Прогресивните технологии позволяват да се увеличи издръжливостта на отоплителните мрежи, да се повиши тяхната надеждност и в същото време да се повиши ефективността на преноса на топлина.

По-долу е дадено кратко описание на такива технологии.

1) Безканално полагане на топлопроводи от типа "тръба в тръба". изолация от полиуретанова пянав полиетиленова обвивка и система за контрол на влагата на изолацията.

Такива топлопроводи позволяват да се елиминира с 80% възможността за повреда на тръбопроводите от външна корозия, да се намалят топлинните загуби чрез изолация с 2-3 пъти, да се намалят експлоатационните разходи за поддръжка на отоплителните мрежи, да се намали времето за изграждане с 2-3 пъти. пъти, за намаляване на капиталовите разходи с 1,2 пъти при полагане на отоплителни мрежи в сравнение с полагане на канали. Изолацията от полиуретанова пяна е предназначена за продължително излагане на температури на охлаждащата течност до 130°C и краткотрайно пиково излагане на температури до 150°C. Необходимо условиенадеждна и безпроблемна работа на тръбопроводите на отоплителните мрежи - наличието на система за оперативно-дистанционно управление (ODC) на изолацията. Тази системави позволява да контролирате качеството на монтаж и заваряване на стоманени тръбопроводи, фабрична изолация, изолация на челни съединения. Системата включва: сигнални медни проводници, заложени във всички елементи на отоплителната мрежа; терминали по маршрута и в местата за контрол (CTP, котелно); уреди за контрол: преносими за периодичен и стационарни за непрекъснат контрол. Системата се основава на измерване на проводимостта на топлоизолационния слой, която се променя с промени във влажността. Контролът върху състоянието на UEC по време на работа на тръбопровода се извършва с помощта на детектор. Един детектор ви позволява да контролирате едновременно две тръби до 5 км всяка. Точното местоположение на увредената зона се определя с помощта на преносим локатор. Един локатор ви позволява да определите местоположението на повредата на разстояние до 2 км от точката на свързването му. Срокът на експлоатация на топлинните мрежи с изолация от полиуретанова пяна се предвижда да бъде 30 години.

• 2) Силфонните компенсатори, за разлика от салниковите кутии, осигуряват пълна херметичност на компенсаторните устройства, намаляват оперативни разходи. Надеждни силфонни компенсатори се произвеждат от Металкомп АД за всички диаметри на тръбопроводи с безканално, канално, наземно и надземно полагане. Използването на силфонни компенсатори в Mosenergo JSC, инсталирани на главни тръбопроводис диаметър от 300 до 1400 мм в количество от повече от 2000 броя, направи възможно намаляването на специфичното изтичане на вода от 3,52 l/m 3 h през 1994 г. до 2,43 l/m 3 h през 1999 г.
• 3) Сферичните кранове с висока плътност, хидравлично задвижваните сферични кранове, използвани като срязващи клапани, могат да подобрят експлоатационни характеристикифитинги и коренно променят съществуващите схеми за защита на отоплителните системи от повишаване на налягането.
• 4) Въвеждането на нови схеми за регулиране на производителността на помпени станции, използващи задвижвания с променлива честота, използването на защитни схеми срещу повишаване на налягането в връщащата линия, когато помпената станция е спряна, може значително да подобри надеждността на работата на оборудването и да намали консумацията на енергия по време на работата на тези станции.
• 5) Вентилацията на канали и камери е насочена към намаляване на топлинните загуби чрез изолация на топлопроводи, което е една от най-важните задачи при експлоатацията на топлинните мрежи. Една от причините за увеличените топлинни загуби чрез изолацията на топлопровода на подземното полагане е неговото овлажняване. За да се намали влажността и да се намалят топлинните загуби, е необходимо да се вентилират канали, камери, което позволява поддържане на влажността на топлоизолацията на ниво, което осигурява минимална загуба на топлина.
• 6) Около една трета от щетите на отоплителните мрежи се дължат на вътрешни корозионни процеси. Дори спазването на нормативната стойност на течовете на топлопреносните мрежи, равна на 0,25% от обема на всички тръбопроводи, което е 30 000 t/h, води до необходимостта от строг контрол на качеството на подхранващата вода.

Основният параметър, върху който може да се повлияе, е pH стойността.

Увеличаването на pH стойността на мрежовата вода е надежден начин за борба с вътрешната корозия, при условие че се поддържа нормализирано съдържание на кислород във водата. Високата степен на защита на тръбопроводите при pH 9,25 се определя от промяната в свойствата на филмите от железен оксид.

Нивото на повишаване на pH, което осигурява надеждна защитатръбопроводи от вътрешна корозия, значително зависи от съдържанието на сулфати и хлориди в мрежовата вода.

Колкото по-висока е концентрацията на сулфати и хлориди във водата, толкова по-висока трябва да бъде стойността на pH.

Един от малкото начини за удължаване на експлоатационния живот на отоплителните мрежи по стандартен начин, с изключение на тръбопроводи в PPU изолация са антикорозионни покрития.

Топлоизолацията на тръбопроводи и оборудване на отоплителни мрежи се използва за всички видове полагане, независимо от температурата на охлаждащата течност. Топлоизолационните материали са в пряк контакт с външна среда, което се характеризира с непрекъснати колебания в температурата, влажността и налягането. С оглед на това топлоизолационните материали и конструкции трябва да отговарят на редица изисквания. Съображенията за икономичност и издръжливост изискват този избор топлоизолационни материалии конструкцията е направена, като се вземат предвид методите на полагане и условията на работа, определени от външното натоварване на топлоизолацията, нивото на подземните води, температурата на охлаждащата течност, хидравличния режим на работа на отоплителната мрежа.

