Тепловым сетям — трубопроводы с пенополиуретановой изоляцией
С помощью систем централизованного теплоснабжения в России обслуживается 92% городских и 20% сельских жителей, то есть примерно 73% населения страны. Слабым звеном являются тепловые сети, протяженность которых составляет, по разным оценкам, от 180 до 280 тысяч км в двухтрубном исполнении.
На сегодняшний день для 80% трубопроводов тепловых сетей превышен срок безаварийной службы, более 30% находятся в ветхом состоянии и требуют ремонта. Если в 1997 году требовалось заменить 14,4% общей протяженности теплотрасс — каждый седьмой километр, то в 2003 году требует замены каждый пятый километр. Однако сейчас заменяются не более 0,5-1% от общей протяженности сетей вместо 4-5% по нормативу. При этом вместо планового ремонта практически проводится аварийно-восстановительный ремонт, что в 3-4 раза дороже и хуже по качеству.
Традиционно основным способом создания тепловых сетей являлась подземная, так называемая канальная прокладка (84%), с помощью бесканальной выполняется примерно 6%, путем наземной прокладки — около 10% от общего объема работ. В качестве теплоизоляционных прокладок в каналах порядка 90% используются изделия из минеральной ваты (маты и плиты). Применение для этих целей цилиндров из минеральной и стеклянной ваты составляет не более 0,1%.
Основные причины катастрофического состояния российских тепловых сетей — массовое применение подземной канальной прокладки трубопроводов и использование недолговечных теплоизоляционных материалов. Никакая гидроизоляция (защитные покрытия из стеклопластиков, гидроизола, полимерных пленок, штукатурки), а также гидрофобизация волокнистых материалов не защищают их от увлажнения при длительной эксплуатации, а следовательно, и от ухудшения их теплофизических характеристик, прежде всего от увеличения коэффициента теплопроводности. Фактический срок службы таких трубопроводов для магистральных сетей составляет 12-15 лет, для распределительных и квартальных сетей — 7-8 лет, что значительно ниже нормативного срока службы, равного 25 годам.
Многие специалисты считают, что выход из кризисной ситуации в теплоснабжении заключается в широком использовании при строительстве и ремонте тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией, о чем свидетельствует и мировой опыт. Кстати, такой способ реализации тепловых сетей помог, например, Дании, Норвегии, Швеции преодолеть энергетический кризис 70-х годов.
Россия — тоже не новичок. Здесь трубы с индустриальной пенополиуретановой изоляцией производятся и успешно эксплуатируются боле 10 лет. И хотя более надежная конструкция труб ведет к некоторому персональному удорожанию, однако за счет высокого качества трубопроводов затраты на их техническое обслуживание снижаются более чем в 9 раз, вследствие чего стоимость тепловых сетей, приведенная к одному году эксплуатации, уменьшается на 20-30% по сравнению со стоимостью аналогичных тепловых сетей, выполненных традиционным способом. Поэтому одним из основных факторов экономической эффективности применения новых конструкций следует считать не их первоначальную стоимость, а стоимость, приведенную к одному году эксплуатации.
Бесканальная прокладка тепловых сетей трубами с пенополиуретановой изоляцией в полиэтиленовой оболочке не требует устраивать дорогостоящие каналы и камеры для установки запорной арматуры. В конструкциях трубопроводов предусматривается система оперативного дистанционного контроля, стоимость которой не превышает 1,5% от стоимости тепловой сети. Эта система позволяет своевременно выявлять и устранять возникающие дефекты (в первую очередь, увлажнение пенополиуретана), тем самым предотвращать аварии, типичные для тепловых сетей других конструкций. Кроме того, отпадает необходимость в защите трубопровода от блуждающих токов, а также в устройстве дренажа.
Теплоэкономические расчеты показывают, что применение новых конструкций теплопроводов дает возможность:
— увеличить срок службы до 30-40 лет (против 5-10 лет старых типов);
— снизить тепловые потери в 10 раз до 2% (против 20-40 старых типов);
— снизить капитальные затраты на 15-20%, эксплуатационные затраты в 9 раз, ремонтные затраты в 3 раза;
— уменьшить время прокладки в 3-4 раза;
— исключить влияние блуждающих токов;
— исключить аварийность благодаря обязательной установке системы оперативного дистанционного контроля.
