Особливості спорудження трубопроводів

Особливості спорудження трубопроводів

Особливості спорудження трубопроводів

Російська економіка є однією з більш енергоємних у світі. За оцінками IFC (Міжнародної фінансової корпорації), Наша батьківщина могла б зберігати 45%. Така марнотратність оцінюється в розмірі 84-112 млрд баксів недоотриманих доходів від експорту нафти і газу. Між тим, видобуток ресурсів падає, енергетика вже не справляється з забезпеченням внутрішнього попиту: у ряді регіонів зафіксовано недолік електроенергії при пікових навантаженнях в зимовий період.

У червні 2008 року Дмитро Медведєв підписав Указ «Про деякі заходи щодо збільшення енергетичної та екологічної ефективності російської економіки», що передбачає зниження до 2020 року енергоємності ВВП Росії більш ніж на 40% в порівнянні з 2007 роком, але системні заходи з його реалізації поки не прийняті .

Більш плачевний стан справ у нашій країні склалося у сфері ЖКГ. «Комунальна інфраструктура – це« чорна діра », де без жодних слідів зникають великі енергетичні ресурси … Втрати в системі теплопостачання домагаються 60% », – зазначив Президент РФ Дмитро Медведєв.

Вирішуючи завдання скорочення тепловтрат, основну увагу приділяють природно термоізоляції огороджувальних конструкцій. Але більше половини з наречених президентом 60% тепла йде не через стінки і дах, а через трубопроводи опалення та гарячого водопостачання. Таким макаром, вирішивши проблему заощадження енергії в інженерних мережах, можна досягти подвійної економії коштів.

Чим вище температура теплоносія, тим паче принциповим стає застосування дієвої термоізоляції. Якщо для спекотного водопостачання температура нерідко перевершує 60 градусів, то для квартальних мереж опалення вона доходить вже до 95-ти, а в магістралі, що веде до ЦТП від ТЕЦ, може досягати 150 градусів.

Впровадження поганий або недостатньої термоізоляції, особливо в останніх двох випадках, призводить до того, що практично на повітря (або в землю) викидається необмежену кількість тепла і, відповідно, грошей. Толіка втрат в термічних мережах домагається на даний момент 17% від спільного вживання термічний енергії в країні, відзначає ЦЕНЕФ, що становить більше 170 мільйонів Гкал, або мінімум 50 мільярдів рублів на рік.

Такий стан речей обгрунтовано двома неупередженими причинами. 1-а – фізичний знос термоізоляції. За оцінками Міністерства промисловості й енергетики, в середньому по Росії за рік на кожну сотку км комунікацій припадає 200 аварій. Знос тепломереж у регіонах домагається іноді 75%. Набагато раніше залізних труб і технологічних апаратів виходить з ладу звичайна термоізоляція, виконана з застарілої скловати за ГОСТ 10499-78, при надземному і підземної канальної прокладки, також армопенобетонних або бітумоперліта – при безканальної прокладки. Середній термін служби цих матеріалів складає всього 10 років. У той же час передбачений термін експлуатації трубопроводів дорівнює 25 рокам.

Будучи відносно гідрофільними, старі матеріали вбирають воду і тим ще більше прискорюють корозію металу. Чималі додаткові витрати стають неминучі: або на позапланову підміну теплотраси, або на постійне латання окремих ділянок з попутним ліквідацією трапилися повеней і фонтанів.

Друга причина полягає в невідповідності термоізоляції сучасним вимогам. Покриття, що застосовуються при безканальної прокладки, є за сучасними мірками швидше просто захисними, ніж теплоізоляційними. Теплопровідність армопенобетонних і бітумоперліта навіть в сухому стані становить близько 0,1 Вт / м * град., А при неминучому і незабаром зволоженні зростає ще в 3-5 разів. У той же час в дієвих матеріалів цей показник не перевищує 0,05 Вт / м * град.

Усім знайомі безсніжні, сухі доріжки-проталини, «позначають» взимку термічну магістраль. Скловата, що випускається з російської ГОСТу, не задовольняє вимогам не тільки лише довговічності, та й безпеки – особливо для монтажників.

При використанні сучасних видів теплоізоляції з'являється інша проблема. Забезпечити потрібну товщину оболонки якимись матеріалами виявляється дуже недешево. Тому, незважаючи на низьку теплопровідність ізоляційного шару, тепловіддачі залишаються найвищими.

Термоізоляція трубопроводів проводиться не тільки лише для скорочення тепловтрат, та й для зниження температури поверхні труб з метою безпечної експлуатації. А саме, відповідно до п. 2.1.8 «Правил будови і безпечної експлуатації трубопроводів пари та гарячої води» (ПБ-10-573-03), «… всі елементи трубопроводів з температурою зовнішньої поверхні стіни вище 55 градусів, розташовані в доступних для обслуговуючого персоналу місцях, повинні бути покриті термічний ізоляцією, температура зовнішньої поверхні якої не повинна перевищувати 55 градусів ». Тому розрахунок товщини термоізоляції при прокладці в приміщенні може проводитися як за нормами щільності термічного потоку, так і по даній температурі на поверхні ізоляції.

Зрозуміло, що і в останньому випадку термоізоляція робить обидві функції, але фактично товщина, розрахована по температурі на поверхні, не забезпечує потрібних енергозберігаючих рис.

На жаль, орієнтація на безпечну температуру поверхні нерідко виявляється більш симпатичною, так як дозволяє обійтися більш вузьким шаром термоізоляції і таким макаром «зекономити» кошти. До того ж багато що користуються популярністю види сучасної ізоляції просто не виконуються достатньої товщини. Наприклад, вироби з спінених полімерів (поліетилену, синтетичного каучуку) випускаються шириною менше 13-25 мм – особливості технології роблять створення продукції більшої товщини необгрунтовано дорогим. Така термоізоляція відмінно справляється із завданням забезпечення безпечної температури поверхні, але не задовольняє сучасним поняттям про енергоефективність.

Ставлячи завдання заощадження енергії, слід проводити розрахунок термоізоляції за нормами щільності термічного потоку, регламентованим СНиП 41-03-2003.

Необхідна товщина термоізоляції визначається відповідно до формул, представленим в СП 41-103-2000. Як приклад можна розгледіти трубопровід опалення поперечником 42 мм, з температурою теплоносія 90 градусів, що проходить в приміщенні з температурою повітря 10 градусів, що працює більше 5000 годин на рік. Теплопровідність ізоляції приймемо за 0,04 Вт / м * град, що приблизно відповідає значенню цього параметра для сучасних матеріалів (полімерних і волокнистих) при підвищеній температурі. Результат такого орієнтовного розрахунку вказує, що мала товщина термоізоляції в даному випадку становить 38 мм.

Потрібну товщину – від 30 мм – мають вироби з мінеральної вати. Їх застосування дозволяє забезпечити відповідність тепловтрат сучасним вимогам по енергоефективності. Циліндри – більш комфортна форма продукції для монтажу на трубопроводах – випускаються досить величезних поперечників. Наприклад, кам'яна вата робиться з внутрішнім діаметром до 273 мм.

Але термоізоляція потрібної товщини – ще не гарантія енергоефективності. Найпоширеніші помилки можуть призвести до значного підвищення тепловтрат. Посеред їх виділимо дві:

1) Застосування термоізоляції без урахування монтажного ущільнення волокнистих матеріалів. СНиП 41-03-2003 встановлює, що товщину теплоізоляційного вироби до установки на ізольовану поверхню слід визначати з урахуванням коефіцієнта ущільнення Kc. Для циліндричної поверхні використовується формула:

Де? 1 – товщина теплоізоляційного вироби до установки на ізольовану поверхню (без ущільнення), м;

? – Розрахункова товщина теплоізоляційного шару з ущільненням в конструкції, м;

d – зовнішній діаметр ізолюються обладнання, трубопроводу, м;

Kc – коефіцієнт ущільнення теплоізоляційних виробів.

