Научный архив: статьи

Тепловая изоляция трубопроводов остается одним из самых эффективных энергоресурсосберегающих мероприятий в системах централизованного теплоснабжения. Объект исследования: тепловая изоляция, расположенная на наружной поверхности трубопровода круглого сечения. Цель работы – определение толщины тепловой изоляции трубопровода, при которой суммарные капитальные затраты на приобретение, установку, обслуживание и использование теплоизоляционной конструкции в течение эксплуатационного периода будут достигать минимального значения. Использованные методы и подходы: законы теплообмена для многослойной цилиндрической стенки при стационарных условиях; теория оптимизации; системы компьютерной алгебры из класса систем автоматизированного проектирования (САПР).
В исследовании получены следующие основные результаты: 1. На основе оптимизации целевой функции получено уравнение для определения требуемой толщины тепловой изоляции трубопровода. Предлагаемое в статье решение учитывает как расходы денежных средств на приобретение и установку теплоизоляционной конструкции на поверхности трубопровода, так и текущие цены на тепловую энергию с учетом их ежегодного роста в течение эксплуатационного периода. Рассмотренный метод расчета основан на нормативной методике расчета тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей при их надземной прокладке, представленной в СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». 2. На примере отдельного участка системы централизованного теплоснабжения вычислена оптимальная толщина теплоизоляционного изделия из пенополиуретана. Для подающего трубопровода с условным диаметром 100 мм оптимальная толщина тепловой изоляции по расчету составила 82 мм (для сравнения требуемая толщина тепловой изоляции трубопровода – 55 мм). В этом случае суммарные капитальные затраты на приобретение, установку, обслуживание и использование теплоизоляционной конструкции за расчетный период эксплуатации трубопровода (15 лет) оказались минимальными и равными 11 405 руб./м. При этом оптимальная линейная плотность теплового потока составила 20 Вт/м (для сравнения норма плотности теплового потока – 26 Вт/м).