Повышение надежности и снижение потерь в тепловых камерах МУП "Тепло Коломны"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение надежности и снижение потерь в тепловых камерах МУП «Тепло Коломны»

Н.Б. Герлинский, директор,

П.А. Анахов, начальник производственного отдела,

МУП «Тепло Коломны», г. Коломна Московской обл.

(Пилотный проект НП «Энергоэффективный город» № 2.2.3-1/50, www.energosovet.ru)

Постановка проблемы

Настоящая статья посвящена повышению надежности и снижению потерь в тепловых камерах МУП «Тепло Коломны».

В Коломне с населением 148,4 тыс. чел. (по данным на начало 2011 г) имеется около 1200 тепловых камер. Общая протяженность тепловых сетей, находящихся на балансе МУП «Тепло Коломны», составляет более 330 п км, из них около 5 км трубопроводов располагается в тепловых камерах.

В условиях характерных для тепловых камер теплосетей в холодное время года тепловые потери всего с 1 м не теплоизолированной поверхности составляют более 0,001 Гкал в час. Отопительный сезон для климатической зоны РФ, где располагается г. Коломна, продолжается более 5000 ч. В том случае, если всего в одной тепловой камере тепловой сети отсутствует теплоизоляция запорной арматуры, то убытки, связанные с дополнительными потерями тепловой энергии, могут измеряться десятками тысяч рублей.

Одной из характерных неисправностей трубопроводной арматуры в тепловых камерах являются протечки через уплотнения, которые часто приводят к резкому снижению эффективности теплоизолирующих материалов, используемых для теплоизоляции. Достаточно характерным последствием намокания пористого теплоизолирующего материала является появление необходимости удаления с поверхности трубопроводной арматуры «одноразовой» теплоизолирующей конструкции. Так, например, площадь только фланцевых соединений задвижки Ду 600 составляет 0,84 м², а в тепловой камере, как правило, устанавливается не менее двух задвижек. Менее чем за один отопительный сезон тепловые потери только с поверхности не теплоизолированных фланцевых соединений двух задвижек Ду 600 составят более 5 Гкал. Учитывая тот факт, что площадь самих задвижек сравнима с площадью фланцевых соединений, расчетную величину тепловых потерь необходимо увеличить минимум в два раза. Эффект от снижения тепловых потерь с поверхности запорной арматуры только для одной тепловой камеры может составить более 10 Гкал за один отопительный сезон.

О реализации пилотного проекта в г. Коломне

Учитывая высокую актуальность указанной выше проблемы, в 2010 г. администрация городского округа Коломна совместно с МУП «Тепло Коломны» приняли участие в реализации пилотного проекта «Технология повышения надежности и снижения энергетических потерь в подземных сооружениях (камерах) тепловых сетей», который был рассмотрен на заседании Координационного Совета Президиума Генерального совета Всероссийской Политической партии «Единая Россия» по вопросам энергосбережения и повышения энергетической эффективности 25 ноября 2010 г. в Государственной Думе РФ.

Цель проекта: апробация технологии повышения надежности и снижения энергетических потерь в тепловых камерах, что достигается путем комплексного применения надежной антикоррозионной защиты, гидроизоляционной защиты поверхности оборудования и высокоэффективных видов теплоизоляционных покрытий.

В процессе проведения подготовительных мероприятий, методического и координационного обеспечения и информационной поддержки данного пилотного проекта НП «Энергоэффективный город» (2.2.3-1/50) приняли участие ОАО «ВНИПИэнергопром», МИТХТ им. М.В. Ломоносова и НП «Российское теплоснабжение». С учетом того факта, что ОАО «ВНИПИэнергопром» является одним из ведущих профильных институтов по вопросу разработки и испытаний теплоизолирующих конструкций для трубопроводов и трубопроводной арматуры, согласно взаимной договоренности участников проекта, лаборатория трубопроводов и трубопроводного оборудования, являющаяся структурным подразделением ОАО «ВНИПИэнергопром», была определена в качестве ведущей лаборатории при осуществлении экспертно-методического обеспечения пилотного проекта.

Специалисты НПК «КУРС-ОТ», ЗАО «СТУ», фирма «ФЛАГМАН», ЗАО «Завод «ЛИТ», ООО «Коломенские краски», ООО «Межрегионтехпоставка» приняли активное участие в обеспечении проекта современными материалами и технологиями.

Полная 100% антикоррозионная и теплоизоляционная защита оборудования тепловых камер была выполнена на четырех камерах (№ 1, 15, 33/1, 71) с применением различных теплоизоляционных материалов вышеуказанных производителей.

