Периодическая система труб ИЗОПРОФЛЕКС

[admin]

В последние годы полимерные технологии все увереннее проникают в теплоэнергетику. Еще каких‑то 10‑15 лет назад мы удивлялись применению полимеров во внутридомовых системах ГВС и отопления…


А сегодня уже и на внешних сетях российских городов стали уверенно применяться гибкие полимерные теплоизолированные трубы. Но если для применения на внутридомовых сетях отопления было достаточно просто копировать западные технические решения, то в случае внешних тепловых распределительных сетей ситуация оказалась намного сложнее.
Напомним, что в Европе трубы из сшитого полиэтилена применяются на небольших внутриквартальных сетях с незначительными тепловыми нагрузками (как правило, до 6 бар, до 70оС, диаметром до 110‑125 мм). Для тепловых же сетей больших и средних российских городов нужны трубопроводные системы бóльших диаметров и к тому же рассчитанные на бóльшие температуры и давления.
Технические решения по развитию полимерных технологий для российских тепловых сетей нашим производителям пришлось искать самостоятельно. Применение технологии армирования позволило создать трубы повышенной надежности ИЗОПРОФЛЕКС®-А диаметром до 225 мм, рассчитанные на рабочее давление 10 бар и температуру 95оС.
С начала выпуска первых армированных труб в 2004 году проложено уже более 3000 километров труб ИЗОПРОФЛЕКС®-А, и опыт их эксплуатации показывает исключительно низкую аварийность.
Для тепловых сетей с более высокими параметрами – с температурой до 135оС (а с теплоизоляцией на основе изоцианурата – до 155оС) – выпускаются гибкие теплоизолированные трубы КАСАФЛЕКС с напорными трубами из спирально-гофрированной нержавеющей стали.
В целом семейство труб ИЗОПРОФЛЕКС® и КАСАФЛЕКС почти полностью покрывает потребность теплосетевых компаний в трубах для внутриквартальных тепловых сетей.
Экономическая эффективность применения труб ИЗОПРОФЛЕКС®-А и КАСАФЛЕКС оказывается разной для разных видов труб семейства: если трубы ИЗОПРОФЛЕКС®-А «в земле» оказываются значительно дешевле, чем металлические в ППУ изоляции, то для труб КАСАФЛЕКС инициальные затраты иногда оказываются выше.
Относительно высокая себестоимость труб КАСАФЛЕКС, а также невозможность изготовления труб КАСАФЛЕКС больших диаметров в гибком исполнении побудили специалистов Группы ПОЛИМЕРТЕПЛО и НТЦ «Пластик» к поиску полимерных вариантов высокотемпературных труб. Последние результаты совместной работы ученых НТЦ «Пластик» и наших коллег из американских и европейских компаний – ведущих мировых производителей специальных полимерных высокотемпературных материалов – позволили сформулировать принципиально новый подход к развитию всего направления полимерных армированных высокотемпературных труб.
Прежде всего, были проанализированы температурные режимы тепловых распределительных сетей России и стран СНГ (табл. 1).

