Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

L • 120000

"4

t/гвфв

2Dy300

Рис. 3.1. Схема участка двухтрубной сети с П-образными компенсаторами

Н - вылет компенсаторов; В, Bj - плечи компенсаторюв; НО - неподвижная опора

стальных труб с применением П-образных компенсаторов {рис. 3.1);

место строительства тепловых сетей - г. Рига, в котором средняя температура наиболее холодных пятидневок t = -20°С;

коэффициент линейного расширения о труб, изготовленных из углеродистой стали, при температуре нагрева их стенки до t = 150°С - о= 1,2510- мм/(мтрад).

Расчет. Максимальное термическое удлинение подающего трубопровода водяных тепловых сетей

hL = 1,25-10-[150- (-20)]120= 245 мм.

Термическое удлинение обратного трубопровода

AL = 1,25-10-[70- (-20)] 120 = 135 мм.

В целях снижения расчетного термического удлинения трубопровода рекомендуется предварительная растяжка смонтированных участков сети до установки неподвижных опор. При наличии П-образных компенсаторов возможно таким образом уменьшить их вылет на 30% и расход труб - на 2...4%. Однако следует заметить, что выполнение предварительной растяжки сети в натуре строго по расчету довольно сложно и при осуществлении ее возможны неточности и ошибки. Особенно сложна предварительная растяжка при высокой и средней наземной прокладке сетей. Поэтому предварительную растяжку трубопроводов по чисто практическим соображениям рекомендуется осуществлять только в особенных, критических случаях.

Для трубопроводных сетей, сооружаемых из гибких материалов - резины, разных полимеров и др., а также для кабелей термические перемещения не определяют, поскольку они практически не создают усилий как в самих сетях, так и в строительных конструкциях наземных эстакад и подземных проходных каналов.

Для компенсации термических перемещений трубопроводов в первую очередь используют вынужденные повороты

Рис. 3.2. Схемы самокомпенсирующих участков трубопроводных сетей

а 2.образная конфигурация участка сети; б - Г-образная конфигурация участка сети; НО - неподвижная опора

трассы сетей в плане, а также вертикальные подъемы или опуски труб в профиле. Повороты создают Z- или Г-образную

конфигурацию участков сетей {рис. 3.2), дающих возможность сетям воспринять термические перемещения трубопроводов без применения специальных компенсаторов. Хороший эффект дает зигзагообразная конфигурация трассы сетей. Практически же это возможно только при относительно небольших значениях At и AL, а также при расположении сетей вне городской застройки, обычно имеющей строго прямые улицы и линии фасадов зданий. Такое расположение трассы, образующее расширение полосы, занимаемой этими сетями, допустимо только в загородных зонах.

Однако обычно основная часть трассы сетей состоит из прямых участков, где необходима установка специальных компенсаторов. В настоящее время изготовляют и устанавливают следующие типы компенсаторов: сальниковые, сильфонные, П-образные, а также лирообразные и линзовые, которые при совмещенной прокладке сетей не применяются {рис. 3.3).

Сальниковые компенсаторы изготовляют на заводах в одностороннем и двухстороннем исполнениях. Пространство между трубопроводом и корпусом компенсатора уплотнено набивкой из жгута термостойкой резины, смазанной маслом для уменьшения трения. Их работа основана на принципе действия раздвижной телескопической трубы, которая не допускает образования изгибов сочленений, способных создать защемление труб и разуплотнение сальников. Поэтому установка сальниковых компенсаторов допускается только на прямых (как в плане, так и в профиле сети) участках трубопроводов. Не допускаются также повороты трассы за односторонними сальниковыми компенсаторами, способные вызвать разворот корпуса компенсатора и нарушение соосности трубопровода и корпуса компенсатора в сальниковом пространстве.

