В настоящее время из-за роста стоимости энергоносителей тепловые потери стараются свести к минимуму, поэтому все чаще системы теплоизоляции включаются в комплекс средств для достижения энергоэффективности.
При правильном выборе технических параметров и скорости транспортировки конденсация пара в паропроводе будет зависеть только от эффективности и надежности теплоизоляции. С целью обеспечения оптимальной транспортировки по трубопроводам различных сред, цилиндрические конструкции принято изолировать. Согласно ДБН В.2.6-31:2016 «Теплова ізоляція будівель» установлены определенные требования к толщине теплоизоляции.
Процесс вычисления толщины теплоизоляционного слоя для паропровода очень сложный и трудоемкий. Наиболее распространенной методикой является определение данного параметра по нормируемым показателям теплопотерь. Величины потерь также установлены в ДБН В.2.6-31:2016 и зависят от способов прокладки трубопроводов разного диаметра:
- открытый на улице
- открытый в помещении
- бесканальный метод
- непроходные каналы
Суть расчета сводится к подбору такой толщины теплоизоляционного материала, чтобы значение фактических теплопотерь не превышало установленных в ДБН показателей. Правильно подобрать теплоизоляцию и ее толщину очень важно, так как ее теплоизоляционные характеристики изменяются в сторону снижения термического сопротивления. В результате неправильно подобранной изоляции возрастают теплопотери и температура на поверхности оборудования. При наличии эффективной и качественно смонтированной теплоизоляции экономия тепла паропровода будет намного выше, чем у труб паропровода без изоляции, и будет составлять 80-85%.
Процесс конденсации происходит при движении пара по паропроводу вследствие охлаждения его при соприкосновении со стенками трубы. Правильно подобранная и установленная тепловая изоляция уменьшает конденсацию пара. Наличие конденсата в паропроводе может привести не только к потере части тепла, содержащегося в паре, но и к более плачевным последствиям для системы паропровода. Конденсация также опасна из-за возможности возникновения гидравлического удара при движении капель конденсата с большой скоростью через фитинги и арматуру.
В зависимости от назначения трубопровода подбирается вид теплоизоляционного материала с соответствующими характеристиками. Так, выбор материала и технология монтажа на холодные трубопроводы будет существенно отличаться от материалов для теплоизоляции горячих трубопроводов. К холодным трубопроводам относятся все подземные металлические трубы, сети и коммуникации, температура которых не превышает 40-50°С, а к горячим - тепловые сети и паропроводы, где температура может достигать 500°С.
Трубопроводы и паропроводы теплоизолируют в целях предотвращения потери ими тепла. Причиной тому является отдача тепла на стенки трубы и обогрева окружающего пространства, вследствие чего теряется значительное количество тепла.
Кроме увеличенного расхода пара, потеря тепла трубопроводами влечет за собой еще целый ряд нежелательных явлений. Так, вследствие охлаждения паропровода в нем скапливается пар и при больших количествах скопившегося конденсата внутри трубы нарушается нормальное прохождение пара через паропровод.
Особое внимание при выборе материала нужно уделить теплоизоляции паропроводов свежего пара, парозапорной и регулирующей арматуры, трубопровода пара к турбонасосу и эжекторам, работающим при температуре теплоносителя 500°С и выше. Тепловая изоляция этих участков паропроводов должна быть выполнена из высокотемпературных материалов.
Для решения задач по теплоизоляции паропроводов для избежания тепловых потерь применяют различные виды материалов:
- прошивные маты
- ламельные маты
- базальтовые цилиндры в оцинкованной оболочке
- пенополиуретан в оцинкованной оболочке
- теплоизоляция из вспененного каучука в оцинкованной оболочке или в специальном защитном покрытии
Для указанных теплоизоляционных материалов недостатками является низкая термостойкость при высоких температурах - для изоляции из пенополиуретана и вспененного каучука, а также увлажнение и повышенная усадка - для базальтовых цилиндров и для ламельных и прошивных матов с последующей потерей ими теплоизоляционных свойств.
Данные теплоизоляционные материалы требуют обязательной защиты от увлажнения с постоянным контролем влажности материала, так как отсутствие последнего приводит к ухудшению теплоизоляционных свойств материала, появлению конденсата и в дальнейшем коррозии стальных труб, что в свою очередь отрицательно сказывается на надежности тепловых сетей и паропроводов.