Новите видове топлоизолационни покрития трябва да имат не само ниска топлопроводимост, но и ниска въздухо- и водопропускливост, както и ниска електропроводимост, което намалява електрохимичната корозия на материала на тръбата.

Повечето икономичен изгледполагането на топлопроводи на топлинни мрежи е надземно полагане. Въпреки това, като се вземат предвид архитектурните и планови изисквания, екологичните изисквания в селищаосновният тип полагане е подземно полагане в проходни, полупроходни и непроходими канали. Безканалните топлопроводи, които са по-икономични в сравнение с полагането на канали по отношение на капиталовите разходи за тяхното изграждане, се използват в случаите, когато те не са по-ниски от топлопроводите в непроходими канали по отношение на топлинна ефективност и издръжливост.

Предвидена е топлоизолация за линейни участъци от тръбопроводи на отоплителни мрежи, фитинги, фланцови връзки, компенсатори и тръбни опори за надземно, подземно канално и неканално полагане.

Топлинните загуби от повърхността на тръбопроводите се увеличават, когато топлоизолацията се навлажни. Влагата на повърхността на тръбопроводите идва, когато те са наводнени с почва и повърхностни води. Други източници на овлажняване на топлоизолацията е естествената влага, съдържаща се в почвата. Ако тръбопроводите са положени в каналите, тогава на повърхността на таваните на каналите е възможна кондензация на влага от въздуха и тя може да попадне под формата на капки върху повърхността на тръбопроводите. За да се намали въздействието на капките върху топлоизолацията, е необходимо да се проветряват каналите на отоплителните мрежи. Освен това овлажняването на топлоизолацията допринася за разрушаването на тръбите поради корозия на външната им повърхност, което води до намаляване на експлоатационния живот на тръбопроводите. Следователно, на метална повърхносттръбите са покрити с антикорозионни покрития.

По този начин основните енергоспестяващи мерки, които намаляват топлинните загуби от повърхността на тръбопроводите, са:

• § Изолация на неизолирани участъци и възстановяване целостта на съществуваща топлоизолация;
• § възстановяване целостта на съществуващата хидроизолация;
• § нанасяне на покрития от нови топлоизолационни материали или използване на тръбопроводи с нови видове топлоизолационни покрития;
• § Изолация на фланеца и спирателни вентили.

Изолацията на неизолирани участъци е основна мярка за спестяване на енергия, тъй като топлинните загуби от повърхността на неизолираните тръбопроводи са много големи в сравнение със загубите от повърхността на изолираните тръбопроводи, а разходите за прилагане на топлоизолация са относително ниски.

Нека сравним топлинните загуби от неизолирани топлопроводи с топлопреносна мрежа с предварително изолирани тръбина примера на системата за топлоснабдяване на град Шатура.

--- IV. Подобряване на ефективността на системите за доставка на енергия
------4.4. Отоплителна мрежа

4.4.3. Методи за намаляване на загубите в топлинните мрежи

Основните методи са:

• периодична диагностика и мониторинг на състоянието на отоплителните мрежи;
• отводняване на канали;
• подмяна на разрушени и най-често повредени участъци от отоплителни мрежи (предимно подложени на наводнения) въз основа на резултатите от инженерната диагностика, като се използват съвременни топлоизолационни конструкции;
• почистване на канали;
• възстановяване (нанасяне) на антикорозионни, топлинни и хидроизолационни покритияна достъпни места;
• повишаване на pH на мрежовата вода;
• осигуряване на висококачествена обработка на подхранваща вода;
• организиране на електрохимична защита на тръбопроводи;
• възстановяване на хидроизолация на фуги на подови плочи;
• вентилация на канали и камери;
• монтаж на силфонни компенсатори;
• използване на подобрени тръбни стомани и неметални тръбопроводи;
• организиране на определяне в реално време на действителните топлинни загуби в главните топлопреносни мрежи по данни от топломери в топлоелектрическа централа и при потребители с цел своевременно вземане на решения за отстраняване на причините за увеличени загуби;
• засилване на надзора при аварийно-възстановителни работи чрез административни и технически проверки;
• прехвърляне на потребителите от топлоснабдяване от централни към индивидуални топлоцентрали.

Трябва да се създадат стимули и критерии за персонала. Днешната задача на аварийната служба: ела, копай, закърпи, заспи, тръгни. Въвеждането само на един критерий за оценка на дейността - липсата на многократни разкъсвания, веднага коренно променя ситуацията (разкъсванията се появяват на местата на най-много опасна комбинациятрябва да бъдат представени корозионни фактори и към сменените локални участъци от отоплителната система повишени изискванияза защита от корозия). Веднага ще се появи диагностично оборудване, ще има разбиране, че ако тази отоплителна мрежа е наводнена, тя трябва да бъде източена и ако тръбата е изгнила, тогава аварийната служба ще бъде първата, която ще докаже, че секцията от мрежата трябва да бъде сменена.

Възможно е да се създаде система, при която отоплителната мрежа, на която е възникнало скъсване, ще се счита за сякаш „болна“ и ще бъде приета за лечение в сервиза за ремонт, като в болница. След „третирането“ ще се върне в оперативната служба с възстановен ресурс.

Икономическите стимули също са много важни за оперативния персонал. 10-20% спестявания от намаляване на загубите от течове (при спазване на нормата за твърдост на водата в мрежата), платени на персонала, работят по-добре от всяка външна инвестиция. В същото време, поради намаляването на броя на наводнените участъци, се намаляват загубите чрез изолация и се увеличава експлоатационният живот на мрежите.

Първото нещо, което се направи в топлоснабдителните предприятия на страните от бившия СИВ и Балтика след прехода към пазарни отношения, беше да се дренират каналите на отоплителните мрежи. От всички възможни технически мерки за намаляване на разходите това се оказа най-рентабилно.

