Энерготеплосберегающие технологии изоляции трубопроводов и экология
Ученые-экологи бьют тревогу в связи с резким уменьшением в городах зеленых насаждений. И это понятно: экологичность среды обитания человека связана с наличием садов и парков на территории его проживания. Отсутствие зеленых массивов рядом с домом или недалеко от него вызывает дискомфорт, отрицательно влияет на здоровье, часто является причиной стрессов. Но как бы ни старались специалисты-дизайнеры реконструировать сады и парки городов, обустраивать оголенный ландшафт в местах застроек, стабилизировать непростую ситуацию с сохранением зелени, их усилия нередко перечеркиваются косностью чиновников, желающих буквально любым путем проложить коммуникации, более 60% из которых составляют теплосети. Большое количество трубопроводов, выполненных с низким качеством, проходит по территории садов и парков.
Мало кто думает о том, что пора исправлять сложившееся положение дел. Кому-то, конечно, выгодно заниматься постоянно ремонтом одних и тех же трубопроводов, но ведь это создает огромные трудности для окружающих. В частности, в вопросах озеленения, - лишая, к примеру, специалистов-дизайнеров возможности строить перспективу развития садов и парков даже на несколько лет вперед.
Для решения данной проблемы предлагается комплексная программа внедрения и реализации энерготеплосберегающей технологии изоляции трубопроводов пенополимерминеральной изоляцией на основе новейших органоминеральных композиций. Она позволяет защитить трубопроводы различного назначения от наружной коррозии и от тепловых потерь.
Органоминеральные композиции - это высоконаполненные системы, содержащие в своем составе синтетическое связующее, химические функциональные добавки: растворитель, эмульгатор, катализатор, отвердитель и минеральный высокодисперсный наполнитель.
К настоящему времени разработано свыше 20 различных рецептур таких композиций на основе поли- и изоцианатов (любых видов, в том числе и некондиционных их продуктов и отходов), минеральных наполнителей и специальных химических добавок (число компонентов в рецептуре может быть в пределах 3-7).
В результате проведенных работ создан новый класс эффективных теплоизоляционных материалов. В мировой практике, насколько можно судить по изучению патентных источников информации и литературе, производство и применение таких материалов отсутствует.
Поэтому очень важно, что разработка запатентована и защищена охранными документами - авторскими свидетельствами СССР и РФ.
Пенополимерминеральная изоляция (в дальнейшем - ППМИ) является монолитной конструкцией с переменной по сечению плотностью и состоит из 3 слоев: антикоррозионного (плотная корка на трубе), основного теплоизоляционного (внутреннего пористого) и гидромеханозащитного (плотная корка снаружи).
"Сэндвичеподобная" конструкция ППМИ обеспечивает высокие физико-механические и химические показатели изделий, характерные для сверхлегких полимербетонов ( прочность, термостойкость, водо- и химстойкость, стойкость к растрескиванию и другие), а сохраняющаяся пористо-ячеистая структура теплоизоляционного слоя позволяет одновременно реализовать преимущества, характерные для пенополиуретанов (легкость, низкий коэффициент теплопроводности, преимущественно закрытую пористость структуры и другие теплоизоляционные свойства).
Такая изоляция трубопроводов обеспечивает низкий уровень тепловых потерь, надежную работу (без ремонта) изоляционной моноконструкции с трубопроводом в течение 35-40 лет для условий эксплуатации с температурой теплоносителя до 150 оС, защиту трубопровода от наружной коррозии и защиту слоя теплоизоляции от механических повреждений.
Конструкция ППМИ по комплексу основных показателей превосходит используемые в настоящее время в тепловых сетях традиционные теплоизоляционные материалы (минеральную вату, материалы на битумной основе, армированные вспененные бетоны, пенопласты, пенополиуретаны и другие), отвечает предъявленным требованиям и может быть использована в широком диапазоне гидрогеологических условий и значительном ассортименте местного сырья для изоляции трубопроводов различного назначения при их подземных (бесканальных и канальных) и надземных прокладках, а также в технических подпольях зданий и сооружений.
Для обеспечения надежной работы изоляционной конструкции трубопровода в различных условиях эксплуатации есть возможность широкого направленного варьирования свойств ППМИ в зависимости от наличия сырья у потребителей.