Из анализа опыта МУП «Тепло Коломны» из всех существующих решений по антикоррозионному покрытию трубопроводов и запорной арматуры была выбрана антикоррозионная защита металлических поверхностей оборудования с применением материалов «Вектор 1025» и «Вектор 1214», разработанных НПК «КУРС-ОТ» специально для защиты от наружной коррозии трубопроводов.

В реализации проекта по теплоизоляции оборудования тепловых камер были использованы различные теплоизолирующие материалы, широко представленные на рынке, как «традиционные пористые», так и «жидкие покрытия».

1. Теплоизоляция трубопроводов и трубопроводного оборудования в тепловой камере № 33/1 выполнена теплоизоляционными конструкциями типа СТУ производства ЗАО «СТУ» (г. Москва) из базальтовых волокнистых изоляторов (рис. 1).

Покровный слой СТУ - алюминиевая фольга толщиной 50 мкм, кашированная на стеклоткань составляет единое целое с конструкцией, что дает возможность применять в качестве тепло- гидроизоляции трубопроводов канальной прокладки, в тепловых камерах и подвалах зданий.

Теплоизоляция СТУ обеспечивает стабильные теплоизоляционные характеристики в течение продолжительного времени. Теплоизоляционные материалы типа СТУ обеспечивают достаточные прочностные характеристики, удобны для транспортировки и хранения, имеют возможность комбинирования наружного покрытия, обладают простотой и доступностью монтажа, имеется возможность быстрого доступа к поврежденному участку трубы.

В местах хождения персонала в тепловой камере по трубопроводам теплоизоляция типа СТУ выполнена усиленной конструкции, что позволяет избегать возможного «проминания» и разрушения теплоизоляции.

снижение энергетический потеря тепловой камера

Работы по ремонту тепловой камеры ТК-33/1 выполнены в следующем объеме:

¦ защита трубопроводов, отводов и запорной арматуры выполнена антикоррозионным грунтом «Вектор 1025» в два слоя (площадь антикоррозионного покрытия составила 31,69 м²);

¦ теплоизоляция трубопроводов, отводов и запорной арматуры выполнена теплоизоляционными конструкциями фольгированными СТУ (h=90 мм для подающего трубопровода и h=60 мм для обратного трубопровода);

¦ организация дренажа ТК (устройство приямка; чистка дренажного трубопровода от приямка до дренажного колодца; бетонирование дна камеры с организацией уклона в сторону приямка водосборного);

¦ восстановление элементов строительных конструкций: выполнена заделка внутренних швов, отверстий, оштукатуривание кирпичной кладки 17 м², антикоррозионное покрытие (защита) выступающей арматуры несущих балок; заменены плиты перекрытия ПО-4 (4 шт.) с чугунными люками на плиты с обечайками и пластиковыми люками с замками конструкции МУП «Тепло Коломны»; заложены кирпичом и оштукатурены каналы ввода трубопроводов; изготовлены и установлены 2 новые лестницы высотой 3,5 м; выполнен ремонт с нанесением антикоррозионного покрытия технологической площадки для обслуживания запорной арматуры тепловой камеры.

Объем затрат материалов на выполнение ремонтных работ хозспособом составил 105368,77 руб., в т.ч. затраты на антикоррозионное покрытие - 6835,19 руб., теплоизоляционные материалы СТУ - 69106 руб. (при толщине теплоизоляции на подающем трубопроводе 90 мм и на обратном трубопроводе 60 мм).

Инструментальные замеры показали снижение температуры поверхности трубопроводов и запорной арматуры в ТК-33/1 на 64-69 ^ОС при начальной температуре 74,6-83 ^ОС.

2. В тепловой камере № 15 теплоизоляция трубопроводов и трубопроводного оборудования была полностью выполнена из вспененного каучука «К-FLEX» фирмы «ФЛАГМАН» (рис. 2). По данным фирмы-производителя, материалы K-FLEX имеют высокую пористость в сочетании с небольшим размером ячеек и оптимальным объемным весом и характеризуются низким значением коэффициента теплопроводности. Эти материалы в пределах срока службы конструкции не увлажняются и не накапливают влагу, поэтому их теплозащитные свойства практически не изменяются. Достаточно высокая технологичность монтажа этого типа тепловой изоляции обеспечивается благодаря высокой гибкости и широкому ассортименту готовых форм в виде трубок, углов, тройников. Это позволяет с минимальными затратами устанавливать изделия в труднодоступных местах и на сложных поверхностях (как видно из рис. 2).

