Трубопроводы с пенополиуретановой изоляцией для тепловых сетей бесканальной прокладки

Трубопроводы с пенополиуретановой изоляцией для тепловых сетей бесканальной прокладки

Н.Л. Майзель, канд.техн наук, исполнительный директор Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией

Россия является страной с самым высоким уровнем централизованного теплоснабжения в Европе. Страну пронизывают около 260 тысяч километров тепловых сетей.

Более 40 - 50%тепловых сетей нуждаются в ремонте и перекладке. Общие потери тепла в системах централизованного теплоснабжения составляют до 30%отпускаемого тепла (около 80 млн.тонн условного топлива в год),что в несколько раз превышает аналогичный показатель в странах Западной Европы.

Для решения поставленных проблем наиболее эффективным является широкое внедрение в практику строительства тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой теплоизоляцией в полиэтиленовой оболочке типа «труба в трубе». Применение таких трубопроводов является основным источником теплосбережения в строительстве.

Их основные преимущества перед традиционными:

Повышение долговечности (с 10-15 до 30 и более лет).

Снижение тепловых потерь с действительных 25-30 до 2-3%.

Снижение эксплуатационных расходов в 9 раз.

Снижение расходов на ремонт теплотрасс в 3 раза.

Снижение капитальных затрат в строительстве в 1,3 раза.

Значительное снижение сроков строительства.

Наличие системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением изоляционного слоя.

Однако, несмотря на все указанные преимущества, внедрение нового вида конструкций трубопроводов тепловых сетей с индустриальной изоляцией из жестких пенополиуретанов идет медленно, что объясняется целым рядом как объективных, так и субъективных причин, сложившихся за прошедшие шесть лет со времени начала создания в России новой отрасли промышленности - производства систем трубопроводов с индустриальной пенополиуретановой изоляцией.

Сегодня общий потенциальный объем производства таких трубопроводов в России превышает 2 000 километров в год. Предприятия, расположенные в различных регионах России, объединены с 1999 года в Ассоциацию производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией.

По инициативе Ассоциации и крупнейшего производителя этой продукции - московского завода ЗАО "МосФлоулайн" - был организован семинар на тему, указанную выше.

Семинар оказался чрезвычайно представительным: огромный интерес к проблеме вызвал приезд и участие 138 представителей из 22 городов Российской Федерации и стран СНГ. Было представлено 86 организаций, среди них производители продукции, эксплуатационники, строители. Присутствовали также представители ряда крупных зарубежных фирм: производители сырья для пенополиуретана (фирмы "Хантсман Полиуретаны" и "ДАУ Кемикл" - США, "БАСФ" - Германия), оборудования для заливки смеси пенополиуретана (КАННОН), запорной арматуры ("Броен" - Дания).

С приветственным словом от Московского Правительства выступил начальник отдела Первого заместителя Премьера Москвы В. И. Манюк, который является одним из инициаторов создания Ассоциации и председателем ее оргкомитета. Он подчеркнул, что важной чертой нынешнего семинара является, во-первых, его представительность, а во-вторых, то, что в работе семинара охватываются все стадии работы с новым для России материалом для строительства тепловых сетей: проектирование, производство, строительство и монтаж, а также эксплуатация. На каждой из этих стадий работы очень важно научиться правильно обращаться с новой продукцией, не переносить на нее методы работы с традиционными материалами, которые совсем не подходят к новой технологии.

На семинаре выступили представители московских проектных институтов "Мосинжпроект" (руководитель мастерской Ю. У. Юнусов) и "Моспроект" (главный специалист А. В. Фишер). Они отметили особую важность специфики проектирования тепловых трубопроводов с ППУ изоляцией, что не было учтено при составлении и выпуске Порядка определения стоимости проектных работ в г. Москве (МРРОЗ.2.06.04-44), где коэффициент для проектирования теплопроводов в ППУ изоляции установлен в размере 0,5. При всех преимуществах, выгоде и надежности теплотрасс с ППУ изоляцией, строящихся в новой технологии, вопросы проектирования не должны считаться упрощенными. Значительно усложнились расчеты трубопроводов по прочности в условиях грунтовой засыпки.

Само по себе проектирование тепловых сетей усложнилось: появились дополнительные требования по экологическим разделам проекта - необходимость анализа грунтов по трассе теплосети на радиологическое и токсико-химическое загрязнение, возникла новая согласующая инстанция - Мосгосэнергонадзор, что, безусловно, осложняет процесс и увеличивает сроки проектирования.