Необходимо е радикално да се подобри качеството на подмяната на топлопреносните мрежи чрез:

• предварително обследване на преместваемия участък с цел установяване на причините за неспазване на нормативния срок на експлоатация и изготвяне на качествен техническо заданиеза проектиране;
• задължително разработване на проект основен ремонтс обосновка на прогнозния срок на експлоатация;
• независима инструментална проверка на качеството на полагане на отоплителни мрежи;
• въвеждане на лична отговорност на длъжностните лица за качеството на уплътнението.

Техническият проблем за осигуряване на стандартния експлоатационен живот на топлинните мрежи е решен още през 50-те години на миналия век. чрез използването на дебелостенни тръби и Високо качество строителни работи, преди всичко защита от корозия. Сега наборът от технически средства е много по-широк.

Преди това техническата политика се определяше от приоритета за намаляване на капиталовите инвестиции. При по-ниски разходи беше необходимо да се осигури максимално увеличение на производството, така че това увеличение да компенсира разходите за ремонт в бъдеще. В днешната ситуация този подход е неприемлив. В нормално икономически условиясобственикът не може да си позволи да полага мрежи с експлоатационен живот от 10-12 години, това е пагубно за него. Това е още по-недопустимо, когато населението на града става основен платец. Във всяка община трябва да се упражнява строг контрол върху качеството на полагане на топлопреносни мрежи.

Трябва да има преразпределяне на приоритетите на разходите, по-голямата част от които днес се изразходват за подмяна на участъци от отоплителни мрежи, които са имали скъсвания на тръби по време на работа или летни тестове под налягане, за да се предотврати образуването на скъсвания чрез наблюдение на степента на корозия на тръбите и предприемане на мерки за нейното намаляване .

Моля, оставете вашите коментари и предложения относно стратегията. За да прочетете документа, изберете секцията, която ви интересува.

Енергоспестяващи технологиии методи

Количеството гориво, консумирано от енергийната система, до голяма степен зависи от загубите на топлина и електрическа енергия. Колкото по-големи са тези загуби, толкова повече гориво ще е необходимо при равни други условия. Намаляването на загубите на електроенергия с 1% ще спести 2,5–4% от горивните ресурси. Един от начините за намаляване на загубите на топлинна и електрическа енергия е въвеждането на АСУТП и АСКУЕ.

Основната причина за загубата на топлинна енергия е ниският коефициент на полезно действие (COP) на топлоелектрическите централи. Понастоящем амортизацията на електроцентралите в беларуските електроцентрали е около 60%, а темповете на обновяване на дълготрайните активи в енергийния сектор изостават от темповете на стареене на преди това пуснати в експлоатация мощности. По тази причина значителна част от основното оборудване вече е отработено падежна датаоперация. Оборудването на големите топлоелектрически централи и държавните районни електроцентрали в Беларус днес съответства на средното чуждестранно ниво от 80-те години на миналия век. Коефициентът на полезно действие на нашите кондензационни електроцентрали е не повече от 40% при пълно натоварване на енергийните блокове, а при частично натоварване е още по-нисък. В ТЕЦ в отоплителен сезони при пълно натоварване на енергоблоковете КПД е около 80%, в неотоплителен сезон и при непълно натоварване на блоковете е около 50%. Значителна част от топлината се губи в котлите. При старите котли ефективността е около 75%. При замяната им с нови, по-модерни котелни агрегати КПД на котелната част се повишава до 80–85%. Това обаче не решава фундаментално проблема с намаляването на загубите на топлинна енергия.

Котлите също се преобразуват в мини-ТЕЦ. В тези работи се използват газови турбини, газобутални двигатели и котли за отпадна топлина. Използването на честотно електрическо задвижване може значително да повиши ефективността на топлоелектрическите централи и котелните.

За да се намалят топлинните загуби в отоплителните мрежи, започнаха да се използват предварително изолирани тръби (PI-тръби). Благодарение на използването им топлинните загуби се намаляват около 10 пъти в сравнение с използването на конвенционалните стоманени тръбис топлоизолация 120 W/m.

Един от начините за намаляване на загубите на топлинна енергия е и преходът от централизирана система за топлоснабдяване към децентрализирана, при която няма потребление на топлина от ТЕЦ или от централна котелна централа през отоплителни мрежи.

Много топлина "излиза" през стените, подовете, таваните, прозорците и вратите на стари сгради и конструкции. При стари тухлени сгради загубите са около 30%, а при сгради от бетонни плочи с вградени радиатори до 40%. Топлинните загуби в сградите също се увеличават поради неравномерното разпределение на топлината в помещенията, така че е препоръчително да се изравни температурната разлика (под - таван) с помощта на таванни вентилатори. Благодарение на това загубата на топлина може да бъде намалена с до 30%. За намаляване на изтичането на топлина от помещенията е желателно да се направи въздушна завеса.

Регулирането на топлината помага и за намаляване на загубите на топлинна енергия в помещенията, като се съобразява с ориентацията на къщата по части на света, което все още не сме направили.

С течение на времето се очаква да се въведат в енергийния сектор високоикономични дизелови и газотурбинни инсталации със средна и ниска мощност, топлинни генератори с висока интензивност за електро- и топлоснабдяване на индивидуални къщи и малки предприятия. Предвижда се също използването на горивни клетки и термопомпи за генериране на топлина, студ и електричество.