Работы по ремонту тепловой камеры ТК-15 были выполнены в следующем объеме:

¦ защита трубопроводов, отводов и запорная арматура выполнена антикоррозионным грунтом «Вектор 1025» в два слоя (площадь антикоррозионного покрытия составила 11,93 м²);

¦ теплоизоляция трубопроводов, отводов и запорной арматуры выполнена теплоизоляцией K-FLEX ENERGO без защитного покрытия (h=32 мм), стыковые поверхности склеены клеем K-FLEX К-414 и защищены от водопроницаемости самоклеящейся лентой K-FLEX ENERGO;

¦ организация дренажа ТК (устройство приямка; монтаж дренажного трубопровода от приямка до дренажного колодца; бетонирование дна камеры с организацией уклона в сторону приямка водосборного);

¦ восстановление элементов строительных конструкций: выполнена заделка внутренних швов, отверстий, оштукатуривание кирпичной кладки; изготовлена и установлена 1 новая лестница высотой 3,5 м; изготовлена и установлена технологическая площадка.

Объем затрат материалов на выполнение ремонтных работ хозспособом составил 66660,37 руб., в т.ч. затраты на антикоррозионное покрытие - 6967,86 руб., теплоизоляционные материалы K-FLEX ENERGO - 30509,41 руб. (при толщине теплоизоляции 32 мм).

Инструментальные замеры показали снижение температуры поверхности трубопроводов и запорной арматуры в ТК-15 на 74,1 ^ОС при начальной температуре 82,4 ^ОС (подающий трубопровод) и на 41,4 ^ОС при начальной температуре 53,5 ^ОС (обратный трубопровод).

3. Теплоизоляция трубопроводов в тепловой камере № 71 выполнена пенополиуретановыми (ППУ) скорлупами. По статистике, ППУ скорлупы в течение нескольких лет эксплуатации дают усадку и растрескиваются прямо на трубе. Для устранения этого недостатка в качестве дополнительной гидрозащиты трубопроводов на ТК № 71 была использована стеклоткань, пропитанная гидроизоляционной композицией «Магистраль» зеленого цвета (рис. 3). Усиленная гидроизоляция, применяемая на поверхности ППУ скорлуп, также выступает в качестве армирующего слоя.

Теплоизоляция запорной арматуры ППУ скорлупами достаточно трудоемкая работа. При реализации проекта на ТК № 71 была опробована новая система теплоизоляции запорной арматуры с помощью термочехлов для запорной арматуры ТИЛИТ производства ЗАО «Завод «ЛИТ», состоящих из многослойного изоляционного материала. Слои соединены между собой термоклеем. Внутренний слой - металлизированный полипропилен, температура внутри чехла меньше или равна 120 ^ОС. Средний слой - теплоизолирующий материал толщиной 20 мм (+10%). Наружный слой - металлизированный полипропилен, температура слоя равна температуре окружающей среды. Монтаж термочехлов не требует специальной подготовки, больших затрат времени и дополнительных усилий.

Крепление термочехлов производится с помощью многоразовых застежек-липучек, что существенно упрощает монтаж термочехлов и устранение протечек в запорной арматуре.

Работы по ремонту тепловой камеры ТК-71 выполнены в следующем объеме:

¦ защита трубопроводов, отводов и запорной арматуры выполнена антикоррозионным грунтом «Вектор 1025» в два слоя (площадь антикоррозионного покрытия составила 53,82 м²);

¦ теплоизоляция трубопроводов, отводов выполнена полуцилиндрами (скорлупами) из ППУ с покрытием из стеклоткани; для теплогидроизоляции стыков скорлупы покрыты дополнительным слоем стеклоткани с пропиткой грунтом «Вектор 1025» и композицией «Магистраль»;

¦ теплоизоляция запорной арматуры выполнена термочехлами ТИЛИТ для задвижек;

¦ организация дренажа ТК: устройство приямка, прокладка дренажной трубы от выхода попутного дренажа до приямка диаметром 89 мм;

¦ восстановление элементов строительных конструкций: выполнена заделка внутренних швов, отверстий, оштукатуривание кирпичной кладки 32 м²; изготовлены и установлены 2 новые лестницы высотой 2,8 м, покрашены антикоррозионным грунтом «ГФ-021».

Объем затрат материалов на выполнение ремонтных работ хозспособом составил 108479,69 руб., в т.ч. затраты на антикоррозионное покрытие - 37108,09 руб., теплоизоляционные материалы (скорлупы) - 51300 руб., термочехлы ТИЛИТ - 19605 руб.

Инструментальные замеры по мере монтажа соответствующей теплоизоляции показали снижение температуры поверхности трубопроводов на 24-27 ^ОС при начальной температуре 44,2-47,6 ^ОС и на поверхности запорной арматуры - на 56,7 ^ОС при начальной температуре 71,2 ^ОС.

4. Теплоизолирующий материал типа «полые микросферы - полимерное связующее» «Стандарт» (поставляемый ООО «Коломенские краски») был использован в тепловой камере № 1 для теплоизоляции 100% поверхностей трубопроводов и запорной арматуры (рис. 4).

