Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов

07 апреля 2014
Просмотров: 4538

Тепловая изоляция оборудования и перспективы развития отрасли

Рациональное применение и использование топливных и энергетических ресурсов — это одна из самых приоритетных задач в развитии любой экономики.

Схема тепловой изоляции трубопроводов

Схема тепловой изоляции трубопроводов.

Изоляция для трубопровода и оборудования обуславливает технические возможности и экономическую эффективность в осуществлении технологических процессов.

Главная роль в решении подобной проблемы принадлежит эффективной тепловой промышленной изоляции. Изоляцию для трубопровода широко используют в энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве. Применяется также в металлургической, нефтеперерабатывающей, пищевой и химической отраслях.

В энергетике тепловая изоляция для трубопроводов используется в паровых котлах, газовых и паровых турбинах, теплообменниках, а также, в баках, аккумулирующих горячую воду, и в дымовых трубах. В промышленности изолируют технологические аппараты (вертикальные и горизонтальные), насосы и теплообменные аппараты. Тепловой изоляции подлежат резервуары для хранения нефтепродуктов, нефти и воды. Повышенные требования предъявляются к тепловой изоляции криогенного оборудования и прочих низкотемпературных агрегатов. Изоляция для трубопроводов обеспечит проведение различных процессов, в том числе и технологических, позволить создавать исключающие опасность травм и повреждений условия труда. Она снизит потери от испарений нефтепродуктов из резервуаров и позволит хранить природные и сжиженные газы в изотермическом хранилище.

Технологические требования к изоляционным конструкциям

В процессе монтажа и последующей эксплуатации изоляция для трубопроводов подвергается водяным и температурным, вибрационным и механическим воздействиям. Эти воздействия и определяют список требований, которые предъявляются к этим конструкциям. Теплоизоляционные материалы и конструкции должны обладать:

Схема изоляции труб

Схема изоляции труб.

  • теплотехнической эффективностью;
  • эксплуатационной долговечностью и надежностью;
  • пожарной и экологической безопасностью.

Существует несколько основных показателей, которые определяют эксплуатационные и технико-физические свойства таких материалов. К их числу относятся: сжимаемость, упругость, стойкость к агрессивным средам, прочность при 10%-ой деформации, теплопроводность и плотность. Немаловажное значение имеет биологическая стойкость и величина содержания органических веществ. Эффективность тепловых изоляторов в первую очередь определяется коэффициентом теплопроводности. Этот коэффициент определяет необходимую толщину изолирующего слоя, и, как следствие, монтажные и конструктивные особенности конструкции, нагрузки на объект, которые нужно изолировать. При производимых вычислениях применяют расчетный коэффициент теплопроводности. Он учитывает температуру, наличие деталей крепежа и уплотнение теплоизолирующих материалов в данной конструкции. При теоретическом выборе теплоизолирующего материала учитывают:

  • его линейную усадку в процессе эксплуатации, размеры материала могут уменьшиться при нагреве;
  • потери массы и прочности, при нагреве может произойти разрушение материала;
  • степень частичного выгорания связующего вещества при увеличении температуры;
  • предельные допускаемые нагрузки на изолируемые поверхности и опоры, определяется предельная масса изолирующего материала.
Устройство тепловой изоляции труб для предотвращения замерзания в них жидкостей

Устройство тепловой изоляции труб для предотвращения замерзания в них жидкостей.

Срок эксплуатации теплоизоляционных материалов и конструкции во многом зависит от условий, в которых они работают и конструктивных особенностей. К условиям эксплуатации относят:

  • место, в котором расположен объект;
  • режим функционирования оборудования;
  • агрессивность окружающей среды;
  • механические воздействия и их интенсивность.

Наличие и качество защитного покрытия у теплоизоляционных материалов и у теплоизолирующей конструкции в значительной степени определяют срок их службы.

Тепловая изоляция трубопроводов сегодняшнего дня

На сегодняшний день рынок теплоизолирующих материалов наполнен продукцией как зарубежных производителей, так и отечественных торговых марок. Номенклатура представленных на рынке волокнистых утеплителей для оборудования включает список таких материалов для изоляции трубопровода:

Схема органической теплоизоляции трубы

Схема органической теплоизоляции трубы.

