Золотой прииск теплоснабжения

Наверное, каждый читающий эти строки, проходя зимой по улицам своего города, обращал внимание на следующую природную аномалию- холмики среди белых сугробов с зеленой весенней травкой и греющихся на ней собак. Кажется, поставь над этим местом теплицу и можно круглый год растить помидоры! Но, приглядевшись повнимательней, мы понимаем, что эта аномалия рукотворная и у ней есть название — тепловая камера!

1. Природная аномалия.

Что же это за сооружение? Толковый словарь теплоэнергетики нам сообщает: ««Тепловая камера – заглубленное сооружение, предназначенное для размещения и обслуживания узлов теплопроводов, представляющих места с ответвлениями, секционными задвижками, дренажными устройствами, компенсаторами, неподвижными опорами и опусками труб. Выполняется наиболее часто из монолитного бетона или железобетона и железобетонных конструкций». (1)

 

Рис.1 Тепловая камера

2. Что это такое и почему так?

Из конструкционных особенностей тепловой камеры вытекают и особые условия её эксплуатации: регулярный доступ обслуживающего персонала, резкая смена температурного режима, проникновение грунтовых и стоковых вод.

Подобные факторы приводят к увеличенной скорости коррозии металла труб и инженерного оборудования, ускоренному намоканию тепловой изоляции с дальнейшим разрушением увеличенным тепловым потерям.

И статистические данные подтверждают, что 70% всех дефектов тепловых сетей, вызванных коррозионными процессами, приходится на тепловые камеры.

По самым оптимистичным расчетам, с одного квадратного метра теплопровода потери тепла через разрушенную изоляцию могут достигать 0,001 Гкал/час, что за отопительный сезон составит 5 Гкал. Учитывая, что средняя площадь металлоконструкций в тепловой камере составляет не менее 15… 20 м2 , то в сумме тепловые потери составляют значительную цифру. А подобных сооружений на 1 км трубопровода не менее пяти.

Вот и радуют нас тепловые камеры зелеными лужайками среди лютой зимы, принося своим хозяевам значительные убытки.

3. Кто виноват и что делать?

Настала пора задать эти извечные вопросы и постараться дать на них правильные ответы! Что приводит к ускоренному разрушению тепловой изоляции?

1. конструкционные особенности тепловых камер и условия их эксплуатации
2. применяемые изоляционные материалы

По поводу первого фактора уже было сказано выше и повторяться не имеет смысла. А вот о втором факторе нужно поговорить поподробнее. Действительно, что применяется для тепловой изоляции?

Традиционный материал – минераловатные маты или фасонные скорлупы из ППУ. Обладая неплохими изолирующими свойствами, данные материалы имеют склонность впитывать и удерживать влагу (гигроскопичность).

Их защита от увлажнения производится либо асбоцементной обмазкой по сетке рабице, либо рулонными материалами (рубероид, лакоткань). Но как показывает практика эксплуатации, влагопроницаемость подобных покрытий довольно высока. Особенно это становится заметно со временем.

Находясь на горячей трубе, влага из теплоизоляции начинает интенсивно испаряться, способствуя запариванию атмосферы тепловой камеры. Причем, ППУ еще и выделяет вещества, способствующие увеличению скорости коррозии металла. Сочетание тепла, влажности и некачественных материалов в итоге и приводит к преждевременному разрушению как тепловой изоляции так и металла труб. (3)

Но, если мы не можем кардинальным образом изменить условия эксплуатации оборудования в тепловой камере и её конструкцию, то можно ли подобрать более эффективные изоляционные материалы с помощью которых можно изготовить:

1. Противокоррозионное покрытие, защищающее металл трубы от внешнего воздействия атмосферы тепловой камеры.
2. Тепловую изоляцию, максимально снижающую тепловые потери с поверхности трубы.
3. Гидроизоляцию, защищающую тепловую изоляцию от намокания и физических воздействий.

Да, можно, такие материалы есть и их грамотное совместное применение дает неплохие результаты! Это широко распространенные антикоррозионные мастики «Вектор» и «Магистраль», ППУ-скорлупы и стеклоткань.

