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

но со *

Рис. 4.3. Вертикальный подъем трубопровода ступенями, высота которых не требует установки пружинных опор

1 - расположение трубопровода до нагрева; 2 - то же, после нагрева; НО - неподвижная опора; СО - скользящая опора

тельства. Монтажные болты после окончания монтажа и перед пуском трубопровода в эксплуатацию ослабляют. При использовании пружинных опор необходимо определенное пространство для свободного доступа к ним во время строительства, эксплуатации и ремонта. Эксплуатация пружинных опор требует серьезного внимания и трудозатрат, учитывая необходимость поддержания чистоты и применения смазочных средств на поверхностях стаканов, пружин, катков или шариков и опорных плит.

Описанные трудности ведут к тому, что на практике особенно при совмещенной прокладке большого числа трубопроводов, пружинные опоры используют редко - только при отсутствии других возможностей.

Вышеприведенные обстоятельства определяют необходимость поиска вариантных способов прокладки сетей и типов конструкций, позволяющих отказаться от установки традиционных пружинных опор. К таким способам относятся:

выполнение вертикального подъема или спуска трубопровода Н > 4 м несколькими отдельными ступенями, высота которых h < 3...4 м уже не требует установки пружинных опор \рис. 4.3):

применение наклонных опор конструкции инж. Г.Э. Карк-лина (рис. 4.4 и 4.5).

Наклонные опоры относятся к типу подвижных скользящих опор. Действие наклонной опоры основано на принципе скольжения ее по наклонной поверхности основания при горизонтальных термических перемещениях трубопровода! вследствие нагрева стенок труб. При горизонтальном перемещении трубопровода по наклонной опоре он одновременно оседает (см. рис. 4.5), компенсируя термическое перемещение при вертикальном под-ьеме сети. Остывая, трубопровод укорачивается, вследствие чего, перемещаясь по наклонной опоре, он поднимается. Этим подъемом компенсируется эффект укорачивания вертикального участка трубопровода.

Для выбора необходимых наклонных опор в проектах следует определить угол наклона опорной поверхности а для каждой отдельной опоры. Угол наклона зависит от отношения длин вертикального отрезка и горизонтального отрезка трубо-

Рис 4.4. Вертикальный подъем и спуск трубопровода с установкой

наклонных опор „ „„„,>=и,,1о rnuiVi.

1 - расположение трубопровода до нагрева; 2 - Рзс"°"°«"7Ру,~ провода после нагрева; НО - неподвижная опора; СО - скользящая опра; НКО - наклонная опора

Рис. 4.5. Наклонная опора трубопроводных сетей конструкции инж. Г.Э. Карклина

1 - основание; 2 - подставка; 3 - корпус типовой скользящей опоры; 4 ~ траверса (железобетонная или металлическая)

провода, расположенного от неподвижной опоры до вертикального подъема или опуска сети. Он выражается в виде арктангенса этого отношения по формуле: а = arctg (H/L). Примеры:

Н=5м, L, =50 м, а, =arctg (5/50) =5,70; Н = 5 м, Li = 30 м, 02 = arctg (5/30) = 9,5о. Установка наклонных опор в тепловых сетях Риги и других городов страны начата в 1982 г. по проектам, разработанным Рижским отделением института "Теплоэлектропроект" и проектным институтом "Латгипропром". В настоящее время испытательный срок наклонных опор уже успешно прошел и они себя полностью оправдали. Об устойчивой и надежной работе их получены положительные отзывы от организаций, эксплуатирующих тепловые сети.

Наклонные опоры обладают многими достоинствами. Они по сравнению с пружинными опорами предельно просты в изготовлении. Их можно производить в специализированных мастерских строительно-монтажных организаций. При необходимости они могут быть изготовлены монтажниками непосредственно на стройке. Расход металла небольшой и они весьма дешевы. Так, например, масса металла одной наклонной опоры длиной 340 мм, предназначенной для трубопровода водяных тепловых сетей = 400 мм с расчетной вертикальной нагрузкой Pggp. < 68,7 кН, составляет 22,5...32,2 кг, в зависимости от угла наклона опорной поверхности. В строительстве наклонные опоры также предельно просты, удобны и заметно снижают трудозатраты. Это достигается тем. что установка их не требует никаких подготовительных работ, необходимых при установке пружинных опор, очень чувствительных к неточному выполнению, резко снижающему их работоспособность. К достоинствам наклонных опор следует отнести их способность принимать на себя постоянную вертикальную нагрузку от опираемого трубопровода независимо от степени нагрева, остывания и термического перемещения трубопровода по опоре. Для сравнения следует отметить, что вертикальная нагрузка, принимаемая пружинной опорой, изменяется в зависимости от степени сжатия пружин. В эксплуатации наклонные опоры также предельно удобны и просты, поскольку поверхности скольжения опор мало страдают от запыления, засорения и обледенения. Гладкие поверхности скольжения опоры и опорной плиты при передвижении опоры как бы протирают и очищают сами себя. Получается эффект самоочищения. Кат-ковые и шариковые опоры такими самоочищающими свойствами не обладают, поэтому они быстрее засоряются и при отсутствии систематического ухода коэффициент трения этих опор растет. Проектирование наклонных опор проще, чем пружинных, и требует меньше трудозатрат.

Следует еще упомянуть о необходимости определения оптимального пролета между наклонной опорой и началом вертикального подъема, а также пролета между наклонной опорой и последующей скользящей опорой, размещенной за вертикальным подъемом трубопровода. Для достижения необходимого прогиба труб, компенсирующего термическое перемещение вертикального участка сети, эти пролеты должны соответствовать определенным значениям (см. далее табл. 4.1) без учета какого-либо понижающего коэффициента. При определенном уменьшении этих пролетов необходимый прогиб труб может не получиться, что ведет к образованию зазора под наклонной опорой.