Главный инженер московского завода ЗАО "МосФлоулайн" В. Г. Кухтин рассказал об опыте производства и монтажа стыков трубопроводов с ППУ изоляцией. Основными целями завода всегда были совершенствование производства и снижение стоимости продукции при постоянном улучшении качества. За почти семь лет работы компания достигла многого. Было произведено более 500 км изолированных труб и несколько десятков тысяч фасонных элементов. "МосФлоулайн" поставляет свою продукцию как в Москву и Московскую область, так и в другие города и регионы России. Налажены прочные деловые связи с Уфой и Когалымом.

"МосФлоулайн" - единственное предприятие в России, которое с самого начала производит и поставляет заказчику все изолированные элементы для строительства теплосетей в полной комплектации: трубы, отводы, тройники, тройниковые ответвления, неподвижные опоры, стартовые компенсаторы и другие комплектующие, включая систему оперативного дистанционного контроля (ОДК) утечек и материала для изоляции стыков. Кроме того, "МосФлоулайн" полностью обеспечивает комплекс сервисных услуг, связанных со строительством и эксплуатацией теплосетей нового типа: изоляция стыков на трассе, наладка систем ОДК и гарантийное обслуживание.

Продукция ЗАО "МосФлоулайн" - единственная в стране - соответствует европейским стандартам качества EN и по многим параметрам превосходит требования этих стандартов, что является необходимым в российских условиях эксплуатации.

Это необходимо в связи с начатыми поставками труб ЗАО "МосФлоулайн" в Западную Европу. Начат экспорт в Норвегию, Данию, Германию. В июле 1999 года ЗАО "МосФлоулайн" было принято в члены датской Ассоциации теплофикации.

В 1999 году в компании был разработан и испытан новый материал для изоляции стыков - "МосФлоулайн-1000", который является принципиально новой конструкцией, сочетающей в себе лучшие свойства электросварных стыков и термоусаживающихся материалов. Эта конструкция обеспечивает более надежную герметизацию соединяемых элементов. Новый стык на 50% дешевле применявшихся импортных материалов.

Представитель филиала "Тепловые сети" Мосэнерго, начальник производственно-технического отдела А. В. Новиков поделился опытом эксплуатации тепловых сетей с ППУ изоляцией в Москве. В ведении Мосэнерго находятся 60 километров теплосетей с ППУ изоляцией датской фирмы АББ и 5% - поставки немецкой фирмы "Изоплюс", 5% - прочие поставки. За счет применения новой технологии за последние годы было сэкономлено 10 тыс. тонн условного топлива. Интересная статистика накоплена по дефектности новых теплосетей:

38% относятся к повреждению сторонними лицами элементов системы ОДК;

32% происходят вследствие механических повреждений оболочек и стальных труб;

14% - за счет дефектов стыковых соединений, устанавливаемых подрядными строительно-монтажными организациями без соблюдения правильного технологического регламента;

8% - ошибки при монтажной коммуникации систем ОДК;

2% - за счет некачественной сварки трубопроводов в процессе монтажа;

6% - за счет внутренней коррозии металла труб.

Было отмечено, что во всех случаях проблемы внутренней коррозии стальной трубы возникали с трубами западной поставки, где применялась европейская сталь 37, которая при всех своих положительных характеристиках оказалась недостаточно коррозионно-стойкой в российских условиях эксплуатации.

А. В. Новиков сформулировал рекомендации по основным направлениям работы:

завод-изготовитель должен усилить гидроизоляцию торцов элементов трубопроводов с ППУ изоляцией для предотвращения намокания изоляционного слоя;

завод-изготовитель должен также в обязательном порядке снабжать все элементы временными заглушками изоляции, как это делается на заводе "МосФлоулайн";

осуществлять строительство трубопроводов с ППУ изоляцией должны организации, специально сертифицированные на городском уровне на проведение работ с этим видом изоляции;

монтаж стыков трубопроводов следует проводить только силами бригад завода-изготовителя с соблюдением технологического регламента, поскольку гарантию качества продукции несет именно он, а монтаж стыков зачастую выполняют не вполне квалифицированные подрядчики;

для теплосетей Мосэнерго следует применять к установке исключительно электросварные по полиэтиленовой оболочке стыки, обеспечивающие надежную герметизацию ППУ изоляции.

В заключение А. В. Новиков рекомендовал, чтобы до полного окончания всех работ, включая благоустройство, сеть находилась на балансе и обслуживании генерального подрядчика застройки.

