Причины возникновения дефектов тепловой сети
- Авторы: Зеленцов Д.В.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный технический университет
- Выпуск: Том 12, № 2 (2022)
- Страницы: 10-13
- Раздел: ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ
- URL: https://journals.eco-vector.com/2542-0151/article/view/108743
- DOI: https://doi.org/10.17673/10.17673/Vestnik.2022.02.02
- ID: 108743
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассмотрены и проанализированы ошибки, возникшие при проектировании бесканальной тепловой сети и приведшие в процессе функционирования системы теплоснабжения к дефектам. Для определения причины возникновения дефектов проводилась проверка выполненных работ на соответствие принятым проектным решениям, а также анализ самих проектных решений. Было выявлено, что причиной появления дефектов в процессе эксплуатации являются ошибки в принятых проектных решениях.
Ключевые слова
Полный текст
В настоящее время в системах теплоснабжения все шире используются новые технологии и материалы, что связано как с удобством их применения, так и с меньшими затратами при их использовании по сравнению с традиционными [1–3]. Одной из подобных технологий является бесканальная прокладка тепловых сетей с применением сильфонных компенсаторов. Однако использование новых технологий требует тщательного проектирования, так как ошибки в расчетах могут привести к возникновению аварий или дефектов [4–6]. Так, при обследовании внутриквартальной тепловой сети были выявлены дефекты в виде разрывов сильфонных компенсаторов.
Обследуемая тепловая сеть имеет следующие параметры:
- диаметр подающего и обратного трубопроводов составляет 133х4,5 мм, общая длина тепловой сети равна 139 м;
- трубопроводы стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке по ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой»;
- трубопроводы проложены в железобетонных непроходных каналах, в качестве основания устроена песчаная подсыпка (рис. 1);
- для компенсации температурных удлинений используются осевые сильфонные компенсаторы типа 125-25-50±25 по ГОСТ 27036-86 «Компенсаторы и уплотнения сильфонные металлические. Общие технические условия».
Рис. 1. Трубопроводы тепловой сети в непроходном канале с песчаной подсыпкой
В результате обследования было выявлено следующее:
- трубопроводы тепловой сети в непроходном канале смещены к краю канала, что отличается от центрального расположения, предусмотренного в проекте;
- после вскрытия кожуха компенсатора с обнаруженной утечкой на сильфоне компенсатора был обнаружен разрыв (рис. 2);
- на трассе тепловой сети в непроходном канале отсутствуют какие-либо опоры (см. рис. 1).
В связи с этим возникла необходимость определить причину возникновения дефектов, связанных с протечкой тепловой сети, провести анализ конструкций трубы, материалов изготовления компенсатора, дать заключение о предполагаемых причинах разрушения компенсаторов.
Для определения причины возникновения дефектов возникла необходимость проверить выполненные работы на соответствие принятым проектным решениям, а также провести анализ самих проектных решений.
В рамках обследования было проведено сравнение существующего состояния тепловой сети и проектных решений. Результат сравнения показал, что отступления от проекта при монтаже тепловой сети отсутствуют.
Рис. 2. Осевой сильфонный компенсатор с дефектом – разрывом сильфона
Для проверки компенсационной способности компенсаторов необходимо проверить расстояние между неподвижными опорами, для чего произвести поверочный расчет согласно требованиям [7, 8]. Длина участка теплопроводов, компенсируемых с помощью сильфонного компенсатора, рассчитывается по формуле
M,
где ∆l – амплитуда осевого хода сильфонного компенсатора, мм, ∆l=25 мм;
α – коэффициент линейного расширения трубной стали, мм/м°С, α =0,012;
tmax – максимальная температура трубопровода, принимаемая равной максимальной температуре транспортируемой сетевой воды, °С, tmax=150 (70) °С;
tн – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С, tн= -30 °С;
К = 0,9 коэффициент запаса.
По результатам расчета проводилось сравнение фактического расстояния между неподвижными опорами и требуемой длины компенсируемого участка без учета величины растяжки и с учетом величины растяжки (13 мм). Результаты расчета представлены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Анализ расстояния между неподвижными опорами без учета величины растяжки
№ компенсатора | Фактическое расстояние между неподвижными опорами, м | Максимальная температура теплоносителя, °С | Расчетная длина компенсируемого участка, м | |
К1 | 36 | 150 | 20,8 | Нет |
К2 | 36 | 150 | 20,8 | Нет |
К3 | 27 | 150 | 20,8 | Нет |
К4 | 37,12 | 150 | 20,8 | Нет |
К1 | 36 | 70 | 37,4 | Да |
К2 | 36 | 70 | 37,4 | Да |
К3 | 27 | 70 | 37,4 | Да |
К4 | 37,12 | 70 | 37,4 | Да |
Таблица 2
Анализ расстояния между неподвижными опорами с учетом величины растяжки
№ компенсатора | Фактическое расстояние между неподвижными опорами, м | Максимальная температура теплоносителя, °С | Расчетная длина компенсируемого участка, м | Соответствие требованиям [7] |
К1 | 36 | 150 | 31,1 | Нет |
К2 | 36 | 150 | 31,1 | Нет |
К3 | 27 | 150 | 31,1 | Да |
К4 | 37,12 | 150 | 31,1 | Нет |
К1 | 36 | 70 | 56,1 | Да |
К2 | 36 | 70 | 56,1 | Да |
К3 | 27 | 70 | 56,1 | Да |
К4 | 37,12 | 70 | 56,1 | Да |
В результате расчета были сделаны следующие выводы:
- при расчетной (максимальной) температуре теплоносителя 150 °С, что соответствует параметрам подающего трубопровода, фактическое расстояние между неподвижными опорами было больше, чем должно быть по расчету, что не соответствует требованиям [7, 8];
- при расчетной (максимальной) температуре теплоносителя 70 °С, что соответствует параметрам обратного трубопровода, фактическое расстояние между неподвижными опорами было больше, чем должно быть по расчету, что соответствует требованиям [7, 8];
Таким образом, компенсационной способности компенсаторов на подающем трубопроводе недостаточно для обеспечения заложенного в проекте расстояния между неподвижными опорами (длины компенсируемого участка).
