м., не менее	Давление на входе в насос, МПа(кгс/см 2) не более	Частота вращения (синхронная), 1/с(1/мин)	Мощность, кВт	К. п. д., %, не менее	Температура перекачиваемой воды, (°С), не более	Масса насоса, кг
СЭ-160-50 СЭ-160-70 СЭ-160-100 СЭ-250-50 СЭ-320-110 СЭ-500-70-11 СЭ-500-70-16 СЭ-500-140 СЭ-800-55-11 СЭ-800-55-16 СЭ-800-100-11 СЭ-800-100-16 СЭ-800-160 СЭ-1250-45-11 СЭ-1250-45-25 СЭ-1250-70-11 СЭ-1250-70-16 СЭ-1250-100 СЭ-1250-140-11 СЭ-1250-140-16 СЭ-1600-50 СЭ-1600-80 СЭ-2000-100 СЭ-2000-140 СЭ-2500-60-11 СЭ-2500-60-25 СЭ-2500-180-16 СЭ-2500-180-10 СЭ-3200-70 СЭ-3200-100 СЭ-3200-160 СЭ-5000-70-6 СЭ-5000-70-10 СЭ-5000-100 СЭ-5000-160	0,044(160) 0,044(160) 0,044(160) 0,069(250) 0,089(320) 0,139(500) 0,139(500) 0,139(500) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,445(1600) 0,445(1600) 0,555(2000) 0,555(2000) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,890(3200) 0,890(3200) 0,890(3200) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000)		5,5 5,5 5,5 7,0 8,0 10,0 10,0 10,0 5,5 5,5 5,5 5,5 14,0 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5 22,0 22,0 12,0 12,0 28,0 28,0 15,0 15,0 32,0 15,0 15,0 15,0 40,0	0,39 (4) 0,39 (4) 0,39 (4) 0,39 (4) 0,39 (4) 1,08(11) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 1,57(16) 1,08(11) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 2,45(25) 1,08(11) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 1,57(16) 2,45(25) 1,57(16) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 2,45(25) 1,57(16) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,59(6) 0,98(10) 1,57(16) 0,98(10)	50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000)			(120) (180) (180) (120) (180) (120)	- - - - - - - - - - - - - - - - - -

Таблица 2 приложения 19. Центробежные насосы типа К.

Марка насоса	Производи-тельность, м 3 /ч	Полный напор, м	Частота вращения колеса, об/мин	Рекомендуемая мощность электродвигателя, кВт	Диаметр рабочего колеса, мм
1 К-6	6-11-14	20-17-14
1,5 К-6а	5-913	16-14-11	1,7
1,5 К-6б	4-9-13	12-11-9	1,0
2 К-6	10-20-30	34-31-24	4,5
2 К-6а	10-20-30	28-25-20	2,8
2 К-6б	10-20-25	22-18-16	2,8
2 К-9	11-20-22	21-18-17	2,8
2 К-9а	10-17-21	16-15-13	1,7
2 К-9б	10-15-20	13-12-10	1,7
3 К-6	30-45-70	62-57-44	14-20
3 К-6а	30-50-65	45-37-30	10-14
3 К-9	30-45-54	34-31-27	7,0
3 К-9а	25-85-45	24-22-19	4,5
4 К-6	65-95-135	98-91-72
4 К-6а	65-85-125	82-76-62
4 К-8	70-90-120	59-55-43
4 К-8а	70-90-109	48-43-37
4 К-12	65-90-120	37-34-28
4 К-12а	60-85-110	31-28-23	14,
4 К-18	60-80-100	25-22-19	7,0
4 К-18а	50-70-90	20-18-14	7,0
6 К-8	110-140-190	36-36-31
6 К-8а	110-140-180	30-28-25
6 К-8б	110-140-180	24-22-18
6 К-12	110-160-200	22-20-17
6 К-12а	95-150-180	17-15-12
8 К-12	220-280-340	32-29-25
8 К-12а	200-250-290	26-24-21
8 К-18	220-285-360	20-18-15
8 К-18а	200-260-320	17-15-12

Приложение 20. Запорная арматура в системах теплоснабжения.