Во всех инструкциях по проектированию минераловатных и базальтовых утеплителей рекомендовано применение до температуры 400°С. Несмотря на то, что изготовители гарантируют, что выгорание фенольных связующих происходит при температуре выше 250°С, это не всегда так. В действительности выгорание происходит при температуре 190-200°С, что влечет за собой разрушение структуры материала и соответственно теплопотери. Изготовители также зачастую гарантируют, что пенополиуретан работает при температуре 150°С. Однако, на самом деле, уже при температуре 120°С происходит его деструкция. Изоляция из вспененного каучука выдерживает заявленную многими производителями температуру до 90-110°С, высокотемпературный каучук - до 175°С. Прошивные маты выдерживают температуру до 750°С и, соответственно, могут быть применены на любых высокотемпературных паропроводах. Когда температура теплоносителя достигает 400-600°С, паропровод теплоизолируется при помощи двух слоев разных по структуре материалов. Первый материал выступает как защитный слой от горячей поверхности для второго слоя, который служит для защиты паропровода от низкой температуры воздуха снаружи.
Для защиты от механических воздействий и от природных явлений теплоизоляцию паропровода дополнительно покрывают защитной оболочкой – из листов оцинкованной стали или другими защитными покрытиями в зависимости от температуры и назначения Arma-chek, Silver Guard 1000, ФСС-утеплителем, фольгированной стеклотканью.
Толщина слоя изоляции, в зависимости от диаметра паропровода и температуры составляет в среднем от 30 до 220 мм. Фланцевые соединения трубопроводов обычно не изолируют.
Ниже приведена таблица подбора толщины изоляции в зависимости от диаметра паропровода и температуры носителя:
|
Диаметр, мм |
Толщина изоляции, мм в зависимости от рабочей температуры °С трубопровода |
|||||||
|
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
|
|
25 |
30 |
40 |
50 |
75 |
85 |
100 |
125 |
140 |
|
40 |
30 |
40 |
50 |
75 |
85 |
100 |
125 |
140 |
|
50 |
30 |
40 |
50 |
75 |
85 |
110 |
130 |
140 |
|
65 |
30 |
40 |
50 |
75 |
85 |
110 |
140 |
150 |
|
75 |
30 |
40 |
60 |
80 |
90 |
115 |
140 |
150 |
|
100 |
30 |
40 |
75 |
80 |
100 |
115 |
145 |
160 |
|
150 |
40 |
50 |
75 |
80 |
115 |
120 |
150 |
175 |
|
200 |
40 |
50 |
75 |
90 |
115 |
125 |
160 |
180 |
|
250 |
40 |
50 |
75 |
90 |
120 |
130 |
170 |
190 |
|
300 |
40 |
50 |
75 |
100 |
125 |
140 |
180 |
200 |
|
350 |
50 |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
190 |
210 |
|
400 |
50 |
60 |
75 |
115 |
125 |
150 |
190 |
210 |
|
450 |
50 |
60 |
85 |
120 |
140 |
160 |
200 |
220 |
Расчет толщины теплоизоляции трубопровода можно произвести с помощью формулы:
ln B = 2πλ [К*(tT — to)/qL — RH]
где:
- λ — коэффициент теплопроводности изоляции (справочный)
- К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры
- tT — температура транспортируемой среды (среднегодовая)
- to — температура наружного воздуха (среднегодовая)
- qL — величина теплового потока
- RH — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности теплоизоляции (табл.показатель)
* Значение показателя ln можно найти по таблице логарифмов. Теплоизоляция должна быть такой толщины, при которой правая и левая часть уравнения будут равны.
Значение показателя В рассчитывается с помощью формулы:
В = (dиз + 2δ) / dтр
где:
- δ — толщина изоляционной конструкции
- dиз — наружный диаметр трубопровода
- dтр — наружный диаметр изолируемой трубы
Или еще один вариант, можно воспользоваться калькулятором на нашем сайте.
Продукция компании «Sanpreis» имеет сертификаты качества, протоколы по определению групп горючести, сертификаты СЭС, а также другие разрешительные документы, и соответствует основным критериям при выборе теплоизоляции для паропроводов:
- отвечают требованиям пожарной безопасности
- группы горючести НГ и Г1
- высокие максимальные рабочие температуры
- отличные показатели термического сопротивления
- хорошие коэффициенты теплопроводности при высоких температурах
- простые и удобные, что облегчает и ускоряет монтаж
- широкий выбор размеров и толщин
Решения с правильными теплоизоляционными и защитными материалами работают на протяжении всего срока службы оборудования, при этом сохраняют свои технические характеристики без дополнительных ремонтов и обслуживания. Обращайтесь к нам, и мы поможем вам их подобрать!
