Использование пенополиуретановой и пенополимерминеральной изоляции трубопроводов для повышения эффективности работы систем теплоснабжения

Использование некачественных и устаревших изоляционных материалов при строительстве тепловых трасс как одна из основных проблем энергосбережения в России. Анализ изоляционных материалов, способствующих долговременной и эффективной работе тепловых сетей.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 01.03.2019
Размер файла 347,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Использование пенополиуретановой и пенополимерминеральной изоляции трубопроводов для повышения эффективности работы систем теплоснабжения

Михайленко К.М., Кочева М.А.

Одной из основных проблем энергосбережения в России является использование некачественных и устаревших изоляционных материалов при строительстве тепловых трасс. Существующая статистика показывает, что 82% тепловых сетей требует срочного капитального ремонта или полной замены, а количество потерь тепла такими сетями составляет 30%. [1]

Структурно и качественно новое состояние энергетического сектора страны, улучшение и повышение эффективности сферы теплоснабжения - основная цель энергетической стратегии России до 2030 года, принятой в настоящее время. [2] изоляционный тепловой трасса энергосбережение

Применение современных предварительно изолированных труб и ежегодный контроль над их состоянием позволит рационально использовать энергетический потенциал страны, сократить потери теплоносителя, снизить тарифы на тепловую энергию и увеличить срок эксплуатации систем централизованного теплоснабжения (ЦТС). [4] Именно поэтому, анализ современных изоляционных материалов, способствующих долговременной и эффективной работе тепловых сетей, является актуальной задачей.

В настоящее время значительная часть тепловых сетей имеет теплоизоляцию из устаревших изоляционных материалов, имеющих высокие показатели теплопроводности (около 0,1 Вт/м•К), что, в свою очередь, является основной причиной больших теплопотерь в системах ЦТС. Как правило, это изоляция из армопенобетона или битумоперлита (при бесканальной прокладке), либо из стекловаты по ГОСТ 10499-78 (при надземной и подземной канальной прокладке).

Для того, чтобы экономить на теплоснабжении до $12-13 млрд в год, достаточно перейти на высокоэффективные теплоизолирующие материалы в изоляции теплосетей, даже без замены существующей системы. Данную сумму можно сопоставить с доходами от экспорта нефти и газа. [5]

В настоящее время в теплоизоляционных конструкциях трубопроводов тепловых сетей широкое применение нашли такие эффективные изоляционные материалы, как пенополиуретан (ППУ) и пенополимерминерал (ППМ). На сегодняшний день они часто применяются при бесканальной прокладке тепловых сетей в городских условиях. Коэффициент теплопроводности этих материалов не превышает 0,05 Вт/м•К, а срок службы равен сроку эксплуатации самого трубопровода (25 лет по нормативным требованиям). [7]

Кроме того, данные изоляционные материалы обладают следующим рядом свойств, которые соответствуют требованиям СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»:

– устойчивость к воздействию температур до 150°C (а иногда и до 350°C);

– высокое электрическое сопротивление (для исключения воздействия блуждающих токов на трубопровод);

– отсутствие в материалах веществ, способных во влажной среде вызывать коррозию трубопровода;

– биостойкость;

– гидрофобность;

– пожарная безопасность (при наружной прокладке). [3]

Труба в ППУ изоляции (рисунок 1) представляет собой стальную трубу, которая помещается в оболочку из оцинкованного металла или полиэтилена и покрывается слоем пенополиуретана. Такая наружная оболочка позволяет защищать трубу от внешних воздействий. Теплопроводность ППУ изоляции составляет 0,033 Вт/м•К, а рабочий диапазон температур от -180°C до +140°C.

Рисунок 1. Труба в ППУ изоляции

Толщина ППУ слоя зависит от диаметра самой трубы и от местности, где планируется прокладывать трубопровод.

Внутри пенополиуретана проходит сигнальный кабель системы ОДК, который позволяет предотвратить аварию, обнаружив участки, нуждающиеся в ремонте. Благодаря применению пенополиуретана в качестве изоляции снижаются тепловые потери, требуется меньше времени на монтаж, увеличивается срок эксплуатации трубопровода, а также снижаются затраты на ремонт и обслуживание. ППУ изоляция инертна к щелочным и кислым средам, что защищает трубу от наружной коррозии и химически агрессивных сред, а также устойчива к воздействию влаги и обладает прочной адгезией между поверхностью трубы и гидрозащитной оболочкой. Долговечность ППУ изоляции составляет более 30 лет, она нетоксична и безопасна для человека.

К недостаткам пенополиуретановой изоляции можно отнести невозможность ее использования при больших тепловых нагрузках (она не подходит для изоляции паропроводов), необходимость постоянного оперативно-дистанционного контроля, а также полную паропроницаемость конструкции, в случае повреждения гидрозащитной оболочки.

