Временные указания по применению осевых неразгруженных сильфонных (волнистых) компенсаторов для тепловых сетей

0
Просмотров: 11 890 views
Сильфонный компенсатор для стальных труб

Техническими требованиями на разработку волнистых компенсаторов сильфонного типа предусматривалась организация производства осевых компенсаторов разгруженного и неразгруженного типов с компенсирующей способностью от 50 до 200 мм для трубопроводов диаметром 50-200 мм и от 100 до 400 мм для трубопроводов диаметров 250-1400 мм, а также компенсаторов шарнирного и углового типов. Настоящие временные указания распространяются только на серийно выпускаемые осевые неразгруженные сильфонные компенсаторы с компенсирующей способностью до 100 (±50) мм .

1.1. Временные указания распространяются на проектирование и строительство водяных тепловых сетей диаметром 50-500 и 1000 мм с параметрами Ру≤25 кгс/см2, t≤2000С, в которых для компенсации тепловых удлинений трубопроводов используется осевые неразгруженные сильфонные компенсаторы с компенсирующей способностью до ±50мм.

1.2. Временные указания разработаны применительно к конструкциям компенсаторов, выпускаем предприятием п/я Р-6687 по техническим условиям ТУ 3-120-81 ”Компенсаторы волнистые осевые неразгруженные” диаметром 50-200 мм (рис. 1 и 2), и предприятием п/я М-5957 по ТУ 5.551-19702-82 ”Компенсаторы сильфонные для теплосетей горячей воды” диаметром 250-500 и 1000 мм (рис. 3 и 4).

Компенсатор сильфонный осевой односекционный по ТУ 3-120-81

Kompensator odnosektsionnyy po TU 3-120-81

Компенсатор сильфонный двухсекционный по ТУ 3-120-81

 Kompensator dvukhsektsionnyy po TU 3-120-81

Компенсатор сильфонный односекционный по ТУ 5.551-19702-82

Kompensator odnosektsionnyy po TU 5.551-19702-82

Компенсатор сильфонный двухсекционный по ТУ 5.551-10702-82

 Kompensator dvukhsektsionnyy po TU 5.551-10702-82

1.4. Осевые неразгруженные сильфонные (волнистые) компенсаторы допускается применять на прямолинейных участках трубопроводов водяных тепловых сетей при любых способах прокладки, а также на трубопроводах насосных, водонагревательных установок, тепловых пунктов потребителей и других сооружений тепловых сетей.

1.5. Компенсаторы по ТУ 3-120-81 допускается применять в районах строительства в расчетной наружной температурой для проектирования систем отопления не ниже минус 400С, а по ТУ 5.551-179702-82 – не ниже минус 300С. Сейсмичность районов строительства – до 9 баллов включительно.

1.6. Сильфонные компенсаторы для тепловых сетей допускается применять при содержании хлоридов в сетевой воде не более 300 мг/кг.

1.7. При проектировании и строительстве тепловых сетей с применение осевых неразгруженных сильфонных (волнистых) компенсаторов, кроме требований данных указаний должны соблюдаться требования глав СНиП по проектированию тепловых сетей, по производству и приемке работ наружных тепловых сетей и сооружений водоснабжения, канализации и теплоснабжения, по технике безопасности в строительстве, а также правил пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах, правил безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды и других нормативных материалов.

Указания по проектированию сильфонных компенсаторов

2.1. Для обобщения опыта эксплуатации сильфонные компенсаторы трубопроводов при подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканально следует устанавливать в камерах. При надземной прокладке сооружение специальных павильонов или устройство защитных козырьков и навесов не требуется.

2.2. Установку сильфонных компенсаторов следует предусматривать на прямолинейных участках трубопроводов, как правило, у неподвижных опор. Между двумя неподвижными опорами должен устанавливаться только один компенсатор.

2.3. До и после компенсаторов должны предусматриваться направляющие опоры, устанавливаемые таким образом, чтобы расстояние от торца патрубка компенсатора до опоры было не более 2Dy. В качестве одной из направляющих опор рекомендуется использовать неподвижную опору.

При установке между неподвижной опорой и компенсатором запорной арматуры, имеющие опорное устройство, расстояние от торца патрубка компенсатора допускается принимать от патрубка (фланца) запорной арматуры.

