Размещено на http://www.allbest.ru/

Об испытаниях теплопроводов в ППМ-изоляции

В 2005 г. ОАО «Оренбургэнергоремонт» приступило к капитальному ремонту тепловых сетей с заменой изношенных участков трубами в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции. Всего было уложено чуть более 2100 погонных м труб в ППМ-изоля- ции диаметрами 57-159 мм. В связи с тем, что указанная теплоизоляционная конструкция применяется в Оренбургской области впервые, было принято решение о проверке фактических свойств ППМ-изоляции в реальных эксплуатационных условиях. Первым этапом такой проверки является определение тепловых потерь (теплового потока с поверхности изоляции) «новыми» трубопроводами, т.е. находящимися в эксплуатации после монтажа первый год. Испытания проводились на тепловых сетях бесканальной и надземной прокладок различными методами

Испытания сетей бесканальной прокладки

7 октября 2005 г были проведены тепловые испытания сетей бесканальной прокладки от Оренбургской котельной ОТС ОАО «ОТГК». Испытания проводились в соответствии с Методическими указаниями по определению тепловых потерь в водяных тепловых сетях РД 34.09.255-97, по которым понижение температуры теплоносителя по мере его прохождения по циркуляционному кольцу с предварительно рассчитанным расходом обусловлено тепловыми потерями трубопроводов в окружающую среду.

В связи с тем, что на подвергнутом испытаниям участке тепловых сетей между точками измерения температуры отсутствуют опоры и запорная арматура, коэффициент местных потерь в=1, 15 при расчете нормативных потерь не учитывался. Для тех же условий нормы СНиП 2.04.14-88 для подающего и обратного трубопроводов соответственно равны: q_m=27, 2 Вт/м; qои=22, 3 Вт/м.

Испытания тепловых сетей надземной прокладки

Один из выводов квартальных надземных тепловых сетей ЦТП-59 ОТС ОАО «ОТГК» включает в себя участки трубопроводов в пенополимерминеральной и пенополиуретановой (ППУ) изоляции. Поэтому было решено провести сравнительные тепловые испытания трубопроводов в ППМ- и ППУ-изоляции. Эти испытания проводились 27 декабря 2005 г. в присутствии представителей компании-производителя труб в ППУ-изоляции. Испытания проводились в соответствии со СНиП 25380-82 «Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции». При этом тепловой поток с поверхности тепловой изоляции измерялся приборами ИТП МГ 4.01 «Поток». Схема испытаний приведена на рис. 2.

Во время испытаний измерители теплового потока включались в работу в режиме автоматической записи результатов измерений с интервалом 1 мин. и длительностью наблюдений 1, 5 ч.

Для того, чтобы повысить достоверность результата, по истечении указанного времени преобразователи теплового потока (ПТП) менялись местами (с ППУ-изоляции на ППМ-изоля- цию и обратно), измерения проводились повторно. Кроме того, в течение всего времени проведения испытаний с интервалом 5 мин. измерялись температуры теплоносителя в подающем, обратном трубопроводах и наружного воздуха, результаты измерений приведены на рис. 3.

Полученные результаты были подвергнуты первичной обработке:

¦ в соответствии с п. 5.6. СНиП 25380-82 за результат определения плотности теплового потока принято среднеарифметическое значение результатов 5 измерений;

¦ измеренные тепловые потоки приведены к средним за отопительный сезон условиям (среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе ^^рг-81 ^ОС, в обратном - ^^рг-49 ^ОС, менее 5000 ч. работы в год);

¦ приведенные удельные тепловые потоки (Вт/м²) пересчитаны на удельные линейные (Вт/м).

Результаты первичной обработки данных представлены на рис. 4.

Далее проведена статистическая обработка результатов прямых измерений с целью исключения данных, выходящих за зону статистического разброса, определена погрешность измерений при доверительной вероятности Р=0, 95.

Нормативные значения тепловых потерь с поверхности трубопровода, установленные СНиП 41-03-2003, определены методом линейной интерполяции для среднегодовых температур теплоносителя.

Окончательные данные испытаний приведены в таблице.

Данные результатов испытаний после статистической обработки в графической форме представлены на рис. 5, 6.