Пенополимерминеральная (ППМ) изоляция (рисунок 2) представляет собой массу вспененного пенополиуретана - 90%, с введенным в неё минеральным наполнителем - 10% (песок, зола и т.п.) и относится к классу жестких пенополиуретанов. [6]

Рисунок 2. Труба в ППМ изоляции ППМ изоляция состоит из трех основных слоев:

– внутреннего - антикоррозийный слой, плотно прилегающий к трубе, толщиной от 3 до 6 мм, с объемной массой от 400 до 500 кг/м3;

– среднего - теплоизоляционный слой расчетной толщины с объемной массой от 70 до 80 кг/м3;

– наружного - гидрозащитный слой толщиной от 5 до 8 мм, с объемной массой от 400 до 700 кг/м3, защищающий одновременно от влажности и от механических повреждений.

Теплопроводность пенополимерминеральной изоляции составляет 0,044 Вт/м•К, а рабочий диапазон температур от -200°C до +150°C. Использование пенополимерминеральной изоляции позволяет создавать монолитную конструкцию трубопровода, так как сварные стыки труб и отводов на месте монтажа заливаются изоляционным материалом аналогичным основному покрытию трубопроводов. Это создает монолитную конструкцию тепловой изоляции трубопровода и исключает тепловые потери в местах соединения и на опорах. ППМ изоляция отличается простотой изготовления (не требуется специальной подготовки и обработки поверхности труб перед укладкой в формы), высоким качеством и однородностью теплоизоляционного слоя (без раковин и пустот), хорошей ремонтопригодностью и стойкостью к старению. [4]

К недостаткам пенополимерминеральной изоляции можно отнести невозможность установки системы диагностики и оперативного контроля из-за постоянного наличия влаги в ППМ слое, которая при испарении отнимает около 7% энергии теплоносителя и ухудшает защитные свойства.

Наиболее перспективным и, возможно, единственным способом получения дополнительной тепловой энергии на сегодняшний день является энергосбережение. Для реализации стратегии по увеличению энергоэффективности и надежности систем теплоснабжения России необходимо создать общую базу данных по проведенным исследованиям и результатам испытаний различных видов изоляции.

Это позволит применять для изоляции теплосетей только современные и качественные материалы, благодаря которым будут сокращаться потери тепловой энергии, а также расходы и на монтаж и эксплуатацию трубопроводов.

Список литературы

1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года: утверждена распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 года №1715-р // Собрание законодательства РФ. 2009. № 48. Ст.5836.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года: утверждена распоряжением Правительства РФ от 28 августа 2003 года №1234-р // Собрание законодательства РФ. 2003.

3. 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.

4. Павлова Д.В. Анализ и проблемы исследований труб централизованного теплоснабжения с предварительной изоляцией из ППУ и ППМ // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 5 [Электронный ресурс]. URL: web.snauka.ru/issues/2016/05/67651 (дата обращения: 11.01.2018)

5. Поликарпов В.А. Повышение энергоэффективности в ЖКХ // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2012. № 9 (129). С. 92-94.

6. Кольчатов Е.Ю., Кочева М.А. Прочностные характеристики конструкции тепловой пенополиминеральной изоляции // Международный студенческий научный вестник. 2015. № 3-1. С. 163-164.

7. Кочева Е.А., Кольчатов Е.Ю., Макарова Е.Г., Шаров А.В. Энергосберегающие мероприятия в системах теплогазоснабжения // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 5-1. С. 172-174.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Подземная и надземная прокладка тепловых сетей, их пересечение с газопроводами, водопроводом и электричеством. Расстояние от строительных конструкций тепловых сетей (оболочка изоляции трубопроводов) при бесканальной прокладке до зданий и инженерных сетей.

    контрольная работа [26,4 K], добавлен 16.09.2010

  • Вывод тепловых сетей и водогрейных котельных на период летнего простоя. Пуск водогрейных котлов и тепловых сетей на зимний режим работы. Режимы оборудования ТЭЦ. Работа тепловых установок с промышленным и теплофикационным отбором пара и конденсацией.

    презентация [1,6 M], добавлен 23.07.2015

  • Описание системы теплоснабжения. Климатологические данные города Калуга. Определение расчетных тепловых нагрузок района города на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей. Эффективность тепловой изоляции.

    курсовая работа [146,6 K], добавлен 09.05.2015

  • Исследование надежности системы теплоснабжения средних городов России. Рассмотрение взаимосвязи инженерных систем энергетического комплекса. Характеристика структуры системы теплоснабжения города Вологды. Изучение и анализ статистики по тепловым сетям.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.07.2017

  • Определение опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей и агрессивности грунтов в полевых и лабораторных условиях. Признаки наличия блуждающих постоянных токов в земле для вновь сооружаемых трубопроводов. Катодная защита и анодное заземление.

    курсовая работа [1000,6 K], добавлен 09.11.2011

  • Планировка микрорайона и трассировка тепловых сетей, тепловые нагрузки. Расчет тепловой схемы котельной, оборудование. Пьезометрический и температурный график. Гидравлический, механический расчет трубопроводов, схемы присоединения тепловых потребителей.

    курсовая работа [532,9 K], добавлен 08.09.2010

  • Описание тепловых сетей и потребителей теплоты. Определение расчетной нагрузки на отопление. Анализ основных параметров системы теплоснабжения. Расчет котлоагрегата Vitoplex 200 SX2A. Определение расчетных тепловых нагрузок на отопление зданий.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 20.03.2017

  • Деятельность предприятия ОАО "Нарьян–Марстрой", его котельня. Характеристика схемы тепловой сети, расчёт изоляции трубопроводов. Подбор сетевых насосов котельной и кабельных линий. Техника безопасности при работе с электроустановками и котлоагрегатами.

    дипломная работа [978,4 K], добавлен 15.01.2011

  • Расчет тепловых нагрузок производственных и служебных зданий предприятия по укрупнённым характеристикам. Расчет необходимых расходов воды для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Построение пьезометрического графика и выбор схемы абонентских вводов.

    курсовая работа [431,9 K], добавлен 15.11.2011

  • Принцип устройства и действия тепловой трубки Гровера. Основные способы передачи тепловой энергии. Преимущества и недостатки контурных тепловых труб. Перспективные типы кулеров на тепловых трубах. Конструктивные особенности и характеристики тепловых труб.

    реферат [1,5 M], добавлен 09.08.2015

  • Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, максимального расхода сетевой воды. Гидравлический расчет тепловых сетей. Параметры насосов и их выбор. Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов, объема подачи теплоносителя.

    курсовая работа [85,6 K], добавлен 18.10.2014

  • Основные требования к размещению трубопроводов, оборудования и арматуры в тепловых пунктах. Учет тепловых нагрузок, расходов теплоносителя и конденсата. Заполнение систем потребления теплоты. Сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества.

    реферат [23,4 K], добавлен 16.09.2010

  • Эффективность водяных систем теплоснабжения. Виды потребления горячей воды. Особенности расчета паропроводов и конденсатопроводов. Подбор насосов в водяных тепловых сетях. Основные направления борьбы с внутренней коррозией в системах теплоснабжения.

    шпаргалка [1,9 M], добавлен 21.05.2012

  • Основные меры по энергосбережению в жилищно-коммунальном хозяйстве. Автоматизация теплового пункта. повышения энергоэффективности технических систем зданий. Распределение тепловых потерь в зданиях. Распределение тепловых потерь в зданиях, домах.

    реферат [23,6 K], добавлен 16.09.2010

  • Использование для силовых кабелей изоляции из современных полиолефиновых материалов, подвергаемых вулканизации. Ухудшение механических свойств при температурах, близких к температуре плавления. Основные способы сшивания термопластичных материалов.

    презентация [1,2 M], добавлен 07.11.2013

  • Определение расчётных тепловых нагрузок района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты. Расчётные расходы теплоносителя в тепловых сетях. Гидравлический и механический расчёт водяных тепловых сетей, подбор насосов.

    курсовая работа [187,6 K], добавлен 22.05.2012

  • Определение понятия тепловой энергии и основных ее потребителей. Виды и особенности функционирования систем теплоснабжения зданий. Расчет тепловых потерь, как первоочередной документ для решения задачи теплоснабжения здания. Теплоизоляционные материалы.

    курсовая работа [65,7 K], добавлен 08.03.2011

  • Проблема энергетической и экономической эффективности систем теплоснабжения. Определение эффективного и экономичного варианта тепловой изоляции города Пружаны при подземной безканальной прокладке. Срок окупаемости капиталовложений при замене обычных труб.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.03.2015

  • Изучение необходимости и сущности энергосбережения. Характеристика основных направлений эффективного энергопотребления: энергосбережение на предприятии, сокращение тепловых потерь в зданиях разного назначения. Современные технологии энергосбережения.

    реферат [14,6 K], добавлен 27.04.2010

  • Измерение расхода и количества тепла, поставляемого потребителю, его роль в системах энергосбережения и автоматизации тепловых сетей. Теплосчетчики как вид приборов учета тепловой энергии, общие принципы их работы. Типы теплосчетчиков и их характеристика.

    реферат [2,3 M], добавлен 24.07.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.