Представитель другой крупной эксплуатирующей организации Москвы "Мостеплоэнерго", заместитель главного инженера О. К. Баянова также отметила отставание качества строительства в процессе внедрения новой технологии в городском строительстве. Кроме того, в процессе эксплуатации новых теплосетей с ППУ изоляцией возникает необходимость выпуска новых нормативных документов по их эксплуатации, где должны быть предусмотрены новые рекомендации. В частности, существующие на сегодня гидравлические испытания на расчетную температуру теплоносителя для данного типа прокладки не требуются. Более того, они приводят к разрыву трубопроводов с ППУ изоляцией в период их проведения. Эти испытания просто не требуются в связи с высокой степенью надежности теплосетей с ППУ изоляцией. Исключение гидравлических испытаний из процесса эксплуатации новых теплосетей сэкономит эксплуатационные затраты на проведение этих испытаний.

Резюмировать выступление О. К. Баяновой можно в нескольких словах: производство качественных материалов плюс грамотное строительство плюс новые принципы эксплуатации дадут в результате новые надежные и долговечные теплосети.

Большой интерес вызвал доклад инженера ЗАО "МосФлоулайн" по наладке систем оперативного дистанционного контроля В. А. Полякова.

Все элементы трубопроводов, изготовленные на заводе "МосФлоулайн", снабжены сигнальными проводами системы оперативного дистанционного контроля (ОДК). Система ОДК предназначена для непрерывного или периодического контроля состояния влажности теплоизоляционного пенополиуретанового слоя и целостности сигнальных проводников.

Достоинствами данного метода являются его применимость для широкого диапазона степени увлажнения изоляции и возможность поиска обрывов сигнальных проводников в нескольких местах, он применяется на 70% объектов, эксплуатируемых Мосэнерго.

Система ОДК включена в разработанный по заказу Ассоциации первый ГОСТ на новую продукцию в качестве обязательного элемента.

Существенным тормозом на пути массового внедрения трубопроводов с ППУ изоляцией является отсутствие полного пакета нормативных документов, регламентирующих производство и применение при строительстве новых материалов. В этой связи, как сообщил исполнительный директор Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией И. Л. Майзель и заместитель главного инженера НПП "Трубопроводы" В. Я. Магалиф, Ассоциацией проделана определенная работа:

разработан ГОСТ Р-2000 "Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке", находящийся на утверждении в Госстрое РФ;

составлены "Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей" (НПП "Трубопровод");

разработаны технические рекомендации по строительству тепловых сетей из стальных труб с индустриальной теплоизоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке (НИИМосстрой);

внесены отдельные изменения и дополнения в СНиП "Тепловые сети", которые будут продолжены в 2001 году.

В 2001 году намечается разработка "Свода правил по проектированию и строительству тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной теплоизоляцией из ППУ в полиэтиленовой оболочке".

Не обошли вниманием на семинаре и проблему состояния рынка жестких пенополиуретанов для изготовления теплоизоляции на трубопроводах. Представители двух крупных предприятий по выпуску систем ППУ для различных условий применения Д. П. Смекалова (ОАО "Полимерсинтез", ЗАО "Блокформ") и М. Я. Цафрин (ООО НПП "Изолан") представили усовершенствованную продукцию своих предприятий. Российский пенополиуретан медленно, но верно совершенствуется с учетом требований современности по уровню качества и составу химических компонентов. В следующем году будет осуществлен переход к бесфреонным системам ППУ, поскольку соглашение об охране окружающей среды от вредных влияний фреонов уже подписано всеми передовыми европейскими странами, и Россия также к нему присоединилась.

О новых достижениях в области разработки сырьевых компонентов пенополиуретана сообщил представитель зарубежного члена Ассоциации - фирмы "Хантсман Полиуретаны" А. Петров.

Интересную информацию об опыте централизованного теплоснабжения в Дании сообщил представитель РАО ЕЭС В. А. Малафеев. Одной из чрезвычайно действенных мер по экономии энергии в Дании было широкое внедрение тепловых трубопроводов с заводской ППУ изоляцией, что начинается сейчас и у нас. Практика европейских стран подтверждает, что снижение тепловых потерь, расходов на техническое обслуживание, уменьшение первоначальных капитальных затрат на строительство теплотрасс и сокращение сроков строительства достигаемо, если умело и целенаправленно проводить внедрение новой технологии. Особенно важно при внедрении новой технологии не слепо копировать опыт передовых стран, но осознанно подходить к особенностям применения этой технологии в российских условиях, создавать новые подходы и полностью перестраивать традиционное, консервативное мышление по отношению к новой продукции. Прошедший семинар был нацелен на решение этих проблем.