Теплоизоляционные материалы для тепловых трасс в России Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Самара: Самар.гос.техн.ун-т, 2008.-155с.

2.Лившиц М.Ю. Теория и алгоритмы оптимального управления термодиффузионными процессами технологической теплофизики по системным критериям качества // Дисс. докт. Техн. наук. Самара.2001.

3. Уманский Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия/ Ю.А.Скаков, А.Н.Иванов, Л.Н.Расторгуев. М.: Металлургия, 1982.-631с.

© Бенгина Т.А., 2017

УДК 662.998

В.А.Варламов

Бакалавр, 2 курс E-mail: varlamov_1996555@list.ru Научный руководитель: О.В.Смородова к.т.н., доцент каф. «Промышленная теплоэнергетика» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

г. Уфа, Российская Федерация

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ТРАСС В РОССИИ

Аннотация

Статья посвящена вопросу применения теплоизоляционных материалов, используемых в конструкции тепловых сетей в России. Рассмотрены главные причины преждевременного износа теплотрасс. Названы методы повышения энергетической эффективности систем распределения тепловой энергии. Указаны преимущества и недостатки наиболее распространенных теплоизоляционных материалов.

Ключевые слова

Минеральная вата, пенополиуретан, пенополимерминеральная изоляция, каменная вата.

Тепловые сети являются важнейшей частью системы центрального теплоснабжения, потенциал которой в России в некоторых регионах практически не реализован либо слабо развит [1, с.241]. Это связано с крайней степенью изношенности и преждевременного выхода из строя теплопроводов в результате воздействия различных факторов (климатических, механических, гидравлических) [2, с.90]. Кроме того важную роль играют несоблюдение во время работ по строительству теплосистем правил монтажа, которые влекут за собой повреждения, царапины, сколы теплоизоляционных конструкций.

Процент тепловых потерь в России составляет 30%, часть которых (более 20%) отдается окружающей среде через теплоизоляционную конструкцию с измененными свойствами в результате процесса эксплуатации. Чтобы повысить энергетическую эффективность системы теплоснабжения необходимо использовать современные виды теплоизоляционных конструкций, предпочтительно применять бесканальную прокладку, регулярно пересматривать тарифы на тепловую энергию.

Существуют определенные требования и правила для выбора материала тепловой изоляции [3, с. 54]. При прокладке теплопровода подземно в каналах (проходных, полупроходных, непроходных) применяются конструкции из минеральной ваты (цилиндры, сегменты из стекловолокна, полуцилиндры). При прокладке труб надземно и в каналах в качестве теплоизоляционного слоя применяют рулонные и прошивные маты на основе стекловолокна и каменной ваты российского и зарубежного производства [4, с. 32].

При сильной увлажненности почвы и капельного попадания влаги в теплоизоляционный материал существуют повышенные требования к выбору тепловой изоляции. Их основным свойством является гидрофобизированность. Для ее обеспечения при надземной и подземной канальной прокладке необходимо устройство защитного покрытия из гидроизоляционных материалов.

Минераловатная изоляция обладает рядом преимуществ и недостатков, как и какой либо другой тип тепловой изоляции. Большая часть тепловых сетей изолирована минераловатным материалом. Существуют

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х_

разные показатели теплопроводности минеральной ваты в зависимости от плотности и температуры использования (таблица 1): при температуре 25°С - 0,044-0,049 Вт/(м-°С) и при 125°С - 0,067-0,072 Вт/(м-°С) [5, с. 45].

Таблица 1

Преимущества и недостатки минераловатной тепловой изоляции

Преимущества Недостатки

¡.Устойчивость к ультрафиолетовому излучению ¡.Пониженные показатели влагоустойчивости (низкая влагоизоляция)

2.Высокая пожаробезопасность 2.Высокие тепловые потери при транспортировке теплоносителя.

З.Монтаж не требует квалифицированного персонала З.Отсутствие возможности использования при бесканальной прокладке

4.При внешней прокладке легкое восстановление в случае аварийных ситуаций. 4.Высокие капиталовложения и сроки при строительно-монтажных работах

5.Экологически безопасная 5.Низкая антикоррозионная стойкость.

На сегодняшний день в России в качестве тепловой изоляции применяются предварительно изолированные на заводах-изготовителях трубы [6, с.178]. В качестве материала применяются: пенополиуретан (ППУ) (рисунок 1), пенополимерминерал (ППМ) и армопенобетон (АПБ).

Труба-оболочка

Рисунок 1 - Труба в ППУ изоляции

С 1990-х гг. прошлого века в России появились совершенно новые технологии по созданию тепловой изоляции с применением пенополиуретана. Предварительно изолированные трубы в пенополиуретановой (ППУ) изоляции активно внедрялись в сферу нового строительства тепловых трасс (таблица 2). Такая технология была распространена в черте крупных городов и мегаполисов с близко располагающимися производственными базами (цехами по изготовлению предварительно изолированных труб). При капитальном ремонте в тот период предпочтение отдавалось канальной прокладке из-за отсутствия необходимого опыта использования труб с применением принципиально новых технологий. При новом же строительстве и реконструкции такие технологии были повсеместно распространены [7, с. 42].