Теплопроводы в ППМИ успешно прошли лабораторные, стендовые, производственные и натурные испытания (к примеру, экспериментальная теплосеть длиной 125 м в Санкт-Петербурге работает без единой аварии уже 24 года). Межведомственная комиссия рекомендовала эти конструкции к массовому промышленному производству и в эксплуатацию.
Применяется следующая технология: для изготовления изоляции трубу длиной 12 м укладывают в стальную цилиндрическую форму-опалубку и заливают полимерминеральной композицией. Композиция в форме вспенивается, уплотняется в местах контакта с изолируемой трубой и формой и твердеет, образуя оболочку с 3-слойной теплогидроизоляционной моноконструкцией.
Технология изготовления не требует сложного оборудования и состоит из 6 основных операций: подготовка (смазка) формы, установка (укладка) в нее изолируемой трубы, приготовление и заливка в форму полимерминеральной композиции, выдержка в форме изделия (трубы с изоляцией), съем и складирование готового изделия.
По данной технологии организуют производство изоляции как прямолинейных участков труб различных диаметров длиной до 12 м, так и комплектующих элементов теплопроводов (изгибов, неподвижных и скользящих опор, компенсаторов, вводов в камеры, сегментов-полуцилиндров для изоляции сварных стыков труб и т. п.). Изготовление изоляции может происходить как в стационарных условиях (цех, завод), так и в полевых при помощи переносных бандажных установок. Переносные бандажные установки могут использоваться и при замене неэффективных изоляций трубопроводов на ППМИ.
Заделка стыковых участков труб после их сварки производится на монтажной площадке с помощью полимерминеральной композиции и приготовленной по аналогичной основному производству технологии и заливаемой в переносную бандажную установку. Так же производится и текущий ремонт.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
ППМИ трубопроводов различного назначения (в частности, для целей теплоснабжения) эффективнее многих отечественных и зарубежных конструкций за счет упрощения и удешевления изготовления изоляции, потому что из техпроцесса исключаются:
- операции по подготовке и обработке наружной поверхности стальных труб, нанесению антикоррозионного покрытия на стальные трубы и гидроизоляционного механозащитного покрытия теплоизоляции;
- подготовка и использование различных систем многокомпонентных полиолов, имеющих в своем составе полиэфиры и различные специальные химические добавки;
- необходимость обязательного использования только высококачественных, кондиционных и с ограниченным сроком хранения видов полиизоцианатов;
- необходимость использования для гидрозащиты теплоизоляции толстостенных напорных самостоятельных изделий в виде оболочек из термопластовых труб: полиэтиленовых, винипластовых и других;
- необходимость в использовании сложного технологического оборудования: дозаторов, смесителей, транспортирующих систем и другого.
В процессе производства изолированных труб и изделий в ППМИ:
- снижается токсичность производства и улучшается экологическая атмосфера за счет исключения из состава композиций легколетучих химических компонентов и газообразователей типа фреонов, а также безотходности и замкнутого цикла;
- существует низкая вероятность технологических дефектов структуры теплоизоляции (раковины, воздушные пузыри, крупные поры, недовспененные участки и т.п.) в связи с уникальностью технологии;
- повышается степень индустриализации процесса изоляции труб и изделий при минимальных затратах рабочей силы и материалов.
Все изделия выпускаются в стадии полной заводской готовности.
При монтаже и эксплуатации теплопроводов в ППМИ:
- обеспечивается высокая степень ремонтоспособности поврежденных участков изоляции;
- обеспечивается высокая транспортабельность изделий (без повреждений) и отсутствуют специальные требования к транспорту при перевозках изделий на дальние расстояния;
- снижается стоимость строительно-монтажных работ при сооружении тепловых сетей за счет исключения ряда строительных материалов, в том числе железобетонных каналов и лотков, а также возможности полной индустриализации работ по строительству тепловых сетей.
При эксплуатации сетей с температурой теплоносителя до 150 оС и построенных любым из существующих способов (бесканальным, канальным и наземным) обеспечивается надежность и долговечность трубопроводов в течение 35-40 лет без ремонта за счет высоких и стабильных физико-механических свойств (особенно прочностных характеристик) и тепло-влажностных свойств (особенно термических характеристик и низкого водопоглощения).