При всех достоинствах наклонные опоры применимы лишь в случаях, когда ближайшая неподвижная опора отодвинута от вертикального участка сети на определенное расстояние и угол наклона опоры не превышает 20...25О. В ситуациях, когда это сделать не удается, необходимо применять другие, ранее рассмотренные способы восприятия вертикальных термических перемещений трубопроводов.

Для содействия применению в проектировании и строительстве наклонных опор проектным институтом "Латгипропром" разработана Латвийская республиканская серия ЛРС-05-87 "Опоры наклонные для тепловых сетей". В ней разработаны чертежи КМ на стадии рабочих чертежей для трубопроводов Dy = 100...1200 мм и углов наклона опор а = 3...30о.

При совмещенной прокладке инженерных сетей наклонные опоры очень эффективны из-за их небольших габаритов, простоты в эксплуатации, долговечности и надежности в работе.

4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ МЕЖДУ ОПОРАМИ

Расстановка подвижных опор. Опирание инженерных сетей осуществляют для предотвращения чрезмерных напряжений материала трубопроводов и кабелей, а также для предохранения сетей от недопустимых прогибов. Допустимый шаг опирания сети зависит от массы трубопровода или кабеля, транспортируемого вещества, наличия и вида теплоизоляционного, покровного и защитного слоев и момента сопротивления поперечного сечения сети. При открытой наземной прокладке в зависимости от климатических условий необходимо учитывать и нагрузки от снега и обледенения.

Анализ показывает, что увеличение диаметра трубопровода, жесткости труб и уменьшение массы сети приводит к увеличению допустимого шага ее опирания.

Максимальный пролет между подвижными опорами на пря-

мых участках трубопроводов из условий прочности труб определяют по формуле*:

•max

2a%(>9,81/0,8q,9,81

тикальной и ветровой нагрузок, Н/мм; - момент сопротивления поперечного сечения трубы при расчетной толщине стенки трубы s, см; ip - коэффициент прочности поперечного сварного шва; .q - эквивалентная вертикальная нагрузка, Н/м; 0,8 - коэффициент пластичности; 9,81 - переводной коэффициент (значения о* ¥> и определяются

по формулам и номограммам, приведенным в указанном в сноске справочнике).

Для выбора пролетов между подвижными опорами на прямых участках стальных трубопроводов водяных тепловых сетей и паропроводов для усредненных условий расчета трубопроводов рекомендуется использовать данные габл. 4.1.

4.1. Рекомендуемые пролеты между подвижными опорами на прямых участках стальных трубопроводов теплЪвых сетей, прокладываемых по наземным эстакадам и подземным туннелям, м

Условный диаметр трубопровода

25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350

Пролеты при П-образных компенсаторах или при самокомпенсации сетей

водяных сетей Р<1,6, t <150

400 450

2,5 3

9 11 12 14

14 14

р<1,3, t <300

2,5 3

8 11 12 14 16

15 16

паропрюводов

Р<2,1, t <350

р < 3,6, t <425

Пролеты при сальниковых компенсаторах сетей

водяных сетей Р<1,6, t <150

2,5 3

8 10 12 14 15

2,5 2,5 3

8 10 12 14 15

5 6 7 9 11 12 14

15 13

паропроводов р < 1,3, t < 300

5 6 8 11 12 14 16

15 15

Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. - М., 1965.-С. 172.

Продолжение табл. 4.1

Условный диаметр трубопровода Dy,MM

Пролеты при П-образных компенсаторах или при самокомпенсации сетей

водяных сетей Р<1,6, t <150

паропроводов

р<1,3, t «300

р<2,1, t <350

р<3,6, t <425

Пролеты при сальниковых компенсаторах сетей

водяных сетей Р<1,6, t <150

паропроводов р < 1,3, t < 300

500 600 700 800 900 1000

14 15 15 16

18 20

16 18 19 20 22 24

13 13 13 13 15 16

15 15 15 15 18 20

Примечания; 1.р, МПа, и t, °С - параметры теплоносителя. 2. Над жирной линией указаны пролеты для стальных бесшовных труб, изготовляемых по ГОСТ 8732-78*. а также стальных электросварных труб, изготовляемых по ГОСТ 10704-76*, поставляемых по ГОСТ 10705-80*, под жирной линией - для сварных прямошовных труб, изготовляемых по ГОСТ 10704-76* и поставляемых по ГОСТ 10706-76*.

Для прочих участков, рекомендуемые пролеты определяют с введением в расчеты следующих понижающих коэффициентов {рис. 4.6):

к = 0,67 - для участков между ближайшими к повороту опорами (до и после поворота);

к = 0,82 - для участков между последней и предпоследней опорами конечной точки трубопровода (перед заглушкой, гибким компенсатором или поворотом);

к = 0,5 - для последующих двух участков с каждой стороны сальникового компенсатора.

Кроме рекомендуемых существуют еще и максимально допустимые пролеты между подвижными опорами, рассчитанные на допустимое значение прогиба стальных труб {табл. 4.2).

Приведенные таблицы 4.1 и 4.2 показывают, что значения максимально допустимых пролетов заметно превышают значения рекомендуемых пролетов. Разница их в зависимости от диаметра трубопровода составляет 16...75%. Практика показала, что трубопроводные сети, сооруженные с максимально допустимыми пролетами, служат надежно и реализуют заметную Экономию строительных материалов и капитальных затрат при сооружении безбалочных эстакад. Но при этом сам трубопровод используется как несущая строительная конструкция с дополнительной нагрузкой на нее. Поэтому к применению максимально допустимых пролетов трубопроводных сетей следует подходить весьма осторожно. При наличии наземных