К недостаткам трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией иногда относят их горючесть при прокладке в туннелях и надземным способом и ограниченную предельную температуру применения (130-150°С). Но, как показали исследования, проведенные органами пожарной безопасности, при использовании оцинкованной стали в качестве защитного покрытия такие трубопроводы не являются пожароопасными. Наличие предельной температуры также не является серьезным препятствием для применения трубопроводов такого типа. Так, по многолетним данным Мосэнерго, температура носителя более 130°С в тепловых сетях держится не более 10 суток в году, 150°С — не более 30 часов, что допустимо по ГОСТу на трубопроводы с ППУ-изоляцией.
Сегодня в нескольких регионах России (Москва, Татарстан, Вологодская область, Екатеринбург, Бурятия и другие) приняты постановления об обязательном использовании труб с ППУ-изоляцией при прокладке тепловых сетей.
Для сетей горячего водоснабжения с трубами диаметром до 160 мм, а также для тепловых сетей с температурным графиком 70-95°С, строящихся методом бесканальной прокладки, организовано производство гибких теплоизолированных пенополиуретановых полимерных труб. Срок службы полимерных труб 50 лет. Длина в бухте при диаметре 32 мм может достигать 520 м и в барабане — 830 м, а при диаметре 110 мм — 90 и 185 м соответственно.
Существенное преимущество гибких полимерных труб — необходимость минимального количества неподвижных опор, практически полное отсутствие стыковых соединений, компенсаторов, отводов. Все это делает трассу из гибких труб вполне конкурентноспособной по сравнению с теплопроводами из традиционных стальных труб.
Следует отметить, что гибкие полимерные трубы нельзя рассматривать как альтернативу стальным трубам в первичных (магистральных и распределительных) сетях теплоснабжения, где используются перегретая вода и трубы большего диаметра (до 1020 мм). При температурном графике регулирования 150-70°С и 130-70°С для тепловых сетей должны применяться стальные трубы.
Область применения гибких труб — низкотемпературные внутриквартальные сети, протяженность которых существенно превышает протяженность первичных сетей.
В настоящее время в России созданы условия для широкого применения трубопроводов современных конструкций: в 23 регионах действует более 50 предприятий, выпускающих трубы с индустриальной пенополиуретановой изоляцией общей мощностью 7-8 тысяч км труб в год, как в полиэтиленовой, так и в оцинкованной оболочке. С их помощью потери тепла могут быть снижены в 10 раз, эксплуатационные затраты — в 9 раз.
Вячеслав РЕХОВ
На сегодняшний день для 80% трубопроводов тепловых сетей превышен срок безаварийной службы, более 30% находятся в ветхом состоянии и требуют ремонта. Если в 1997 году требовалось заменить 14,4% общей протяженности теплотрасс — каждый седьмой километр, то в 2003 году требует замены каждый пятый километр. Однако сейчас заменяются не более 0,5-1% от общей протяженности сетей вместо 4-5% по нормативу. При этом вместо планового ремонта практически проводится аварийно-восстановительный ремонт, что в 3-4 раза дороже и хуже по качеству.
Традиционно основным способом создания тепловых сетей являлась подземная, так называемая канальная прокладка (84%), с помощью бесканальной выполняется примерно 6%, путем наземной прокладки — около 10% от общего объема работ. В качестве теплоизоляционных прокладок в каналах порядка 90% используются изделия из минеральной ваты (маты и плиты). Применение для этих целей цилиндров из минеральной и стеклянной ваты составляет не более 0,1%.
Основные причины катастрофического состояния российских тепловых сетей — массовое применение подземной канальной прокладки трубопроводов и использование недолговечных теплоизоляционных материалов. Никакая гидроизоляция (защитные покрытия из стеклопластиков, гидроизола, полимерных пленок, штукатурки), а также гидрофобизация волокнистых материалов не защищают их от увлажнения при длительной эксплуатации, а следовательно, и от ухудшения их теплофизических характеристик, прежде всего от увеличения коэффициента теплопроводности. Фактический срок службы таких трубопроводов для магистральных сетей составляет 12-15 лет, для распределительных и квартальных сетей — 7-8 лет, что значительно ниже нормативного срока службы, равного 25 годам.
Многие специалисты считают, что выход из кризисной ситуации в теплоснабжении заключается в широком использовании при строительстве и ремонте тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией, о чем свидетельствует и мировой опыт. Кстати, такой способ реализации тепловых сетей помог, например, Дании, Норвегии, Швеции преодолеть энергетический кризис 70-х годов.