Таблица 2 приложения 21.Стальные поворотные дисковые затворы с электроприводом D y 500-1400 мм на p y =2,5 МПа, t £200°C с канцами под приварку.

Обозначение задвижки	Условный проход D y , мм	Пределы применения		Материал корпуса
По каталогу	В тепловых сетях
p y , МПа	t , °C	p y , МПа	t , °C
30ч47бр	50, 80, 100, 125, 150, 200	1,0		1,0		Фланцевое	Серый чугун
31ч6нж (И13061)	50, 80, 100, 125, 150	1,0		1,0
31ч6бр		1,6		1,0
30с14нж1		1,0		1,0		Фланцевое	Сталь
31ч6бр (ГЛ16003)	200, 250, 300	1,0		1,0		Серый чугун
350, 400	1,0		0,6
30ч915бр	500, 600, 800, 1200	1,0		0,6 0,25		Фланцевое	Серый чугун
30ч930бр		1,0		0,25
30с64бр		2,5		2,5			Сталь
ИА12015		2,5		2,5		С концами под приварку
Л12014 (30с924нж)	1000, 1200, 1400	2,5		2,5
30с64нж (ПФ-11010-00)		2,5		2,5		Фланцевое и с концами под приварку	Сталь
30с76нж	50, 80, 100, 125, 150, 200, 250/200	6,4		6,4		Фланцевое	Сталь
30с97нж (ЗЛ11025Сп1)	150, 200, 250	2,5		2,5		Фланцевое и с концами под приварку	Сталь
30с65нж (НА11053-00)	150, 200, 250	2,5		2,5
30с564нж (МА11022.04)		2,5		2,5
30с572нж 30с927нж	400/300, 500, 600, 800	2,5		2,5		Фланцевое и с концами под приварку	Сталь
30с964нж	1000/800	2,5		2,5

Таблица 4 приложения 20. Допускаемые задвижки

Обозначение задвижки	Условный приход D y , мм	Пределы применения (не более)	Присоединение к трубопроводу	Материал корпуса
По каталогу	В тепловых сетях
p y , МПа	t , °C	p y , МПа	t , °C
30ч6бр	50, 80, 100, 125, 150	1,0		1,0		Фланцевое	Серый чугун
30ч930бр	600, 1200, 1400	0,25		0,25
31ч6бр		1,6		1,0
ЗКЛ2-16	50, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600	1,6		1,6		Сталь
30с64нж		2,5		2,5		Фланцевое и с концами под приварку	Сталь
30с567нж (ИА11072-12)		2,5		2,5		Под приварку
300с964нж		2,5		2,5		Фланцевое и с концами под приварку	Сталь
30с967нж (ИАЦ072-09)	500, 600	2,5		2,5		Под приварку

Рис. 2 приложения 20. Шаровые краны в системах теплоснабжения.

Таблица 5 приложения 20. Технические данные шаровых кранов.

Условный диа метр	Проходной условный диаметр	Dh, мм	d, мм	t, мм	L, мм	H1	H2	A	Масса в кг
			17,2	1,8					0,8
			21,3	2,0					0,8
			26,9	2,3					0,9
			33,7	2,6					1,1
			42,4	2,6					1,4
			48,3	2,6					2,1
			60,3	2,9					2,7
		76,1	76,1	2,9					4,7
		88,9	88,9	3,2					6,1
		114,3	114,3	3,6					9,5
			139,7	3,6					17,3
			168,3	4,0					26,9
			219,1	4,5				-	43,5
		355,6	273,0	5,0				-	115,0
			323,3	5,6				-	195,0
			355,6	5,6				-	235,0
			406,4	6,3				-	390,0
			508,0			166,5		-	610,0

Примечание: корпус крана – сталь Ст. 37. 0; шар – нержавеющая сталь; седло шара и сальник –тефлон +20 % углерода; уплотнительные кольца – тройной этилен-пропиленовый каучук и витон.
Приложение 21. Соотношение между некоторыми единицами физических величин, подлежащими замене, с единицами СИ.