Топлинни загуби в сгради

Възникнете изкуствено добри условияпренос на топлина от отоплителни уреди към строителни ограждащи конструкции при използване на общ метод на закрепване отоплителни батериикъм стената. Това е заза набиване на висящи куки или използване на ипотеки анкерни болтове. Наличието на такъв метал в стената създава по-лесни пътища за излизане на топлината. Дори и близкото разположение на щранговете на вътрешната отоплителна система на апартаментите до стената също допринася за подобрен топлопренос навън (фиг. 4). Оказва се, че е важно много стриктно да се оцени разликата между щранга и стената и да се препоръча нейната стойност на строителите. Или може би е възможно щранговете да се закрепят към вътрешната стена на стената на апартамента, а не към външната. Въпреки че схемите за отчитане на топлината по апартаменти изключват апартаментни щрангове, се появяват така наречените алеи, с които трябва да се избягва споменатата ситуация.

Схемите на долното или горното окабеляване на водата в отоплителната мрежа в жилищна сграда са добре известни на строителите и операторите. Това е моментът, когато водата в мрежата се охлажда висока сградаотдолу нагоре (фиг. 5, а) и отгоре надолу (фиг. 5, б). При действителното разстройство на вътрешнодомовата мрежа и честото неподдържане на температурата на водоснабдителната мрежа (tn) съгл.модел "а" може да бъде горещ на долните етажи и студен на горните. Съгласно схемата "b", всичко е обратното при същата температура на водата от връщащата мрежа (до).

Известна е и смесена схема. Важно е последното да се използва не по принцип, както се прави днес, а целенасочено за поддържане на комфортни температури, насочени към височината на цялата къща вътре ъглови апартаменти, които се характеризират с повишен топлопренос навън. По принцип в такива стаи и апартаменти по смесена схема ще има средна доста висока температура на водата от отоплителната мрежа за всички етажи на къщата, приближаваща се до изчислената (фиг. 5, в), а не същата както е посочено по-горе по схемата "а" и "б" . Това може да намали дискомфорта в ъглови и неблагоприятни апартаменти и да намали загубите от прегряване в други по-топли помещения.
По този начин горните факти предлагат повече решения ефективно използванетоплина. От друга страна директно се увеличават преките загуби на топлинна енергия Парников ефектпланети и ускорете глобално затоплянеклимат. Има преплитане на екологични и икономически проблеми, което ни задължава да пестим енергия от гражданска позиция, за да съхраним природата около нас и да намалим болестите по хората.

1. Скица на фиксирана опора на тръбопровод.

2. Междинна термограма плъзгаща се опоратоплопроводи.

3. Скица на подвижна опора с минимален отток на топлина.

Фиг. 4. Схеми за охлаждане на вода от отоплителна мрежа в 6-етажна сграда: a - с горно окабеляване, b - c долно окабеляване, в - със смесено окабеляване.

Можете да се запознаете с анализа на руския пазар на топлоизолация в доклада на Академията за икономически изследвания Индустриални пазари„Пазарът на топлоизолационни материали в Русия“.

Доцент доктор. В. И. Рябцев, член-кор. МАН, доцент, Курски Технически университет; Доцент доктор. M.A. Литвиненко, инженер; А. Н. Плетнев, инженер; Г. А. Рябцев, инженер, Общински отоплителни мрежи на Курск

Министерство на образованието на Република Беларус

образователна институция

"Беларуски национален технически университет"

ЕСЕ

Дисциплина "Енергийна ефективност"

на тема: „Топлопреносни мрежи. Загуби на топлинна енергия при пренос. Топлоизолация."

Изпълнен от: Шрайдер Ю. А.

Група 306325

Минск, 2006 г

1. Отоплителна мрежа. 3

2. Загуби на топлинна енергия при пренос. 6

2.1. Източници на загуби. 7

3. Топлоизолация. 12

3.1. Топлоизолационни материали. 13

4. Списък на използваната литература. 17

1. Топлинни мрежи.

Топлинната мрежа е система от здраво и тясно свързани помежду си участници в топлопроводи, през които се нагрява с помощта на топлоносители (пара или топла вода) се транспортира от източниците до потребителите на топлина.

Основните елементи на топлинните мрежи са тръбопровод, състоящ се от стоманени тръби, свързани помежду си чрез заваряване, изолационна конструкция, предназначена да предпазва тръбопровода от външна корозия и загуба на топлина и Основна структура, възприемайки теглото на тръбопровода и силите, възникващи по време на неговата работа.

Най-критичните елементи са тръбите, които трябва да са достатъчно здрави и стегнати, когато максимални наляганияи температури на охлаждащата течност, имат нисък коефициент на термична деформация, ниска грапавост на вътрешната повърхност, висока термична устойчивостстени, допринасящи за запазването на топлината, неизменността на свойствата на материала при продължително излагане на високи температури и налягания.

Доставката на топлина на потребителите (системи за отопление, вентилация, топла вода и технологични процеси) се състои от три взаимосвързани процеса: предаване на топлина към топлоносителя, транспортиране на топлоносителя и използване на топлинния потенциал на топлоносителя. Системите за топлоснабдяване се класифицират според следните основни характеристики: мощност, тип източник на топлина и тип охлаждаща течност.

По мощност системите за топлоснабдяване се характеризират с обхвата на топлообмен и броя на потребителите. Те могат да бъдат локални или централизирани. Локалните отоплителни системи са системи, в които трите основни връзки са комбинирани и разположени в едно и също или съседни помещения. В същото време получаването на топлина и прехвърлянето й към въздуха на помещенията се комбинират в едно устройство и се намират в отопляеми помещения (пещи). Централизирани системи, при които топлината се доставя от един източник на топлина в много помещения.

По вид източник на топлина на системата топлофикацияразделени на топлофикация и топлофикация. В системата на топлофикацията източникът на топлина е районната котелна централа, топлофикация-ТЕЦ.

Според вида на топлоносителя системите за топлоснабдяване се разделят на две групи: вода и пара.

