 |
Мероприятия по улучшению технического состояния трубопроводов энергопотребляющего оборудования.
|
|
|
|
Оценка технического состояния трубопроводов, тепловой изоляции, запорно-регулирующей арматуры. Мероприятия по улучшению технического состояния трубопроводов энергопотребляющего оборудования.
Тепловые сети - наиболее ответственный и технически сложный участок систем теплоснабжения и всего городского хозяйства. Необходимость соблюдения нормативных потерь тепла, высокие рабочие температуры и давление теплоносителя определяют повышенные требования к теплопотерям и безопасности сетей теплоснабжения.
Применение традиционных материалов (минваты) и традиционных технологий при прокладке и ремонте тепловых сетей приводит к необходимости полной замены труб и теплоизоляции через 10-15 лет и большим потерям при транспорте тепла.
Материалы, используемые в качестве теплоизолятора должны обладать высокими теплозащитными свойствами и низким водопоглощением в течение длительного срока эксплуатации. Водопоглощение и гидрофобность (свойство поверхностного водоотталкивания) имеют важное значение для сохранения начальных теплофизических свойств теплоизоляционного материала и для экономии теплоснабжения.
Теплоизоляционные материалы применяются в виде зернистых, волокнистых и пастообразных масс, не обладающих необходимой строительной прочностью. В конструкцию тепловой изоляции входят: антикоррозионное покрытие металлических поверхностей, основной изоляционный слой, армирующие и крепежные изделия, наружная отделка изоляции.
В настоящее время разработаны и применяются в практике теплоснабжения новые энергосберегающие технологии и материалы, которые снижают теплопотери в 2-3 раза по сравнению с нормативными и удлиняют срок эксплуатации до 30 лет. При этом не только улучшаются технологические свойства теплопроводов, но и снижается стоимость прокладки, а также появляется возможность бесканальной прокладке.
|
|
|
На рис. 1 показана стоимость прокладки традиционной тепловой изоляции (минваты) и новых теплоизоляционных материалов: армопенобетона (АПБ) и пенополиуретана (ППУ).
| 89 мм 159 мм 420 мм |
| Млн. Р. |
Рис. 1. Стоимость прокладки 1 км двухтрубной теплотрассы.
Пенополиуретановая изоляция наносится в заводских условиях с помощью специальных заливочных машин или методом напыления непосредственно на тело трубы. Стальная труба и слой пенополиуретана надежно защищены от влаги оболочкой из тонкостенной полиэтиленовой трубы. При надземной прокладке применяется оболочка из оцинкованной стали. Места стыков труб изолируются готовыми пенополиуретановыми скорлупами, покрываемыми затем специальной полиэтиленовой термоусаживающейся пленкой или термоусаживающимися манжетами с заливкой в них компонентов ППУ на месте монтажа.
Институтом ВНИПИТЭнергопром разработана и внедрена эффективная конструкция полимербетонной теплогидроизоляции теплопроводов различного назначения. Теплопроводы с такой изоляцией могут быть использованы для прокладки подземных и надземных тепловых сетей, работающих в условиях воздействия температуры теплоносителя до 150 С.
Полимербетонная теплогидроизоляция является моноконструкцией. В процессе ее изготовления образуется антикоррозионное покрытие (корка на трубе), основной теплогидроизоляционный слой и плотный наружный слой, обеспечивающий защиту изоляции от проникновения влаги, а также конструкции от механических повреждений при транспортировке и монтаже.
Корковые слои и основной теплоизоляционный слой формируются одновременно в одной технологической операции.
|
|
|
Высокие физико-механические и антикоррозионные показатели полимербетонной смеси, а также возможность широкого направления варьирования свойств обеспечивает надежную работу всего монослоя с трубой в различных гидрологических условиях.
Трудоемкой подготовки и очистки поверхностей труб, необходимой для нанесения антикоррозионных покрытий, при использовании полимербетонной изоляции не требуется.
Строительство тепловых сетей на основе полимербетонной смеси значительно проще строительства тепловых сетей с изоляцией из автоклавного армопенобетона, битумоперлита, фенольного поропласта и других материалов, используемых в отечественной и зарубежной практике для изоляции труб.
Наиболее перспективной технологией получения теплоизоляционного слоя является заливка его в полость между трубой и внешним покрытием.
Рис. 2. Конструкция изоляции трубопровода заливочным пенополиуретаном.
1 – теплоизоляционный слой, 2 – элемент покрытия, 3 – стальная труба, 4 – дистанционная опора.
Теплопроводы являются сложными инженерными сооружениями, где, кроме основного элемента трубопроводов с большим количеством сварных стыков, теплотрасса имеет компенсаторы, опоры, арматуру и другие элементы, теплоизоляция которых представляет собой определенную сложность.
Сегодня эти проблемы решены, что позволяет снизить тепловые потери при транспорте теплоносителя.
Теплоизоляция сварных стыков осуществляется в виде неразъемной муфты, предварительно устанавливаемой на трубопровод до сварки металлического стыка. Материал муфты выполнен из полиэтилена, обладающего способностью к термоусадке. После термоусадки стык дополнительно приваривается к полиэтиленовым оболочкам сопрягаемых элементов.
| Нагревающий элемент |
| Полиэтиленовая муфта |
| Полиэтиленовая оболочка |
| Стальная труба |
| Полиэтиленовая муфта после усадки |
| Пробки отверстий для заливки |
Рис. 3. Схема установки теплоизоляции на стыке.
Сварка муфты и полиэтиленовой оболочки производится специальным сварочным трансформатором, а термоусадка муфты - газовой горелкой. Такая технология соединения оболочек предполагает долгий срок службы теплотрассы в целом.
|
|
|
К числу «неудобных» для тепловой изоляции элементов сети относятся вентили. Их утепляют в основном двумя способами: полносборными конструкциями и теплоизоляционными матрацами.
Для внутриквартальных тепловых сетей сегодня разработаны гибкие трубопроводы ИЗОПЭКС (Санкт-Петербург) и ПРОФЛЕКС (Москва), представляющие собой предварительно изолированную систему, конструкция которой включает в себя несущую трубу из модифицированного полиэтилена, изолированную пенополиуретаном и наружной бесшовной гидрозащитной гофрированной полиэтиленовой оболочкой.
Трубопроводы могут поставляться «бухтами». Это обеспечивает простоту и удобство транспортировки. Монтаж характеризуется значительным уменьшением количества или полным отказом от стыков соединений на трасе.
По сравнению со стальными трубами в ППУ изоляции, для прокладки системы ИЗОПЭКС с двумя функциональными трубами ширина траншеи, а, следовательно, и объемы земляных работ уменьшаются на 40%.
Гибкость трубопроводов обеспечивает согласование практически с любыми условиями трассы. Создается возможность прокладки трубопроводов под существующими трубопроводами или в направлении, поперечном к существующим трубопроводам. Это особенно актуально для стесненных условий городской застройки, насыщенной подземными коммуникациями.
Благодаря гибкости конструкции упрощен монтаж: нет неподвижных опор, компенсаторов, возможна любая конфигурация трассы, отсутствует сварка.
При проектировании тепловой защиты трубопроводов необходимо учитывать снижение теплотехнических свойств изоляционных материалов в процессе эксплуатации. Из опытных данных следует, что современные теплоизоляционные материалы практически не подвержены старению, их теплоизоляционные качества не меняются со временем, но вместе с тем минераловатные и битумоперлитные материалы после 12-15 лет снижают свои теплотехнические характеристики.
|
|
|
Мероприятия по улучшению технического состояния трубопроводов энергопотребляющего оборудования.
При обследовании теплотрасс проверяется следующие возможные причины потери энергии:
1) наличие плохого качества тепловой изоляции.
2) утечки воды в теплотрассе (определяется по расходу подпиточной воды, либо по балансу расхода воды в прямой и обратной трубах). Для выявления мест утечек в подземных теплотрассах используются акустические течеискатели, в том числе корреляционные течеискатели, указывающие расположение мест утечек между двумя датчиками.
3) увлажнение теплоизоляции вследствие затопления теплотрассы грунтовыми водами (определяется по парению в смотровых колодцах и по удельной величине теплопотерь). Потери тепла устраняются либо наружной прокладкой теплотрасс, либо применением предварительно изолированных труб, например, с тепловой изоляцией из пенополиуретана.
В системе отопления и теплоснабжения имеются потери энергии, связанные с повреждением теплоизоляции трубопроводов. Для оценки состояния теплотрасс необходимо сравнить в них потери теплоты с теми значениями, которые допускались при проектировании. Особенно велики теплопотери в разводящих трубопроводах при подземной прокладке с высоким уровнем грунтовых, дождевых и паводковых вод, при прокладке магистралей в бездренажных каналах.
В Омске, где близко к поверхности залегание грунтовых вод, теплопотери в магистральных трубопроводах достигают 50%.
В настоящее время в системах централизованного теплоснабжения все шире начинается применение предварительно теплоизолированных труб.
Эти трубы имеют слой качественной полиуретановой изоляции и снаружи помещены в сплошной пластмассовый кожух. Стыки секций труб так же имеют тепло- и гидроизоляцию из заранее приготовленных в заводских условиях элементов (скорлупы из полиуретана, термоусадочные муфты).
Для контроля за состоянием гидроизоляции магистрали внутри труб заложены медные проводники, которые соединяются при монтаже магистрали гидроизоляции. Нарушение гидроизоляции приводит к электрическому замыканию проволочек на основную трубу и сигнализирует о повреждении теплотрассы. Выпускаются также предварительно изолированные трубы, герметизированные по торцам в заводских условиях. Это повышает надежность системы, локализует место повреждения гидроизоляции трубопровода.
В Дании имеется в эксплуатации магистральный теплопровод из предварительно изолированных труб, в котором падение температуры воды вследствие утечек через теплоизоляцию составляет около 150С на расстоянии 150км.
|
|
|
