Технический отчет о проведении измерений тепловых потоков

ОАО «Оренбургэнергоремонт»
УТВЕРЖДАЮ
Главный инженер
ОАО «Оренбургэнергоремонт»
_________________________ И. П. Святкин
«
»
2005 г.
Технический отчет
о проведении измерений тепловых потоков
через теплоизоляционные конструкции теплопроводов
водяных тепловых сетей
г. Оренбург, 2005 г.
Содержание
1
2
3
4
5
6
7
Введение
Метрологическое обеспечение
Проведение испытаний
Обработка результатов измерений
Анализ результатов
Выводы
Список использованной литературы
3
3
4
5
7
9
10
1.
Введение
На
основании
распоряжения
главного
инженера
ОАО
«Оренбургэнерго-ремонт» 21.11.2005 г. персоналом отдела производства
(ОПр) ОАО «ОЭР» проведены сравнительные измерения фактических
тепловых потоков через тепловую изоляцию трубопроводов в
пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ППМ) изоляции.
Целью измерений является сравнение фактических тепловых потерь с
нормами СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
Измерения проводились на подающем трубопроводе сетевой воды от
ЦТП № 59 ОТС ОАО «Оренбургская теплогенерирующая компания» по ул.
Газовиков в г. Оренбурге, dН=159 мм.
Измерения проводили:
- Выскребенцев А.В. - начальник ОПр ОАО «Оренбургэнергоремонт;
- Окунь Н. В. ведущий инженер группы режимно-наладочных испытаний
ОПр ОАО «Оренбургэнергоремонт».
2.
Метрологическое обеспечение
Сведения о применяемых средствах измерений приведены в таблице № 1.
Наименование СИ
Определяемый
параметр
Термометр
контактный с
зондом поверхностным
Температура теплоносителя, поверхности трубопровода,
Термометр
контактный с
зондом воздушным
Измеритель
теплового потока
Температура окружающей среды
Измерение теплового потока с поверхности тепловой изоляции
Марка Зав. №
СИ
тк-
523363
Производитель
Таб.№1.
Дата госповерки
ООО «Техно-АС»,
17.08.2005
ООО «Техно-АС»,
17.08.2005
5.05,
зонд
ЗПВ500
523363
ТК5.05,
зонд
ЗВ150
ИТП МГ №123
4.01 »По П1-№477,
П2-№456,
ток»
ООО «СКВ Стройприбор»
БМЕ ГГ 2005,
29109.2005
калибровка
3.
Проведение испытаний
Для сравнительного анализа проводились следующие измерения:
1. Температуры поверхности тепловой изоляции на расстоянии 100 мм
от места установки преобразователей теплового потока;
2. Температура окружающего воздуха на расстоянии 1000 мм от поверхности тепловой изоляции;
3. Температура теплоносителя в ЦТП 59 на расстоянии около 150 м от
места измерения тепловых потоков;
4. Плотности теплового потока по обе стороны стыка трубопроводов в
ППМИ и ППУ;
5. Наружного диаметра тепловой изоляции трубопроводов (по длине
окружности).
Схема измерений приведена на рис. 1.
Рис. 1
Результаты измерений параметров приведены в таблице № 2
Табл. № 2
№
п/п
Дата
Время
Режим
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
09:30:04
09:35:03
09:40:03
09:45:03
09:50:03
09:55:03
10:00:03
10:05:03
10:10:03
10:15:03
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Наблюдения
Тепловой поток, Вт/м2
ППУи
53,6
43,8
48,1
48
46,5
47,8
45,7
43,6
37,3
36,3
ППМи
39,3
34,7
37,4
38,8
37,5
36
35,1
32,8
29,7
31,4
Температура
поверхности, 0С
ППУи
ППМи
3,7
2,1
3,5
2,0
3,6
2,1
3,6
2,1
3,5
2,0
3,6
2,0
3,6
1,9
3,5
1,8
3,4
1,7
3,3
1,8
Температура теплоносителя измерялась в 9 ч. 20 мин. м в 10 ч. 25 мин., и
оставалась стабильной и составила tT = 74,9оС
Температура окружающего воздуха измерялась в 9 ч. 35 мин. м в 10 ч. 10
мин., и оставалась стабильной и составила tВ = -2,4оС
Наружный диаметр тепловой изоляции трубопроводов в ППМи и ППУи
одинаков и равен D=257 мм.
4.
Обработка результатов измерений
Для визуализации результатов наблюдений построен совмещенный График
№ 1 значений теплового потока через тепловую изоляцию трубопроводов в
ППМи и ППУи.
График № 1
Оценка фактических тепловых потерь для участков трубопроводов
проведена путем их сопоставления со значениями тепловых потерь,
определенных по Нормам СНиП 41-03-2003. При этом для определения
нормативной величины принято:
- время работы теплопроводов в год: 5000 часов и менее (отопительный сезон);
- средняя за отопительный сезон температура теплоносителя в подающем
трубопроводе: tт = 100 оС.
Для указанных условий Норма плотности теплового потока через
поверхность изоляции трубопровода Ду = 150 мм составляет qн.п. = 48 Вт/м
(Таб. 3 Л. 2).
Измеренные тепловые потоки приведены к средним за отопительный сезон
условиям по формуле (20) Л. 1:
q пр  qизм
ср . г
где t m
t

