Реконструкция трубопроводных инженерных сетей и сооружений
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Вентиляция. Кондиционирование воздуха
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Краснов Владимир Иванович
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 238
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-009263-8
ISBN-онлайн: 978-5-16-100090-8
Артикул: 085860.15.01
Освещаются прогрессивные технологии реконструкции инженерных сетей и сооружений теплогазоснабжения, а также водопроводных и водоотводящих (канализационных) сетей. Содержатся сведения по реконструкции и эксплуатации технологических и специальных трубопроводов.
Учебное пособие предназначено для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».
Может быть полезно работникам коммунальных служб, специалистам по строительству, ремонту и эксплуатации подземных сооружений.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Профессиональная подготовка по профессиям рабочих и по должностям служащих
- 08.01.02: Монтажник трубопроводов
- 08.01.29: Мастер по ремонту и обслуживанию инженерных систем жилищно-
- 18.01.27: Машинист технологических насосов и компрессоров
- 19.01.01: Аппаратчик-оператор производства биотехнологической продукции для пищевой промышленности
- 21.01.17: Мастер по обслуживанию магистральных трубопроводов
- Среднее профессиональное образование
- 08.02.01: Строительство и эксплуатация зданий и сооружений
- 08.02.02: Строительство и эксплуатация инженерных сооружений
- 08.02.04: Водоснабжение и водоотведение
- 08.02.08: Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения
ГРНТИ:
Скопировать запись
Реконструкция трубопроводных инженерных сетей и сооружений, 2022, 085860.13.01
Реконструкция трубопроводных инженерных сетей и сооружений, 2021, 085860.11.01
Реконструкция трубопроводных инженерных сетей и сооружений, 2020, 085860.10.01
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
РЕКОНСТРУКЦИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ И СООРУЖЕНИЙ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Москва ИНФРА-М 202В.И. КРАСНОВ Допущено Федеральным агентством по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству в качестве учебного пособия для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
УДК 628(075.8) ББК 38.761я73 К78 Р е ц е н з е н т ы: Кузнецов В.А., канд. техн. наук, доцент Московского института коммунального хозяйства и строительства; Орлов К.С., канд. техн. наук, профессор Московского государственного открытого университета Краснов В.И. Реконструкция трубопроводных инженерных сетей и сооружений : учебное пособие / В.И. Краснов. – Москва : ИНФРА-М, 2024. – 238 с. – (Среднее профессиональное образование). – DOI 10.12737/674. ISBN 978-5-16-009263-8 (print) ISBN 978-5-16-100090-8 (online) Освещаются прогрессивные технологии реконструкции инженерных сетей и сооружений теплогазоснабжения, а также водопроводных и водоотводящих ( канализационных) сетей. Содержатся сведения по реконструкции и эксплуатации технологических и специальных трубопроводов. Учебное пособие предназначено для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений». Может быть полезно работникам коммунальных служб, специалистам по строительству, ремонту и эксплуатации подземных сооружений. УДК 628(075.8) ББК 38.761я73 К78 ISBN 978-5-16-009263-8 (print) ISBN 978-5-16-100090-8 (online) © Краснов В.И., 2008
Предисловие Целью настоящего учебного пособия является ознакомление студентов строительных вузов, техникумов и колледжей, обучающихся по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция», с прогрессивными технологиями реконструкции подземных трубопроводных коммуникаций. Учебное пособие соответствует программе учебной дисциплины « Реконструкция инженерных сетей и сооружений». В технологической последовательности организации и технологии производства работ освещен передовой отечественный и зарубежный опыт восстановления трубопроводных инженерных сетей теплогазоснабжения, водоснабжения и водоотведения, а также реконструкции центральных тепловых пунктов и отопительных котельных. Изложенные в книге передовые технологии реконструкции и восстановления инженерных трубопроводных сетей базируются на апробированной практике таких организаций, как МГП «Мосводоканал», Мосгаз, ЗАО «МосФлоулайн». Автор приносит благодарность коллективу кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция» Московского государственного открытого университета, профессору, члену-корр. Академии промышленной экологии, канд. техн. наук Ю.М. Варфоломееву, профессору, канд. техн. наук К.С. Орлову за помощь в подготовке книги. Искреннюю признательность автор приносит В.С. Краснову, оказавшему большую помощь в подготовке книги. Учитывая сложившееся положение в стране с состоянием трубопроводных инженерных сетей, автор полагает, что настоящее пособие будет полезно и специалистам жилищно-коммунального комплекса, руководителям муниципальных и региональных организаций, занимающихся ремонтом и эксплуатацией подземных сетей и сооружений.