  • маты минеральные прошивные теплоизоляционные;
  • маты минеральные в обкладках из крафт-бумаги, стеклоткани или металлической сетки;
  • для промышленной изоляции минеральные изделия с гофрированной структурой, согласно ТУ 36,16,22-8-91;
  • термоизоляционные минеральные плиты плотностью 75-130 кг/куб.м на синтетическом связующем материале, в соответствии с ГОСТ 9573-96;
  • изделия на синтетическом связующем материале из штапельного и стеклянного волокна, изоляция для трубопроводов.

В небольшом объеме выпускают теплоизоляционные материалы в виде изделий из базальтового и тонкого стеклянного волокна, соответствующие ТУ 21-5328981-05-92.

Материалы ( изоляция для трубопроводов) широко представлены продукцией иностранных производителей. Зарубежные варианты изоляции для трубопроводов и оборудования представлены волокнистыми теплоизолирующими материалами. Это цилиндры, плиты и маты, которые покрыты с одной из сторон алюминиевой фольгой или металлической сеткой. Страны производители этой продукции: Дания, Финляндия и Словакия.

Схема смешанной теплоизоляции трубы

Схема смешанной теплоизоляции трубы.

Вспененный полиуретан, выпускаемый в виде плиточных изделий, находит все большее применение в подобных конструкциях. Нужно заметить, что вышеперечисленные теплоизоляционные материалы не заменят тепловую изоляцию, их можно использовать только в качестве дополнительных элементов для увеличения теплоотражающих характеристик. При канальной прокладке трубопроводов в тепловых сетях применяют цилиндры из стеклянного волокна и минеральной ваты, мягкие плиты и теплоизоляционные маты. Для прокладки трубопроводов под землей используют трубы с гидроизоляционным покрытием, предварительно заизолированные в заводских условиях. Повысить температурную устойчивость теплоизоляционных конструкций можно с помощью полиуретана, если применить двухслойную изоляцию. Внутренний слой такой изоляции должен быть из минеральной ваты, а наружный — из вспененного полиуретана. Эти материалы для изоляции трубопроводов в данном случае могут быть использованы только комплексно.

Тепловая изоляция для трубопроводов промышленных масштабов очень разнообразна как по виду конструкций, так и по применяемым в этих конструкциям материалам.

Для изоляции горизонтальных и вертикальных теплообменных аппаратов используют конструкции с применением проволочных каркасов и теплоизоляционных волокнистых материалов. Проволочные каркасы преимущественно применяют при изоляции горизонтальных аппаратов.

Нормативные документы

Действующие сегодня экономические условия повлияли на пересмотр сегодняшней нормативно-технической базы для тепловой изоляции в промышленности. Тепловая изоляция оборудования приоритетная отрасль промышленности.

Устройство теплоизоляции трубопроводов посредством скорлуп

Устройство теплоизоляции трубопроводов посредством скорлуп.

Строительные нормы и правила 41-03 от 2003 года разработаны с учетом действующей на сегодняшний день номенклатуры и стоимости защитных и теплоизоляционных материалов. В документе содержатся требования к изделиям и материалам, к теплоизоляционным конструкциям, рекомендации проектирования. В нем обозначены нормы плотности тепловых потоков с поверхностей агрегатов при условиях их расположения в помещениях или на открытом воздухе, при условиях прокладки трубопроводов под землей. В действующих СП 41-103-2000 приведены различные методы расчетов тепловой изоляции, характеристики для расчетов и номенклатура вспомогательных, покровных и теплоизоляционных материалов. Этот свод правил был переработан в 2005-2006 годах. Согласно изменениям многие действующие правила из разряда «обязательных» переходят числу «рекомендательных». При этом сохранится необходимость установки обязательных норм в таких важных вопросах, как долговечность и надежность зданий, сооружений, жилищно-коммунального хозяйства и их энергосбережение.

Теплоизоляционные материалы могут не только прямо, но и косвенно обеспечить безопасность и надежность трубопроводов и оборудования. Создают условия жизнедеятельности, энергосбережения в строительном секторе и промышленности. Тепловая изоляция оборудования и изоляция для трубопроводов обеспечивает безаварийную эксплуатацию объектов относящихся к категории пожароопасных, взрывоопасных и представляющих опасность здоровью людей и загрязнению окружающей среды.