Топлоносителят е среда, която пренася топлина от източник на топлина към нагревателни устройства на системи за отопление, вентилация и топла вода.

Топлоносителят получава топлина в районната котелна централа (или ТЕЦ) и чрез външни тръбопроводи, които се наричат ​​топлинни мрежи, влиза в отоплителните, вентилационните системи на промишлени, обществени и жилищни сгради. В отоплителните уреди, разположени вътре в сградите, охлаждащата течност отделя част от натрупаната в нея топлина и се изхвърля през специални тръбопроводи обратно към източника на топлина.

При водните отоплителни системи топлоносителят е водата, а при парните - парата. В Беларус системите за отопление на вода се използват за градове и жилищни райони. Парата се използва в промишлени обекти за технологични цели.

Системите от водни топлопроводи могат да бъдат еднотръбни и двутръбни (в някои случаи многотръбни). Най-често срещаният е двутръбна систематоплоснабдяване (топлата вода се подава към потребителя през една тръба, а охладената вода се връща в ТЕЦ или котелно през другата, връщаща тръба). Разграничаване на отворени и затворени отоплителни системи. AT отворена системасе извършва “директно водовземане”, т.е. топла вода от водопроводната мрежа се разглобява от консуматори за битови и санитарно-хигиенни нужди. При пълно използванетопла вода, може да се използва еднотръбна система. Затворената система се характеризира с почти пълно връщане на мрежовата вода към CHP (или районна котелна централа).

Към топлоносителите на топлофикационните системи се налагат следните изисквания: санитарно-хигиенни (топлоносителят не трябва да влошава санитарните условия в затворени пространства - средна температураповърхностите на отоплителните уреди не могат да надвишават 70-80), технически и икономически (така че цената на транспортните тръбопроводи да е най-ниска, масата на отоплителните уреди е малка и осигурена минимален потокгориво за отопление на помещения) и експлоатационен (възможност за централно регулиране на преноса на топлина от системите за потребление поради променливи външни температури).

Посоката на топлопроводите се избира в съответствие с топлинната карта на района, като се вземат предвид геодезическите материали, планът на съществуващите и планираните надземни и подземни конструкции, данните за характеристиките на почвите и др. Въпросът за избора видът на топлопровода (надземен или подземен) се определя, като се вземат предвид местните условия и техническите и икономическите обосновки.

При високо нивоподпочвени и външни води, плътността на съществуващите подземни конструкции по трасето на проектирания топлопровод, силно пресечен от дерета и железопътни линии, в повечето случаи се предпочитат надземните топлопроводи. Най-често се използват и на територията на промишлени предприятия при съвместно полагане на енергийни и технологични тръбопроводи на общи надлези или високи опори.

В жилищни райони по архитектурни причини обикновено се използва подземно полагане на отоплителни мрежи. Струва си да се каже, че надземните топлопроводими мрежи са издръжливи и поддържаеми в сравнение с подземните. Поради това е желателно да се намери поне частично използване на подземни топлопроводи.

При избора на маршрут на топлопровод трябва да се ръководи преди всичко от условията за надеждност на топлоснабдяването, безопасността на работата на обслужващия персонал и населението и възможността за бързо отстраняване на неизправности и аварии.

За целите на безопасността и надеждността на топлоснабдяването мрежите не се полагат в общи канали с кислородни тръбопроводи, газопроводи, тръбопроводи сгъстен въздухс налягане над 1,6 MPa. При проектирането на подземни топлопроводи от гледна точка на намаляване на първоначалните разходи трябва да се избере минималният брой камери, като се конструират само в точките на монтаж на арматура и устройства, които се нуждаят от поддръжка. Броят на необходимите камери се намалява при използване на силфонни или лещовидни компенсатори, както и аксиални компенсатори с голям ход (двойни компенсатори), естествена компенсация на температурните деформации.

На непътно платно са разрешени тавани на камери и вентилационни шахти, изпъкнали на повърхността на земята до височина 0,4 м. За да се улесни изпразването (отводняването) на топлопроводите, те се полагат с наклон към хоризонта. За да се предпази тръбопроводът за пара от навлизане на кондензат от тръбопровода за кондензат по време на спиране на тръбопровода за пара или спад на налягането на парата, уловителите на пара трябва да се монтират след уловителите. възвратни клапаниили щори.

По протежение на трасето на топлопреносната мрежа е изграден надлъжен профил, върху който са нанесени планираните и съществуващите наземни марки, нивото на стоящите подпочвени води, съществуващите и планираните подземни съоръжения и други конструкции, пресичани от топлопровода, като се посочват вертикалните марки на тези структури.

2. Загуби на топлинна енергия при пренос.

За да се оцени работата на всяка система, включително топлина и мощност, обикновено се използва обобщен физически индикатор - коефициентът полезно действие(ефективност). физически смисълЕфективност - съотношението на количеството получена полезна работа (енергия) към изразходваната. Последната от своя страна е сумата от получената полезна работа (енергия) и загубите, които възникват в системните процеси. По този начин повишаването на ефективността на системата (и следователно повишаването на нейната ефективност) може да се постигне само чрез намаляване на количеството непродуктивни загуби, възникващи по време на работа. Това е основната задача на енергоспестяването.

Основният проблем, който възниква при решаването на този проблем, е да се идентифицират най-големите компоненти на тези загуби и да се избере оптималният технологично решение, което позволява значително да се намали влиянието им върху стойността на ефективността. Освен това всеки конкретен обект (целта за пестене на енергия) има редица характеристики характеристики на дизайнаи компонентите на неговата топлинна загуба са различни по големина. И винаги, когато става въпрос за подобряване на ефективността на топлоенергийно оборудване (например отоплителна система), преди да вземете решение в полза на използването на каквато и да е технологична иновация, е наложително да се извърши подробно изследване на самата система и да се идентифицират най-много значителни канали за загуба на енергия. Разумно решение би било да се използват само такива технологии, които значително ще намалят най-големите непроизводителни компоненти на енергийните загуби в системата и при минимални разходизначително повишава ефективността му.

2.1 Източници на загуби.

Всяка топлоенергийна система за целите на анализа може да бъде разделена на три основни секции:

1. обект за производство на топлинна енергия (котелно);

2. участък за транспортиране на топлинна енергия до потребителя (тръбопроводи на топлофикационни мрежи);

3. площ на потребление на топлина (отопляем обект).

Всеки от горните участъци има характерни непроизводителни загуби, намаляването на които е основната функция на енергоспестяването. Нека разгледаме всеки раздел поотделно.

1.Парцел за производство на топлинна енергия. съществуваща котелна централа.

Основната връзка в този раздел е котелният агрегат, чиито функции са преобразуването на химическата енергия на горивото в топлинна енергия и прехвърлянето на тази енергия към охлаждащата течност. В котелния агрегат протичат редица физични и химични процеси, всеки от които има своя собствена ефективност. И всеки котелен агрегат, колкото и перфектен да е, задължително губи част от енергията на горивото в тези процеси. На фигурата е показана опростена диаграма на тези процеси.

В обекта за производство на топлинна енергия в нормална операцияВинаги има три вида основни загуби в котелното устройство: с недогаряне на гориво и димни газове (обикновено не повече от 18%), загуби на енергия през облицовката на котела (не повече от 4%) и загуби с продухване и за спомагателни нужди от котелната централа (около 3%). Посочените стойности на топлинните загуби са приблизително близки до нормален, не нов битов котел (с ефективност около 75%). По-модерните съвременни котли имат реална ефективност около 80-85% и тези стандартни загуби са по-ниски. Те обаче могат допълнително да се увеличат:

• Ако настройката на режима на котелния агрегат с инвентаризация на вредните емисии не се извършва своевременно и висококачествено, загубите с недоизгаряне на газ могат да се увеличат с 6-8%;
• Диаметърът на дюзите на горелката, монтирани на среден котел, обикновено не се преизчислява за действителното натоварване на котела. Въпреки това, товарът, свързан към котела, е различен от този, за който е проектирана горелката. Това несъответствие винаги води до намаляване на топлопредаването от факли към нагревателни повърхности и увеличаване на загубите с 2-5% поради химическо недоизгаряне на гориво и отработени газове;
• Ако повърхностите на котелните агрегати се почистват по правило веднъж на 2-3 години, това намалява ефективността на котела със замърсени повърхности с 4-5% поради увеличаване на загубите с димни газове с тази сума. В допълнение, недостатъчната ефективност на системата за химическо пречистване на водата (CWT) води до появата на химически отлагания (нагар) върху вътрешни повърхностикотел, което значително намалява ефективността му.
• Ако котелът не е оборудван пълен комплектсредства за управление и регулиране (паромери, топломери, системи за регулиране на горивния процес и топлинния товар) или ако средствата за регулиране на котелния агрегат не са настроени оптимално, то това средно допълнително намалява неговата ефективност с 5%.
• При нарушаване на целостта на облицовката на котела се получава допълнително засмукване на въздух в пещта, което увеличава загубите с недогаряне и отработени газове с 2-5%
• Използването на модерно помпено оборудване в котелната централа позволява два до три пъти да се намалят разходите за електроенергия за собствените нужди на котелната централа и да се намалят разходите за техния ремонт и поддръжка.
• За всеки цикъл "старт-стоп" на котела се изразходва значително количество гориво. Перфектен вариантработа на котелната централа - нейната непрекъсната работа в определения диапазон на мощността режимна карта. Използването на надеждна спирателна арматура, висококачествени устройства за автоматизация и управление позволява да се сведат до минимум загубите, произтичащи от колебания в мощността и аварийни ситуации в котелното помещение.

Горните източници на допълнителни енергийни загуби в котелната централа не са очевидни и прозрачни за тяхното идентифициране. Например, един от основните компоненти на тези загуби - загубите с недогаряне, може да се определи само чрез химичен анализ на състава на отработените газове. В същото време увеличаването на този компонент може да бъде причинено от редица причини: не се спазва правилното съотношение гориво-въздушна смес, има неконтролирани всмуквания на въздух в пещта на котела, горелката работи в неоптимален режим и т.н.

Така постоянните имплицитни допълнителни загуби само при производството на топлина в котелното могат да достигнат стойност от 20-25%!

2. Загуба на топлина в зоната на нейното транспортиране до потребителя. Съществуващи топлопроводи.

Обикновено Термална енергия, прехвърлен към топлоносителя в котелното помещение, постъпва в отоплителната мрежа и следва към потребителските съоръжения. Стойност на ефективността този сайтобикновено се определя, както следва:

• Ефективност на мрежовите помпи, които осигуряват движението на охлаждащата течност по отоплителната мрежа;
• загуби на топлинна енергия по дължината на отоплителните мрежи, свързани с метода на полагане и изолация на тръбопроводи;
• загуби на топлинна енергия, свързани с правилното разпределение на топлината между потребителските обекти, т.нар. хидравлична конфигурация на отоплителния тръбопровод;
• течове на охлаждаща течност, които се появяват периодично по време на аварийни и аварийни ситуации.