Таблица 1 приложения 21.

Наименование величин	Единица	Соотноше- ние с единицами СИ
подлежащая замене	СИ
Наимено- вание	Обозначение	Наименование	Обозначение
количество теплоты	килокалория	ккал	кило-джоуль	КДж	4.19 кДж
удельное количество теплоты	килокалория на килограмм	ккал/кг	килоджо- уль на килограмм	КДж/кг	4.19кДж/кг
тепловой поток	килокалория в час	ккал/ч	ватт	Вт	1.163 Вт
(мощность)	гигакало-рия в час	Гкал/ч	мегаватт	МВт	1.163 МВт
поверхност- ная плотность теплового потока	килокалория в час на квадрат- ный метр	ккал/(ч м 2)	ватт на квадрат- ный метр	Вт/м 2	1.163 Вт/м 2
объемная плотность теплового потока	килокалория в час на кубичес- кий метр	ккал/(ч м 3)	ватт на кубичес- кий метр	Вт/м 3	1.163 Вт/м 3
теплоемкость	килокалория на градус Цельсия	ккал/°С	килоджо- уль на градус Цельсия	КДж/°С	4.19 кДж
удельная теплоемкость	килокалория на килограмм градус Цельсия	ккал/(кг°С)	килоджо- уль на килограмм градус Цельсия	КДж/(кг°С)	4.19кДж/(кг°С)
теплопровод- ность	килокалория на метр час градус Цельсия	ккал/(м ч°С)	ватт на метр градус Цельсия	Вт/(м °С)	1.163Вт/(м °С)

Таблица 2 Соотношения между единицами измерения системы МКГСС и международной системы единиц СИ.

Таблица 3. Соотношение между единицами измерений

Единицы измерений	Па	бар	мм. рт. ст	мм. вод. ст	кгс/см 2	Lbf/in 2
Па		10 -6	7,5024∙10 -3	0,102	1,02∙10 -6	1,45∙10 -4
бар	10 5		7,524∙10 2	1,02∙10 4	1,02	14,5
мм рт ст	133,322	1,33322∙10 -3		13,6	1,36∙10 -3	1,934∙10 -2
мм вод ст	9,8067	9,8067∙10 -5	7,35∙10 -2		∙10 -4	1,422∙10 -3
кгс/см 2	9,8067∙10 4	0,98067	7,35∙10 2	10 4		14,223
Lbf/in 2	6,8948∙10 3	6,8948∙10 -2	52,2	7,0307∙10 2	7,0307∙10 -2

Литература

1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология/Госстрой России.- М.:

2. СНиП 41-02-2003. ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ. ГОССТРОЙ РОССИИ.

Москва. 2003

3. СНиП 2.04.01.85*. Внутренний водопровод и канализация зданий/Госстрой России. –

М.: ГУП ЦПП, 1999.-60 с.

4. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и

трубопроводов.ГОССТРОЙ РОССИИ. МОСКВА 2003

5. СП 41-103-2000. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И

ТРУБОПРОВОДОВ. ГОССТРОЙ РОССИИ. МОСКВА 2001

6. Проектирование тепловых пунктов. СП 41-101-95. Минстрой

России – М.: ГУП ЦПП, 1997 – 79 с.

7. ГОСТ 21.605-82. Сети тепловые. Рабочие чертежи. М.: 1982-10 с.

8. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию

/И. В. Беляйкина, В. П. Витальев, Н. К. Громов и др.: Под ред.

Н. К. Громова, Е. П. Шубина. - М.: Энергоатомиздат, 1988.- 376 с.

9. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей.:

Справочник / В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж и др. - изд., 3-е

переработ. и доп.- М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

10. Справочник проектировщика под ред. А.А.Николаева. – Проектирование

тепловых сетей.-М.: 1965-360с.

11. Малышенко В.В., Михайлов А.К..Энергетические насосы. Справочное

пособие. М.: Энергоатомиздат, 1981.-200с.

