Использование навесной теплоизоляции трубопроводов

Тепловые сети надземной и подземной (канальной и бесканальной) прокладки являются основными элементами систем централизованного теплоснабжения. Общая протяженность тепловых сетей в Российской Федерации составляет более 257000 км. Более 85% общей протяженности составляют тепловые сети подземной прокладки в непроходных и проходных каналах. Канальная прокладка тепловых сетей имеет ряд неоспоримых преимуществ, которые делают ее основным видом прокладки применительно к условиям России, как на сегодняшний день, так и на долгосрочную перспективу. К преимуществам канальной прокладки относят возможность свободного расширения трубопроводов, уменьшение напряжений в металле, защиту трубопроводов от повреждений при раскопках других коммуникаций, предотвращение выброса теплоносителя на поверхность земли при разрыве трубопроводов, отсутствие затрат на реконструкцию тепловых сетей (для существующих сетей).
Бесканальная прокладка с применением предварительно изолированных труб применяется там, где технически невозможно или экономически нецелесообразно устройство дренажных систем для предотвращения затопления каналов грунтовыми водами и атмосферными осадками. Выбор типа прокладки определяется условиями участка. Нормы и правила проектирования подземных трубопроводов тепловых сетей всех способов прокладки, в том числе канальной прокладки, регламентируются СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети». Требования к конструкциям тепловой изоляции и нормы тепловых потерь теплоизолированными трубопроводами в зависимости от диаметра трубопровода, температуры теплоносителя и вида прокладки (надземная или подземная) определяются СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
Большинство тепловых сетей в России эксплуатируется многие годы, и их проектирование осуществлялось в соответствии с действовавшими в период строительства нормативными требованиями к тепловой изоляции трубопроводов, которые были существенно ниже современных (СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»). Использование теплоизоляционных материалов без учета их технических характеристик и рекомендуемой области примнения, несоблюдение требований нормативных документов, отсутствие систематического контроля технического состояния и своевременного ремонта тепловой изоляции приводит к сверхнормативным потерям тепловой энергии в промышленности и ЖКХ.
В действующих тепловых сетях канальной прокладки тепловая изоляция трубопроводов выполнена преимущественно теплоизоляционными изделиями на основе стеклянного и минерального волокна, произведенными по ГОСТ 10499-95; ГОСТ 21880-94; ГОСТ 9573-96 и Техническим условиям (ТУ) производителей. Могут быть использованы также скорлупы ппу. Введение новых, более жестких, нормативов по тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей в непроходных каналах требует увеличения толщины теплоизоляционного слоя. Увеличение толщины теплоизоляционного слоя в действующих тепловых сетях подземной канальной прокладки, с учетом фиксированного расстояния между осями труб, вызывает технические трудности, связанные с необходимостью монтажа изоляции в стесненных условиях, а в некоторых случаях и необходимостью реконструкции опор трубопроводов и самого канала. В данных условиях широкое применение нашли навесные теплоизоляционные материалы - прошивные маты, минераловатные полуцилиндры или скорлупы ппу. Применение новых эффективных материалов обеспечивает выполнение этих требований без реконструкции или замены конструктивных элементов эксплуатируемых каналов. На сегодняшний день применительно к водяным тепловым сетям канальной прокладки этим требованиям в наибольшей степени отвечают теплоизоляционные изделия из стеклянного штапельного волокна, производимые компанией «Сан-Гобэн Изовер», а также теплоизоляционные скорлупы ппу, производство которых освоено многими отечественными производителями (преимущественно это заводы по теплоизоляции теплопроводов пенополиуретаном (предварительно изолированные трубы ппу).
Рекомендациями по применению материалов и изделий компании «Сан-Гобэн Изовер» в промышленности и ЖКХ, в том числе в тепловых сетях канальной прокладки, изложены в альбоме «Теплоизоляционные изделия ISOTEC марок KK-ALK, KT-11-TWIN, KIM-AL, KVM- 50, KLS-K в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов», ОАО «Теплопрект», Москва, 2003г.(3). Температура теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах водяных тепловых сетей в зависимости от графика отпуска тепла имеет значения соответственно 95-70, 150-70 и 180-70 С, при этом средняя температура теплоизоляционного слоя составляет 50-100 С. Этот диапазон температур является оптимальным для теплоизоляционных изделий из стеклянного волокна, как по показателю теплопроводности, так и по допустимой температуре применения, а также для пенополиуретановой скорлупы ппу. В этом диапазоне теплоизоляционные изделия ISOTEC и скорлупы ппу имеют минимальную для данного класса материалов теплопроводность, которая определяется оптимальной плотностью изделий 50-80 кг/м3 и оптимальным диаметром волокна 4-5 мкм. Высокие деформативные характеристики теплоизоляционных изделий ISOTEC обусловлены их гофрированной структурой, оптимальным диаметром и упругостью волокон. С учетом высокой прочности на сжатие и формостабильности теплоизоляционных цилиндров и гофрированных матов ISOTEC они могут применяться в конструкциях тепловой изоляции трубопроводов со штукатурным покрытием без дополнительных опорных элементов.
Для прокладываемых в каналах трубопроводов тепловых сетей диаметром 25-324 мм рекомендуется применять цилиндры ISOTEC марок KK, KK-AL, KK-ALC (техническое свидетельство ТС-07-1002-04). Номенклатурный ряд продукции включает цилиндры длиной 1200 мм, внутренним диаметром от 25 до 324 мм при толщине стенки от 20 до 60мм. Теплоизоляционные цилиндры имеют оптимальную плотность 65-75кг/м3 , соответствующую минимальным значениям коэффициента теплопроводности для волокнистых теплоизоляционных материалов. Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных цилиндров при температурах 50 и 100 С имеет значения ?50=0,035 Вт/(м К) и ?100=0,043 Вт/(м К) соответственно, что является одним из наиболее низких показателей для материалов этого класса в данном диапазоне температур. Это обеспечивает снижение требуемой толщины теплоизоляционного слоя, что особенно важно при замене изоляции действующих тепловых сетей. Теплоизоляционные цилиндры ISOTEC гидрофобизированы в процессе изготовления, что особенно важно с учетом их возможного увлажнения в конструкции. Теплоизоляционные цилиндры выпускаются с покрытием из алюминиевой фольги и могут применяться в непроходных каналах без дополнительного защитного покрытия.