«ИЗОПРОФЛЕКС-115А» VS «Сталь в ППУ»: что выбрать? Технико-экономическое сравнение трубопроводов из полимерных и стальных материалов на примере расчета в программе ZuluThermo.
г. Москва
Традиционно, при ремонте тепловых сетей, часто без подготовки проектно-сметных документаций и проведения тепло-гидравлических расчётов, применяются стальные трубопроводы, в том числе в минераловатной тепловой изоляции с необеспеченной гидрозащитой.
Их монтаж, также традиционно, сопровождается долгими (несколько недель или даже месяцев) земляными и строительно-монтажными работами. От этого ежегодно наши города сплошь перекопаны, у жителей отсутствует горячее водоснабжение в летний период. Соблюдать нормативный срок службы тепловых сетей в реальных условиях эксплуатации с устаревшими материалами и технологиями практически невозможно. Зачастую, планируя замену, к примеру, 10 километров тепловых сетей в течение нескольких лет, заканчивая работу на последнем участке, новая замена уже требуется на первых участках замененного трубопровода. Об избыточных тепловых потерях, утечках и говорить не приходится: с наступлением зимнего периода образуются проталины вдоль теплотрасс и постоянно парящие тепловые камеры, отапливающие воздушное пространство.
Расхожий аргумент о «нехватке финансирования» лишь прикрывает нежелание теплоснабжающих организаций провести инвентаризацию и паспортизацию существующих сетей теплоснабжения, рассмотреть и сравнить применение трубопроводов из различных современных материалов, провести тепло-гидравлический расчёт экономической целесообразности применения тех или иных технологий. Ведь в большинстве случаев, существующие трубопроводы имеют завышенный диаметр по причине потери присоединённой нагрузки, либо отсутствия требуемого диаметра при замене труб. После выполнения оптимизационных расчетов и моделирования будут видны «узкие места» и появится возможность планирования их устранения с целью повышения надежности систем и снижения эксплуатационных затрат.
Существующие ограничения по росту тарифа и тенденция снижения бюджетного финансирования позволяет идти только по пути оптимизации, поиска возможности снижения эксплуатационных затрат, которые в течение срока службы тепловых сетей могут нести экономические убытки.
Цель данной работы: провести объективную оценку и анализ различных технических решений по конструированию трубопроводов, которые могут быть приняты при рассмотрении вопроса проведения модернизации тепловых сетей.
Предметом исследования является проведение технико-экономического анализа на основе расчёта тепло-гидравлических режимов существующих тепловых сетей в г.Урай, ХМАО и выборе типа трубопровода (ИЗОПРОФЛЕКС-115А или Сталь в ППУ) с использованием расчетно-программного комплекса — ZuluThermo.
Практическая значимость состоит в использовании результатов данной работы проектными организациями, а также в качестве помощи техническим специалистам теплоснабжающих организаций для принятия решения о выборе варианта технологии при строительстве или модернизации тепловых сетей.
Для сравнения с существующей системой теплоснабжения выбраны полимерные предизолированные ППУ трубопроводы «ИЗОПРОФЛЕКС-115А» и металлические «Сталь в ППУ» (выполнены по ГОСТ) — оба вида трубопроводов из номенклатуры одного производителя: ООО «Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО». Для этого производитель представил характеристики трубопроводов: физические и геометрические (в приложении к Статье).
Стоит отметить, что трубопроводы в силу различия материалов имеют отличия по эквивалентной шероховатости внутренней поверхности напорной трубы, показателям теплопроводности напорной трубы, толщине теплоизоляционного слоя (например, «Сталь в ППУ» имеет больший слой теплоизоляции, т.к. труба рассчитана на параметры эксплуатации до 150°С, также толщина изоляции отличается из-за принципа её нанесения на трубопровод), по способу монтажа (например, стальные трубопроводы комплектуются отводами, компенсаторами, подвижными и неподвижными опорами, а полимерные трубы не требуют использования данных элементов).
Расчетный комплекс ZuluThermo, в котором производились вычисления, работает на базе геоинформационной системы ZuluGIS. Комплексное применение программного обеспечения позволяет создать электронную модель системы теплоснабжения, под которой понимается математическая модель системы, привязанная к топографической основе города с учетом кадастрового деления территории, предназначенная для имитационного моделирования режимов её работы. Программное обеспечение позволяет формировать пользовательские справочники трубопроводов и теплоизоляционных материалов.
При расчёте обоих типов трубопровода использовались одни и те же методики. Обязательным требованием для получения корректного результата является правильное введение информации по существующей тепловой сети в программу. Расчёты производились на основании исходных данных, предоставленных АО «Урайтеплоэнергия» по существующей схеме теплоснабжения одного из районов города Урай (ХМАО). На рисунке 1 представлена исходная схема теплоснабжения в г.Урай. Специалистами проектной компании ООО «ЛЮКС-проект» выполнены три варианта расчета: существующие сети, трубопроводы «Сталь в ППУ» и полимерные трубопроводы «ИЗОПРОФЛЕКС-115А», диаметры которых были подобраны с применением конструкторского расчетного модуля программного комплекса ZuluThermo. Пошаговый алгоритм работы с программой приведен в приложенной к данной статье ссылкой https://youtu.be/Yeon-Hmmm9w.