12. Лямин А.А., Скворцов А.А.. Проектирование и расчет конструкций

тепловых сетей -Изд. 2-е.- М.: Стройиздат, 1965. - 295 с

13. Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных

систем. -Изд. 2-е.- М.: Энергоатомиздат, 1986.-320с.

14. Справочник строителя тепловых сетей. / Под ред. С.Е. Захаренко.- Изд.

2-е.- М.: Энергоатомиздат, 1984.-184с.

Опоры служат для восприятия усилия от трубопроводов и передачи их на несущие конструкции или грунт, а также для обеспечения организованного совместного перемеще­ния труб и изоляции при температурных деформациях. При сооруже­нии теплопроводов применяют опоры двух типов: подвиж­ные и неподвижные.

Подвижные опоры воспринимают вес теплопровода и обеспечивают его свободное перемещение на строительных конструкциях при температурных деформациях. При пере­мещении трубопровода подвижные опоры перемещаются вместе с ним. Подвижные опоры используют при всех спо­собах прокладки, кроме бесканальной. При бесканальной прокладке теплопровод укладывается на нетронутый грунт или тщательно утрамбованный слой песка. При этом под­вижные опоры предусматривают только в местах поворота трассы и установки П-образных компенсаторов, т. е. на участках, где трубопроводы прокладывают в каналах. Подвижные опоры испытывают главным образом верти­кальные нагрузки от массы трубопроводов

По принципу свобод­ного перемещения различают опоры скольжения, качения и подвесные. Скользящие опоры, применяют независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех диаметров труб. Эти опоры просты по конструкции и надежны в эксплу­атации.

Катковые опоры применяют для труб диаметром 175 мм и более при осевом перемещении труб, при прокладке в тоннелях, коллекторах, на кронштейнах и на отдельно стоящих опорах. Применение катковых опор в непроходных каналах нецелесообразно, так как без над­зора и смазки они быстро корродируют, перестают вращаться и начинают работать фактически как скользящие опоры. Катковые опоры обладают меньшим трением, чем скользящие, однако при плохом уходе катки перекашива­ются и могут заклиниваться. Поэтому им необходимо дать правильное направление. Для этого в катках предусматри­вают кольцевые выточки, а на опорной плите - направля­ющие планки.

Роликовые опоры (применяют редко, так как трудно обеспечить вращение роликов. Катковые и роликовые опоры надежно работают на прямолинейных участках сети. На поворотах трассы трубопроводы перемещаются не только в продольном, но и в поперечном направлении. Поэтому установка катковых и роликовых опор на кри­волинейных участках не рекоменду­ется В этом случае используют шари­ковые опоры. В этих опорах шарики свободно перемещаются вместе с башмаками по подкладному листу, удерживаются от вы­катывания за пределы опоры выступами опорного листа и башмака.

Если по местным условиям прокладки теплопроводов относительно несущих конструкций скользящие и катковые опоры не могут быть установлены, применяются подвесные опоры. Нежесткая конструкция подвески поз­воляет опоре легко поворачиваться и перемещаться вместе с трубопроводом. В результате по мере удаления от непод­вижной опоры углы поворота подвесок увеличиваются, со­ответственно возрастает перекос трубопровода и напряже­ние в тягах под действием вертикальной нагрузки трубо­провода.

Подвесные опоры по сравнению со скользящими созда­ют на горизонтальных участках значительно меньшие уси­лия вдоль оси трубы.

Неподвижными опорами трубопроводы как бы делятся на самостоятельные участки. С помощью неподвижных опор трубы жестко закрепляют в определенных точках трас­сы между компенсаторами или участками с естественной компенсацией температурных деформаций, которые вос­принимают, кроме вертикальных нагрузок значительные го­ризонтальные усилия, направленные по оси трубопровода и складывающиеся из неуравновешенных сил внутреннего давления, сил сопротивления свободных опор и реакции компенсаторов. Наибольшее значение имеют силы внутрен­него давления. Поэтому для облегчения конструкции опо­ры стараются расположить ее на трассе таким образом, чтобы внутренние давления в трубопроводе были уравно­вешены и не передавались на опору. Те опоры, на которые реакции внутреннего давления не передаются, называются разгруженными неподвижными опорами; те же опоры, кото­рые должны воспринимать неуравновешенные силы внутрен­него давления, называются неразгруженными опорами.