При разумно проектирана и хидравлично регулирана отоплителна система разстоянието на крайния потребител от мястото за производство на енергия рядко е повече от 1,5-2 km и общата загуба обикновено не надвишава 5-7%. Въпреки това:

• използването на битови мощни мрежови помпи с ниска ефективност почти винаги води до значителни непродуктивни преразходи на енергия.
• с голяма дължина на тръбопроводите на отоплителните мрежи, качеството на топлоизолацията на отоплителните мрежи придобива значително влияние върху големината на топлинните загуби.
• хидравличното регулиране на отоплителната мрежа е основен фактор, определящ ефективността на нейната работа. Обектите на потребление на топлина, свързани към отоплителната мрежа, трябва да бъдат правилно разположени, така че топлината да се разпределя равномерно върху тях. AT в противен случайтоплинната енергия престава да се използва ефективно в съоръженията за потребление и възниква ситуация с връщането на част от топлинната енергия през обратния тръбопровод към котелната централа. Освен че намалява ефективността на котлите, това води до влошаване на качеството на отоплението в най-отдалечените сгради по топлопреносната мрежа.
• ако водата за системи за захранване с гореща вода (БГВ) се нагрява на разстояние от обекта на потребление, тогава тръбопроводите на трасетата за БГВ трябва да бъдат направени съгласно циркулационна схема. Наличието на задънена верига за БГВ всъщност означава, че около 35-45% от топлинната енергия отива в Нужди от БГВ, се губи.

Обикновено загубата на топлинна енергия в отоплителните мрежи не трябва да надвишава 5-7%. Но всъщност те могат да достигнат стойности от 25% или повече!

3. Загуби в обектите на консуматори на топлина. Системи за отопление и топла вода на съществуващи сгради.

Най-значимите компоненти на топлинните загуби в топлоенергийните системи са загубите в потребителските съоръжения. Наличието на такива не е прозрачно и може да се установи едва след поява на топлоизмервателно устройство в топлоцентралата на сградата, т.нар. топломер. Опитът с огромен брой домашни топлинни системи ни позволява да посочим основните източници на непродуктивни загуби на топлинна енергия. В най-честия случай това са загуби:

• в отоплителни системи, свързани с неравномерното разпределение на топлината върху обекта на потребление и нерационалността на вътрешната топлинна схема на обекта (5-15%);
• в отоплителни системи, свързани с несъответствие между естеството на отоплението и тока метеорологични условия (15-20%);
• в Системи за БГВпоради липсата на рециркулация на топла вода се губи до 25% от топлинната енергия;
• в системите за БГВ поради отсъствие или неработоспособност на включени регулатори за гореща вода Котли за БГВ(до 15% от натоварването на БГВ);
• в тръбни (високоскоростни) котли поради наличието на вътрешни течове, замърсяване на топлообменните повърхности и затруднено регулиране (до 10-15% от натоварването на БГВ).

Общите имплицитни непроизводителни загуби на мястото на потребление могат да достигнат до 35% от топлинния товар!

Основната косвена причина за наличието и увеличаването на горепосочените загуби е липсата на топлоизмервателни уреди в обектите за топлинно потребление. Липсата на прозрачна картина на потреблението на топлинна енергия от съоръжението води до произтичащото от това неразбиране на важността от предприемане на енергоспестяващи мерки в него.

3. Топлоизолация

Топлоизолация, топлоизолация, топлоизолация, защита на сгради, топлоизолация индустриални инсталации(или отделни възли) хладилни помещения, тръбопроводи и други от нежелан топлообмен с околната среда. Така например в строителството и топлоенергетиката е необходима топлоизолация за намаляване на топлинните загуби околен свят, в хладилната и криогенна техника - за защита на оборудването от приток на топлина отвън. Топлоизолацията се осигурява чрез устройството на специални огради, изработени от топлоизолационни материали (под формата на черупки, покрития и др.) И възпрепятстващи топлопреминаването; самите тези топлозащитни средства се наричат ​​още топлоизолация. С преобладаващ конвективен топлообмен за топлоизолация се използват огради, съдържащи слоеве от материал, които не пропускат въздух; с лъчист топлопренос - конструкции, изработени от материали, които отразяват топлинното излъчване (например от фолио, метализиран филм от лавсан); с топлопроводимост (основният механизъм на пренос на топлина) - материали с развита пореста структура.

Ефективността на топлоизолацията при пренос на топлина чрез топлопроводимост се определя от термичното съпротивление (R) на изолационната конструкция. За еднослойна конструкция R=d/l, където d е дебелината на слоя изолационен материал, l е неговата топлопроводимост. Увеличаването на ефективността на топлоизолацията се постига чрез използването на силно порести материали и инсталирането на многослойни конструкции с въздушни междини.

Задачата на топлоизолацията на сградите е да намали топлинните загуби в студен периодгодина и осигуряват относително постоянство на температурата в помещенията през деня с колебания в температурата на външния въздух. Чрез използването на ефективни топлоизолационни материали за топлоизолация е възможно значително да се намали дебелината и теглото на сградните обвивки и по този начин да се намали потреблението на основни строителни материали (тухла, цимент, стомана и др.) И да се увеличат допустимите размери на сглобяемите елементи .

В топлинните промишлени инсталации (промишлени пещи, котли, автоклави и др.) топлоизолацията осигурява значителна икономия на гориво, увеличава мощността на топлинните агрегати и повишава тяхната ефективност, интензифицира технологичните процеси и намалява разхода на основни материали. Икономическата ефективност на топлоизолацията в промишлеността често се оценява чрез коефициента за спестяване на топлина h = (Q 1 - Q 2) / Q 1 (където Q 1 е топлинната загуба на инсталацията без топлоизолация, а Q 2 - с топлоизолация ). Топлоизолация на промишлени инсталации, работещи под високи температури, също така допринася за създаването на нормални санитарно-хигиенни условия на труд за обслужващия персонал в горещи цехове и предотвратяване на производствени наранявания.

