Оптимизация толщины ППУ-изоляции теплопроводов в системах теплоснабжения объектов на севере Западной Сибири

• Автор: Налобин, Никита Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И СНИЖЕНИЯ ТЕГТЛОПОТЕРЬ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Анализ конструкций тепловых сетей

1.2. Природноклиматические условия региона строительства объектов нефтяной и газовой промышленности
1.3. Мероприятия, направленные на энергосбережение в централизованных системах теплоснабжения

Выводы по 1й главе

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ТЕПЛОВЫХ РАСЧЕТОВ ТЕПЛОПРОВОДОВ

2.1. Тепловые расчеты при надземной прокладке трубопроводов

2.2. Тепловые потери одиночного подземного бесканального теплопровода

2.3. Тепловые потери двухтрубного подземного бесканального теплопровода

2.4. Расчет толщины тепловой изоляции по нормированной плотности теплового потока
2.5. Анализ теплопотерь теплопроводами с минераловатной и пенополиуретановой ППУ изоляцией
Выводы по 2ой главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОПРОВОДА В ППУИЗОЛЯЦИИ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
3.1. Метод определения толщины изоляции, основанный на оптимизации стоимостной целевой функции
3.2. Определение оптимальной толщины изоляции при подземной бесканальной прокладке теплопровода
Выводы по 3й главе
ГЛАВА 4. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ ТЕПЛОПРОВОДОВ
Выводы по 4й главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основным способом строительства тепловых сетей в России (%) является подземная прокладка в непроходных каналах с использованием минераловатной изоляции. Бесканальная прокладка с изоляцией из армопенобетона и битумосодержащих масс составляет % общей протяженности тепловых сетей. Из-за особенностей структуры (открытая пористость) и низкого качества применяемых материалов теплозащитные свойства традиционных теплоизоляционных конструкций в процессе эксплуатации резко снижаются, что приводит к потерям теплоты, в 2-3 раза превышающих нормативные [2, 4, 9,2]. Общие потери теплоты в системах централизованного теплоснабжения составляют от до % отпускаемой теплоты ( млн. Западной Европы [2, 9, 2]. Являясь пионером в области централизованного теплоснабжения и обладая самой крупной в мире системой тепловых сетей, Россия существенно отстала от передовых зарубежных стран по техническому уровню прокладки теплопроводов [9, 2J. В тепловых сетях теряется около % теплоты, полученной за счет экономии топлива комбинированных методов выработки. Долговечность тепловых сетей в 2-3 раза ниже, чем за рубежом, и не превышает - лет. На отопление равной жилой площади в России расходуется теплоты в 2-3 раза больше, чем в странах Западной Европы. Не лучше обстоят дела и в системе горячего водоснабжения [2, 2]. В настоящее время России необходимо восстанавливать ежегодно не менее -% ранее проложенных тепловых сетей, а фактически ремонтируется не более 3-5% [2,9]. Анализ существующих конструкций трубопроводов и методов строительства систем жизнеобеспечения позволяет сделать вывод о том, что в сложных инженерно-геокриологических условиях ранее применяемые при строительстве инженерных сетей традиционные технологии и материалы являются дорогостоящими [3, 8, 9, 2,5]. Анализ показывает, что действующие тепловые сети, проложенные в каналах, не удовлетворяют современным требованиям экономичности и долговечности. На практике часты случаи непозволительно высоких теплопотерь, превышающих нормативные значения в 2-4 раза. Ориентировочно в масштабе России потери теплоты, превышающие нормативные, составляют в настоящее время в пересчете на перерасход условного топлива - млн. Сложившаяся ситуация имеет место, главным образом, из-за того, что поверхностные и грунтовые воды проникают в каналы теплопроводов вследствие большой водопроницаемости железобетонных элементов последних по причине их конструктивного несовершенства. Вода, попавшая в канал, увлажняет и разрушает тепловую изоляцию, не имеющую надежной гидроизоляции, значительно снижает ее теплоизоляционные свойства и инициирует одновременно наружную коррозию трубопроводов. Таким образом, традиционные технологии и материалы, применяемые при строительстве и ремонте тепловых сетей, приводят к необходимости полной замены труб и теплоизоляции через - лет, а в некоторых случаях даже раньше [8,9, 4, 9]. Применение таких трубопроводов является основным источником энергосбережения в тепловых сетях. В Западной Европе такие конструкции успешно применяются с середины -х годов. ОДК) за увлажнением изоляции [2, 9]. Трубы с ППУ-изоляцией при условии соблюдения технологии их прокладки способны служить более лет, не требуя особой профилактики. Их использование позволит отказаться от отключения горячего водоснабжения, которое ежегодно практикуется летом в каждом городе. Если учесть, что отопительный сезон во мног их регионах России продолжается 6-7 мес. Преимущества прокладки новых видов трубопроводов проиллюстрированы диаграммами (рис. Как видно из приведенных графиков, новая технология значительно выгоднее и перспективнее традиционных, но уже устаревших технологий. Особенно важно то, что она значительно надежнее и долговечнее в эксплуатации. Срок службы теплосетей с ППУ-изоляцией по европейскому опыту не менее лет [, , , , , 2,1, 8, 9]. Несмотря на указанные преимущества внедрение нового вида конструкций трубопроводов тепловых сетей с индустриальной ППУ-изоляцией для бес-канал ьной прокладки идет медленно и не превышает 5-8% общего объема ремонта и реконструкции тепловых сетей.