Следует добавить, что 21 ноября 2005 г. на этих же участках подающего трубопровода проводились пробные измерения тепловых потоков с поверхности изоляции с целью определения возможности проведения тепловых испытаний. Количество измерений было невелико (10 вместо, например, 180 во время испытаний), однако получены схожие результаты: q_1nnM=32, 1±2, 3 Вт/м; q_{1 ППУ}=39, 9±2, 9 Вт/м.

Анализ результатов испытаний

Таблица. Окончательные данные испытаний.

Хотелось бы обратить внимание на следующие обстоятельства.

Полученные по результатам испытаний с использованием измерителей теплового потока ИТП МГ 4.01 «Поток» значения коэффициента теплопроводности для обоих типов изоляции значительно лучше заявленных, а по ППМ- изоляции имеют недопустимые расхождения по подающему и обратному трубопроводам. Поскольку измерения проведены с соблюдением всех требований, установленных СНиП 25380-82 и инструкцией по эксплуатации приборов, то единственным объяснением полученных данных является невозможность достижения квазистационарного состояния при измерениях тепловых потоков на открытом воздухе. Подтверждением этого факта является значительный разброс показаний, наглядно видимый на рис. 4.

Таким образом, проведенные испытания позволяют сделать следующие выводы:

1. Определенные в реальных эксплуатационных условиях коэффициент теплопроводности и тепловой поток с поверхности «новых» теплопроводов в ППМ-изоляции соответствуют требованиям действующих нормативных документов.

2. Наиболее достоверные и, возможно, единственно точные результаты дают испытания, проведенные в соответствии с Методическими указаниями по определению тепловых потерь в водяных тепловых сетях РД 34.09.255-97.

3. Тепловые испытания с использованием измерителей теплового потока однозначно показывают, что на обследованных участках ППМ-изо- ляция обладает лучшими теплоизоляционными свойствами по сравнению с ППУ-изоляцией. Наглядным подтверждением этого служат показания ПТП, которые в соответствии с программой испытаний меняли местами. Графическое подтверждение данного факта дано на рис. 3.

Рис. 3. Запись показаний удельного теплового потока преобразователями теплового потока, установленных: на подающем трубопроводе в ППМ- и ППУ-изоляции (1); на подающем трубопроводе в ППУ- и ППМ-изоляции (2); на обратном трубопроводе в ППМ- и ППУ-изоляции (3); на обратном трубопроводе в ППУ- и ППМ-изоляции (4).

Рис. 4. Результаты определения линейного теплового потока за период испытаний: в подающем трубопроводе в ППМ-изоляции (1); в подающем трубопроводе в ППУ-изоляции (2); в обратном трубопроводе в ППМ-изоляции (3); в обратном трубопроводе в ППУ-изоляции (4).

Однако следует отметить, что трубопроводы в ППУ-изоляции надземной прокладки от ЦТП-59 введены в эксплуатацию в 2004 г. и, возможно, худшие теплоизоляционные свойства связаны со «старением» теплоизоляционного материала. Факт ухудшения теплопроводности ППУ-изоляции с течением времени отмечали зарубежные исследователи (доклад фирмы «Sheel» на конференции «Sheel Pipe Seminar» по предизолированным трубам в ППУ-изоляции в 1998 г. - прим. авт.).

4. Для того, чтобы предприятия тепловых сетей имели достаточно ясное представление о фактических эксплуатационных свойствах ППМ- изоляции, необходимо продолжать начатую работу. Испытания должны проводиться по программам, согласованным с ПЭТС и в присутствии представителей всех заинтересованных сторон. Целями последующих испытаний и осмотров могут быть: определение изменения теплоизоляционных свойств ППМ-изоляции в условиях эксплуатации для различных типов прокладок тепловых сетей, особенно в подтапливаемых каналах; наружной коррозии стальных трубопроводов и адгезии ППМ-изоляции к трубе; сохранности гидроизоляционных свойств наружного слоя ППМ-изоляции при надземной прокладке.

Рис. 5. Линейный тепловой поток с поверхности тепловой изоляции подающего трубопровода.

Рис. 6. Линейный тепловой поток с поверхности тепловой изоляции обратного трубопровода.

ОАО «Оренбургэнергоремонт», как специализированному ремонтному предприятию, в коммерческом плане невелика разница, какие трубопроводы использовать. Однако мы ставим себе задачу - найти лучшее, убедиться в этом лично и только лучшее предложить Заказчику.

Размещено на Allbest.ru