3.1 Топлоизолационни материали

Основните области на приложение на топлоизолационните материали са изолацията на ограждащи строителни конструкции, технологично оборудване(промишлени пещи, термоагрегати, хладилници и др.) и тръбопроводи.

От качеството на изолационната конструкция на топлопровода зависят не само топлинните загуби, но и неговата дълготрайност. При подходящо качество на материалите и технологията на производство, топлоизолацията може едновременно да играе ролята на антикорозионна защита на външната повърхност на стоманения тръбопровод. Такива материали включват полиуретан и производни на негова основа - полимербетон и бион.

Основните изисквания към топлоизолационните конструкции са, както следва:

ниска топлопроводимост както в сухо състояние, така и в състояние естествена влажност;

· малка водопоглъщаемост и малка височина на капилярно издигане на течната влага;

ниска корозивна активност;

Високо електрическо съпротивление;

алкална реакция на средата (рН> 8,5);

Достатъчна механична якост.

Основните изисквания към топлоизолационните материали за парни тръбопроводи на електроцентрали и котелни са ниска топлопроводимост и висока термична стабилност. Такива материали обикновено се характеризират с високо съдържание на въздушни пори и ниска обемна плътност. Последното качество на тези материали предопределя тяхната повишена хигроскопичност и водопоглъщаемост.

Едно от основните изисквания към топлоизолационните материали за подземни топлопроводи е ниското водопоглъщане. Следователно високоефективните топлоизолационни материали с високо съдържание на въздушни пори, които лесно абсорбират влагата от околната почва, като цяло са неподходящи за подземни топлопроводи.

Има твърди (плочи, блокове, тухли, черупки, сегменти и др.), гъвкави (рогозки, дюшеци, снопове, въжета и др.), насипни (зърнести, прахообразни) или влакнести топлоизолационни материали. Според вида на основните суровини се делят на органични, неорганични и смесени.

Органичните от своя страна се делят на органични естествени и органични изкуствени. Органичните естествени материали включват материали, получени чрез преработка на нетърговска дървесина и дървесни отпадъци (плочи от дървесни влакна и плочи от дървесни частици), селскостопански отпадъци (слама, тръстика и др.), торф (торфени плочи) и други местни органични суровини. Тези топлоизолационни материали, като правило, се характеризират с ниска водо- и биоустойчивост. Тези недостатъци са лишени от органични изкуствени материали. Много обещаващи материали от тази подгрупа са пенопласти, получени чрез разпенване на синтетични смоли. Пенопластовете имат малки затворени пори и това е различно от пенопластовете - също пенопластове, но със свързващи пори и следователно не се използват като топлоизолационни материали. В зависимост от рецептата и природата технологичен процеспроизводството на пяна може да бъде твърда, полутвърда и еластична с пори с необходимия размер; желаните свойства могат да бъдат придадени на продуктите (например, намалява се запалимостта). Характерна особеност на повечето органични топлоизолационни материали е ниската огнеустойчивост, така че те обикновено се използват при температури не по-високи от 150 ° C.

По-пожароустойчиви материали със смесен състав (фибролит, дървен бетон и др.), Получени от смес от минерално свързващо вещество и органичен пълнител (дървен чипс, дървени стърготини и др.).

неорганични материали. Представител на тази подгрупа е алуминиевото фолио (алфол). Използва се под формата на гофрирани листове, положени с образуване на въздушни междини. Предимството на този материал е неговата висока отразяваща способност, която намалява лъчистия топлопренос, което е особено забележимо при високи температури. Други представители на подгрупата на неорганичните материали са изкуствените влакна: минерална, шлакова и стъклена вата. Средна дебелина минерална вата 6-7 микрона, среден коефициент на топлопроводимост λ=0,045 W/(m*K). Тези материали не са горими, непроходими за гризачи. Имат ниска хигроскопичност (не повече от 2%), но висока водопоглъщаемост (до 600%).

Лек и клетъчен бетон (предимно газобетон и пенобетон), пеностъкло, стъклени влакна, продукти от експандиран перлит и др.

Неорганичните материали, използвани като монтажни материали, са направени на основата на азбест (азбестов картон, хартия, филц), смеси от азбест и минерални свързващи вещества (азбесто-диатом, азбесто-вар-силициев диоксид, азбесто-циментови продукти) и на базата на разширени скали (вермикулит, перлит).

За изолация индустриално оборудванеи инсталации, работещи при температури над 1000 ° C (например металургични, отоплителни и други пещи, пещи, котли и др.), Използват се така наречените леки огнеупори, направени от огнеупорни глини или силно огнеупорни оксиди под формата на парчета (тухли, блокове от различни профили). Също така е обещаващо за използване влакнести материалитоплоизолация от огнеупорни влакна и минерални свързващи вещества (коефициентът им на топлопроводимост при високи температури е 1,5-2 пъти по-нисък от този на традиционните).

По този начин има голям бройтоплоизолационни материали, от които може да се направи избор в зависимост от параметрите и условията на работа на различни инсталации, които се нуждаят от топлинна защита.

4. Списък на използваната литература.

1. Андрюшенко А.И., Аминов Р.З., Хлебалин Ю.М. "Отоплителни инсталации и тяхното използване". М. : Висш. училище, 1983г.

2. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. "Топлообмен". М.: Издателство за енергия, 1981.

3. Р.П. Grushman "Какво трябва да знае един топлоизолатор." Ленинград; Стройиздат, 1987г.

4. Соколов В. Я. "Топлоснабдяване и топлопреносни мрежи" Издателство М .: Енергия, 1982 г.

5. Топлинно оборудване и отоплителни мрежи. Г.А. Арсениев и др., М.: Енергоатомиздат, 1988.

6. "Топлопредаване" V.P. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. Москва; Енергоиздат, 1981г.