кандидат технических наук

Тема энергосбережения для Украины была актуальной, так как собственными энергетическими ресурсами страна обеспечена менее чем на 50%. А на данный момент, после существенного повышения Россией цен на природный газ и необычно холодной зимы, эта тема стала ещё и модной. Только ленивый на данный момент не говорит об энергосбережении.

Ни для кого на данный момент не секрет, что украинская экономика (теплоэнергетика в том числе) самая энергоёмкая в мире. Удельный расход тепловой энергии на отопление жилого фонда в Украине в 4 – 5 раз выше, чем в Норвегии, Швеции или Финляндии. Потери тепла в коммунальной теплоэнергетике в масштабах городских тепловых сетей по самым скромным оценкам достигают 30-40%, а убытки в масштабах Украины оцениваются суммой порядка 3-х млрд. гр-н. Ещё хуже обстоят дела в промышленной теплоэнергетике, где централизованное теплоснабжение получило ещё большее распространение. Поэтому девиз нашего предприятия: «Энергосбережение это не дань моде, а технология выживания» на данный момент более, чем актуален.

Одной из причин создавшегося положения является низкое качество изоляции тепловых сетей. Широко применяемые в Украине недорогие изоляционные материалы, такие, как минеральная или шлаковая вата, наряду с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (0,069 Ккал/м ОС), обладая низкой прочностью, быстро разрушаются под воздействием атмосферных факторов или грунтовой влаги (при подземной прокладке), что приводит к резкому увеличению потерь тепла. Шлаковая вата, кроме того, вызывает интенсивную наружную коррозию стальной трубы (особенно при подземной прокладке), что существенно снижает срок службы тепловых сетей. Да и само изначальное качество изоляции оставляет желать лучшего, т.к. технология основана на применении тяжёлого ручного труда в стеснённых или в труднодоступных условиях.

Неоспоримыми преимуществами перед минеральной и шлаковой ватой обладает, так называемый, жёсткий пенополиуретан, широко и успешно применяемый в странах западной Европы при изоляции тепловых сетей на протяжении более 40 лет. Изоляция из пенополиуретана наносится на поверхность трубы в заводских условиях на современном технологическом оборудовании, что минимизирует влияние «человеческого фактора» и гарантирует заведомо высокое качество нанесения изоляции.

Пенополиуретан, обладает втрое меньшей теплопроводностью, чем минеральная или шлаковая вата (0,026 Ккал/м оС), не вызывает коррозии стальной трубы и сохраняет свои служебные свойства на протяжении всего срока службы тепловых сетей, который при соблюдении режима водоподготовки достигает 30 лет и более. Пенополиуретан не оказывает негативного воздействия на окружающую среду и может эксплуатироваться в широком диапазоне рабочих температур от –60оС до +150оС.

Трубы и фасонные изделия, предварительно изолированные жёстким пенополиуретаном, для строительства и ремонта тепловых сетей выпускаются в защитной оболочке из оцинкованной стали (для надземной прокладки) и полиэтилена (для подземной прокладки). После монтажа и гидравлических испытаний теплотрассы из предварительно изолированных труб производится изоляция стыковых соединений, что гарантирует её полную тепло- и гидроизоляцию. Для контроля за возможными утечками теплоносителя и оперативного обнаружения места порыва теплотрассы (что особенно важно при подземной прокладке) при изготовлении изолированной трубы в изоляцию могут встраиваться сигнальные провода, которые перед заделкой стыков соединяются в непрерывную цепь. С помощью специальных приборов, становится возможным с высокой точностью обнаружить место утечки теплоносителя. Обнаружить место утечки в надземных сетях с высокой точностью можно также с помощью обычных течеискателей, работа которых основана на акустическом принципе.

В настоящее время в Украине сформирована необходимая нормативная база по производству и применению труб, предварительно изолированных жёстким пенополиуретаном. Кабинет Министров Украины 31-го марта 1999-го года даже издал Распоряжение № 256-р, которое делает обязательным, начиная со второго полугодия 1999-го года, применение в Украине при ремонте и строительстве тепловых сетей труб, предварительно изолированных жёстким пенополиуретаном, и фактически запрещает применение минеральной или шлаковой ваты для этих целей.

Трубы, предварительно изолированные жёстким пенополиуретаном, с высоким уровнем качества на протяжении ряда лет производятся в Украине: во Львове, в Киеве, Днепропетровске и других городах.

А с 1998-го года их производство освоено в г. Мариуполе открытым акционерным обществом «Транспрогресс», имеющим 35-летнюю историю. Технологические возможности нашего цеха позволяют изолировать трубы диаметром от 32 до 630 мм длиной до 12 м.

Основу технологической линии ОАО «Транспрогресс» по изоляции труб составляет высокопроизводительная реакционно-заливочная машина высокого давления НК-1250 производства фирмы Hёnnecke концерна Bayer (Германия), оснащённая управляющим компьютером фирмы Siemens, что в сочетании с комплексной системой управления качеством и применением соответствующих сырьевых материалов гарантирует стабильно высокое качество продукции.

Продукция нашего предприятия сертифицирована.

Каталог поставляемой продукции и рекомендации по монтажу тепловых сетей с применением труб, предварительно изолированных жёстким пенополиуретаном, помогут клиенту произвести заказ и впоследствии смонтировать теплотрассу. При необходимости наши специалисты помогут заказчику ещё на стадии проектирования теплотрассы оптимизировать технические решения и составить заказную спецификацию.

Каковы же возможности изоляции из пенополиуретана при передаче тепла на большие расстояния в сравнении с минеральной ватой? Если руководствоваться СНиП, то минеральная вата является неплохим теплоизолятором. На практике же, в цикле эксплуатации через 1,5 – 2 года минеральная вата практически полностью теряет свои изолирующие свойства под воздействием атмосферных факторов (или грунтовой влаги) и требует полной замены.