Основными технико-экономическими преимуществами ППМИ являются:
- низкие тепловые потери (на 20-30% ниже принятых по нормативам);
- экономия топлива (до 40-60%), используемого на сохранение температуры теплоносителя;
- низкие затраты на профилактические ремонты.
Экономическая эффективность применения бесканальных теплопроводов в ППМИ составляет 50-350 тыс. руб. на 1 км прокладки (в ценах 1984 г.) в зависимости от диаметра теплопровода по сравнению с традиционно применяемыми видами прокладки и теплоизолирующими конструкциями теплопроводов. Суммарный экономический эффект от применения ППМИ трубопроводов исчисляется миллионами долларов США.
Внедрение теплопроводов в ППМИ на основе прогрессивных и эффективных полимерминеральных композиций дает дополнительные возможности в развитии и экономики, и всех тех областей хозяйства, где требуется применение теплогидроизоляции и антикоррозионной защиты конструкций, где в неограниченных масштабах допустимо использование местных недефицитных и дешевых сырьевых ресурсов, отходов, побочных и некондиционных продуктов, получаемых в различных отраслях промышленности (химической, строительной, нефте- и газоперерабатывающей, угольной, металлургической и других), что решает одновременно проблемы утилизации отходов этих отраслей и экологии окружающей среды.
Внедрение пенополимерминеральных композиций создает предпосылки для решения в перспективе задачи исключения остродефицитного трубного стального проката при строительстве тепломагистралей, нефтегазопроводов, в водном и мелиоративном хозяйствах, во многих других отраслях.
Наиболее эффективной областью применения этих композиций являются бесканальные тепловые сети с использованием труб диаметром 50-700 мм. Именно здесь можно при минимальных затратах и в короткие сроки получить максимальный экономический эффект.
К настоящему времени на ряде предприятий стройиндустрии освоены опытно-промышленные производства теплопроводов в ППМИ. Выпущено и находится в эксплуатации несколько сотен километров таких теплопроводов.
Тем не менее особенным спросом пользуется ППМИ при строительстве магистральных трубопроводов диаметром 500 мм и выше. Данная технология может найти применение и в других областях строительства, например, в конструкциях кровель, утеплителей и антикоррозионных покрытий в "совмещенных кровлях", в стенах типа "сэндвич" вместо горючих утеплителей из ПСПС-1 и пенополиуретана, при ремонте кровельных и напольных покрытий в эксплуатируемых зданиях и стационарных сооружениях, где требуется заменить насыпной или другой "тяжелый" утеплитель на более легкий с восстановлением новой кровли или пола, а также пожароопасный утеплитель в легких кровельных покрытиях из профилированного настила с восстановлением кровельного слоя.
РЫНОК СБЫТА
Потребность РФ в трубопроводах, покрытых ППМИ, составляет 11 250 км/год. Вместе с другими видами изоляций потребность в изолированных трубопроводах, по данным ОАО "Объединение ВНИПИэнергопром" (Москва), составляет 25 500 км/год. На долю Северо-Запада приходится 4400 км/год.
Рынок сбыта готовой продукции, оборудования и технологий в процессе эксплуатации предполагаемого производства можно освоить за счет распространения названной продукции в Санкт-Петербурге, Ленинградской обл., других регионах России, а также за счет поступающих предложений о сотрудничестве из Южной Кореи, Китая, Монголии, Казахстана и других стран. Высокое качество ППМИ и их низкая стоимость, а значит и высокая конкурентоспособность, дают право считать, что данная изоляция найдет своего потребителя.
ППМИ - быстроокупаемая технология. К примеру, при размере инвестиций в 10 млн. руб. и успешном освоении рынка сбыта возврат вложенных средств может произойти через год после запуска производства на проектную мощность. Как правило, срок запуска производства ППМИ - шесть месяцев.
Перечень достоинств описанной технологии можно продолжить, но основное, что хотелось бы повторить, - это то, что производство ППМИ в своей основе опирается на местные и соответственно более дешевые сырьевые ресурсы.
| Автор: Ю. И. Цибин Дата: 19.11.2003 Журнал Стройпрофиль 7 (29) Рубрика: *** Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |