Вместе с тем, в ряде отраслей эта доля составляет от 15 до 40% себестоимости продукции (без учета стоимости сырья и материалов), а в отдельных случаях достигает 75%. В то же время, снижение конкурентоспособности отечественной продукции связано как с постоянным удорожанием энергоносителей, так и с устаревшим подходом к управлению и контролю за использованием энергоресурсов в промышленности.
Следует также подчеркнуть, что в масштабах всей страны экономия ТЭР имеет значительно более высокую рентабельность по сравнению с увеличением объемов добычи топлива и строительством новых мощностей по производству энергии.
Наряду с системами контроля и управления использованием энергоресурсов в технологических процессах и смежных производственных нуждах, существенная роль в повышении энергоэффективности эксплуатации промышленного оборудования, производственных сооружений и трубопроводов принадлежит высокоэффективной теплоизоляции.
Причем, следует особо отметить важность комплексного подхода к применению теплоизоляции в таких энергоемких отраслях промышленности, как химическая, нефтехимическая или металлургическая. Можно выделить следующие сферы применения различных видов промышленной теплоизоляции:
- снижение энергозатрат на отопление производственных зданий и сооружений;
- обеспечение возможности проведения технологических процессов при заданном температурном режиме;
- снижение плотности теплового потока в технологическом оборудовании и трубопроводах до величин, предусматриваемых соответствующими нормативами;
- поддержание требуемой температуры в трубопроводах, резервуарах и технологических емкостях (для транспортировки и хранения сжиженных и природных газов в изотермических емкостях, а также других жидкостей и газов при отрицательных и положительных температурах);
- предотвращение замерзания или увеличения вязкости жидкого вещества в трубопроводах в зимнее время; предотвращение оттаивания грунта вокруг трубопроводов, эксплуатируемых в условиях вечной мерзлоты;
- обеспечение заданной температуры на поверхности изоляции (в соответствии с нормами техники безопасности);
- предотвращение конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих вещества с температурой ниже температуры окружающего воздуха;
- увеличение срока службы трубопроводов, емкостей и резервуаров за счет замедления коррозии металла.
Опыт обследования промышленной теплоизоляции на отечественных предприятиях указывает на огромные теплопотери, обусловленные неудовлетворительным техническим состоянием теплоизоляционных конструкций оборудования и трубопроводов, построенных или реконструированных по устаревшим строительным требованиям.
Однако в последние годы требования к теплотехнической эффективности теплоизоляции значительно возросли. В частности, ужесточение энергосберегающей политики привело к введению новых норм плотности теплового потока с поверхности технологического оборудования и трубопроводов, которые на 25–30% ниже устаревших норм (СНиП 2.04.14–88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов», редакция от 1997 г.), что потребовало перехода к использованию теплоизоляционных материалов нового поколения с улучшенными теплотехническими свойствами.
Российский рынок теплоизоляционных материалов в настоящее время достаточно обширен и предлагает большой ассортимент теплоизоляционных материалов с различными физико-техническими характеристиками как отечественного, так и иностранного производства.
Выбор оптимального материала и соответствующего конструкционного решения в конечном итоге зависит от поставленных задач по теплоизоляции промышленного оборудования, сооружений или трубопроводов, и таких условий эксплуатации, как температурный, влажностный режим, наличие механических нагрузок, агрессивных химических агентов и пр.
Так, в зависимости от диаметра изолируемых трубопроводов, используются жесткие формованные изделия (цилиндры, полуцилиндры, сегменты) или рулонные мягкие изоляторы — маты. Для изоляции трубопроводов небольшого диаметра применяются цилиндры, полуцилиндры или сегменты из минераловатных или полимерных теплоизолирующих материалов.
Они обеспечивают весьма высокое термосопротивление, имеют низкое водопоглощение, высокую механическую прочность и точные геометрические размеры. Как правило, цилиндры и полуцилиндры снабжаются «замками», обеспечивающими удобный и быстрый монтаж на трубах.
Для трубопроводов холодной воды и трубопроводов с отрицательными температурами теплоносителя применяется теплоизоляция из заливочного пенополиуретана в конструкциях типа «труба в трубе» с прочной оболочкой из полиэтилена, а также скорлупы из пенополистирола или из вспененного синтетического каучука.
Для этой цели используются также конструкции на основе минераловатных материалов, характеризующиеся высокой теплотехнической эффективностью и долговечностью.
