Современные трубопроводы прослужат дольше: применение сильфонных компенсаторов для тепловых сетей.
При эксплуатации тепловых сетей трубопроводные системы испытывают температурные деформации вследствие изменения температуры транспортируемого теплоносителя, особенно в момент старта/окончания отопительного сезона, в связи с чем в трубопроводах возникают нагрузки, действующие на опоры и оборудование. При достижении величин, когда самокомпенсация трубопроровода уже невозможна, температурные деформации и нагрузки приводят к разрушениям трубопроводов, опор и оборудования.
Для защиты от таких разрушений применяются трубопроводные компенсаторы температурных деформаций. В настоящее время для компенсации температурных деформаций и относительных перемещений участков трубопроводов применяются следующие виды конструкций компенсаторов: П-, Г- и Z-образные компенсаторы (трубные компенсаторы), сальниковые компенсаторы, линзовые и сильфонные компенсаторы (СК), сильфонные компенсирующие устройства (СКУ).
Согласно правил проектирования СП 315.1325800.2017 для компенсации температурных перемещений стальных предизолированных трубопроводов тепловых сетей бесканальной прокладки используют углы поворота трассы, П-, Г- и Z-образные компенсаторы, а также СК, СКУ и стартовые сильфонные компенсаторы.
Каждая конструкция имеет свои плюсы и минусы. Например, П-, Г- и Z-образные компенсаторы требуют наличия большого пространства, но самые простые и надёжные. Сальниковые компенсаторы имеют преимущество в сравнительно низкой стоимости, очень большой компенсирующей способности (что важно на тепловых сетях, где перемещения измеряются в сотнях миллиметров), легкости монтажа и ремонта и в отсутствии необходимости устанавливать рядом с компенсатором жесткой опоры, но в связи с частым износом уплотнителя (набивки) сальникового компенсатора, а в последствии, и самих сальников компенсаторы необходимо регулярно обслуживать, что сопряжено с большим объемом сопутствующих работ, таких как вскрытие теплотрассы, восстановление асфальтового покрытия и т.д. Сильфонные компенсирующие устройства в ППУ разработанные и чаще всего применяемые для бесканальной прокладки трубопровода, обеспечивают достаточно большую компенсирующую способность и срок службы, а также позволяют значительно съэкономить на той же прокладке трубопровода, но СП 315.1325800.2017 прямо запрещает бесканальную прокладку под дорожным полотном, а в стране 90% тепловых сетей именно там и расположены…
Поэтому с учётом современных требований к компенсаторам температурных деформаций, а именно:
- Способность воспринимать относительные перемещения соединяемых участков трубопроводов с сохранением герметичности;
- Срок службы компенсатора должен быть не менее срока службы трубопровода;
- Отсутствие необходимости обслуживания компенсатора;
- Надежность при эксплуатации;
- Простота в монтаже.
и рекомендаций к применению ОАО «ВНИПИэнергопром» наиболее надежными и востребованными конструкциями компенсаторов для трубопроводов тепловых сетей являются компенсаторы, гибкий элемент которых представляет собой сильфон (СК, СКУ, СКУ ППУ). Эти компенсаторы имеют малые габариты, просты при монтаже, не требуют специальных помещений (камер) и обслуживания во время эксплуатации в течение всего срока службы.
Основной элемент таких компенсаторов — многослойный или однослойный сильфон, представляющий собой упругую гофрированную металлическую оболочку, которая способна растягиваться, сжиматься, изгибаться или сдвигаться под действием давления, температуры, силы или момента силы.
ООО «Инициатива» предлагает к поставке продукцию ведущих предприятий-изготовителей, таких как ОАО «НИИПТхиммаш» (г. Пенза), Завод АО «НПП «Компенсатор» (ранее Федеральное Государственное предприятие «Компенсатор») (г. Санкт-Петербург), ООО ПО “СанТермо” (г. Екатеринбург) и т.д. которые серийно изготавливают сильфонные компенсаторы и сильфонные компенсирующие устройства для тепловых сетей с условным диаметром Ду от 65 до 1400 мм, рассчитанные на условные давления до 2,5 Мпа для условий применения при всех способах прокладки трубопровода с любой тепловой изоляцией.
Проводимые среды: пресная вода с температурой до 150°С и пар с температурой до 250°С. Скорость движения воды до 8 м/сек, пара до 120 м/сек.
Если необходимо компенсировать значительные перемещения трубопровода, предусмотрено изготовление двухсильфонных компенсационных устройств с увеличенной вдвое компенсирующей способностью. Для исключения механических повреждений сильфона при монтаже и эксплуатации СК могут поставляться с защитными кожухами. При эксплуатации осевые сильфонные компенсаторы (СК) не допускается нагружать их поперечными усилиями, изгибающими и крутящими моментами. Для исключения этого компенсаторы должны устанавливаться между скользящими (охватывающими) опорами на расстоянии не более 3-х Ду от них. Поэтому в большей степени рекомендуется применять сильфонные компенсационные устройства (СКУ), которые конструктивно обеспечивают защиту сильфона от поперечных усилий, изгибающих и крутящих моментов, а также от механических повреждений и попадания грунта между гофрами.
Перед монтажом на концы патрубков СКУ должна быть нанесена теплогидроизоляция. При этом должны соблюдаться требования в части исключения попадания грунтовых вод под наружный защитный кожух. Теплогидроизоляция не должна препятствовать свободному перемещению подвижной части СКУ относительно наружного защитного кожуха. СКУ после нанесения теплогидроизоляции может применяться при любых способах прокладки трубопровода, в т.ч. и бесканальной. При необходимости СКУ могут поставляться с проведенными внутри них проводами сигнальной системы дистанционного контроля (с ОДК).
Для компенсации температурных деформаций трубопроводов при заполнении их горячей водой в процессе ввода тепловой сети в эксплуатацию применяются стартовые компенсаторы.