АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

ANALYSIS OF APPLICATION OF MODERN THERMAL INSULATION MATERIALS IN HEAT SUPPLY SYSTEMS

Viktoria Koshelkova

graduate student, Branch of FSBEI HE "NRU" MPEI "in Smolensk,

Russia, Smolensk

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается спроектированная производственно–отопительная котельная в городе Вязьма Смоленской области для температурных графиков 130/70℃, 110/70℃ и 95/70℃. При проектировании были рассчитаны: сезонная и круглогодичная тепловые нагрузки, тепловая схема котельной, основное и вспомогательное оборудование, выполнен гидравлический расчет, определены капитальные затраты на строительство тепловой сети.

ABSTRACT

The article deals with the designed production and heating boiler house in the city of Vyazma, Smolensk region for temperature schedules of 130/70 ℃, 110/70 ℃ and 95/70 ℃. During the design, the following were calculated: seasonal and year-round heat loads, the heating scheme of the boiler house, main and auxiliary equipment, a hydraulic calculation was performed, and capital costs for the construction of a heating network were determined.

Ключевые слова: тепловые сети, наземная прокладка, подземная прокладка в непроходных каналах, теплоизоляционные материалы.

Keywords: heating networks, surface laying, underground laying in non-passable channels, heat-insulating materials.

Тепловые сети (ТС) надземной и подземной бесканальной прокладки являются одним из основных элементов систем централизованного теплоснабжения.

• Стекловолокно состоит из волокон толщиной 5 мкм и длиной 30–40 мм. Такой теплоизоляционный материал используется при температуре до +180℃ различных трубопроводов надземной прокладки, в том числе и тепловых сетей.

На современном российском рынке наибольшей популярностью пользуются сетчатые маты Isotec (плотность составляет 50 кг/м³) и эластичные маты URS (номинальная плотность 21–25 кг/м³) [1].

• Вспененный каучук – одна из разновидностей пеноэластомеров, водонепроницаемый, невоспламеняемый, самогасимый материал, устойчив к воздействию химических веществ и плесени, плотность составляет 40–80 кг/м³.

На современном рынке синтетический вспененный каучук представлен в виде труб, листов и рулонов.

Лидерами рынка являются: Thermaflex, Energoflex, Armaflex, K–flex. Такие теплоизоляционные материалы могут использоваться в диапазоне температур от –200℃ до +175℃.

Трубчатые оболочки используются для теплоизоляции пластмассовых, медных и стальных трубопроводов с наружным диаметром 6–160 мм. Толщина изоляционного слоя равна 6–32 мм.

Для теплоизоляции труб увеличенного диаметра, а также некруглого сечения и соединительных деталей арматуры применяются листы и рулоны разной толщины с клеевым слоем или же без него.

• Минеральная вата широко используются при изоляции трубопроводов горячего водоснабжения и тепловых сетей канальной прокладки,  предельная температура применения +750℃.

Для трубопроводов диаметром  18–273 мм рекомендуется использовать полуцилиндры и цилиндры с толщиной теплоизоляционного слоя 20–80 мм. При диаметре труб от 273 мм и более стоит применять минераловатные гидрофобизированные маты компании Rockwool [2].

Далее был произведен расчет тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей [3].

Надземная прокладка:

Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов, для однослойных цилиндрических поверхностей с диаметром менее 1,4 м рассчитывается:

,                                                                    (1)

где:K– коэффициент дополнительных тепловых потерь через опоры трубопроводов в расчете толщины тепловой изоляции по нормативной плотности теплового потока принимается равным 1;

– коэффициент теплопроводности, Вт/(м·℃)

– температура среды внутри изолируемого трубопровода, ℃;

– температура окружающей среды,℃

–сопротивление теплоотдаче на наружной поверхности стенки изолируемого объекта, м²·°С/Вт;

–линейная плотность теплового потока через цилиндрическую теплоизоляционную конструкцию, Вт/м;

,                                                                                   (2)

где: –наружный диаметры стенки изолируемого объекта, м;

– наружный диаметры изоляции объекта, м;

–толщина однослойной изоляции , м;

Толщину изоляции определяется по формуле:

;                                                                              (3)

Подземная прокладка в непроходных каналах:

Расчет толщины изоляции по нормативным линейным плотностям теплового потока, заданным отдельно для подающего –  и обратного –  трубопроводов, выполняется в следующей последовательности.

1)Рассчитать температуру в канале по формуле:

;                                                   (4)

2) Вычислить значения  и  для каждого трубопровода:

;                                                       (5)

;                                                     (6)

3) Рассчитать требуемые толщины изоляции для подающего и обратного трубопроводов, обеспечивающие нормативные линейные потери тепла:

;                                                             (7) 

                                            ;                                                         (8) 

Расчет тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей для температурного графика 130/70℃ представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Результат расчета тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей для температурного графика 130/70℃

Анализируя полученный результат, наиболее экономичным является теплоизоляционный материал стекловолокно, однако оно имеет малый срок службы без изменения первозданных характеристик, а именно 8-10 лет.

Срок службы вспененного каучука составляет 20 лет, минеральной ваты 50 лет и более. Таким образом, наиболее выгодным с точки зрения цены и срока службы является вспененный каучук.

Список литературы:

1. Е.Я.Соколов. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для ВУЗов по направлению «Теплоэнергетика» – М.: Издательский дом МЭИ , 2009.–472 с.
2. Свод правил: СП 124.13330.2012 Тепловые сети (Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003) – М. 2012.
3. Свод правил: СП 61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов (Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003) – М. 2012.