Работы по ремонту тепловой камеры ТК-1 выполнены в следующем объеме:

¦ защита трубопроводов, отводов и запорной арматуры выполнена антикоррозионным грунтом «Вектор 1025» в два слоя (площадь антикоррозионного покрытия 72,4 м²);

¦ теплоизоляция трубопроводов, отводов и запорной арматуры выполнена теплоизоляционной краской «Стандарт»;

¦ организация дренажа ТК (устройство приямка; чистка тепловой камеры от мусора и грязи);

¦ восстановление элементов строительных конструкций: выполнена заделка внутренних швов, отверстий, оштукатуривание кирпичной кладки 47,1 м²; выполнена кирпичная кладка и оштукатурен канал выхода трубопроводов Ду 600; лестницы покрыли грунтом «Вектор 1025».

Объем затрат материалов на выполнение ремонтных работ хозспособом составил 64156,35 руб., в т.ч. затраты на антикоррозионное покрытие - 3464,61 руб., теплоизоляционные материалы - теплоизоляционная краска «Стандарт» - 48000 руб., «отражающее зеркало» по системе «Микрокерамикс» - 4176 руб.

Согласно результатам инструментальных исследований, материалы типа «полые микросферы - полимерное связующее» позволяют осуществлять снижение температуры на поверхности трубопроводов и запорной арматуры на 41 ^ОС при начальной температуре 85,1 ^ОС и на 39,9 ^ОС при начальной температуре 76,6 ^ОС соответственно.

Кроме этого, в тепловой камере № 4 были осуществлены работы по антикоррозионной и теплоизоляционной защите металлических задвижек при помощи теплоизолирующей системы «Микрокерамикс» (поставляемой ООО «Межрегионтехпоставка»), включающей в свой состав слой материала типа «полые микросферы - полимерное связующее», наносимое на изолируемые поверхности в жидком виде с последующим (финишным) нанесением «отражающего зеркала». Результаты испытаний показали, что применение материалов типа «полые микросферы - полимерное связующее» при наличии внешнего слоя с выраженными отражающими способностями по отношению к инфракрасному излучению, позволяет существенно (более чем в 3 раза) снижать тепловые потери в диапазоне температур изолируемых поверхностей порядка 100- 130^ОС.

В тепловой камере № 4 теплоизоляционное покрытие системой «Микрокерамикс» было выполнено с минимально возможной толщиной покрытия в два слоя. Инструментальные замеры показали снижение температуры поверхности запорной арматуры на 20,7 ^ОС при начальной температуре 72,3 ^ОС.

Несмотря на то, что в условиях, характерных для тепловых камер, теплоизолирующие материалы типа «полые микросферы - полимерное связующее» при использовании в виде слоя толщиной 1-3 мм по своим теплоизолирующим свойствам уступают «традиционным пористым теплоизолирующим материалам» при толщине их слоя более 15 мм, слой теплоизоляции, где в качестве наполнителя используются полые микросферы, в гораздо менее значительной степени подвержен повреждениям, связанным с намоканием. Кроме того, стоимость такого покрытия (с учетом той толщины слоя покрытия, которое наносилось в ТК-4) значительно ниже традиционных пористых покрытий (подробнее см. статью Д.Н. Астахова на с. 44-46, - прим. ред).

Первые выводы

Использование комплексных технических решений в результате реализации пилотного проекта, предполагающих совместное применение надежной антикоррозионной защиты поверхности оборудования и эффективных теплоизолирующих материалов, позволяет существенно снизить аварийность, связанную с коррозией трубопроводов, и дополнительно уменьшить тепловые потери до 1 Гкал/год в пересчете на 1 м² площади трубопроводов и запорной арматуры. С учетом только снижения тепловых потерь срок окупаемости комплексных решений по усилению антикоррозионной защиты и увеличению эффективности теплоизоляции измеряется продолжительностью менее чем двух отопительных сезонов.

Комплексная антикоррозионная обработка технологического оборудования внутри тепловых камер позволит существенно снизить возникновение нештатных ситуаций на тепловых сетях.

По результатам выполненной работы можно выделить основные преимущества проекта «Технологии повышения надежности и снижения энергетических потерь в подземных сооружениях (камерах) тепловых сетей», среди которых:

¦ низкий срок окупаемости;

¦ снижение эксплуатационных затрат;

¦ существенная экономия энергоресурсов вследствие снижения тепловых потерь с защищаемых поверхностей;

¦ экологическая безопасность и безопасность для персонала, осуществляющего работы, вследствие отсутствия в компонентах комбинированных покрытий, вредных для окружающей среды и органов дыхания органических растворителей;

¦ пожарная безопасность при проведении работ.

Размещено на Allbest.ru