У цьому ж документі наведені значення коефіцієнта ущільнення для різних матеріалів. Наприклад, для каменноватних виробів ROCKWOOL ТЕХ МАТ цей показник дорівнює 1,35-1,2, а для деяких матів зі скляного штапельного волокна доходить до 3,6, що пов'язано з різною орієнтацією волокон всередині матеріалу. У першому випадку вони розміщуються безладно, а в 2-му – більшою мірою уздовж підстави мату. Тому теплоізолятор зі скловолокна більше схильний ущільненню. Якщо не врахувати цей фактор, справжня товщина термоізоляції трубопроводу скоро виявиться значно менше розрахункової, що стане передумовою несподіваних енерговитрат. І, відповідно, щоб забезпечити розрахунковий показник, потрібно використовувати більший обсяг термоізоляції.

2) Некоректна установка. При установці залізного захисного покриття слід передбачити відсутність навантаження на шар термоізоляції. Для цього використовуються спеціальні кріплення, які беруть вага покриття на себе і перерозподіляють на опори. Наприклад, система бандажів і підвісок, що варіанти для різних діаметрів трубопроводів і товщини термоізоляції. Ігнорування такого підходу призводить до суворих деформацій теплоізолятора і ще більшого підвищення тепловтрат.

Не можна не згадати і ще одну помилку, яка нерідко зустрічається навіть при дотриманні всіх проектних і технологічних правил. При термоізоляції трубопроводів з усіх застосовних матеріалів вибираються більш дешеві – з тривіальної метою зберегти кошти. Але, як це зазвичай буває, невиправдана економія обертається додатковими витратами. У цьому випадку – на встановлення. Реальне збереження ресурсів не тільки лише в процесі використання, та й у процесі монтажу може бути забезпечено застосуванням самих високоякісних матеріалів. Наприклад, мати мінераловатні прошивні, що випускаються багатьма підприємствами, мають теплопровідність, що домагається граничного значення, позначеного в ГОСТ 21880-94 – 0,044 Вт / м * град. Показник у 0,036 Вт / м * град, яким характеризується продукція високої якості, дозволяє використовувати продукти найменшою товщини і, відповідно, зменшити витрати при монтажі.

Наочно побачити всі статті економії можна з кошторису-порівняння. У ній наведено дані з термоізоляції трубопроводу з зовнішнім діаметром 273 мм, з температурою теплоносія 100 градусів, розміщеного на відкритому повітрі, з кількістю годин роботи в рік більше 5000. Щільність термічного потоку, згідно СНиП 41-03-2003, повинна бути менше 57 Вт / м. Виходячи з цього, розраховується потрібна товщина термоізоляції: матами ROCKWOOL ТЕХ МАТ (лямбда = 0,036 Вт / м * град) – 90 мм, матами прошивними по ГОСТ 21880-94 – 110 мм (за рахунок більшої теплопровідності), матами зі скловолокна – 120 мм (за рахунок більшого монтажного ущільнення). Відповідно, обсяг термоізоляції на 100 метрів довжини трубопроводу дорівнює: 10,25, 13,22 і 14,80 м3 відповідно. Видно, що завдяки найменшій обсягом термоізоляції скорочуються витрати по всіх позиціях монтажних робіт (праця робітників і машиністів, установка бандажних кілець, автотранспорт), також витрата сталі на захисне покриття. У підсумку, незважаючи на найбільшу ціна ТЕХ МАТ, підсумкові витрати при їх застосуванні виявляються меншими.

Таким макаром, заощадження енергії в ЖКГ вообщем і в трубопровідних мережах зокрема нерозривно пов'язане з ефективним використанням термоізоляції.

Вже на стадії проектування необхідно передбачити товщину ізолюючого шару забезпечує відповідність нормам щільності термічного потоку. Далі, для волокнистих теплоізоляційних матеріалів слід врахувати коефіцієнт ущільнення, а при монтажі в обов'язковому порядку використовувати елементи, що запобігають навантаження на теплоізолятор з боку захисного покриття. Зрештою, повинні застосовуватися тільки сучасні, високоякісні та довготривалі матеріали, завдяки яким скорочуються витрати не тільки на експлуатацію, та й на будівництво трубопроводів.

Джерело: gradostroitel.com.ua


MAXCACHE: 0.49MB/0.00210 sec