Существуют промежуточные и концевые опоры. На про­межуточную опору действуют усилия с обеих сторон, на концевую-с одной. Неподвижные опо­ры труб рассчитывают на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы теплопроводов, в том числе при открытых и закрытых задвижках

Неподвижные опоры предусматривают на трубопрово­дах при всех способах прокладки тепловых сетей. От пра­вильного размещения неподвижных опор по длине трас­сы тепловых сетей во многом зависит величина температур­ных деформаций и напряжений в трубах. Неподвижные опоры устанавливают на ответвлениях трубопроводов, в местах размещения запорной арматуры, сальниковых компенсаторов. На трубопроводах с П-образными компен­саторами неподвижные опоры размещают между компенса­торами. При бесканальных прокладках тепловых сетей, когда не используется самокомпенсация трубопроводов, неподвижные опоры рекомендуется устанавливать на пово­ротах трассы.

Расстояние между неподвижными опорами определяют исходя из заданной конфигурации трубопроводов, темпера­турных удлинений участков и компенсирующей способности устанавливаемых компенсаторов. Неподвижные закреп­ления трубопроводов выполняют различными конструкция­ми, которые должны быть достаточно прочными и жестко удерживать трубы, не допуская их перемещения относи­тельно поддерживающих конструкций.

Конструкции неподвижных опор состоят из двух основ­ных элементов: несущих конструкций (балок, железобетонных плит), на которые передаются усилия от трубопрово­дов, и собственно опор, при помощи которых осуществля­ется неподвижное закрепление труб (приварные косынки, хомуты). В зависимости от способа прокладки и места установки применяют неподвижные опоры: упорные, щито­вые и хомутовые. Опоры с вертикальными двусторонними упорами и лобовые применяют при установ­ке их на каркасах в камерах и тоннелях и при проклад­ке трубопроводов в проходных, полупроходных и в непро­ходных каналах. Щитовые опоры применяют как при бесканальной прокладке, так и при прокладке теплопроводов в непроходных каналах при размещении опор вне камер.

Щитовые неподвижные опоры представляют собой вер­тикальные железобетонные щиты с отверстиями для про­хода труб. Осевые усилия передаются на железобетонный щит приваренными к трубопроводу с обеих сторон кольца­ми, усиленными ребрами жесткости. До недавнего времени между трубой и бетоном прокладывали асбест. В настоя­щее время применение асбестовых набивок не допускается. Нагрузка от трубопроводов тепловых сетей через щитовые опоры передается на днище и стенки канала, а при беска­нальной прокладке - на вертикальную плоскость грунта. Щитовые опоры выполняют с двойным симметричным армированием, так как действующие усилия от труб могут быть направлены в противоположные стороны. В нижней части щита делают отверстия для прохода воды (в случае попадания ее в канал).

Расчет неподвижных опор.

Неподвижные опоры фик­сируют положение трубопровода в определенных точках и восприни­мают усилия, возникающие в ме­стах фиксации под действием темпе­ратурных деформаций и внутренне­го давления.

Опоры оказывают весьма важное влияние на работу теплопровода. Нередки случаи серьезных аварий из-за неправильного размещения опор, неудачного выбора конструк­ций или небрежного монтажа. Весь­ма важно, чтобы все опоры были нагружены, для чего необходимо при монтаже выверять расстановку их по трассе и положение по вы­соте. При бесканальной прокладке обычно отказываются от установки свободных опор под трубопроводами во избежание неравномерных проса­док, а также дополнительных изги­бающих напряжений. В этих про­кладках трубы укладываются на не­тронутый грунт или тщательно ут­рамбованный слой песка.

От пролета (расстояния) между опорами зависит изгибающее напря­жение, возникающее в трубопрово­де, и стрела прогиба.

При расчете изгибающих напря­жений и деформаций трубопровод, лежащий на свободных опорах, рас­сматривается как многопролетная балка. На рис. Т.с.19 приведена эпю­ра изгибающих моментов многопро­летного трубопровода.

Рассмотрим усилия и напряже­ния, действующие в трубопроводах.

Примем следующие обозначения:

М - силовой момент, Н*м; Q B , Q г - усилие вертикальное и гори­зонтальное, Н; q в , q г - удельная на­грузка на единицу длины, верти­кальная и горизонтальная, H/m;..N- горизонтальная реакция на опоре, Н.

Максимальный изгибающий мо­мент в многопролетном трубопрово­де возникает на опоре. Величина этого момента (9.11)

где q - удельная нагрузка на еди­ницу длины трубопровода, Н/м; - длина пролета между опорами, м. Удельная нагрузка q определяет­ся по формуле
(9-12)

где q B - вертикальная удельная на­грузка, учитывающая вес трубопро­вода с теплоносителем и тепловой изоляцией; q г - горизонтальная удельная нагрузка, учитывающая ветровое усилие,

(9-13)

где w - скорость ветра, м/с; - плотность воздуха, кг/м 3 ; d и - наружный диаметр изоляции трубо­провода, м; k - аэродинамический коэффициент, равный в среднем 1,4-1,6.

Ветровое усилие должно учиты­ваться только в надземных тепло­проводах открытой прокладки.

Изгибающий момент, возникаю­щий в середине пролета,

(9.14)

На расстоянии 0,2 от опоры из­гибающий момент равен нулю.

Максимальный прогиб имеет ме­сто в середине пролета.

Стрела прогиба трубопровода
, (9.15)

На основании выражения (9-11) определяется пролет между свобод­ными опорами

(9-16) откуда
,м (9-17)

При выборе пролета между опо­рами для реальных схем трубопро­водов исходят из того, чтобы при наиболее неблагоприятных режимах работы, например при наиболее вы­соких температурах и давлениях теп­лоносителя, суммарное напряжение от всех действующих усилий в са­мом слабом сечении (обычно свар­ном шве) не превосходило допусти­мой величины [].

Предварительную оценку рас­стояния между опорами можно про­извести на основе уравнения (9-17), принимая напряжение от изгиба 4 равным 0,4-0,5 допускаемого напряжения:

Неподвижные опоры воспринимают реакцию внутреннего давления, свободных опор и

компенсатора.

Результирующее усилие, действующее на неподвижную опору, может быть представлено в виде

а - коэффициент, зависящий от направления действия осевых усилий внутреннего давления с обоих сторон опоры. Если опора разгружена от усилия внутреннего давления, то а =0, иначе а =1; р - внутреннее давление в трубопроводе; - площадь внутреннего сечения трубопровода; - коэффициент трения на свободных опорах;
- разность длин участков трубопровода с обеих сторон неподвижной опоры;
- разность сил трения осевых сколь­зящих компенсаторов или сил упругости гибких компенсаторов с обоих сторон неподвиж­ной опоры.

26. Компенсация тепловых удлиннений трубопроводов систем теплоснабжения. Основы расчета гибких компенсаторов.

В тепловых сетях в настоящее время наиболее широко применяются сальниковые, П- образные, а в последнее время и сильфонные (волнистые) компенсаторы. Кроме специальных компенсаторов используют для компенсации и естественные углы поворотов теплотрассы - самокомпенсацию. Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность
для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (обычно 110 МПа). Необходимо также определить реакцию компенсатора, используемую при расчетах нагрузок на неподвижные опоры. Тепловое удлинение расчетного участка трубопровода
, мм, определяют по формуле

, (2.81)

где

=1,2· 10ˉ² мм/(м · о С),

- расчетный перепад температур, определяемый по формуле
, (2.82)

где

L

Гибкие компенсаторы в отличие от сальниковых характеризуются мень­шими затратами на обслуживание. Их применяют при всех способах прокладки и при любых параметрах теплоносителя. Использование сальниковых компенса­торов ограничивается давлением не более 2,5 МПа и температурой теплоно­сителя не выше 300°С. Их устанавли­вают при подземной прокладке трубопро­водов диаметром более. 100 мм, при над­земной прокладке на низких опорах труб диаметром более 300 мм, а также в стес­ненных местах, где невозможно разме­стить гибкие компенсаторы.