Таблица 2

Преимущества и недостатки предизолированных ППУ трубопроводов

№ Преимущества Недостатки

1 Низкий коэффициент теплопроводности: 0,027 Вт/м-К Заливка стыков требует квалифицированного персонала и применения специального оборудования,

2 Диапазон температур, при которых возможно использование ППУ достаточно велик: -80°С до 130°С Необходимость контролировать состояние конструкции при транспортировке и укладке теплопроводов.

3 Долговечность (как заявлено в СНиП: от 25 до 30 лет службы) Специальная подготовка места укладки труб

4 Технологичность, благодаря высокому уровню качества от завода изготовителя Низкая пожаростойкость (материал пожароопасен)

5 Устойчивость к коррозионным воздействиям Высокие капиталовложения при производстве

6 Низкое водопоглощение (1-2%) Слабая стойкость к механическим воздействиям

7 Бестраншейная прокладка Низкая термостойкость.

Еще одним современным видом тепловой изоляции является пенополимерминеральная (ППМ) изоляция. В таблице 3 показаны основные достоинства и недостатки данного типа изоляционной конструкции. Они достаточно близки к свойствам ППУ изоляции, но имеют и особенные черты [8, с. 34].

Таблица 3

Преимущества и недостатки изоляции труб в ППМ

№ Преимущества Недостатки

1 Паропроницаемость (при увлажнении изоляции происходит ее высушивание) Быстро теряет теплоизоляционные свойства при воздействии ультрафиолета.

2 Высокие теплоизоляционные свойства Низкая пожаростойкость при наружной прокладке

3 Низкое водопоглощение Дополнительные расходы для защиты труб от солнечных лучей перед прокладкой

4 Монтаж теплопроводов прост и не требует высококвалифицированного персонала Толщина слоя при одинаковых показателях теплопроводности для ППМИ больше, чем ППУ [9, с.151]

5 Высокая прочность при сжатии и изгибе конструкции При намокании быстро растут тепловые потери во влагонасыщенных грунтах

Выполненный анализ показал, тепловые сети - легко уязвимое звено системы ЦТС. В настоящий момент количество аварий в год составляет 70 инцидентов на 100 км. Так как реализация мероприятий, направленных на реконструкцию источников теплоты, с пересмотром гидравлических режимов достаточно затратна, то возникает возможность уже сейчас скорректировать сложившуюся ситуацию применением современных типов теплоизоляции.

Список использованной литературы:

1. Китаев С.В., Смородова О.В., Усеев Н.Ф. Об энергетике России//Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. №4 (106). С.241-249.

2. Смородова О.В. Инструментальная оценка динамики старения минераловатной тепловой изоляции//Инновационная наука. 2016. №8-2. С.90-93.

3. Шойхет Б.М. Проектирование тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей //Энергосбережение.-2015.-№1.-С.54-56.

4. Казанов Ю.Н. Организационная и техническая модернизация системы теплоснабжения Мытищинского района //Новости теплоснабжения. -2009.-№12. - С.32-40.

5. Копко В.М. Теплоизоляция трубопроводов: Учеб.-метод.пособие / В.М. Копко. — Минск: Технопринт, 2002. —С.45 (160)

6. Сулейманов Х.Х., Мигранов Р.Д., Майский Р.А. Обзор материалов теплоизоляции нефтепроводов//В сборнике Современные технологии в мировом научном пространстве, сборник статей Международной научно-практической конференции. 2016. С.178-181.

7. Новиков И.Е. Особенности прокладки трубопроводов тепловых сетей в России - сегодняшние тенденции в повышении надежности теплоснабжения// Новости теплоснабжения.-2011.-№6.-С.42-45.

8. Мишин М.Е. Трубы в ППМ изоляции - современный способ строительства тепловых сетей//Новости теплоснабжения .-2010.-№3.-С.34-37.

9. Смородова О.В., Скрипченко А.С. Технико-экономическое обоснование толщины тепловой изоляции тепловых сетей/Инновационная наука. 2016. - №4-3. - С.151-154.

© В.А.Варламов, 2017

УДК 504.06

Дмитриева Виктория Александровна

студентка ХГУ им. Н.Ф. Катанова, г. Абакан, РФ.

E-mail: feiguntas@mail.ru Научный руководитель: Голубничий Артем Александрович старший преподаватель кафедры ИЭОП ХГУ им. Н.Ф. Катанова, г. Абакан, РФ

К ВОПРОСУ ОБ ОБРАЗОВАНИИ ОТХОДОВ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Аннотация

В данной статье рассматриваются отходы угольной промышленности, их состав и свойства, а также