введение Во всех городах и поселках России подземные трубопроводы, построенные много лет назад, требуют регулярной проверки работоспособности, периодического ремонта, восстановления и реконструкции. Старение подземных трубопроводных коммуникаций приводит: в теплоснабжении — к росту аварийности в тепловых сетях из-за повреждения труб наружной и внутренней коррозией, к увеличению потерь теплоты в грунт, возрастанию затрат на восстановление и ремонтные работы, а также увеличению расхода дорогого топлива в центральных котельных и на ТЭЦ; в системах водоснабжения — к потерям напора и снижению пропускной способности трубопроводов из-за зарастания труб, ухудшению физико-химических показателей транспортируемой питьевой воды (например, цветности) по причине коррозии и возможности повторного заражения воды (в результате свищей, трещин, нарушения стыковых соединений в случае старения сетей питьевого водоснабжения), к загрязнению подземных и поверхностных вод, почвы, атмосферы при старении технологических и газовых коммуникаций, водоотводящих сетей бытовой, дождевой и производственной канализации. Утечки воды из трубопроводов, вызванные их старением, являются причиной поднятия уровня грунтовых вод, что может привести к разрушению эксплуатируемых зданий и действующих сооружений инженерной инфраструктуры. Ситуацию с состоянием коммуникаций усугубляют также незначительные объемы перекладки сетей в городах по планам капитального ремонта ввиду недостаточного финансирования. Учитывая существующие темпы работ (по данным Госстроя РФ, ежегодно в стране заменяется 5–10% коммуникаций от годовой потребности), а также то, что в России работы по замене трубопроводов ведутся традиционным открытым способом, на замену изношенных трубопроводов потребуется 40–50 лет и значительные капитальные вложения. Принимая во внимание стоимость работ открытым способом, ежегодные темпы старения сетей и состояние жилищно-коммунального хозяйства, этот вопрос можно решить, применяя бестраншейные технологии восстановления трубопроводов, что позволит снизить прямые и косвенные затраты почти вдвое.
За рубежом бестраншейные технологии широко применяются с 1970 г. и уже имеется значительный опыт их использования в различных условиях. Однако распространение в России зарубеж- ных способов восстановления и прокладки трубопроводов наряду с очевидными достоинствами сопряжено со многими трудностями. Стоимость работ при этом может достигать в зависимости от конкретных условий в среднем 660 долларов США за 1 м, а стоимость комплектов оборудования — от 80 тыс. до 5 млн долларов. Кроме того, определенную проблему представляет необходимость постоянных контактов с западными партнерами для обучения персонала и достаточно большой срок поставки оборудования и расходных материалов, производство которых в России практически отсутствует. Опыт бестраншейных методов прокладки и замены подземных коммуникаций в России позволяет сделать вывод, что отечественное оборудование значительно дешевле и надежнее в эксплуатации, а по набору решаемых задач ни в чем не уступает зарубежным образцам и зачастую превосходит их. При этом объемы работ по прокладке и реконструкции сетей по бестраншейным технологиям явно недостаточны. Их применение позволит уменьшить затраты при строительстве и реконструкции трубопроводов в 2 раза и более. В настоящем учебном пособии обобщен опыт последних до- стижений в области бестраншейных технологий строительства, ремонта, реконструкции и эксплуатации сетей теплогазоснабже- ния, водопровода и канализации, а также разработки базовых под- ходов к реконструкции технологических и специальных трубопро- водов специального назначения.