Расстояние от направляющей опоры до ближайшей подвижной опоры должно быть не более 2/3 от расчетного пролета между подвижными опорами. Примеры схем размещения сильфонных компенсаторов, направляющих и неподвижных опор на двухтрубных тепловых сетях приведены ниже (приложение 3). (а – при размещении компенсаторов на подающем и обратном трубопроводах без смещения относительно друг друга; б – при размещении компенсаторов на подающем и обратном трубопроводах вразбежку)

 Primery skhem razmeshcheniya sil'fonnykh kompensatorov

2.4. Максимальное расстояние между неподвижными опорами труб LМАХ, м, определяется по формуле:

LМАХ = (0,9*Δ) / ((а*(t – tР.О.))                               (1)

0,9 – коэффициент запаса, учитывающий неточности расчета и погрешности монтажа;

Δ – компенсирующая способность компенсатора, мм, принимается по приложениям 1 и 2;

а – средний коэффициент линейного расширения трубной стали при нагреве от 0 до t0C, мм/м0С;

t – расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе, 0С;

tР.О. – расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, принимаемая равной средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки по главе СНиП ”Строительная климатология и геофизика”, 0С.

2.5. Установочная длина компенсатора LУСТ., мм, при проектировании камер и узлов трубопроводов определяется по формуле:

LУСТ. = LСТР. + (Δ/2)                     (2)

Длина сильфонного компенсатора при монтаже LМОНТ., мм, в зависимости от температуры окружающего воздуха при монтаже tМ, 0С определяется по формуле:

LМОНТ. = LУСТ. – аМ * (tМ – tР.О.) *L                           (3)

LУСТ. – строительная длина компенсатора при его поставке в свободном состоянии, мм, принимаемая по приложениям 1 и 2;

аМ – коэффициент линейного расширения трубной стали при монтаже, принимаемый равным 0,012 мм/м0С;

L – расстояние между неподвижными опорами расчетного участка, м.

На рабочих чертежах узлов трубопроводов с сильфонными (волнистыми) компенсаторами следует приводить таблицу монтажных длин компенсаторов LМОНТ. в зависимости от температуры монтажа tМ через 5 0С.

2.6. Расстояние в смету от ограждающих (строительных) конструкций тоннелей, коллекторов и камер до теплоизоляционных конструкций компенсаторов, а также между теплоизоляционными конструкциями смежных компенсаторов должен быть не менее:

  • для компенсаторов Ду 50-500 мм – 100 мм;
  • для компенсаторов Ду 1000 мм – 150 мм.

При невозможности соблюдения указанных расстояний компенсаторы следует устанавливать вразбежку со смещением в плане не менее 100 мм относительно друг друга.

2.7. При размещении сильфонных компенсаторов в камерах должны предусматриваться боковые проходы для обслуживания арматуры и компенсаторов размером (в свету):

  • Ду 50-500 мм не менее 600 мм;
  • Ду 1000 мм не менее 700 мм.

Кроме того, должна предусматриваться возможность перехода сверху или снизу трубопроводов размером в свету не менее 700 мм.

2.8. Сильфонные компенсаторы должны быть изолированы. Тепловая изоляция должна быть съемной.

2.9. В качестве подвижных или неподвижных опор должны приниматься обычные опоры, используемые при проектировании тепловых сетей с другими компенсирующими устройствами.

2.10. Направляющие опоры должны обеспечивать свободное осевое перемещение трубопровода и исключать смещение трубопровода в других плоскостях. Допускается применение в качестве направляющих опор хомутовые опоры с двумя хомутами, расположенными друг от друга на расстояние не менее 100 мм для труб Ду<=500 мм и не менее 200 мм – доля труб Ду 1000 мм.

2.11. При определении нормативной горизонтальной осевой нагрузки на неподвижные опоры должны учитываться:

а) распорное усилие компенсатора от внутреннего давления Рр, кгс, определяемое по формуле:

РР = РРАБ, *FЭФ.                               (4)

РРАБ, — рабочее давление теплоносителя, кгс/см2;

FЭФ, — эффективная площадь поперечного сечения компенсатора, см2, принимаемая по приложениям 1 и 2.