Россия — тоже не новичок. Здесь трубы с индустриальной пенополиуретановой изоляцией производятся и успешно эксплуатируются боле 10 лет. И хотя более надежная конструкция труб ведет к некоторому персональному удорожанию, однако за счет высокого качества трубопроводов затраты на их техническое обслуживание снижаются более чем в 9 раз, вследствие чего стоимость тепловых сетей, приведенная к одному году эксплуатации, уменьшается на 20-30% по сравнению со стоимостью аналогичных тепловых сетей, выполненных традиционным способом. Поэтому одним из основных факторов экономической эффективности применения новых конструкций следует считать не их первоначальную стоимость, а стоимость, приведенную к одному году эксплуатации.
Бесканальная прокладка тепловых сетей трубами с пенополиуретановой изоляцией в полиэтиленовой оболочке не требует устраивать дорогостоящие каналы и камеры для установки запорной арматуры. В конструкциях трубопроводов предусматривается система оперативного дистанционного контроля, стоимость которой не превышает 1,5% от стоимости тепловой сети. Эта система позволяет своевременно выявлять и устранять возникающие дефекты (в первую очередь, увлажнение пенополиуретана), тем самым предотвращать аварии, типичные для тепловых сетей других конструкций. Кроме того, отпадает необходимость в защите трубопровода от блуждающих токов, а также в устройстве дренажа.
Теплоэкономические расчеты показывают, что применение новых конструкций теплопроводов дает возможность:
— увеличить срок службы до 30-40 лет (против 5-10 лет старых типов);
— снизить тепловые потери в 10 раз до 2% (против 20-40 старых типов);
— снизить капитальные затраты на 15-20%, эксплуатационные затраты в 9 раз, ремонтные затраты в 3 раза;
— уменьшить время прокладки в 3-4 раза;
— исключить влияние блуждающих токов;
— исключить аварийность благодаря обязательной установке системы оперативного дистанционного контроля.
К недостаткам трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией иногда относят их горючесть при прокладке в туннелях и надземным способом и ограниченную предельную температуру применения (130-150°С). Но, как показали исследования, проведенные органами пожарной безопасности, при использовании оцинкованной стали в качестве защитного покрытия такие трубопроводы не являются пожароопасными. Наличие предельной температуры также не является серьезным препятствием для применения трубопроводов такого типа. Так, по многолетним данным Мосэнерго, температура носителя более 130°С в тепловых сетях держится не более 10 суток в году, 150°С — не более 30 часов, что допустимо по ГОСТу на трубопроводы с ППУ-изоляцией.
Сегодня в нескольких регионах России (Москва, Татарстан, Вологодская область, Екатеринбург, Бурятия и другие) приняты постановления об обязательном использовании труб с ППУ-изоляцией при прокладке тепловых сетей.
Для сетей горячего водоснабжения с трубами диаметром до 160 мм, а также для тепловых сетей с температурным графиком 70-95°С, строящихся методом бесканальной прокладки, организовано производство гибких теплоизолированных пенополиуретановых полимерных труб. Срок службы полимерных труб 50 лет. Длина в бухте при диаметре 32 мм может достигать 520 м и в барабане — 830 м, а при диаметре 110 мм — 90 и 185 м соответственно.
Существенное преимущество гибких полимерных труб — необходимость минимального количества неподвижных опор, практически полное отсутствие стыковых соединений, компенсаторов, отводов. Все это делает трассу из гибких труб вполне конкурентноспособной по сравнению с теплопроводами из традиционных стальных труб.
Следует отметить, что гибкие полимерные трубы нельзя рассматривать как альтернативу стальным трубам в первичных (магистральных и распределительных) сетях теплоснабжения, где используются перегретая вода и трубы большего диаметра (до 1020 мм). При температурном графике регулирования 150-70°С и 130-70°С для тепловых сетей должны применяться стальные трубы.
Область применения гибких труб — низкотемпературные внутриквартальные сети, протяженность которых существенно превышает протяженность первичных сетей.
В настоящее время в России созданы условия для широкого применения трубопроводов современных конструкций: в 23 регионах действует более 50 предприятий, выпускающих трубы с индустриальной пенополиуретановой изоляцией общей мощностью 7-8 тысяч км труб в год, как в полиэтиленовой, так и в оцинкованной оболочке. С их помощью потери тепла могут быть снижены в 10 раз, эксплуатационные затраты — в 9 раз.
Вячеслав РЕХОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 33 за 2004 год в рубрике изоляция
