6.5 Расчет тепловой изоляции

В связи с широким внедрением в современную технику теплоносителей высоких температур и давлений тепловая изоляция из сопутствующего элемен­та в строительстве обрела первостепенную и самостоятельную роль.

Нормальная работа трубопроводов смонтированных под от­крытым небом, находящихся под атмосферным воздействием и подверженных ветровым нагрузкам, всецело зависит от качества и надежности смонтированной тепловой изоляции.

Современная тепловая изоляция обеспечивает минимальные теплопотери, что дает возможность экономить топливо и электроэнергию.

Промышленность выпускает большой ассортимент теплоизо­ляционных, пароизоляционных и покровных материалов, что де­лает возможным выполнение теплоизоляционных работ любой технической сложности.

Наружные покрытия изоляции выполняются из металлических кожухов, синтетических пленок, стеклопластика, дублированных материалов.

Учитывая, что тепловая изоляция является завер­шающим этапом любого строительства, изолированные поверх­ности должны отвечать архитектурно-эстетическим требованиям. Это обязывает монтировать изоляцию не только с высокой теплоизоляционной эффективностью, но и с отличным внешним видом [14].

Для снижения тепловых потерь паропровода ТЭЦ-2 – уч. «Газобетон» ЦЖБИ ОАО «НЛМК» в качестве тепловой изоляции применяем маты прошивные из минеральной ваты марки 100 [11].

Изготовляют из фильерной минеральной ваты марки ВФ-75 с прошивкой хлопчатобумажной нитью, с обклад­кой с одной стороны металлической сеткой. Применяют для теп­лоизоляции строительных конструкций, промышленного оборудо­вания и трубопроводов с температурой изолируемой поверхности до 600 °С. Группа горючести – негорючие.

Техническая характеристика матов прошивных из минеральной ваты М-100 [14]:

объемная масса, кг/м³, не более 100

коэффициент теплопроводности, Вт/(м·˚C) 0,045 + 0,00021·t

содержание синтетической вязки, %, не более 1

влажность, %, не более 1

Размеры, мм: длина 3000 и 5000, ширина 500 и 1000, тол­щина (под нагрузкой, 0,017 кгс/см²) 50 – 100 с интервалом 10 мм.

Учитывая требования повышенной эстетики и пожаро-взрывоопасность проектируемого объекта с учетом агрессивности окружаемой среды в качестве защитного покрытия, применяем сталь тонколистовую кровельную оцинкованную толщиной 0,55 мм. Степень возгораемости – несгораемая.

Техническая характеристика покровного слоя из тонколистовой оцинкованной кровельной стали [14]:

масса 1 м², кг 4

предел прочности при разрыве, кгс/см² 3500

расчетный срок службы, лет 12

Для снижения потерь тепловой энергии паропроводами определяем толщину необходимой тепловой изоляции.

Расчет изоляции трубопровода рассмотрим на примере участка №1 (граф. часть).

Термическое сопротивление основного изоляционного слоя определяется по формуле:

(21)

где – диаметр основного слоя изоляционной конструкции в м;

– диаметр изолируемого теплопровода в м;

– коэффициент теплопроводности основного слоя изоляционной конструкции в ккал/м·ч·град.

Примем толщину изоляционного слоя δ_из = 160 мм [6], диаметр основного слоя теплоизоляционной конструкции равен:

(22)

Коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции из минераловатных матов [6, табл. Б1].

Тогда по формуле (21) получим:

Термическое сопротивление покровного слоя определим по формуле:

(23)

где – диаметр основного слоя изоляционной конструкции в м;

– диаметр изоляционной конструкции в м;

– коэффициент теплопроводности покровного слоя в изоляционной конструкции в ккал/м·ч·град.

Толщина покровного слоя из тонколистовой оцинкованной стали δ_из = 0,55 мм, а диаметр изоляционной конструкции теплопровода:

(24)

Коэффициент теплопроводности покровного слоя изоляции из тонколистовой оцинкованной стали [6, табл. 2].

Тогда по формуле (23) получим:

Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изоляции теплопровода в окружающую среду определим по формуле:

(25)

Где – коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляционной конструкции в окружающую среду в ккал/м²·ч·град;

– диаметр изоляционной конструкции в м;

Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляционной конструкции в окружающую среду равен [16].

Тогда по формуле (25) получим:

Полное термическое сопротивление изолированного теплопровода будет равно:

(26)

Толщина основного слоя изоляционной конструкции определяется по формуле [16]:

(27)

где =2,71828 – основание натуральных логарифмов.

Принимаем толщину тепловой изоляции 160 мм.

Аналогично рассчитываем тепловую изоляцию для других участков трубопровода, результаты сводим в таблицу №10