IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Тепловая сеть – совокупность устройств (включая центральные тепловые пункты, насосные станции), предназначенных для передачи тепловой энергии, теплоносителя от источников тепловой энергии до теплопотребляющих установок [1].

Тепловые сети в России – наиболее уязвимые элементы системы теплоснабжения. Так, в национальном докладе «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса» [3] в разделе тепловые сети представлены следующие данные:

• реальные тепловые потери составляют от 20 до 50% выработки тепла зимой и от 30 до 70% летом;

• утечки теплоносителя превышают нормы, принятые в развитых странах, в миллионы раз;

• замена трубопроводов из-за коррозии происходит в 4 - 5 раз чаще, чем принято в других странах.

В существующей ситуации, связанной с ростом цен на энергоносители, увеличением капитальных затрат на аварийные ремонты тепловых сетей, сокращением финансирования теплоснабжения в стране вопрос энергосбережения приобретает жизненно важное значение. Для тепловых сетей это поиск надежной теплоизоляции в сочетании с защитой от внешней и внутренней коррозии трубопровода.

Теплоизоляционная конструкция – конструкция, состоящая из одного или нескольких слоев теплоизоляционного материала (изделия), защитно-покровного слоя и элементов крепления. В состав теплоизоляционной конструкции могут входить пароизоляционный, предохранительный и выравнивающий слои. [2]

Выбор оптимального теплоизоляционного материала следует производить на основании нескольких критериев, в зависимости от требований проекта к изоляции:

• теплопроводность при заданных условиях эксплуатации;

• сопротивление нагрузкам;

• паропроницаемость;

• класс пожарной опасности;

• водоотталкивающие свойства;

• звукоизоляционные характеристики;

• требования к поверхности изоляции (механическая защита, защита от воздействия ультрафиолета и т.п.)

В качестве материала используются стальные трубы и трубы из нержавеющей стали в различной изоляции: минеральная вата, ППУ изоляция заводского исполнения, пенополимерминеральная (ППМ) изоляция заводского исполнения, а также весьма усиленная изоляция (ВУС).

Минеральная вата чаще всего используется для теплоизоляции теплосетей. Как правило, данный материал представляет собой скорлупы и маты из минеральной ваты, которые могут надеваться на трубы самого разного диаметра. Без дополнительноой гидроизоляции (в случаях минеральная вата в случае намокания теряет свои теплоизоляционные свойства, поэтому необходимо применение защиты оцинкованными кожухами, лентами. Для коррозионной защиты применяется покрытие в виде лаков, красок и мастик.

Преимущества минеральной ваты: устойчивость к ультрофиалетовому излучению, морозостойкость, пожаробезопасность, экологическая безопасность, длительный срок эксплуатации (до 50 лет).

К недостаткам минеральной ваты можно отнести: высокие тепловые потери (коэффициент теплопроводности – 0,065 Вт/м·К) и низкая влагоизоляция; низкая стойкость антикоррозионных покрытий; невозможность бесканальной прокладки т.е. дополнительные затраты на монтаж каналов, невысокая прочность;

В настоящее время наиболее применима в помещениях с низкой влажностью, пожароопасных, закрытых от постороннего доступа.

ППУ изоляция заводского исполнения– это конструкция, собранная по схеме «труба в трубе». Данная технология реализуется через нанесение пенополиуретанового слоя между стальной трубой и гидрозащитной оболочкой (полиэтиленовой или оцинкованной стальной). Трубы в ППУ изоляции могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды от -80°C до +130°C; Минимальная глубина при бесканальном способе прокладки принимается в пределах 0,5 - 0,7м от поверхности грунта.

Преимущества ППУ: эластичность и, в то же время, твердость, которые дают широкий диапазон использования, низкий коэффициент теплопроводности (0,027 ват/мк), низкое водопоглощение.

Недостатки: сложность выполнения заливки стыков и использования для этого специального оборудования, нермонтопригодность, чувствительность к ультрофиалетовому и механическому воздействию, низкая вандалоустойчивость и пожаростойкость.

ВУС изоляция – это трехслойная изоляция, сырьём для которой выступает экструдированный полиэтилен. Её толщина в два слоя – 2,0-3,5 мм, под которую укладывают еще один слой твердой пленки, она выполняет функции подслоя. Последняя обеспечивает высокую адгезию к стальной конструкции.

Самое главное, что ВУС – это стопроцентная гарантия от проникновения влаги. Она не боится химически активных веществ, наличия блуждающих токов в стальной конструкции, у нее огромная механическая прочность, плюс невысокая цена. Но самое удивительное, что изоляцию этого типа невозможно снять от стальной трубы. Срок службы ВУС ограничен только сроком эксплуатации трубопроводов[5].

Пенополимерминеральная (ППМ) изоляция заводского исполнения– это трехслойная изоляция, состоящая из:

• Нижнего слоя, прилегающего к трубе, антикоррозийного. Он плотно прилегает к трубной поверхности, защищая ее от внешней влаги. Толщина покрытия 3-8 мм.

• Теплоизоляции. Здесь используется пористый материал, укладываемый толщиною, которая рассчитывается из условий эксплуатации для каждого случая в отдельности. Плотность используемого материала 80-100 кг/м³.

• Внешнего слоя – механико-гидрозащиты. Она выполняет сразу две функции: защита от влажности и от механического воздействия.

В связи с использованием полиуретановых композиций все свойства труб в ППМ изоляции близки к трубам в ППУ, и обладают всеми ранее перечисленными положительными качествами. Однако имеются ряд технологических особенностей позволяющих рассматривать ППМИ как не просто конкурент, а даже более предпочтительный вариант[4]:

• Затраты на организацию производства, простота оборудования и производства работ в заводских условиях (низкий уровень амортизации оборудования и небольшой объем неквалифицированной работы);

• Изолирование стыков в полевых условиях не требует специального оборудования и оснастки, при использовании простейшей оснастки изоляция на местах сварных стыков не отличается от заводской, полученной на трубе;

• Высокая вандалоустойчивость при работе (транспортировке и монтаже) с трубами в ППМИ связана с высокой прочностью поверхностного слоя и отсутствием оцинкованного покрытия;

• Отсутствует необходимость в системе ОДК для постоянного контроля за увлажнением ППМ изоляции, что существенно снижает затраты на эксплуатацию;

• Суммарные затраты на приобретение элементов теплопроводов в ППМИ совместно с затратами на строительно-монтажные работы при их прокладке на 20-25% меньше, чем аналоги в ППУ изоляции.

К недостаткам ППМ относятся: при наземной прокладке необходима защита от воздействия ультрафиолетовых лучей с помощью кремний органических или фасадных акриловых красок, низкая пожаростойкость, необходимость укрытия при хранении перед подземной прокладкой от длительного воздействия ультрафиолетовых лучей.

Список использованных источников:

1. Федеральный закон от от 27.07.2010 №190 «О теплоснабжении» (с изменениями на 1 мая 2016 года). Введен с изм. и доп. 03.03.2015. – Москва: Рос.газ. – 2015г.

2. СП 61.13330.2012. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003. Введен с 01 января 2013 г. – Москва: Минрегион России, 2012 – 52с.

3. Национальный доклад Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса книга 1. Под ред. Семенова В.Г. – Москва: Программа развития ООН – 2001 г. – 81 с.

4. http://www.ppminvest.pro/content/about_company/Vidi-izolyacii-trub

5. http://izollab.ru/spravochnik-materialov/izolyaciya-dlya-trub/#i-2

Код для цитирования: Скопировать