t
ср . г
m
изм
m


ср . г
 t возд
, Вт 2
изм
м
 t возд
- средняя за отопительный сезон температура теплоносителя;
.г
t всрозд
- средняя за отопительный сезон температура воздуха;
t mизм - измеренная температура теплоносителя;
t визм
озд - измеренная температура воздуха.
В соответствии со СНиП 2301-99 (2003) «Строительная климатология» для г.
Оренбурга
.г
t всрозд
= - 6,3 оС.
Приведенные удельные тепловые потоки (qпр) для сравнения с нормативными
удельными тепловыми потерями [Вт/м] пересчитываются по формуле
q    D  qпр
где D – наружный диаметр изоляции трубопровода.
Результаты расчетов сведены в таблицу № 3.
Табл. № 3
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Дата
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
22.11.2005
Время
09:30:04
09:35:03
09:40:03
09:45:03
09:50:03
09:55:03
10:00:03
10:05:03
10:10:03
10:15:03
ППУ q1пр, Вт/м.
59,51
48,63
53,40
53,29
51,63
53,07
50,74
48,41
41,41
40,30
ППМ q2пр, Вт/м. Примечание
43,63
38,53
41,52
43,08
41,63
39,97
38,97
36,42
32,97
34,86
Среднее значение теплового потока:
- ППУ изоляция: q ППУ = 50,04 Вт/м.
- ППМ изоляция: q ППМ = 39,16 Вт/м.
Для визуализации результатов расчетов построен график № 2 удельных
(Вт/м) значений тепловых потоков на средние за отопительный сезон условия
функционирования сети.
5.
Анализ результатов
Следует учесть, что трубопроводы в ППУ изоляции были
смонтированы в летний период 2004 года, трубопроводы в ППМ изоляции в летний период 2005 года.
Предел основной относительной погрешности измерения плотности

тепловых потоков для данного диапазона составляет  5 %, дополнительная
погрешность на нахождение электронного блока прибора при температуре
окружающего воздуха -2,5 С составляет


2,2 %.
6.
Выводы
Проведенные измерения следует считать предварительным этапом
исследования свойств предпочтительных к применению предизолированных
теплоизоляционных конструкций в реальных эксплуатационных условиях.
Однако они позволяют сделать следующие выводы:
1.
Без учета изменения свойств изоляционных материалов в
процессе эксплуатации (а один год эксплуатации при заявленном
не менее 20 лет не должен приводить к значительному
изменению теплоизоляционных свойств) ППМи обладает
лучшими теплоизоляционными свойствами, чем ППУ.
Косвенным подтверждением этого вывода является более низкая
температура поверхности ППМи по сравнению с ППУи;
2.
Теплопроводы в ППМизоляции соответствуют требованиям
СНиП 4103-2003 «Тепловая изоляция оборудования и
трубопроводов», а теплопроводы в ППУ изоляции соответствуют
только СНиП 2.04.14-88 (по которому норма плотности
теплового потока на указанные выше условия составляет qнп= 52
Вт/м). Очевидно, что к настоящему моменту требования СНиП
2.04.14-88 устарели и в дальнейшем маловероятно использование
указанных в нем норм;
3.
Выбранный для измерений участок тепловой сети крайне удобен
для проведения сравнительного анализа свойств ППМ и ППУ
изоляции, позволяет проводить расчеты с минимальным
количеством поправок. В дальнейшем может использоваться для
проведения испытаний приборным парком и персоналом ОАО
«Оренбургэнергоремонт» по согласованным в установленном
порядке программам с привлечением представителей
энергоснабжающей организации, производителей трубопроводов в ППМ и ППУ изоляции.
Выскребенцев А. В.
Список использованной литературы
1.
2.
3.
4.
РД 34.09.255-97 Методические указания по определению тепловых по
терь в водяных тепловых сетях;
СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;
СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;
СНиП 2301-99 (2003) «Строительная климатология».