Гибкие компенсаторы изготовляют из отводов и прямых участков труб с по­мощью электродуговой сварки. Диа­метр, толщина стенки и марка стали ком­пенсаторов такие же, как и трубопрово­дов основных участков. При монтаже гибкие компенсаторы располагают го­ризонтально; при вертикальном или на­клонном размещении требуются воз­душные или дренажные устройства, ко­торые затрудняют обслуживание.

Для создания максимальной компен­сационной способности гибкие компен­саторы перед монтажом растягивают в холодном состоянии и в таком положе­нии закрепляют распорками. Величину

растяжки компенсатора записывают в специальный акт. Растянутые компенса­торы присоединяют к теплопроводу с по­мощью сварки, после чего распорки уда­ляют. Благодаря предварительной рас­тяжке компенсационная способность уве­личивается почти вдвое. Для установки гибких компенсаторов устраивают ком­пенсаторные ниши. Ниша представляет собой непроходной канал такой же кон­струкции, по конфигурации соответст­вующий форме компенсатора.

Сальниковые (осевые) компенсаторы изготовляют из труб и из листовой стали двух типов: односторонние и двусторон­ние. Размещение двусторонних компен­саторов хорошо сочетается с установ­кой неподвижных опор. Сальниковые компенсаторы устанавливают строго по оси трубопровода, без перекосов. На­бивка, сальникового компенсатора представляет собой кольца, выполненные из асбестового прографиченного шнура и термостойкой резины. Осевые компенса­торы целесообразно применять при бесканальной прокладке трубопроводов.

Компенсационная способность саль­никовых компенсаторов с увеличением диаметра повышается.

Расчет гибкого компенсатора .

Тепловое удлинение расчетного участка трубопровода
, мм, определяют по формуле

, (2.81)

где
- средний коэффициент линейного расширения стали, мм/(м · о С), (для типовых расчетов можно принять
=1,2· 10ˉ² мм/(м · о С),

- расчетный перепад температур, определяемый по формуле

, (2.82)

где - расчетная температура теплоносителя, о С;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, о С;

L - расстояние между неподвижными опорами, м.

Компенсирующую способность сальниковых компенсаторов, уменьшают на величину запаса - 50 мм.

Реакция сальникового компенсатора - сила трения в сальниковой набивке определяется по формуле, (2.83)

где - рабочее давление теплоносителя, МПа;

- длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора, мм;

- наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, м;

- коэффициент трения набивки о металл, принимается равным 0,15.

Технические характеристики сильфонных компенсаторов приведены в табл. 4.14 - 4.15 . Осевая реакция сильфонных компенсаторов складывается из двух слагаемых

(2.84)

где - осевая реакция, вызываемая деформацией волн, определяемая по формуле

, (2.85)

где l - температурное удлинение участка трубопровода, м; - жесткость волны, Н/м, принимаемая по паспорту компенсатора;n - количество волн (линз).- осевая реакция от внутреннего давления, определяемая по формуле

, (2.86)

где - коэффициент, зависящий от геометрических размеров и толщины стенки волны, равный в среднем 0.5 - 0.6;

D иd – соответственно наружный и внутренний диаметры волн, м;

- избыточное давление теплоносителя, Па.

При расчете самокомпенсации основной задачей является определение максимального напряжения у основания короткого плеча угла поворота трассы, которое определяют для углов поворотов 90 о поформуле
; (2.87)

для углов более 90 о, т.е. 90+ , по формуле
(2.88)

где l - удлинение короткого плеча, м;l - длина короткого плеча, м;Е - модуль продольной упругости, равный в среднем для стали 2· 10 5 МПа;d - наружный диаметр трубы, м;

- отношение длины длинного плеча к длине короткого.