В 2018 году на нашем предприятии запущена линия по производству ПИ-труб с применением вспенивателя - циклопентан. Данная технология производства ПИ-труб пришла на смену ПИ-труб с тепловой изоляцией на основе диоксида углерода.
Тепловая изоляция ПИ-труб, произведенная с использованием циклопентана в качестве компонента-преобразователя (вспенивателя) обладает улучшенными теплофизическими характеристиками, большей долговечностью и стабильностью характеристик в сравнении с использованием пенополиуретана на основе диоксида углерода. Показатели сдвига в осевом направлении превосходят в 3-5 раз в сравнении с водными ППУ-системами.
Важным фактором при сравнении материалов пенополиуретана является устойчивость к изменению коэффициента теплопроводности во времени (устойчивость к старению). При использовании традиционной в РБ технологии химического вспенивания («водных систем»), в результате протекания реакции в ячейках изоляции образуется углекислый газ. Основным недостатком данного вспенивателя является высокая теплопроводность по сравнению с другими вспенивателями и высокая скорость диффузии из ячеек пенополиуретана.
По результатам оценки исследований по искусственному («ускоренному») старению и естественному старению тепловой изоляции с использованием вспенивателя диоксида углерода (углекислого газа) и циклопентана, последний показал улучшенные тепловые характеристики в расчете на весь период эксплуатации 30 лет.
Так, например, по данным одного из исследований независимого научно-исследовательского института Chalmers Technical University (ChTU) Швеция (рис. 1), видно, что при применении ПИ-труб с ППУСО2 в течении первых 5 лет коэффициент теплопроводности резко возрастает, увеличивая разницу потерь тепловой энергии еще больше, в то время как изменение коэффициента теплопроводности для ПИ-трубы с ППУc-pentan не существенно.
По заказу Ассоциации производителей и потребителей предварительно изолированных трубопроводов (далее – Ассоциация), Государственным предприятием «Институт жилища – НИПТИС им. Атаева С.С.» в 2019 г. проведена научно-исследовательская работа «Технико-экономический анализ применения предварительно изолированных труб и фасонных изделий, произведенных с использованием в качестве вспенивателя циклопентана в сравнении с использованием вспенивателя на водной основе». Исходными данными послужили результаты проведенных испытаний в лабораториях Республики Беларусь, Российской Федерации, техническая литература, национальные и зарубежные ТНПА. В основу метода для выполнения работы включена методика Департамента по энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь и расчет экономии условного топлива, удельных затрат, чистого дисконтированного дохода.
Результаты технико-экономического анализа с учетом полученных показателей потери тепловой энергии, величины чистого дисконтированного дохода, среднегодовых финансовых эксплуатационных затрат при применении, продолжительности срока окупаемости от замены существующих тепловых сетей на ПИ-трубы с ППУc-pentan свидетельствуют о получении большей экономической выгоды и снижения потерь тепла при использовании ПИ-труб с ППУc-pentan по сравнению с ПИ-трубами с ППУСО2.
При средней протяженности ежегодно заменяемых и прокладываемых новых трубопроводов в жилищно-коммунальном хозяйстве Республики Беларусь и ГПО «Белэнерго» экономия от применения ПИ-труб с ППУc-pentan вместо ПИ-труб с ППУСО2 составит, дополнительно к основному эффекту от замены труб, 3,378 тыс. т.у.т, что эквивалентно 725 тыс. долл. США.Сделан вывод о том, что применение ПИ-труб с ППУc-pentan для замены, реконструкции и строительства новых предварительно изолированных трубопроводов теплоснабжения является более приоритетным в свете реализации «Отраслевой программы развития электроэнергетики на 2016 – 2020 годы», утв. постановлением Министерства энергетики Республики Беларусь № 8 от 31.03.2016. и подпрограммы "Модернизация и повышение эффективности теплоснабжения" Государственной программы «Комфортное жилье и благоприятная среда» на 2016–2020 годы, утв. Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 326 от 21 апреля 2016 г.
Итоговые результаты НИР:
|
Показатель, ед. изм. |
Значения показателя для ПИ-труб с ППУ на различных вспенивателях1 |
||
|
ППУСО2 |
ППУс-pentane |
Разница между ППУCO2 и ППУс-pentane |
|
|
Экономия энергии |
|||
|
Годовая экономия, тыс. т у т /год |
64,615 |
67,994 |
3,378 |
|
Суммарная экономия, тыс. т у т/30 лет |
1942,02 |
2043,73 |
101,71 |
|
Экономия финансовых эксплуатационных затрат |
|||
|
Годовая экономия, млн долл США/год |
13,898 |
14,623 |
0,725 |
|
Суммарная экономия, млн долл. США/30 лет |
416,897 |
438,693 |
21,797 |
|
1- Результаты представлены для средней протяженности ежегодно заменяемых и прокладываемых труб тепловых сетей, принятой по среднему плановому значению тепловых сетей Республики Беларусь 817,95 км. Из них 640,30 км – тепловые сети ЖКХ и 177,65 км – тепловые сети ГПО Белэнерго |
|||
В Республики Беларусь технология применения пенополиуретана с использованием циклопентана в качестве вспенивания внедрена и успешно используется рядом белорусских предприятий в других промышленных отраслях ЗАО «АТЛАНТ» (производство холодильников), ГК «Алютех» (производство роллетных систем и секционных ворот), ООО «Завод автомобильных прицепов и кузовов «МАЗ-Купава» (производство изотермических и рефрижераторных фургонов). Основные ведущие мировые, в том числе и европейские производители заливочного оборудования способны обеспечить проектирование, изготовление и монтаж данного оборудования.
По результатам периодических испытаний труб стальных предварительно-изолированных ООО «Изоком» за 2020 г. теплопроводность тепловой изоляции с применением вспенивателя циклопентан составила 0,027 Вт / (м·К) при плотности образца 61,2 кг/м3 .
В нормативных документах Украины (ДСТУ EN 253:2016) стран Евросоюза (EN 253:2019, EN 489:2019) коэффициент теплопроводности установлен на уровне не более 0,029 Вт/(м·К), который обеспечивается применением стальных труб предварительно термоизолированных пенополиуретаном, произведенных с использованием циклопентана в качестве вспенивателя.
Фото носит иллюстративный характер
Анализ результатов испытаний и исследований материалов предварительно изолированных труб, применяемых в Республике Беларусь и за рубежом. Часть 1