4. Стоит ли игра свеч?

Действительно, сколько будет стоить отремонтировать тепловую камеру с применением вышеуказанных материалов, насколько будут снижены тепловые потери и как быстро окупится ремонт?

Ответы на эти вопросы были даны в ходе реализации пилотного проекта «Технология повышения надежности и снижения энергетических потерь в подземных сооружениях (камерах) тепловых сетей», проводимого Администрацией городского округа Коломна совместно с МУП «Тепло Коломны», НП «Энергоэффективный город» с привлечением специалистов ОАО «ВНИПИэнергопром», МИТХТ им. М.В. Ломоносова, НП «Российское теплоснабжение». (4)

 

Рис. 2 Состояние т.к. № 71 до ремонта

Целью проекта являлось апробация технологии повышения надежности и снижения энергетических потерь в тепловых камерах, путем комплексного применения надежной антикоррозионной защиты, гидроизоляционной защиты поверхности оборудования и высокоэффективных видов теплоизоляционных покрытий. (2)

В качестве обьекта защиты была выбрана тепловая камера № 71 по адресу: ул.Д.Поле,16а от котельной №2 по ул. Астахова, 12. В камере находилось следующее обрудование:

№	Наименование	Кол-во
1	труба Ø273	22,96 м
2	труба Ø219	35,09 м
3	труба Ø159	18,64 м
4	труба Ø133	1,7 м;
5	труба Ø108	0,2 м
6	труба Ø89	0,2 м
7	труба Ø57	0,8 м
8	отводы Ø273 —	10шт
9	отводы Ø219 —	15 шт
10	отводы Ø159 —	9шт
11	задвижка стальная фланцевая с маховиком Ду200 типа 30с41нж	1шт
12	задвижка стальная фланцевая с маховиком Ду200 типа 30ч6бр	2шт
13	задвижка стальная фланцевая с маховиком Ду150 типа 30с41нж	2шт
14	задвижка стальная фланцевая с маховиком Ду150 типа 30ч6бр	3шт
15	задвижка стальная фланцевая с маховиком Ду100 типа 30ч6бр	1шт
16	задвижка стальная фланцевая с маховиком Ду80 типа 30ч6бр	1шт
17	задвижка стальная фланцевая с маховиком Ду50 типа 30ч6бр	4шт

Общая площадь металлических поверхностей составила 53,82 м2. Тепловизионное обследование и расчет тепловых потерь показали, что за отопительный сезон потери тепла в этой камере могут доходить до174,55 Гкал, что в рублях составит 197066,95 руб. ( при стоимости 1 Гкал -1129 руб.)

5. Технология ремонта.

Ремонт проводимый в указанной тепловой камере состоял из следующих этапов:

1. Очистка камеры от ила, песка.
2. Восстановление дренажей
3. Устранение щелей между потолочными плитами
4. Антикоррозионная защита металлических поверхностей
5. Монтаж теплоизоляции
6. Гидроизоляция скорлуп ППУ
7. Теплоизоляция инженерного оборудования

Рис 3. Антикоррозионные мастики «Вектор».

Могут наноситься на слабоподготовленную (ржавую) поверхность металла. Сохраняют защитные свойства не менее 20 лет

В качестве антикоррозионной защиты металла были применены хорошо известные и широко используемые мастики «Вектор». Их применение позволило сэкономить на подготовке поверхности металла под покраску, т.к. они могут наноситься на слабо подготовленную (ржавую) поверхность. Технология их нанесения допускает применение кисти и валика, что немаловажно в стесненных условиях тепловых камер. Минимальное содержание растворителя в их составе позволило работать без принудительной вентиляции.

Теплоизоляция трубопроводов в тепловой камере ТК № 71 выполнялась пенополиуретановыми скорлупами. Это технологичный, широко распространенный материал, с хорошими изоляционными свойствами. Монтаж и подгонка скорлуп по профилю изгибов труб не составляет труда.

