Praktyka budowy rurociągów preizolowanych (4). Odwodnienia i odpowietrzenia

Na etapie projektowania sieci ciepłowniczych powstają, w ramach opracowania projektu wykonawczego, profile przebiegu rurociągów preizolowanych. Projektant musi wyznaczyć przebieg rurociągów w planie oraz przewidzieć ich zagłębienie. Na głębokość ułożenia rurociągów mają wpływ przede wszystkim obliczenia statyczne, ukształtowanie pionowe terenu oraz napotykane na trasie ciepłociągu kolizje. Przez kolizje będziemy rozumieć m. in. skrzyżowanie ze znajdującymi się pod ziemią różnego rodzaju instalacjami, np. gazowymi, kanalizacyjnymi, energetycznymi, telefonicznymi, ciepłowniczymi oraz napotkanie obiektów podziemnych, jak bunkry, piwnice, zbiorniki czy tym podobne. Z tych względów rurociągi preizolowane mają często zmienne spadki, zarówno co do kąta nachylenia, jak i znaku. Zasada projektowa mówi, że w najwyższym punkcie powinno być umieszczone odpowietrzenie, a w najniższym odwodnienie rurociągów.

Tlen zawarty w powietrzu przenoszonym przez wodę grzewczą może przyczyniać się do korozji rury przewodowej od wewnątrz. To dzięki odpowietrzeniom, jako elementom sieci preizolowanych, istnieje możliwość usunięcia powietrza z rurociągu, szczególnie, chociaż nie tylko, w trakcie napełniania sieci wodą grzewczą.

Zadania dla odwodnienia
Zadaniem odwodnienia, jako elementu sieci ciepłowniczej, jest umożliwienie opróżnienia rurociągu. Może mieć to miejsce w przypadku awarii, rozbudowy sieci, planowego remontu lub potrzeby czasowego wyłączenia. Umiejscowienie elementu odwadniającego w najniższym punkcie sieci umożliwia swobodne, grawitacyjne spływanie wody sieciowej i całkowite opróżnienie rurociągu. W rozległych sieciach ciepłowniczych występuje z reguły wiele elementów przeznaczonych do odwadniania/odpowietrzania, a służby eksploatacyjne powinny mieć rozeznanie odnośnie obszarów obsługiwanych przez poszczególne elementy.

Systemy kompletne
Zadaniem wykonawcy realizującego sieć ciepłowniczą jest ułożenie rur i montaż elementów preizolowanych zgodnie z projektem. Oznacza to m. in., że muszą być dotrzymane kierunki spadków przedstawione na profilach, a umiejscowienie elementów do odwadniania/odpowietrzania powinno odpowiadać rzeczywiście najniższemu/najwyższemu punktowi sieci.

Układy rur preizolowanych są systemami kompletnymi. Wytwórcy oferują gotowe elementy służące do odwodnienia bądź odpowietrzenia układu, niestety branża ciepłownicza nie dopracowała się jednolitego nazewnictwa poszczególnych składników systemu. Przykładowo element przedstawiony na rys. 1 w zależności od wytwórcy nosi nazwę: zawór kulowy odwadniający; preizolowane odwodnienie; odwodnienie górą; odwodnienie proste i z pewnością to nie wszystkie określenia tego detalu. Na potrzeby tego i następnych artykułów będę używał określenia odwodnienie preizolowane, podobnie służące do odprowadzania powietrza – odpowietrzenie preizolowane. Konstrukcyjnie odpowietrzenie i odwodnienie preizolowane nie różnią się między sobą, tzn. element przedstawiony na rys. 1 można równie dobrze nazwać odpowietrzeniem preizolowanym. O tym, jaką funkcję pełni, przesądza jego usytuowanie, jeśli w najniższym punkcie to będzie odwodnienie, w najwyższym – odpowietrzenie. Tabela 1 przedstawia wymiary tych składników systemu dla poszczególnych średnic zaczerpnięte z katalogu jednej z polskich firm produkujących systemy preizolowane. Jak widać, dla małych średnic rury przelotowej nie ma żadnej różnicy pomiędzy obydwoma elementami. W zależności od producenta korelacje pomiędzy poszczególnymi średnicami mogą być różne. Standardowa wysokość odwodnienia/odpowietrzenia preizolowanego wynosi 40-50 cm i jeśli stosujemy standardowe przykrycie ciepłociągu wynoszące ok. 60 cm, to zawory odwodnienia /odpowietrzenia znajdą się tuż pod włazem. Przy znacznym zagłębieniu rurociągu pojawiają się problemy z dostępem do dźwigni zaworowych.