Схема теплоизоляции трубы с помощью нагревательного кабеля

Схема теплоизоляции трубы с помощью нагревательного кабеля.

В строительные нормы и правила 41-03 от 2003 года включены многие требования, которые не относятся к разряду «рекомендуемые». Эти требования касаются, в частности, уровня температуры поверхности изолированных трубопроводов и поверхностей, эффективности паровой изоляции криогенного оборудования и прочих низкотемпературных агрегатов. Они определяют методики для расчетов температурного максимума и степеней горючести теплоизолирующих материалов. Тепловая изоляция для трубопроводов может обеспечить возможность работы того или иного оборудования в жилищно-коммунальном хозяйстве, промышленности и энергетике. В любой сфере, где она применяется, тепловая изоляция кроме требований технологического характера, обеспечивает еще и требования по энергосбережению. Теплоизоляционные материалы и изоляция для трубопроводов в целом очень важны для всего народного хозяйства.

В разделе СНиП 41-02-2003 под названием «Тепловая изоляция» перечислены основные требования к конструкциям и материалам теплоизоляции тепловых сетей и трубопроводов канальной и бесканальной, подземных и наземных прокладок. Для тепловых сетей и трубопроводов определены нормы плотности тепловых потоков и приведены в разделе «Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования» строительных норм и правил 41-03-2003.

В дальнейшем предполагается введение и проработка «Свода правил по тепловой изоляции для трубопроводов и оборудования» и определение территориальных норм при проектировании тепловой изоляции.

Материалы для изоляции трубопроводов

Проверка физико-технических свойств и испытания теплоизоляционных материалов для трубопроводов производятся в соответствии с методиками ГОСТ 17177-94. По ГОСТ 7076-99 и ГОСТ 30256-94 определяют коэффициент теплопроводности для теплоизоляционных материалов. ГОТ7076-99 так и называется «Материалы и строительные изделия. Метод определения термического сопротивления и теплопроводности при тепловом стационарном режиме». На сегодняшний день утвержденные установленным порядком методики по определению важных теплоизоляционных характеристик материалов отсутствуют.

Методика для определения минимальной температуры использования теплоизоляционных материалов требует дополнения и корректировки. Этот показатель очень важен для вспененных полимеров, которые используются для изоляции трубопроводов и оборудования, расположенных в низкотемпературных конструкциях или на открытом воздухе. При низких температурах и механическом воздействии происходит их разрушение. Изоляция для трубопроводов при низких температурах нестабильна.

Методика для определения максимальной температуры использования теплоизоляционных материалов. Под этой температурой принято понимать температуру, при которой неупругие деформации при фиксированных нагрузках появляются в материале. В практике отечественных производителей нагрев осуществляется в печи на всей поверхности образца. В зарубежной практике применяется нагрев образцов с одной стороны.

Методика по определению термического сопротивления изоляционных цилиндров из стеклянного и минерального волокна и коэффициента теплопроводности. За рубежом термическое сопротивление тепловой изоляции для трубопроводов определяют согласно стандарту ISO 8497:1994.

Развитие тепловой изоляции

Существует несколько основных направлений развития отрасли тепловой изоляции для трубопровода и оборудования.

Введение в проектирование и строительство новейших конструкторских решений и материалов, которые обеспечат уменьшение тепловых потерь в строительстве и в промышленности. Расширение использования современных эффективных изоляционных изделий из стеклянного и минерального волокна отечественных производителей. Достаточно высокая цена тепловых и изоляционных цилиндров, изготовленных из стекловолокна или минеральной ваты, компенсирована повышенной долговечностью, надежностью и тепловой технической эффективностью. Совершенствование направления. Материалы изоляции для трубопровода, технология изоляции трубопроводов и механизмов — 2 перспективные ветви развития отрасли на ближайшие 20-25 лет.

Дальнейшее усовершенствование нормативных баз промышленной и строительной изоляции. Приведение нормативной базы в соответствие с международными стандартами. Продвижение отечественной изоляционной продукции на рынки зарубежных стран. Проведение испытательных мероприятий по методикам идентичным международным. Эти мероприятия будут способствовать эффективному использованию изоляции для трубопроводов за рубежом.

Автор:
Оцените статью:
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Нет голосов)
Загрузка...
КОММЕНТАРИИ