Для предотвращения намокания тепловой изоляции на скорлупах была смонтирована гидроизолияция, состоящая из слоя стеклоткани пропитанного мастиками «Вектор» и «Магистраль».

 

Рис.4. Монтаж тепловой изоляции

Рис 5. Гидроизоляция тепловой изоляции

Мастика «Магистраль» является дальнейшим развитием линейки антикоррозионных материалов, разработанных НПК «КУРС-ОТ». В её составе нет растворителя, поэтому она может применяться в замкнутых пространствах без применения принудительной вентиляции.(5)

Для теплоизоляции задвижек были применены термочехлы. Их отличительная особенность-многоразовость применения. Полотно термочехла оборачивается вокруг корпуса задвижки и закрепляется застежкой-липучкой. При необходимости технического обслуживания задвижки термочехол снимается и надевается вновь по окончанию работ.

Инструментальные замеры по мере монтажа соответствующей теплоизоляции показали снижение температуры поверхности трубопроводов на 24-27 С при начальной температуре 44,2-47,6С и запорной арматуры на 56,7С при начальной температуре 71,2С.

Итого на ремонтные работы было использовано:

№	Наименование	Кол-во
1	Мастики «Вектор»	66 кг
2	Мастика «Магистраль»	20 кг
3	Скорлупы ППУ (общ)	93 м
4	Термочехлы	14 шт

Общая стоимость восстановительно-ремонтных работ по т.к. № 71 составила 108480 руб. Тепловые потери в камере сократились до 16,14 Гкал/год

6. Полученные результаты

Подведем итоги:

№	Наименование	До ремонта	После ремонта
1	Теплопотери	174,55 Гкал	16,14 Гкал
2	Теплопотери в рублях	197066,95 руб.	18222,06 руб.
3	Экономия тепла Гкал\руб.	158,41Гкал /178843,94 руб.
4	Затраты на ремонт	108480 руб.
5	Срок окупаемости вложений	7,28 месяцев

Полученный результат заставит обрадоваться теплоэнергетиков и задуматься возможных спонсоров. Те огромные суммы, которые сейчас просто улетают в воздух, можно будет направить на другие цели. Ремонт тепловых камер с применением указанных материалов можно производить круглогодично, а это дополнительные рабочие места и занятость персонала. Так же экологическая безопасность и безопасность для персонала, осуществляющего работы, вследствие отсутствия в компонентах комбинированных покрытий вредных для окружающей среды и органов дыхания органических растворителей, пожарная безопасность при проведении работ.

Сэкономленные гигакалории можно продать потребителю или снизить потребление топлива и нагрузки на оборудование. Да и такой срок окупаемости вложений не дает ни одна отрасль промышленности, ни финансовые институты.

 

Рис.6. Термочехлы на задвижках

Рис. 7. Т.к. № 71 после ремонта. Финишный слой гидроизоляции выполнен мастикой «Магистраль». Материал «Магистраль» не имеет запаха и предназначен для работ в закрытых помещениях

Вот такой результат правильного применения обычных, хорошо известных материалов!

Вот так при грамотном подходе, тепловая камера превращается из источника затрат в золотой прииск предприятия.

Используемая литература:

1. И.В. Стрижевский, М.А.Сурис. Защита подземных теплопроводов от коррозии. Энергоатомиздат, Москва, 1983 г.
2. Защита трубопроводов от коррозии в тепловых камерах. Журнал “Новости теплоснабжения”, № 10 (14) октябрь 2001, С. 49 – 54, К.т.н. В.Б. Косачев, А.П. Гулидов, НПК «Вектор»
3. Антикоррозионные составы для повышения надежности трубопроводов в ППУ-изоляции А.В.Аушев, В.Б. Косачев, НПК «Вектор» «НТ» № 5 (май); 2003 г.
4. Повышение надежности и снижение потерь в тепловых камерах МУП «Тепло Коломны» Н.Б. Герлинский, П.А. Анахов «НТ» № 8 (132) 2011 г.
5. Альбом типовых решений по защите тепловых камер. Москва, 2011. НПК «КУРС-ОТ»