Эффективная площадь поперечного сечения компенсатора может определяться по формуле:

FЭФ. = (π/16)*(DН.В. + DВН.В.)2                (5)

π — число Пи;

DН.В. ,DВН.В. – соответственно наружный и внутренний диаметры гибкого элемента компенсатора.

б) Жесткость компенсатора РЖ, кгс, определяется по формуле:

РЖ = СО * (Δ/2)                              (6)

СО – жесткость компенсатора при его сжатии на 1 мм, кгс/мм;
Δ – компенсирующая способность компенсатора, мм.

Значение величин СО и Δ принимаются по приложениям 1 и 2.

в) Сила трения в подвижных опорах РТР , кгс, определяется по формуле:

РТР = f*q*L                       (7)

f – коэффициент трения в подвижных опорах труб;

q – вес 1 м трубопровода в рабочем состоянии (с водой и изоляцией), кгс;

L – расстояние между неподвижными опорами, м.

г) Сила трения трубопровода о грунт или сила трения возникающая при перемещении трубы внутри теплоизоляционной оболочки при бесканальной прокладке РТР, кгс/м, определяется по формуле:

РТР = p*L                           (8)

p – сила трения на единицу длины трубопровода, кгс/м, принимаемая меньшей из двух значений, определяемых по формулам:

  • при перемещении трубы внутри теплоизоляционной конструкции (для бесканальных прокладок с изоляцией из битумоперлита, битумокерамзита и битумовермикулита):

р = fТР*π*DН*qСРГР                        (9)

  • при перемещении трубы в грунте вместе с изоляцией:

р = 0,35*fГ.П.*π*DИ*qСРГР                           (10)

π — число Пи;

DН – наружный диаметр трубы, м

DИ – наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м

fТР – коэффициент трения трубы по тепловой изоляции, принимаемый равным для битумоперлита и битумовермикулита 0,7-0,85, а для битумокерамзита 0,9-1,0

fГ.П. – коэффициент трения гидроизоляционного покрытия о грунт, принимаемый равным 0,6

0,35 – поправочный коэффициент ЛИСИ

qСРГР – среднее нормативное давление на трубопровод от веса грунта, кгс/м2, определяемое по формуле:

qСРГР = (qВГР + qГГР)/2                               (11)

qВГР, qГГР – соответственно нормативное вертикальное и горизонтальное давление на трубопровод от веса грунта, кгс/м2, которое приближенно могут быть определены по формулам:

qВГР = yГР * hO                  (12)

qГГР = yГР * hO * tg2 (450 – (YН/2))                        (13)

yГР – объемный вес грунта, кгс/м3

hO – расстояние от поверхности земли до оси трубы, м

YН – нормативный угол внутреннего трения грунта в градусах.

Для трубопроводов с изоляцией из битумокерамзита при определении величины Р в формулу (10) вводится коэффициент  1,1.

д) При установке на смежных участках тепловой сети сильфонных компенсаторов и сальниковых компенсаторов возникает необходимость в расчетах усилий на неподвижные опоры учитывать силы трения в сальниках сальниковых компенсаторов РТРС, кгс, неуравновешенные силы внутреннего давления РВ.Д., кгс, а также распорные усилия, возникающие от сильфонных компенсаторов при их сочетании с сальниковыми компенсаторами РР.В., кгс, определяемые по формулам:

РТРС = 2*РРАБ*4*LЗ *f1*π                          (14)

РВ.Д. = РРАБ*((π*D2)/4)                              (15)

РР.В. = РР – РРАБ* ((π*D2)/4)                   (16)

π — число Пи

L3 – длина набивки по оси сальникового компенсатора, см

D – наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, см

f1 – коэффициент трения набивки о металл, принимаемый равным 0,15.

Значение величин L3 и D принимается по типовым чертежам серии 4.903-10, выпуск 7 ”Компенсаторы трубопроводов сальниковые”.

2.12. Суммарные горизонтальные осевые и боковые нагрузки на неподвижные опоры РГО и РГБ, кгс, должны приниматься с соответствии с приложением 8 к СНиП ”Тепловые сети”. При этом нагрузка на промежуточную неподвижную опору от участков трубопроводов, расположенных по обе стороны опоры, определяются по формулам:

а) при