Bezpieczeństwo
Osobnym zagadnieniem są sprawy bhp i ochrony środowiska. Odwodnienia i odpowietrzenia preizolowane, montowane w sposób przedstawiany w większości instrukcji nie gwarantują bezpieczeństwa. Na rys. 2 przedstawiono zasady montażu, które są zalecane zarówno dla odwodnień, jak i odpowietrzeń preizolowanych. Najprostszym sposobem jest przedstawiony po prawej stronie rysunku (rurociąg powrotny) przypadek, gdy zawór kulowy jest zaślepiony korkiem gwintowanym, który wykręcamy przed przystąpieniem do odwadniania/odpowietrzania. Rozwiązanie przedstawione dla rurociągu po lewej stronie stosowane jest tylko w przypadku odpowietrzeń i ma na celu zwiększenie bezpieczeństwa osoby obsługującej. Polega ono na przymocowaniu do zaworu rurki stalowej i poprowadzeniu jej w odleglejsze miejsce, czasami nawet do sąsiedniej studzienki. Dzięki temu uzyskuje się gwarancję, że gorące powietrze bądź mieszanina pary wodnej nie poparzy osoby otwierającej zawór. Niestety, takiego rozwiązania nie można zastosować w przypadku odwodnień preizolowanych, bowiem uniemożliwiałoby to odpompowanie wody. W ogóle zagadnienie możliwości faktycznego, szczególnie w przypadkach awaryjnych, gdy temperatura wody sieciowej wynosi np. 120°C, odpompowania funkcjonuje raczej w sferze teoretycznej niż praktycznej.

Między innymi z tych względów, w miarę rozwoju techniki rurociągów preizolowanych w Polsce, zaczęto wprowadzać sposób z tzw. dolnym systemem odwodnienia. Najbardziej rozbudowany wariant tego rozwiązania przedstawiono na rys. 3. Na taki wariant mogą pozwolić sobie tylko najbogatsi, w zamian uzyskując gwarancje bezpieczeństwa. Sam układ odwodnienia (zarówno dla rurociągu zasilającego, jak i powrotnego) składa się z trójnika odwodnieniowego, nazywanego czasami opadowym, preizolowanego kulowego zaworu odcinającego oraz zasuwy z króćcem spustowym. Czynność odwadniania polega na otwarciu zasuwy w studzience chłonnej, następnie na przesterowaniu zaworu kulowego. Taki układ nie stwarza niebezpieczeństwa poparzeń i gwarantuje podwójne zabezpieczenie przed nieprzewidzianym wypływem. W realizowanych na budowach układach odwodnienia rurociągów preizolowanych spotkać się można z różnymi wariantami i uproszczeniami tego rozwiązania. Najprostszym jest zastosowanie tylko studzienki chłonnej usytuowanej tuż przy trójnikach opadowych, tak by można było wprowadzić do niej ich odgałęzienia, a na ich końcach przyspawać zawory kulowe.

Bez względu na sposób odwadniania nierozwiązany pozostaje problem ochrony środowiska. Do gruntu czy kanalizacji odprowadzana jest woda nienatleniona o zbyt wysokiej temperaturze, co może stwarzać problemy ekologiczne przy opróżnianiu rurociągów o dużych średnicach mieszczących tysiące litrów wody.

Odcinanie
W trakcie projektowania zdarza się, że w miejscach najwyższych/najniższych powinny być zainstalowane także zawory odcinające. Element przedstawiony na rys. 4 jest kompaktową formą zaworu odcinającego i dwóch odwodnień/odpowietrzeń preizolowanych, których funkcja jest zależna od położenia w stosunku do przyległych rurociągów. W świetle tego możliwa jest sytuacja, że przedstawiony na rys. 4 element spełnia potrójną rolę: zaworu odcinającego, odwodnienia preizolowanego i odpowietrzenia preizolowanego. Wszystkie te elementy zarówno z rurociągu zasilającego, jak i powrotnego mogą być umieszczone w jednej studni zaworowej. Na rynku spotkać też można rozwiązanie z odwodnieniem/odpowietrzeniem tylko z jednej strony.

W przypadku napowietrznych sieci preizolowanych sporadycznie stosuje się prefabrykowane elementy do odwadniania/odpowietrzania rurociągów. Z reguły spawa się odpowiednie orurowanie z zaworami w ten sam sposób jak w przypadku ciepłociągów tradycyjnych. Zresztą także w przypadku rurociągów podziemnych nie ma przeciwwskazań w zastosowaniu techniki wcinki na zimno i wykonaniu odpowietrzenia lub odwodnienia. Najczęściej ma to miejsce wtedy, gdy w trakcie realizacji ciepłociągu następuje zmiana głębokości ułożenia rurociągów spowodowana kolizjami i pojawiają się dodatkowe punkty charakterystyczne.

Zasadniczo wszystkie przedstawione przypadki mogą być zastąpione przez rozwiązania z udziałem technologii tradycyjnej. Przykładowo odwodnienie można zrealizować poprzez wybudowanie w najniższym punkcie na trasie rurociągu preizolowanego komory, w której do odcinka instalacyjnej rury stalowej (już niepreizolowanej) wspawa się króciec spustowy z zaworem, a jeśli istnieje konieczność zastosowania odcięcia, to na przelocie montuje się zawór z kołnierzem względnie z końcówkami do spawania.

Bez względu na realizowane rozwiązanie rolą wykonawcy jest należyte wykonanie prac i tym samym zapewnienie poprawnego funkcjonowania układu.

Adam Dwojak

Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdfpdf

Rys. 1 i 4 z arch. firmy PRIM Lublin.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij