Размещено на http://www.allbest.ru/

Оптимизация толщин тепловой изоляции при проектировании теплопроводов тепловых сетей

Введение

В связи с особенностями климатических условий бесперебойное обеспечение населения и промышленности тепловой энергией в России является актуальной социальной и экономической проблемой. Для целей теплоснабжения ежегодно затрачивается свыше 45% от общего потребления всех видов топлива, что соответствует топливоемкости всех остальных отраслей экономики без учета электроэнергетики.

В настоящее время отпуск тепла потребителям крупных населенных пунктов в основном производится и будет производиться в дальнейшем от достаточно мощных систем централизованного теплоснабжения (СЦТ), имеющих в качестве источников тепла крупные ТЭЦ или районные котельные. В современных СЦТ, наряду с источниками теплоты, тепловые сети имеют первостепенное значение в обеспечении потребителей тепловой энергией. Они являются также основным источником потерь и затрат энергии при транспортировке сетевой воды и тепла.

В крупных современных СЦТ присоединенные тепловые нагрузки составляют 1000-2500 Гкал/ч. Протяженность тепловых сетей для передачи этой тепловой энергии должна составлять сотни километров в двухтрубном исчислении. При указанной протяженности тепловых сетей потери и затраты тепловой энергии на транспорт сетевой воды имеют значительную величину. Так среднегодовые тепловые потери через изоляцию в зависимости от протяженности трубопроводов, вида теплоизоляционных конструкций и состояния тепловой изоляции достигают 10-15% от годового отпуска тепла от источника. В соответствии с этим снижение тепловых потерь может принести значительный энергосберегающий эффект и позволит снизить тарифы на тепловую энергию.

Следует отметить, что режимы отпуска тепла в тепловых сетях характеризуются многофакторной взаимозависимостью параметров, и изменение одного из них приводит к соответствующему изменению других, связанных параметров и показателей. Так изменение тепловых потерь в тепловых сетях кроме прямой экономии тепловой энергии при наличии соответствующих регуляторов на абонентских вводах приводит к снижению расходов воды в сетях, затрат электроэнергии на перекачку теплоносителя, а также к изменению температуры в обратной линии и эффективности выработки тепла на ТЭЦ. В соответствии с этим, снижение потерь тепла через изоляцию трубопроводов является значимым энергосберегающим мероприятием, а оценка его эффективности требует проведения комплексных расчетов с учетом всех режимных факторов, определяющих потенциал энергосбережения.

Основным направлением снижения потерь тепловой энергии в тепловых сетях является замена выработавших свой ресурс трубопроводов с заменой тепловой изоляции. Перекладку трубопроводов целесообразно осуществлять с применением новейших технологий. В настоящее время такой технологией является использование теплопроводов с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией повышенной заводской готовности. Применение ППУ изоляции в тепловых сетях обусловлено: простотой изготовления теплоизоляционных конструкций в заводских условиях вместе с системой оперативного дистанционного контроля (ОДК) состояния тепловой изоляции (по сути это - контроль утечек) и сравнительно небольшие трудозатраты на монтаж в совокупности с достаточно низким коэффициентом теплопроводности. Прочностные характеристики ППУ изоляции позволяют осуществлять прокладку таких теплопроводов бесканально. Бесканальная прокладка из всех типов подземной прокладки теплопроводов является наименее затратной.

Однако по мере накопления опыта эксплуатации труб с ППУ изоляцией, развития технологий их изготовления такие трубопроводы стали применять и при других типах прокладки: например при прокладке в непроходных каналах или даже при наружной прокладке.

1. Проектирование трубопроводов с ППУ изоляцией

Основной характеристикой теплоизоляционных конструкций является толщина теплоизоляционного слоя, определяющая затраты материала и величину тепловых потерь в тепловых сетях.

В настоящее время производство труб с ППУ изоляцией регламентируется ГОСТ 30732-2006 (далее ГОСТ) [1], в котором даны толщины тепловой изоляции, одинаковые для подающего и обратного трубопроводов и другие характеристики. При этом указанный ГОСТ регламентирует значения толщины ППУ изоляции в зависимости только от диаметра труб, вне зависимости от температурных условий работы теплопроводов. Это позволяет унифицировать производство, однако при этом теряется связь с эффективностью транспорта тепла по величине тепловых потерь при различных температурных условиях в тепловых сетях.

В то же время такая связь в первом приближении устанавливается требованиями по нормированию тепловых потерь, определяемыми СНиП 41-03-2003 (далее - СНиП) [2]. Этот нормативный документ регламентирует линейную плотность теплового потока через тепловую изоляцию для различных условий работы трубопроводов теплосети. При этом теплопотери нормируются в зависимости от: типа прокладки (на открытом воздухе, в помещении, при подземной канальной и бесканальной прокладках), климатических условий региона (температуры окружающей среды и продолжительность работы, ч/год), температурного графика теплосети (параметр в СНиП - среднегодовая температура теплоносителя). Таким образом, можно говорить о том, что в рассматриваемом СНиП учитываются все основные факторы, влияющие на величину теплопотерь через изоляцию трубопроводов теплосетей.

Для оценки влияния принимаемого для проектирования трубопроводов нормативного документа при различных типах прокладок и одинаковых температурных условиях приведем полученные расчетным путем величины тепловых потерь для трубопроводов с толщиной тепловой изоляции в соответствии с ГОСТ в сопоставлении с величиной нормативов тепловых потерь и требуемой толщиной тепловой изоляции при использовании данных СНиП.

В расчетах значения температуры окружающей среды (воздуха и грунта) принимались для среднеевропейских условий России.

Температуры сетевой воды в подающих и обратных трубопроводах в соответствии с таблицами СНиП принимались равными 90 и 50 ^ОС, что соответствует температурному графику тепловых сетей 150/70 ^ОС.

Коэффициент теплопроводности ППУ изоляции принимался равным 0,033+0,00015хТ_ср Вт/(м°К).

Расчеты проводились с учетом термического сопротивления полиэтиленовой оболочки при коэффициенте ее теплопроводности 0,4 Вт/(м.К). тепловой энергия пенополиуретановый

Толщина полиэтиленовой оболочки принималась по ГОСТ для соответствующих диаметров трубопроводов.

Расчеты проводились для двух типов прокладок тепловых сетей: бесканальной и в непроходных каналах, для всех диаметров трубопроводов, приведенных в ГОСТ.

При расчетах тепловой изоляции и теплопотерь трубопроводов бесканальных прокладок были приняты следующие исходные данные.

Расчеты проводились по данным для бесканальных прокладок трубопроводов со средней глубиной заложения, определяемой из условия глубины 0,6 м от поверхности полиэтиленовой оболочки тепловой изоляции.

Расстояние между осями трубопроводов определялось из условий по расстоянию между оболочками:

150 мм при диаметрах 200 мм и менее;

250 мм при диаметрах больше 250 мм.

Теплопроводность грунта принималась равной 1,83 Вт/(м.К).

Среднегодовая температура грунта на средней глубине заложения осей трубопроводов по данным для рассматриваемого населенного пункта принималась равной 6,4 ^ОС.

При расчетах тепловой изоляции и теплопотерь трубопроводов в непроходных каналах были приняты следующие исходные данные.

Расчеты проводились по данным для прокладок трубопроводов в непроходных каналах со средней глубиной заложения по рассматриваемой тепловой сети 2,4 м.

Габариты каналов для рассматриваемых диаметров трубопроводов принимались для серии каналов МКЛ.

Значения теплопроводности грунта, среднегодовых температур сетевой воды в подающей и обратной линиях, коэффициента теплопроводности ППУ изоляции принимались такими же, как и для бесканальной прокладки.

Среднегодовая температура грунта на средней глубине заложения осей трубопроводов по данным для рассматриваемого населенного пункта принималась равной 7,51 ^ОС.

Расчеты толщин тепловой изоляции и тепловых потерь проводились в соответствии с формулами и методиками, приведенными в Своде правил по проектированию тепловой изоляции СП 41-103-2000 [3].

Результаты выполненных расчетов приведены в таблицах 1 и 2.

При этом получены следующие соотношения величин тепловых потерь по ГОСТ и СНиП.

Для бесканальной прокладки при принятых температурных условиях при всех диаметрах (50-1400 мм) линейная плотность теплового потока тепловых потерь (потери), определяемая по диаметрам в соответствии со СНиП, превосходит аналогичные потери по ГОСТ (более жесткие требования к тепловым потерям по ГОСТ). При этом толщины тепловой изоляции для тепловых потерь по СНиП соответственно меньше, чем принято в ГОСТ (таблица 1).

При прокладке в непроходных каналах ситуация иная. Имеется некий «переходный» диаметр. Для диаметров трубопроводов до Dy=200 мм включительно линейная плотность теплопотерь по ГОСТ (соответствующая толщинам ППУ изоляции, указанным в ГОСТ, и рассчитанная по Своду правил) превышает таковую по СНиП. При диаметрах трубопроводов свыше Dy=200 мм наблюдается обратное соотношение: тепло- потери по СНиП превышают таковые, рассчитанные для толщин тепловой изоляции по ГОСТ. Отношение толщин тепловой изоляции соответственно имеет обратный порядок.

Следует отметить, что полученные соотношения определяются температурными условиями работы тепловых сетей. При других климатических условиях и температурных графиках величины «переходных» диаметров могут отличаться от приведенных выше.

Из приведенных результатов следует, что величина тепловых потерь при бесканальной прокладке и толщинах тепловой изоляции в соответствии с ГОСТ существенно меньше, чем это регламентируется СНиП. Возможно, это обусловлено условиями производства теплоизолированных труб.

Для прокладки в непроходных каналах при малых диаметрах трубопроводов, которые являются наиболее применяемыми на концевых участках тепловых сетей и имеют значительную суммарную протяженность, принятые в ГОСТ толщины ППУ изоляции не обеспечивают нормативную величину тепловых потоков, регламентируемую СНиП, что может приводить к завышенным потерям при транспортировке сетевой воды.

Учитывая то обстоятельство, что нормы тепловых потерь в СНиП определяются в том числе и экономическими соображениями (включая стоимость тепловой изоляции и допустимый уровень тепловых потерь), представляется целесообразным провести пересмотр толщин ППУ изоляции с учетом принятых в СНиП значений этих потерь и предусматривать различные толщины ППУ изоляции в зависимости от климатических районов использования и температурных графиков тепловых сетей.

2. Предложения по оптимизации толщин тепловой изоляции

Следует отметить, что для подземных прокладок (бесканальной и в непроходных каналах) в СНиП указаны суммарные значения тепловых потоков по подающей и обратной линиям. В соответствии с общепринятой практикой проектирование тепловой изоляции при этом сводится к определению требуемой толщины теплоизоляционных конструкций, одинаковой для подающего и обратного трубопроводов, такой, чтобы при среднегодовых (среднесезонных) условиях работы теплопроводов обеспечивался нормативный тепловой поток через изоляцию.

Однако такой подход представляется не рациональным по следующим причинам.

Как показывает анализ применяемых формул, обеспечение требуемого суммарного теплового потока может быть получено при различных соотношениях толщин тепловой изоляции подающего и обратного трубопроводов. При этом могут быть определены такие толщины, при которых суммарная их величина будет иметь наименьшее значение среди всех возможных вариантов распределения тепловой изоляции между подающим и обратным трубопроводами. Такой результат имеет место при увеличении толщины подающего трубопровода с одновременным ее снижением на обратном трубопроводе и приводит к суммарной экономии материала тепловой изоляции.

Кроме того, реализация указанного перераспределения приведет к снижению тепловых потерь в подающих трубопроводах и соответствующему их росту в обратных, по сравнению с их величиной при одинаковых толщинах.

Снижение тепловых потерь в подающих трубопроводах тепловых сетей приведет к повышению температуры прямой сетевой воды непосредственно перед потребителями, что при наличии регуляторов вызовет сокращение воды, перекачиваемой в тепловой сети, и понижение температуры воды после потребителей. Дополнительное снижение температуры обратной сетевой воды будет получено на теплоисточнике за счет повышенных тепловых потерь в обратных трубопроводах.

Таким образом, рассматриваемое перераспределение толщин тепловой изоляции между подающим и обратным трубопроводами будет сопровождаться снижением расхода воды в сетях и затрат электроэнергии на его перекачку. Снижение температуры в обратной линии при теплоснабжении от ТЭЦ позволит увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении за счет снижения давления в нижнем теплофикационном отборе.

Все это позволяет говорить о выраженном энергосберегающем эффекте при производстве и транспорте теплоносителя в тепловых сетях, сопровождающимся одновременным снижением затрат на тепловую изоляцию трубопроводов.

Для определения величины снижения затрат теплоизоляционного материала были проведены соответствующие расчеты для бесканальной прокладки и прокладки в непроходных каналах при приведенных выше исходных данных по температурным режимам и условиям заложения.

Целью расчетов являлось определение минимальной суммарной толщины тепловой изоляции (при соблюдении суммарного нормативного теплового потока через изоляцию), обеспечивающей более благоприятное распределение тепловых потерь между подающими и обратными трубопроводами.

Для всех диаметров трубопроводов из ГОСТ проводились следующие расчеты.

Во-первых, для толщин ППУ изоляции при всех диаметрах трубопроводов тепловых сетей в соответствии с ГОСТ определялась суммарная плотность теплового потока тепловых потерь (см. выше).

Во-вторых, в соответствии с СП определялись одинаковые для подающего и обратного трубопроводов толщины ППУ изоляции такие, чтобы суммарный тепловой поток через изоляцию соответствовал нормам СНиП для рассматриваемых типа прокладки и условий работы теплопроводов. При этом значения толщин теплоизоляции принимались одинаковыми для подающего и обратного трубопроводов.

В-третьих, для подающего трубопровода толщина ППУ изоляции на подающем трубопроводе принималась в соответствии с ГОСТ. Толщина изоляции на обратном трубопроводе подбиралась таким образом, чтобы суммарные теплопотери прокладки соответствовали нормам СНиП (вариант 1).

В-четвертых, была произведена оптимизация (минимизация) суммарной толщины изоляции для рассматриваемых прокладок, по результатами которой подбирались такие значения толщины изоляции для подающего и обратного трубопроводов, чтобы суммарная толщина изоляции обоих трубопроводов при обеспечении нормируемой в СНиП плотности тепловых потерь была минимальной (вариант 2).

3. Бесканальная прокладка

Расчеты толщин тепловой изоляции для бес- канальной прокладки по вариантам 1 и 2 проводились по всем диаметрам при исходных данных.

Результаты всех расчетов плотностей тепловых потоков при принятых условиях для бесканальной прокладки приведены в табл. 3. Результаты расчета толщин тепловой изоляции для бесканальной прокладки, соответствующих приведенным в табл. 3 тепловым потокам, представлены в табл. 4.

В табл. 4 приведены суммарные по подающим и обратным трубопроводам толщины тепловой изоляции, а также удельные ее объемы на

1 м протяженности трубопроводов. Последние значения представляют собой суммарную площадь поперечного сечения изоляции, характеризующие затраты теплоизоляционного материала.

Зависимости величины тепловых потоков по подающему и обратному трубопроводу для различных условий подбора толщин тепловой изоляции приведены на рис. 1.

Как следует из приведенных таблиц и рис. 1, линейные тепловые потоки (тепловые потери) для толщин изоляции по СНиП превосходят аналогичные значения, определенные в соответствии с ГОСТ. Это относится также и к тепловым потокам отдельно по подающему и обратному трубопроводам.

Использование варианта 1 при суммарной величине тепловых потоков по СНиП приводит вместе с этим к их снижению по подающему трубопроводу до величин, меньших, чем при толщинах по ГОСТ (наименьший уровень тепловых потоков по подающему трубопроводу). При этом существенно возрастают тепловые потоки по обратному трубопроводу. Тепловые потоки в обратном трубопроводе для этих условий увеличиваются до уровня, соответствующего потокам по подающему трубопроводу, полученным на основании СНиП, и характеризуются наибольшим уровнем для обратных трубопроводов (по всем вариантам).

Тепловые потоки для варианта 2 по подающему трубопроводу превосходят значения, соответствующие условиям ГОСТ, и находятся в промежутке между значениями по СНиП и по варианту 1. Тепловые потоки для варианта 2 по обратному трубопроводу при большинстве диаметров меньше, чем по ГОСТ.

С точки зрения экономии затрат на перекачку сетевой воды распределение тепловых потерь между подающей и обратной линиями для варианта 1 являются наиболее предпочтительными, поскольку характеризуются наименьшими потерями по подающим, и наибольшими по обратным трубопроводам. Эти условия обеспечивают наибольший энергосберегающий эффект.

Несколько иные результаты имеют место при анализе толщин и объемов тепловой изоляции, требуемой для обеспечения приведенных выше тепловых потоков.

Наибольшие толщины имеет тепловая изоляция, принятая в соответствии с требованиями ГОСТ. Существенно меньшие толщины и потребности в материале получаются при расчетах по нормам СНиП, что обуславливается большей регламентируемой величиной линейных тепловых потоков.

По варианту 1 суммарные толщины при диаметрах менее 250 мм меньше значений, определяемых в соответствии с СНиП, а при больших диаметрах превосходят указанные значения.

Наименьшая суммарная толщина и потребность в теплоизоляционном материале получается по результатам расчетов для варианта 2, что и является целью оптимизации этой толщины.

Зависимость процентных показателей по требуемому удельному объему для вариантов 1 и 2 в сравнении с этими величинами для СНиП и ГОСТ приведены на рис. 2 и 3.

4. Непроходной канал

Расчеты для прокладки в непроходном канале также проводились для всех диаметров трубопроводов, приведенных в ГОСТ. Результаты всех расчетов тепловых потоков для рассматриваемого типа прокладки приведены в табл. 5. Соответствующие толщины тепловой изоляции и ее удельные объемы для непроходного канала при различных вариантах приведены в табл. 6.

Зависимости величины тепловых потоков по подающему и обратному трубопроводам для различных условий подбора толщин тепловой изоляции при прокладке в непроходных каналах приведены на рис. 4.

Результаты расчетов для непроходных каналов в целом повторяют результаты расчетов для бесканальной прокладки, однако для малых диаметров (менее 250 мм) ситуация осложняется тем обстоятельством, что тепловые потери в соответствии с СНиП меньше тепловых потерь, полученных для толщин, указанных в ГОСТ.

В соответствии с этим, суммарные толщины по СНиП при одинаковой их толщине для обоих трубопроводов для диаметров 200 мм и менее превосходят аналогичную толщину по ГОСТ.

Для диаметров больше 200 мм наибольшие тепловые потоки, как в сумме, так и отдельно по подающим и обратным трубопроводам имеют место при использовании требований СНиП при одинаковых толщинах тепловой изоляции. Наименьшие тепловые потоки соответствуют толщинам изоляции по ГОСТ.

Реализация условий варианта 1 позволяет снизить суммарную толщину тепловой изоляции по сравнению с ГОСТ до значений, близких к уровню толщин по СНиП при снижении тепловых потоков на подающем трубопроводе и их увеличении на обратном. При этом отмечается наилучшее с точки зрения режимов тепловых сетей распределение тепловых потерь между подающей и обратной линиями.

На диаметрах более 200 мм наименьшая толщина получается при реализации условий варианта 2, что и соответствует конечной цели решаемой задачи по поиску оптимума. Для меньших диаметров наименьшая толщина соответствует условиям ГОСТ, но при этом тепловые потери прокладки превосходят рекомендуемые СНиП значения.

Зависимость процентных показателей по требуемому удельному объему для вариантов 1 и 2 при всех диаметрах в сравнении с этими величинами для СНиП и ГОСТ приведены на рис. 5 и 6.

Приведенные результаты расчетов позволяют сделать вывод о наличии наименьшей суммарной толщины тепловой изоляции для подающих и обратных трубопроводов при бесканальной прокладке и прокладке в непроходных каналах, при которой обеспечивается суммарная нормативная величина тепловых потерь, соответствующих СНиП [2]. При этом распределение тепловых потоков обеспечивает возможность получения энергосберегающего эффекта при эксплуатации тепловых сетей за счет организации более выгодных теплогидравлических режимов. Наилучшие соотношения тепловых потерь в трубопроводах по подающей и обратной линиям соответствуют условиям варианта 1, однако это приводит к увеличению толщин тепловой изоляции и требуемых объемов теплоизоляционных материалов.

Окончательный выбор условий проектирования тепловой изоляции будет, как всегда, определяться результатами технико-экономических расчетов по показателям системы теплоснабжения в целом.

Для определения желаемого соотношения толщин тепловой изоляции и тепловых потоков по варианту 2 требуется проведение многочисленных оптимизационных расчетов прокладок тепловых сетей, проводимых каждый раз при изменении условий проектирования.

Однако по результатам уже проведенных расчетов могут быть предложены следующие рекомендации, позволяющие оценить необходимое распределение заданных СНиП суммарных тепловых потоков между подающим и обратным трубопроводами. Наличие такого оценочного распределения позволяет достаточно просто определить соответствующие толщины тепловой изоляции, используя формулы, приведенные в СП [3].

Для формирования практических рекомендаций следует использовать хорошо известную формулу для определения теплового потока q (Вт/м) на 1 м протяженности трубопровода через цилиндрическую поверхность:

q=Дt/R, (1)

где: R - суммарное термическое сопротивление тепловой изоляции, (м.^ОК)/Вт; Дt - разность температур на рассматриваемой тепловой изоляции, ^ОС.

Тогда соотношение термических сопротивлений для подающего и обратного трубопроводов будет равно:

А=Ro/Rп=q_п/q_o*Дt_o/Дt_п. (2)

Здесь Дt_o и Дt_п. - среднегодовые разности температуры сетевой воды и окружающей среды по обратной и подающей линиям соответственно, а qn и q₀ - нормативные тепловые потоки для соответствующих трубопроводов.

Приняв соотношение тепловых потоков из полученных выше результатов расчетов по варианту 2, а разности температур для соответствующих среднегодовых условий расчетов, получим расчетное значение R₀/R_m которое для всех диаметров будет примерно постоянной величиной.

Тогда отношение тепловых потоков при любых значениях среднегодовых разностей температур воды и окружающей среды будет равно:

qп/qo=А^чДtп/Дto. (3)

При известной из СНиП величине суммарного теплового потока по соответствующим прокладкам для определения тепловых потоков по подающему и обратному трубопроводу можно использовать следующие выражения:

q_o=q/(1+А^*Дt_п/Дt_o), (4)

q_п=q-q_o. (5)

На основании полученного распределения тепловых потоков при известной разности температур между водой в трубопроводах и окружающей средой могут быть получены толщины тепловой изоляции, близкие к минимальным суммарным значениям на широком диапазоне изменения указанных температур.

Оценочные значения соответствующих коэффициентов A для рассматриваемых типов прокладок получены на основании обработки приведенных выше результатов расчетов по оптимизации толщин тепловой изоляции.

Так для бесканальной прокладки при среднегодовых разностях температур, равных разности температуры сетевой воды в соответствующем трубопроводе и грунта, средняя величина А=R_o/R_п=0,85 при минимальном значении 0,80 и максимальном 0,92.

При одинаковых толщинах тепловой изоляции для рассматриваемых условий и бесканальной прокладке при нормировании суммарного теплового потока по СНиП средняя величина коэффициента А составляет 1,30.

Для прокладки в непроходных каналах при среднегодовых разностях температур, равных разности температуры сетевой воды в соответствующем трубопроводе и грунта, средняя величина А=R_o/R_п=0,97 при минимальном значении 0,91 и максимальном 1,10.

Для одинаковых толщин тепловой изоляции при прокладке в непроходных каналах при нормировании суммарного теплового потока по СНиП средняя величина коэффициента А составляет 1,61.

Приведенные результаты расчетов показывают, что для подземных прокладок тепловых сетей с нормируемым суммарным тепловым потоком тепловых потерь можно определить толщины тепловой изоляции подающего и обратного трубопроводов, обеспечивающие наименьшую их суммарную толщину для прокладки в целом.

Расчеты проведены на примере ППУ изоляции, которая может использоваться как для бесканальных прокладок, так и для прокладок в непроходных каналах. Последний тип прокладки является наиболее распространенным в российских тепловых сетях.

Для практической реализации результатов расчетов должно быть выполнено условие возможности непрерывного изменения толщины тепловой изоляции в соответствии с рассчитанными значениями и подбираемой под конкретные температурные условия. Рассматриваемая ППУ изоляция при заводском изготовлении труб вполне может удовлетворять указанному условию.

Однако появившиеся в настоящее время другие типы навесной тепловой изоляции с возможностью варьирования их толщины в широком диапазоне также могут быть применены для практической реализации полученных результатов при прокладке в непроходных каналах.

К таким типам тепловой изоляции следует отнести тепловую изоляцию K-FLEX, получаемую на основе вспененного каучука. Эта тепловая изоляция накладывается на трубопроводы при их монтаже и может быть изготовлена с различной толщиной для подающей и обратной линий. Существенным ограничением для изоляции этого типа является максимальная температура в трубопроводах, которая, как показывает опыт, не должна превышать 110 ^ОС.

Более дешевым и универсальным типом является тепловая изоляция СТУ, производства ООО «Системы Теплоизоляционные Универсальные». Эта тепловая изоляция на основе минераловаты, которая имеет радиальную ориентацию волокон и сегментирована поперечными радиальными перемычками. Такая конструкция позволяет получить наименьшие для используемого материала коэффициенты теплопроводности и препятствует его осыпанию в процессе эксплуатации. Максимальная температура для этого типа изоляции составляет 400 ^ОС.

Следует также отметить, что одновременная реализация предлагаемых мероприятий на всей тепловой сети невозможна, однако использование полученных результатов в процессе ежегодных перекладок позволят в конечном итоге перейти на более рациональные теплогидравлические режимы работы тепловых сетей и получить снижение затрат при подаче тепла потребителям.

Выводы

Одним из важных направлений по повышению эффективности теплоснабжения в крупных современных системах является снижение тепловых потерь в тепловых сетях, которое реализуется заменой выработавших свой ресурс трубопроводов на новые, тепловая изоляция которых проектируется в соответствии с более жесткими современными нормами на тепловые потери.

Учитывая то обстоятельство, что нормы тепловых потерь в СНиП определяются в том числе и экономическими соображениями, представляется целесообразным провести пересмотр толщин ППУ изоляции с учетом принятых в СНиП значений этих потерь и принимать различные толщины ППУ изоляции в зависимости от климатических районов использования и температурных графиков тепловых сетей.

При задании в СНиП суммарных тепловых потерь для подземных прокладок теплопроводов целесообразно при проектировании подбирать толщину тепловой изоляции, разную для подающих и обратных трубопроводов с наименьшей суммарной ее толщиной. Это позволит получить экономию теплоизоляционного материала и энергосберегающий эффект при эксплуатации тепловых сетей за счет лучшего распределения суммарных потерь между подающим и обратным трубопроводами.

Литература

1. ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой». - Москва: Стандартинформ, 2007.

2. СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». - Госстрой России, Москва, 2004.

3. Свод правил по проектированию и строительству СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов».

Размещено на Allbest.ru