Глава 1 состояние трубоПроводных инженерных сетей Городов и Поселков россии В процессе многолетней эксплуатации трубопроводы подвер- гаются воздействию коррозии как снаружи, так и внутри. Наруж- ная коррозия вызывается агрессивными воздействиями грунта и блуждающих токов, внутренняя — транспортируемой водой или стоками. Стальные трубы не стойки против коррозии и обладают способностью зарастать изнутри. Коррозия приводит к сквозным повреждениям стенки трубы, через которые теряется перекачиваемая жидкость, а зарастание — к сужению поперечного сечения и дополнительному расходу электроэнергии на перекачку. При отсутствии надежных защитных покрытий в стальных трубопроводах через 10–15 лет появляются сквозные проржавления, трещины в стенке или неплотности в соединениях. Вытекающая из дырявых напорных трубопроводов вода отрица- тельно влияет на экологию поверхностного слоя земли, изменяет структуру почвы около трубного пространства. Это приводит к про- валам грунта, подтоплению подвалов, повреждению фундаментов, в том числе и фундаментов близлежащих зданий. Если канализация теряет герметичность, то вытекающие канализационные стоки (в том числе фекальные) заражают окружающий грунт. При этом вода, вытекающая из дырявого водопровода при его работе в напорном режиме, размывает зараженный грунт и может переместить его в водоносные слои. Многолетний опыт эксплуа- тации тепловых сетей различных конструкций указывает на их недолговечность главным образом из-за низкой коррозийной стой- кости трубопроводов, серьезные нарушения которых вызывают длительное прекращение подачи теплоты. Такие повреждения свя- заны с большими потерями сетевой воды и теплоты, а также до- полнительными затратами материальных и трудовых ресурсов. В табл. 1.1 приведена протяженность трубопроводов в системе жилищно-коммунального хозяйства. Системы теплоснабжения России обеспечивают 485 ТЭЦ, около 6,5 тыс. котельных мощностью более 20 Гкал/час, более 100 тыс.
мелких котельных и около 600 тыс. автономных индивидуальных теплогенераторов. По данным Госстроя России, физической износ водопроводных сетей достигает 54,2%, объектов теплоснабжения — 56,7%, а в целом инженерных коммуникаций — 60%. Суммарные потери в тепловых сетях, в том числе из-за износа труб, составляют 30% произведенной тепловой энергии, что эквивалентно 65–68 млн т условного топлива в год. Основными факторами, снижающими надежность стальных трубопроводов тепловых сетей, являются наружная коррозия труб и отсутствие эффективного способа поиска вероятных мест повреждения. Коррозийные повреждения на трубах появляются при неблагоприятных условиях уже через 12–15 лет, а к амортизационному сроку (25 лет) трубопроводы становятся аварийными, так что требуется их полная замена. Сейчас переходят к использованию труб с полимерным покрытием, они более долговечны и их прокладка обходится дешевле. Прогрессивные технологии позволяют повысить долговечность тепловых сетей и экономичность транспорта теплоты. Главное новшество — бесканальная прокладка теплопроводов с пенопо- лиуретановой изоляцией (ППУ) в полиэтиленовой оболочке и системой контроля увлажнения изоляции. Однако в настоящее время российские теплосети выполнены из стальных труб, реальный срок службы которых оказался значительно менее 25 лет. Тепловые сети в России — наиболее уязвимые элементы системы теплоснабжения. Основные средства, выделяемые бюджетом на капитальный и текущий ремонт подземных инженерных систем, поглощаются именно тепловыми сетями. Практика аварийной замены отдельных узлов или участков тепловых сетей, выполняемой зачастую в неблагоприятных метеоусловиях, в рекордно ко- Таблица 1.1 Протяженность трубопроводных систем жкх Трубопроводы Протяженность трубопроводов, тыс. км Всего Водоводы, коллекторы, теплосети D > 400 мм Уличные сети, теплосети D = 200–400 мм Внутридомовые сети, теплосети D до 200 мм Водопроводы 523 139 320 64 Канализация 163 43 72 48 Тепловые сети 183 (в двухтруб- ном исполнении) 12 29 142 По газовым сетям — данных нет.