Сальниковые компенсаторы применют в трубопроводах, транспортирующих жидкости и газообразные вещества. Они имеют малые габариты и создают относительно небольшие

Рис. 3.3. Компенсаторы трубопроводных сетей

а - односторонний сальниковый; б - двухсторонний сальниковый; в - лирообразный гладкоизогнутый; г - линзовый; д - сильфонный (волнистый); е - П-образный

гидравлические сопротивления. Снижение потерь давлений в сети, оборудованной сальниковыми компенсаторами, по сравнению с сетью, оборудованной П-образными или лирообразными компенсаторами, составляет 10...80% в зависимости от диаметра трубопроводов и вида транспортируемого вещества.

Недостатками сальниковых компенсаторов являются необходимость их периодического обслуживания и наличия свободного пространства вокруг компенсатора, существенное увеличение усилий на неподвижные опоры и более частые повреждения и аварии, чем у компенсаторов других видов. Увеличение усилий на неподвижные опоры при наличии сальниковых компенсаторов достигает 2...5-кратных размеров по сравнению с П-образными и лирообразными компенсаторами.

При появлении подтеков в сальниках необходимо затянуть болты уплотняющего кольца (грундбуксы). Однако затяжка болтов кольца наряду с уплотнением сальника заметно повышает трение в компенсаторе и увеличивает усилия на неподвижные опоры. После повторнь1х затяжек болтов эти усилия становятся еще более значительными и появляется необходимость замены уплотняющей набивки с временным прекращением работы и опорожнением сети, с последующим заполнением ее деаэрированной водой и осуществлением заново гидравлического испытания системы. Замена уплотняющей набивки сальника является достаточно сложной операцией, особенно при больших диаметрах труб, относительно низких температурах транспортируемой жидкости, и выполняется в ранее запланированное время - обычно летом. Но в случаях необходимости внезапной организации такой работы, например в аварийных ситуациях (в частности при высоких температурах транспортируемой жидкости в подающем трубопрово-

де водяных тепловых сетей зимой), замена сальниковой набивки превращается в весьма сложную задачу, особенно при подземной прокладке сетей. В этом случае необходимо понижение температуры теплоносителя ниже ЮОС во всей системе тепловых сетей, чтобы избежать вскипания горячей воды, и отключение потребителей теплоты, расположенных в районе поврежденного компенсатора. Если погода холодная и вынужденное отключение потребителей теплоты продолжается несколько дней, возникает необходимость опорожнения местных систем отопления и вентиляции зданий, чтобы предупредить замерзание отдельных участков местных систем, проложенных по чердакам и лестничным клеткам, где температура воздуха низка и замерзание труб происходит довольно быстро. Возобновление работы систем отопления и вентиляции зданий в зимних условиях также связано с определенными трудностями.

Практика показала, что уплотнения сальниковых компенсаторов повреждаются не только из-за естественного износа жгутов термостойкой резины. Другой, более неприятной причиной является нарушение соосности трубопровода и корпуса компенсатора вследствие неодинаковой осадки камер, в которых расположены компенсаторы, и подземных каналов, в которых размещены трубопроводы. Неодинаковые осадки этих конструкций чаще всего происходят при подстилающих слабых грунтах и их замене песком. Особенно часто это наблюдается, когда при производстве строительных работ зимой подстилающий слой устраивают из мерзлого грунта. Следует отметить, что ликвидация последствий аварийных ситуаций, связанных с неполадками в сальниковых компенсаторах, обходится дорого. Стоимость выполненных в таких условиях ремонтных работ может превышать первоначальную «стоимость всего участка сети, отключаемого при аварии.

При подземной прокладке сетей сальниковые компенсаторы требуют сооружения камер или павильонов больших размеров. Как при подземной, так и при наземной прокладке эти компенсаторы требуют удаления от них других сетей на расстояние, необходимое для удобства обслуживания сальников.

Итак, учитывая достоинства и недостатки сальниковых компенсаторов, можно сделать вывод, что, в общем случае, они полезны при раздельной подземной и низкой наземной прокладке трубопроводов больших диаметров и больших радиусах действия (5...6 км и более) системы сетей. При совмещенной прокладке инженерных сетей по наземным проходным и непроходным эстакадам и в подземных проходных каналах сальниковые компенсаторы, как правило, являются непригодными из-за близкого расположения друг к другу сетей и прочих рассмотренных выше факторов.