Специалистами компании ROCKWOOL были разработаны минераловатные цилиндры для трубопроводов диаметром от 18 до 273 мм при толщине теплоизоляционного слоя от 20 до 80 мм. Эти материалы формостабильны, негорючи и надежны в эксплуатации.
Такие цилиндры можно применять в качестве теплоизоляционного слоя для трубопроводов, арматуры и фланцевых соединений, в том числе трубопроводов тепловых сетей, горячего и холодного водоснабжения.
Применение подобных изделий обеспечивает высокую эффективность теплоизоляционных конструкций без дополнительных затрат на ремонт в течение срока, сопоставимого со сроком службы изолируемых конструкций.
Для изоляции надземных и подземных трубопроводов может применяться пеностекло «Foamglas» бельгийской фирмы Pittsburgh Corning — формованный материал (скорлупы, сегменты) с закрытыми порами, негорючий, с температурой применения от –260 до 485°C и высокими прочностными свойствами.
Для изоляции трубопроводов диаметром более 273 мм и обширных поверхностей (ем-костей, резервуаров и т.п.) предпочтительны гидрофобизированные маты из минеральной ваты на синтетическом связующем, такие как ТЕХ МАТ (с температурой применения до 570°С). Они предназначаются для теплоизоляции технологического и энергетического оборудования, тепловых сетей, магистральных и промышленных трубопроводов.
Для теплоизоляции резервуаров, воздуховодов разработан материал LAMELLA MAT. Он создается путем приклеивания минераловатных полос (ламелей) к основанию таким образом, чтобы волокна были ориентированы вертикально. В качестве основания используются: крафт-бумага, армированная алюминиевая фольга и алюминиевая фольга на крафт-бумажной подложке.
Максимальная температура применения данного материала — 250°С. Кроме того, с его помощью образуется жесткий изоляционный слой, достаточно устойчивый к деформациям.
В устаревших системах для изоляции трубопроводов с температурой носителя от 400 до 600°C в качестве первого слоя многослойной теплоизоляционной конструкции до сих пор применяются жесткие формованные известково-кремнеземистые изделия (скорлупы и сегменты) и перлитоцементные скорлупы отечественного производства.
Однако, для высокотемпературной теплоизоляции сейчас доступны гораздо более эффективные материалы на основе базальтового волокна. Например, WIRED MAT — рулонный материал, прошитый гальванизированной проволокой, которая пришивает сетку из такой же проволоки с одной из сторон. Между прошитой сеткой и матом может располагаться алюминиевая фольга.
Возможные плотности — от 80 до 95 кг/м3. Максимальная температура применения — 1000°С. Область применения: трубопроводы, котлы, выпускные трубы и прочее высокотемпературное оборудование. Основное достоинство — высокая надежность материала, позволяющая применять его даже при вибрационных нагрузках.
Также для теплоизоляции ровных поверхностей резервуаров, печей, выпускных труб и воздуховодов применяются жесткие минераловатные плиты FIREBATTS, способные выдерживать температуру до 750°С.
Рассматривая вопрос комплексного подхода к энергосбережению в промышленности, нельзя не отметить еще один весьма значимый аспект — снижение энергозатрат на отопление производственных зданий и сооружений.
Производственные здания и цеха зачастую занимают огромные площади, а потому на поддержание приемлемой для работающих здесь людей температуры тратится внушительная часть всех потребляемых производством энергоресурсов. Между тем механизмы (станки и иное оборудование), работающие на предприятии, сами являются источниками тепла.
Его удержание и, как следствие, эффективное использование, возможно с помощью грамотной теплоизоляции кровель и фасадов цехов в сочетании с устройством энергоэффективной системы вентиляции и обогрева.
Такой подход может многократно сократить расходы на обогрев. Это подтверждает практика работ по теплоизоляции производственных зданий таких заводов, как «Балтика», «Синтерос» и «Авто-Ваз».
Плоские кровли этих зданий утеплены минераловатными плитами «РУФ БАТТС». В заключении хотелось бы отметить тот факт, что единовременные капиталовложения в энергосберегающие мероприятия окупаются за первые же годы эксплуатации теплоизолированного оборудования.
Массовое внедрение перечисленных комплексных энергосберегающих решений на основе высокоэффективных теплоизолирующих материалов, без сомнения, позволит достичь реального снижения потребления энергетических ресурсов в отечественной промышленности, тем самым, повысив ее рентабельность и конкурентоспособность на мировом рынке.
Однако, задача такого внедрения скорее управленческого, нежели технического характера.