роткие сроки и с нарушением технологии, по существу является вынужденной, но весьма неэффективной статьей расхода и так явно недостаточных финансовых ресурсов, выделяемых на теплоснабжение. Что представляют теплосети России, какова их протяженность? Согласно данным Минэнерго РФ, в 89 регионах Российской Федерации протяженность тепловых сетей в двухтрубном исполнении около 183 300 км (средний диаметр магистральных и распределительных тепловых сетей составляет 200 мм). Практически вся теплосеть РФ создавалась в период массового жилищного строительства 60–80-х гг. XX в. После 1991 г. массовая застройка почти не велась, объем гражданского строительства резко сократился, а частные строительные компании почти не прокладывали новые теплосети. Новые жилые дома, построенные после 1991 г., в основном присоединены к старым теплосетям. Общее состояние тепловых сетей специалистами оценивается как неблагоприятное. Сокращение финансирования привело к уменьшению перекладок трубопроводов. Руководство предприятиями теплоснабжения, стремясь не допустить увеличения аварийности, пыталось сохранить объемы реконструкции трубопроводов, снижая требования к качеству и удешевляя строительные работы. Восстановленные сети имели очень низкий ресурс и через 5–7 лет требовали новой перекладки. В итоге количество аварийных сетей к 2000 г. начало расти в геометрической прогрессии, а число аварий стало удваиваться через каждые 2 года, в среднем они увеличились за последние 6 лет в несколько раз. Говоря о состоянии тепловых сетей в Российской Федерации, надо выделить островок благополучия — Москву. Здесь теплосети относительно более «молодые», чем в среднем по стране, так как отпускается гораздо больше средств на ремонт и реконструкцию изношенных трубопроводов. Однако и в столице уровень надежности и экономичности тепловых сетей не отвечает предъявляемым требованиям. Для того чтобы прервать процесс старения тепловых сетей в стране и остановить их средний возраст на существующем уровне, необходимо ежегодно перекладывать около 4% трубопроводов, что составляет 7300 км сетей в двухтрубном исполнении. В среднем износ теплосетей оценивается в 60–70%. Количество аварий на 100 км инженерных сетей увеличилось с 15–20 в середине 1990-х гг. до 70 на сетях водоснабжения и канализации и до 200 аварий на сетях теплоснабжения в 2000 г.
Сети водоснабжения и водоотведения. Данные табл. 1.2 свиде- тельствуют о необходимости срочного наращивания темпов вос- становительных работ на трубопроводных сетях водоснабжения и водоотведения. Длительно эксплуатируемые трубопроводы систем водоснабжения и водоотведения в основном выполнены из тра- диционных материалов. Известно, что основное преимущество стальных труб перед другими видами заключается в их прочности. До настоящего времени они незаменимы для высоконапорных сетей. Однако в низконапорных системах водоснабжения и водо- отведения прочностные свойства стальных трубопроводов исполь- зуются практически всего на 10%. Как показывает практика по- следних лет, наиболее эффективны для строительства подобных систем трубы из пластмасс. Сети газоснабжения. По данным РАО «Газпром», к 2006 г. Рос- сия была газифицирована на 53%. В ближайшее время концерн планирует инвестировать в реализацию масштабной газификации страны 35 млрд руб. Приоритетной задачей должна стать газифи- кация села с целью развития агропромышленного комплекса и обеспечения лучших условий жизни населения. Планы «Газпрома» по газификации России масштабны. Предполагается построить 12 000 км новых газопроводов, в результате газификация страны вырастет до 60%. Газ придет почти в 4 млн квартир и домовладе- ний, более 5000 сельских и поселковых котельных, 500 сельхоз- предприятий и почти в 20 тыс. больниц, школ, детских садов и т.д. Таблица 1.2 сети водоснабжения и водоотведения Сети Протяженность, тыс. км Сети, требующие замены тыс. км % Водоснабжение Водоводы 139 20 14 Уличные сети 320 100 31 Внутридворовые сети 523 38 59 Всего 523 158 30 Водоотведение Коллекторы 42 6 14 Уличные сети 73 19 26 Внутридомовые сети 48 33 68 Всего 163 58 36
В общей сложности «голубое топливо» станет доступным еще для 11 млн россиян и 1120 населенных пунктов. Однако «Газпром» подводит газопровод только до городов и поселков. Местные влас- ти должны своевременно проложить распределительные газовые сети и сделать внутридомовую разводку. Только тогда на кухнях и в котельных загорится газ. Работы у специалистов по теплогазоснабжению масштабны, и уровень их подготовки должен быть очень высоким, включая знание апробированных передовых технологий строительства и восстановления трубопроводов.