Вы здесь

МДС 41-7.2004 Методика оценки влияния влажности на эффективность теплоизоляции оборудования и трубопроводов

Документ: 
МДС 41-7.2004
Название: 
Методика оценки влияния влажности на эффективность теплоизоляции оборудования и трубопроводов
Аннотация (Область применения): 

Одной из наиболее острых проблем развития топливно-энергетического комплекса России является проблема энергосбережения. От ее успешного решения во многом зависит жизнеспособность экономики страны.

Целевые установки программ энергосбережения России предусматривают экономию топлива и энергии в размере 500-600 млн т у.т. в 2010 г., что позволит также на 30-40 % сократить выбросы вредных веществ в атмосферу, которые достигают в настоящее время около 20 млн т в год, и стабилизировать выбросы парниковых газов.

Существенную роль в выполнении программы энергосбережения России призвана сыграть высокоэффективная тепловая изоляция, применяемая во всех областях промышленного производства и строительства. По приближенным оценкам повышение теплозащитных свойств теплоизоляционных конструкций промышленных сооружений, оборудования и трубопроводов, систем централизованного теплоснабжения и ограждений зданий в состоянии обеспечить в 2010г. экономию энергоресурсов в объеме 40 млн т у.т.

Анализ состояния проблемы энергосбережения в строительстве и роли тепловой изоляции в ее решении показал, что в настоящее время потери теплоты объектами строительного комплекса России составляют:
– через изолированные поверхности существующих промышленных сооружений, оборудования и трубопроводов – 356 млн Гкал/год, или 65 млн т у.т/год;
– через изоляцию теплопроводов тепловых сетей – 324 млн Гкал/год, или 59,5 млн т у.т/год.

Затраты теплоты на отопление жилых, общественных и промышленных зданий, для восполнения потерь через изоляцию ограждающих конструкций достигают 1340 млн Гкал/год, или 240 млн т у.т/год. Таким образом, общие потери тепловой энергии объектами строительного комплекса составляют в настоящее время около 2 млрд Гкал/год, или 364,5 млн т у.т/год, т.е. около 20 % годового производства первичных топливно-энергетических ресурсов России.

Повышение производительности технологических установок, использующих теплоту, все более широкое применение в промышленности высоких температур и глубокого холода создают весьма сложные условия эксплуатации теплоизоляционных конструкций, промышленных сооружений и оборудования. Интенсивные процессы тепло- и влагообмена, возникающие при этом в теплоизоляции, оказывают существенное влияние на ее теплозащитные свойства и долговечность.

Влага, проникающая из окружающей среды в теплоизоляционные конструкции в процессе их эксплуатации, существенно изменяет условия теплообмена. Процессы совместного тепло- и влагообмена, возникающие при этом в изоляции, включая фазовые превращения влаги в пористой структуре теплоизоляционного слоя, приводят к значительному увеличению потерь теплоты по сравнению с расчетными, определенными без учета влагообмена. Известно, например, что потери теплоты теплоизолированными трубопроводами подземных тепловых сетей, работающих в условиях интенсивного воздействия грунтовой влаги, зачастую превышают расчетные в 1,5-2 раза. Накопление влаги в теплоизоляционных конструкциях низкотемпературного оборудования нередко приводит к столь значительному увеличению потерь холода, что необходима их полная замена.

Перенос влаги в теплоизоляции, работающей в условиях контакта с агрессивной средой (например, в теплоизоляции оборудования наружных установок и хранилищ промышленных предприятий, подземных трубопроводов бесканальных тепловых сетей, эксплуатируемых в условиях интенсивного воздействия влаги), во многом определяет интенсивность коррозионных процессов в конструкциях изолируемого оборудования и деструкцию теплоизоляции. Тем самым тепло- и влагообменные процессы в них являются одним из основных факторов, определяющих долговечность не только теплоизоляционных конструкций, но и изолируемого оборудования.

В связи с этим следует отметить, что в отличие от строительной теплофизики, где для оценки влияния тепло- и влагообменных воздействий окружающей среды на ограждающие конструкции зданий, вызывающих снижение их теплозащитных свойств, широко используются расчетные методы, разработанные в трудах О.Е. Власова, В.И. Богословского, В.М. Ильинского, В.Д. Мачинского, Ф.В. Ушкова, К.Ф. Фокина, А.У. Франчука и др., в отечественных (Н.М. Зеликсон, М.Г. Каганер, С.В. Хижняков, Е.П. Шубин) и зарубежных (И.С. Каммерер, Д.Ф. Меллой, Р. Каскет) монографиях и периодических публикациях, посвященных промышленной изоляции, вопросы совместного тепло- и влагопереноса и их влияние на теплозащитные свойства теплоизоляционных конструкций не рассматриваются.

К сожалению, методы строительной теплофизики в большинстве случаев не удается использовать для этих целей, поскольку температурно-влажностные условия, в которых эксплуатируется промышленная изоляция, существенно отличаются от условий эксплуатации теплоизоляции в ограждениях зданий. Достаточно отметить, что диапазон температур, в котором работают конструкции промышленной изоляции составляет от -180 до 600 °С, а теплоизоляция ограждений зданий – от -20 до 30 °С.

Вследствие интенсивных тепло- и влажностных воздействий окружающей среды, недостаточного учета влияния совместных тепло- и влагообменных процессов на теплозащитные свойства изоляции при проектировании и монтаже энергоэффективность теплоизоляционных конструкций промышленных сооружений в процессе эксплуатации снижается, что приводит к значительным сверхнормативным потерям тепловой энергии.

В настоящее время сверхнормативные тепловые потери через изолированную поверхность промышленных сооружений, оборудования, трубопроводов и тепловых сетей достигают 244 млн Гкал, или 44 млн т у.т. в год. Эксплуатационные тепловые потери через существующие теплоизоляционные конструкции значительно превышают расчетные, так в промышленной изоляции оборудования и трубопроводов они в 1,25-1,3 раза больше нормативных, а в тепловых сетях – в два раза.

Приведенные данные убедительно свидетельствуют о том, что для успешного решения проблемы энергосбережения в строительстве необходимо повышение энергоэффективности промышленной тепловой изоляции путем широкого внедрения в практику проектирования и строительства высокоэффективных теплоизоляционных материалов и конструкций на основе новых методов расчета, учитывающих влияние тепло- и влагообмена и обеспечивающих выбор оптимальных технологических, теплофизических и массообменных характеристик изоляции и проектных решений, гарантирующих стабильность теплозащитных свойств теплоизоляционных конструкций в процессе эксплуатации.

Исходя из изложенного в процессе выполнения настоящей работы предложены расчетные методы оценки влияния влажности на теплозащитные свойства теплоизоляции и предложения по нормированию расчетных значений ее теплопроводности в конструкциях.

Формат: 
DOC
Размер: 
0.30 МБ
Категория: 

Добавить комментарий

Похожие материалы