Из табл. 1 следует, что разнообразие используемых в тепловых сетях температурных графиков довольно велико и что в диапазоне температур 95–135оС графики идут почти с одинаковым шагом в 5оС.
Приведенные графики являются довольно формальными, и в реальности тепловые нагрузки в сетях намного ниже и достигают своих максимальных значений в течение всего нескольких дней, да и то только в самые холодные зимы. Тем не менее при создании полимерных труб ориентироваться надо именно на эти формальные температурные графики.
На какие же температурные нагрузки следует ориентироваться разработчикам новых полимерных труб? Идея создания универсальной полимерной трубы, способной заменить металлические трубы во всем диапазоне температур, была отвергнута сразу – не в последнюю очередь, по соображениям экономической целесообразности. Себестоимость одного метра трубы диаметром 110 мм из фторопласта, выдерживающего рабочие температуры до 300оС, должна была быть на уровне 200 долларов США. Видимо, и такие трубы имеют право на существование, но только для очень специальных применений.
Гораздо более продуктивным оказался подход, предполагающий создание целой линейки многослойных армированных теплоизолированных труб, предназначенных для разных температурных диапазонов. Понятно, что в этой линейке должны присутствовать трубы разной конструкции с использованием различных высокотемпературных материалов. Понятно также, что и стоимость разных труб в предлагаемой новой линейке труб ИЗОПРОФЛЕКС®-А должна быть различной, в зависимости от стоимости используемых материалов и от сложности производственного процесса.
Предлагаемый подход с технической и экономической точек зрения позволяет очень гибко подойти к решению задач по перевооружению парка тепловых сетей каждой конкретной теплосетевой компании. В конечном счете, речь идет об оптимальном расходовании средств, выделяемых на ремонт или реконструкцию тепловых сетей.
Упрощенно предлагаемый подход можно сформулировать как тезис: каждому тепловому режиму – своя труба.
После тщательного анализа всех применяемых в сетях отопления в России и странах СНГ температурных графиков было принято решение о разбиении всего используемого температурного диапазона на четыре градации – до 95оС, 95–115оС, 115–135оС и 135–155оС.
Данные граничные значения температуры были выбраны по следующим причинам:
подобная разбивка температурных графиков логично разделяет тепловые сети по назначению;
все пограничные значения температуры имеют определенный физический смысл и прописаны в том или ином нормативном документе:
• 95оС – предельная температура сетей ГВС;
• 115оС – предельная температура теплосетей, неподнадзорных Ростехнадзору;
• 135оС – часто встречающаяся максимальная температура первичного контура (в основном в сетях от РТС);
• 155оС – часто встречающаяся максимальная температура первичного контура (в основном в сетях от ТЭЦ);
• все граничные температурные значения следуют строго через 20ºС, что вносит определенную системность в разделение температурного диапазона.
Но главной причиной подобного способа разделения температурного диапазона явилась техническая возможность создания расширенного семейства гибких армированных труб ИЗОПРОФЛЕКС®-А с подобным рядом по рабочим температурам теплоносителя. Фактически, для создания данной линейки труб была решена сложная многопараметрическая задача, где в качестве параметров выступали не только технические характеристики многослойной армированной системы, но и стоимостные показатели специально разрабатываемых марок высокотемпературных полимеров.

В результате многолетней работы (первые работы по проекту были начаты еще в 2005 году) родилась линейка расширенного семейства армированных труб ИЗОПРОФЛЕКС®-А, приведенная в табл. 2:


Представленное семейство труб ИЗОПРОФЛЕКС®-А и КАСАФЛЕКС (с теплоизоляцией на основе полиизоцианурата) полностью перекрывает весь диапазон применяемых в тепловых сетях температурных графиков.
В результате полное семейство гибких полимерных труб ИЗОПРОФЛЕКС® и КАСАФЛЕКС, выпускаемое заводами Группы ПОЛИМЕРТЕПЛО, в скором времени будет состоять из шести типов труб – одного для холодного водоснабжения и пяти для ГВС и отопления.
Создание новых труб потребовало разработки новых фитингов и оборудования для их монтажа. Новые фитинги и запрессовочное оборудование сконструированы таким образом, что они подходят и для всех предыдущих труб семейства, а стоимость новых фитингов не превысит стоимости применяемых в настоящее время. Появление фитингов новой конструкции делает возможным переход на единые фитинги для всех труб семейства ИЗОПРОФЛЕКС®.
В соответствии с планами Группы ПОЛИМЕРТЕПЛО серийный выпуск труб ИЗОПРОФЛЕКС®-115А начнется в первом квартале 2011 года, а труб ИЗОПРОФЛЕКС®-135А – в четвертом квартале 2011 года.
Разработанные трубы ИЗОПРОФЛЕКС®-115А и ИЗОПРОФЛЕКС®-135А оказались по себестоимости существенно дешевле труб КАСАФЛЕКС: при снижении рабочей температуры (относительно труб КАСАФЛЕКС) на 20оС себестоимость трубы снижается примерно на 20 процентов.
Применение новых труб семейства ИЗОПРОФЛЕКС®-А в будущем позволит экономить более 20 процентов средств, выделяемых на ремонт тепловых сетей. На практике это может означать, что с учетом более дешевых монтажных работ на трубах ИЗОПРОФЛЕКС® по сравнению с трубами КАСАФЛЕКС и с учетом более дешевых фитингов теплосетевые компании смогут ремонтировать в строительный сезон на 15‑20 процентов тепловых сетей больше.
Заканчивается значительный этап многолетней исследовательской работы, и можно с удовлетворением отметить, что инженерный подход в создании класса многослойных полимерных армированных систем для тепловых разводящих сетей, предложенный много лет назад коллективом И. В. Гвоздева и Группой ПОЛИМЕРТЕПЛО, оказался крайне продуктивным. И то обещание, которое в свое время дал завод «АНД Газтрубпласт» Департаменту топливно-энергетического хозяйства Москвы – вытеснить металл из разводящих тепловых сетей города – похоже, начинает выполняться.

Автор: Александр Шмелев

Источник: http://tutteplo.ru/articles/_aview_b16498