Также установлено, что трубопроводы тепловых сетей в непроходных каналах уложены на песчаную подсыпку, что допускается требованиями [9], опоры (скользящие, направляющие) или засыпка трубопровода уплотненным грунтом отсутствуют. Так как примененные сильфонные компенсаторы являются осевыми, то они воспринимают и компенсируют только осевые усилия и не могут компенсировать боковую нагрузку. Для предотвращения сдвига необходима либо установка направляющих опор около компенсатора, либо засыпка уплотненным грунтом для предотвращения сдвига [7, 8].
Вывод. Причиной возникновения дефектов, а именно разрыва сильфона в компенсаторе является недостаточная компенсационная способность компенсатора – поверочный расчет согласно [7, 8] показал, что компенсационной способности компенсаторов недостаточно при имеющемся расстоянии между неподвижными опорами; отсутствие направляющих опор или обратной засыпки трубы, необходимых согласно [8], позволяет предотвратить боковой сдвиг трубопровода. При этом произведенные работы по монтажу тепловой сети соответствуют проектным решениям. Предполагаемой причиной разрушения компенсаторов являются ошибки в принятых проектных решениях, а именно: отсутствие направляющих опор в местах установки компенсаторов или обратной засыпки трубы, позволяющих предотвратить боковой сдвиг трубопровода [8]; недостаточная компенсационная способность компенсатора, подтвержденная расчетом необходимой компенсации согласно [7, 8].
Об авторах
Данила Владимирович Зеленцов
Самарский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: tgv@samgtu.ru
Академия строительства и архитектуры, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244Список литературы
- Титов Г.И., Демина Ю.Э., Зеленцов Д.В. Компенсация температурного расширения теплоносителя в системе отопления с использованием регулирующего и предохранительно-сбросного клапанов // Градостроительство и архитектура. 2016. № 4 (25). С. 36–39. doi: 10.17673/Vestnik.2016.04.6.
- Вытчиков Ю.С., Чулков А.А. Исследование эффективности применения жидкого керамического покрытия «корунд» в качестве тепловой изоляции трубопроводов систем теплоснабжения // Научное обозрение. 2014. № 4. С. 142–145.
- Вытчиков Ю.С., Евсеев Л.Д., Чулков А.А. Повышение эффективности и долговечности тепловой изоляции трубопроводов систем теплоснабжения с применением скорлуп из пенополиуретана // Градостроительство и архитектура. 2013. № 2 (10). С. 90–93. doi: 10.17673/Vestnik.2013.02.15.
- Пуринг С.М., Ватузов Д.Н. Оптимизация выбора способа теплоснабжения жилых многоквартирных домов // Инновационные стратегии развития экономики и управления: сборник статей / СГАСУ. Самара, 2015. С. 313–316.
- Титов Г.И., Новопашина Н.А., Титов В.Г. Причины повреждаемости тепловых сетей // Градостроительство и архитектура. 2016. № 2 (23). С. 19–22. doi: 10.17673/Vestnik.2016.02.4.
- Титов Г.И., Тюрин Н.П., Новопашина Н.А., Захарова Ю.Э. Выявление скрытых недостатков выполненных работ по ремонту системы горячего водоснабжения // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительные технологии: сборник статей / под ред. М.И. Бальзанникова, К.С. Галицкова, А.К. Стрелкова; СГАСУ. Самара, 2015. С. 337–340.
- ATP 313.ТС-006.000. Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции. М.: РАО ЕЭС России, ОАО Объединение ВНИПИэнергопром, 2005. 140 с.
- 313.ТС-017.000. Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенобетона «СОВБИ» диаметром Ду 50-600 мм. Конструкции и детали. М.: РАО ЕЭС России, ОАО Объединение ВНИПИэнергопром, Холдинг «СОВБИ», МЦПТ, 2008. 124 с.
- СП 41-105-2002. Проектирование и строительство тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. М.: Госстрой России, 2003. 36 с.
![](/img/style/loading.gif)