Теплоизоляция
Распространенной формой теплоизоляции является кожух из волокнистого мзтериала вокруг емкости или трубы с горячей жидкостью, и в большинстве случаев эта форма сохраняется и в настоящее время.
В зданиях для теплоизоляции может применяться стекло, а в промышленных процессах в последнее время поверхность горячей жидкости покрывают слоем пластмассовых шариков.Теплоизоляционные материалы. Обычным видом теплоизоляции в промышленности является волокнистый материал, который применяется для обшивки трубопроводов и емкостей. Имеется большое количество теплоизоляционных материалов, которые значительно отличаются по стоимости, теплопроводности и рабочим температурам. Наиболее важным фактором является правильное определение толщины изоляции. Фирма Fibreglass Ltd. в Великобритании выпускает руководство для расчета оптимальной толщины с учетом экономии теплоты и стоимости материала в соответствии с графиком, представленным на рис. 8.3.
В табл. 8.1 приводятся потери в окружающую среду эквивалентного количества топлива [8.4] в зависимости от температуры и диаметра, а также площади поверхности плоской трубы
Выбор типа изоляции, в том числе ее характеристик, зависит от среды, в которой она находится. Важно, чтобы изоляционный материал обладал хорошей стойкостью к воде и водяному пару, если он применяется снаружи здания или под землей. Если изоляция не защищена, то при морозе она может быть повреждена. Высокое содержание влаги, будет также оказывать вредное влияние на теплоизоляционные свойства. Должен быть установлен допуск на усадку и срок службы изоляции в условиях вибрации, тепловых колебаний и возможного механического повреждения. При применении теплоизоляционного покрытия необходимо учитывать тот факт, что в будущем может возникнуть необходимость удалить его для ремонта трубопровода, фланцев или вентилей (важно, чтобы изоляционное покрытие было нанесено на все части трубопровода, включая фланцы и вентили).
Для получения доступа к трубе теплоизоляция должна быть снята очень аккуратно, чтобы ее можно было снова использовать. Теплоизоляция с наружной металлической обшивкой может состоять из двух половин и крепиться вокруг трубы с помощью зажимов, что дает возможность легко снимать ее и повторно использовать.Большинство теплоизоляционных материалов сравнительно инертны и безопасны при применении. В тех случаях, когда существует определенная опасность загорания или химического воздействия, может потребоваться специальная обработка изоляционного материала, и изготовители должны быть готовы дать рекомендации по этим вопросам.
Экономия, полученная за счет теплоизоляции резервуаров хранения топлива и горячей воды, а также трубопроводов возврата конденсата, для трех заводов фирмы Esso Petroleum, приводится в табл. 8.2 [8.5].
Теплоизоляция поверхностей горячих жидкостей. Способ, разработанный фирмой Cupricorn Industrial Services of London и известный как система Allplas, оказался наиболее эффективным для сведения к минимуму тепловых потерь с поверхностей горячих жидкостей. Система Allplas основана на применении полых полипропиленовых плавающих шариков, обеспечивающих почти полное покрытие поверхности жидкости. Эти шарики обладают стойкостью к большинству кислот и других промышленных жидкостей и могут применяться при температурах гораздо выше температуры кипения многих обычных жидкостей. Они имеют тенденцию размягчаться при температуре 120—145 °С.
Многие фирмы, применяющие шарики Allplas, сообщали о большой экономии топлива, полученной за счет их использования в открытых емкостях, нагреваемых для поддержания заданной температуры. Чтобы точно установить экономию в контролируемых условиях, лаборатория National Engineering Laboratory в г. Ист Килброуд провела ряд исследований. Испытания проводились в открытой емкости, стенки и днище которой были изолированы полиуретановой пеной, так что тепловые потери с этих поверхностей были минимальными Количество теплоты, необходимой для поддержания заданной температуры в течение заданного периода времени, определяли для одного слоя
Таблица 8.2.
Экономия, полученная при применении теплоизоляции| Обгект | Тепловые оотеои, ГДж/г | Экономия энергии при применении теплоизоляции, ГДж/г | Эквивалентная экономия жидкого топлива, л |
| Резервуар для хранения | 156! | 1108 | 33 600 |
| топлива | |||
| Резервуар горячей воды и трубопровод возврата | 2791 | 2216 | 54 500 |
| конденсата |
и для двух слоев шариков. При постоянной температуре воды 90 °С тепловые потери были сокращены на 69,5 % при одном слое шариков и на 75,5% при двух слоях.
В промышленных условиях теплоизоляция редко бывает такой эф' фективной, и обычно большое количество теплоты теряется при погру
Рис. 8.S. Выбор оптимальной толщины теплоизоляции I —- общая стоимость; 2 lt;— стоимость потерь теплоты; 3 — стоимость изоляции
жении холодных и извлечении горячих компонентов из емкости. Экономия топлива в промышленных условиях при одном слое шариков обычно составляет около 50%. Кроме экономии топлива система Allplas помогает поддерживать равномерную температуру в растворе, что очень важно для многих промышленных процессов.
Во многих промышленных процессах желательно полностью устранить потери раствора в результате испарения. В отчете упомянутой лаборатории показано, что для температуры 80 °С испарение воды снижается на 88% при одном слое шариков. Два слоя сокрашают испарение на 89%. Эти цифры относятся к системам кондиционирования воздуха. Благодаря значительному снижению образования паров при использовании системы Allpias часто можно отключать вентиляторы, уменьшая эксплуатационные расходы, а также общую нагрузку системы кондиционирования [8.6].