Сильфонные (волнистые) компенсаторы устанавливают на трубопроводах, транспортирующих жидкие и газообразные вещества. Сильфоны изготовляют из тонкой листовой стали толщиной 1,5...2,5 мм только для диаметров труб Dy < 700 мм.

Сильфонные компенсаторы больших диаметров пока еще не прошли испытание временем на долговечность. Однако и выпускаемые компенсаторы имеют срок службы гораздо короче срока службы, например, П-образных компенсаторов, изготовленных из относительно толстостенных отрезков и деталей труб. Отмеченные факторы не позволяют рекомендовать сильфонные компенсаторы к широкому применению при совмещенной прокладке инженерных сетей, при которой выполнение ремонтных работ и устранение последствий неисправностей или аварий значительно сложнее, чем при раздельной прокладке сетей. Совмещенная прокладка сетей предъявляет также повышенные требования к обеспечению максимально возможного срока действия их компенсаторов.

П-образные компенсаторы являются самыми простыми в изготовлении, удобными в строительстве и наиболее надежными и долговечными в эксплуатации. Их изготовляют в специализированных мастерских или непосредственно на стройке, сваривая отрезки стальных труб и отводов заводского изготовления. Эти компенсаторы при подземной прокладке сетей не требуют сооружения дорогостоящих камер для их размещения и обслуживания, обязательных при установке сальниковых и сильфонных компенсаторов. Для них сооружают соответствующие мелкозаглубленные компенсаторные ниши, менее дорогие и более простые в строительстве, чем глубокорасположенные подземные камеры. Отсутствие под-зеных камер, в свою очередь, дает возможность прокладывать инженерные сети ближе к поверхности земли, то есть более экономно. На П-образные компенсаторы не оказывают влияние неодинаковая осадка отдельных участков сети, а также нарушение соосности трубопроводов в плане и в профиле. Но одним из важнейших достоинств П-образных компенсаторов является возможность прокладки внутри его контура П-образных компенсаторов соседних трубопроводов, расположенных в том же ряду {рис. 3.4). Подобными возможностями расположения не обладают компенсаторы других типов. В эксплуатации, при наполнении, опорожнении, производстве гидравлического испытания, промывке и работе сетей П-образные компенсаторы при горизонтальной их прокладке не требуют никаких дополнительных действий со стороны обслуживающего персонала. Утечки у этих компенсаторов отсутствуют. Они создают минимальные усилия на неподвижные опоры. Недостатком П-образных компенсаторов являются увеличенные потери давления транспортируемого вещества

Рис 3.4. Раскладка П-образных ком-„"„етторов многих труб в одноярусный блок

по сравнению с сальниковыми и сильфонными компенсаторами, если последние оборудованы внутренними стаканами. К недостаткам относится также увеличение полосы застройки сетей, образуемое боковым вылетом компенсаторов при их горизонтальном расположении. При вертикальном расположении П-образных компенсаторов полоса территории, занимаемая сетями, не увеличивается.

Описание положительных и отрицательных сторон компенсаторов различных типов показывает, что для совмещенной прокладки инженерных сетей наиболее подходящими в общем случае являются Пюбразные компенсаторы, поскольку они не вызывают никаких вредных воздействий на другие рядом проложенные сети и обладают повышенной надежностью и долговечностью.

Расчеты габаритов П-образных компенсаторов - вылетов Н и плечей В при известных термических перемещениях труб AL расчетного участка определяют по номограммам, приведенным в специальной технической литературе или на ЭВМ по заданным программам.

3.2. УЗЛЫ РАЗВЕТВЛЕНИЯ СЕТЕЙ

К разработке рабочих чертежей узлов разветвления сетей приступают после составления:

плана трасс эстакад или подземных проходных каналов совмещенно прокладываемых инженерных сетей;