Выполненные в 2001-м году ОАО «Донбассэнерго» в городе Счастье Луганской области инструментальные замеры потерь тепла в сетях теплоснабжения, изолированных пенополиуретаном и минеральной ватой, показали неоспоримые преимущества пенополиуретана.

Потери тепла на трубопроводе, изолированном минеральной ватой, диаметром 200мм с температурой теплоносителя 75°С и температуре наружного воздуха 13°С составили 140 ккал/м·час. А при изоляции пенополиуретаном – 18 ккал/м·час. Разница составляет 122 ккал/м·час в пользу предварительно изолированных труб. Много это или мало?

Принимая продолжительность отопительного сезона 6 месяцев или 4320 часов, легко получить величину дополнительных потерь с одного погонного метра трубы:

122 4320 = 527040 килокалорий.

Принимая теплотворность угля 4900 ккал/кг и КПД котла 85%, несложно определить, что для выработки такого количества тепла потребуется около 126 кг угля. На одном километре теплотрассы дополнительные потери тепла за отопительный сезон будут уже таковы, что для их компенсации потребуется сжечь 126 тонн или два железнодорожных вагона угля! В небольшом городе Счастье, где проводились эти замеры, суммарная длина тепловых сетей различного диаметра (от 730мм и ниже) составляет приблизительно 50 км. В пересчёте на уголь (принимая для простоты усреднённый диаметр тепловых сетей 200 мм) потери составят 6,3 тыс. тонн или два железнодорожных состава. Это при температуре воздуха +13°С. При температуре наружного воздуха -40°С потери будут, по крайней мере, в 1,5 раза выше. Применение предварительно изолированных труб позволит этих потерь избежать.

В 2006-м году по нашей просьбе кафедрой высшей математики Мариупольского государственного технического университета были выполнены расчёты потерь тепла в сетях наружной прокладки, изолированных жёстким пенополиуретаном, диаметром 50, 100, 200, 300 и 600 мм. Диаметр наружной изоляции согласно ГСТУ 34-204-88-002-98 составлял 125, 200, 315, 450 и 800 мм. Расчёты выполнялись в широко диапазоне режимов.

В графическом виде результаты расчётов потерь тепла для теплоносителя с начальной температурой 110°С, при температуре наружного воздуха -40°С и скорости ветра 5,6м/с представлены на рисунке.

Как видно из рисунка, наиболее быстро теряет тепло трубопровод диаметром 50мм. На расстоянии 30км потери тепла составят 100%. Но по трубопроводам такого диаметра на такие большие расстояния тепло не передают. С увеличением диаметра теплотрассы, и это естественно, удельные потери тепла уменьшаются.

Так, для трубопровода диаметром 100мм на расстоянии 100км потери тепла составят около 75%, а для трубопровода диаметром 200мм – около 25%. А уже при диаметре трубопроводов 300 и 600мм на расстоянии 100км потери тепла не превысят 10 и 4%, соответственно!

Пересчёт потерь тепла в % на 1 погонный километр теплотрассы при температуре теплоносителя +110°С и температуре наружного воздуха -40°С приведен в таблице. Как видно, потери тепла минимальны!

Какие же выводы можно сделать из предоставленной информации?

Применение предварительно изолированных труб позволяет не только минимизировать потери тепла в сетях теплоснабжения и реабилитировать систему централизованного отопления городов, но и максимально реализовать все преимущества ТЭЦ, позволяя практически без потерь передавать тепловую энергию по магистральным трубопроводам на большие расстояния. Здесь уместно напомнить, что на ТЭЦ при совместном производстве тепловой и электрической энергии k использования топлива увеличивается в 1,5 раза по сравнению с раздельным производством энергии. Недавно даже был принят закон Украины о когенерации, т.е. о совместном производстве тепловой и электрической энергии.

А если учесть, что на ТЭЦ и крупных котельных можно сжигать как российский газ, так и украинский уголь, а на широко рекламируемых мини-котельных – только российский газ, то полемика о концепции теплоснабжения может легко перейти из экономической плоскости в политическую. Широкое применение мини-котельных и ныне запрещённых квартирных автономных отопительных систем это ни что иное, как лоббирование интересов газовых корпораций и способ ещё больше посадить украинскую теплоэнергетику «на газовую иглу».

Применение предварительно изолированных труб в сочетании с тепловыми насосами позволит утилизировать на промышленных предприятиях и передавать потребителям, находящимся на больших расстояниях, вторичное, в том числе низкопотенциальное, тепло, которое на данный момент сбрасывается в окружающую среду. Количество вторичного тепла в нашей высоко индустриальной стране огромно. Река Кальмиус, например, протекающая через Мариуполь, в которую сбрасывают вторичное тепло предприятия города, не замерзает даже в тридцатиградусный мороз.

предварительно изолированные пенополиуретаном трубы это не только способ минимизации потерь тепла в сетях теплоснабжения, а принцип. возможность коренным образом поменять концепцию теплоснабжения населённых пунктов Украины и выйти на европейские нормы энергопотребления в коммунальной и промышленной теплоэнергетике.

В этом и состоит новый взгляд на предварительно изолированные трубы.

Получить более подробную информацию по вопросу производства и применения труб, предварительно изолированных жёстким пенополиуретаном, и оформить заказ можно в ОАО « Транспрогресс» по адресу:

87515, Донецкая обл., г. Мариуполь, ул. Энгельса, 26/2.

Тел: 8-0629-33-52-51; 8-0629-33-53-52; 8-0629-33-70-78.