UTICAJ TOPLOTNE IZOLACIJE NA SMANJENJE GUBITAKA …smeitss.mycpanel.rs/procesing_2017/41.pdfNosiva konstrukcija toplotne izolacije se najčešćeizrađujeod metalnih profila kružnogpoprečnogpreseka

UTICAJ TOPLOTNE IZOLACIJE NA SMANJENJE GUBITAKA ENERGIJE U INDUSTRIJSKIM I

ENERGETSKIM POSTROJENJIMA

Dr Stojan SIMIĆ, dipl. inž. maš.

Dr Goran ORAŠANIN, dipl. inž. maš.

Dr Dušan GOLUBOVIĆ, dipl. inž. maš.

Jovana BLAGOJEVIĆ, dipl. inž. maš.

Mr Davor MILIĆ, dipl. inž. maš.

Mašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BiH

Telefon: +387-53-810-111, +387-57-340-847

E-mail: [email protected]

30. Međunarodni kongres o procesnoj tehnici – Procesing, Beograd, 1. i 2. jun 2017

30th International Congress on Process Industry – Procesing, Belgrade, 1st and 2nd June 20171

UVOD

U cilju smanjenja gubitaka toplote u industriji i energeticiprimenjuje se toplotna izolacija opreme i instalacija.

Pri projektovanju od posebnog značaja je izbor adekvatnogizolacionog materijala i debljine izolacije.

Pored osnovnog zadatka koji se odnosi na smanjenje gubitakatoplote izolacijom se postižu i drugi efekti, kao što su:

• zvučna izolacija,

• protivpožarna zaštita materijala, i

• zaštita pogonskih radnika od opekotina.



UVOD

U radu su prezentovane osnovne tehničke karakteristike iznačaj toplotne izolacije.

Na konkretnom primeru je izvršeno praćenja uticaja toplotneizolacije na smanjenje gubitaka toplote.



TEHNIČKE KARAKTERISTIKE I ZNAČAJ TOPLOTNE IZOLACIJE

Temperatura zida cevi ili posude se neznatno razlikuje odtemperature medijuma koji se nalazi u posudi ili struji krozcevovod.

Usled toga mogu se javiti značajni gubici toplote u okolinu zbogneizolovanih cevi i posuda.

U cilju smanjenja gubitaka toplote u industriji i energetici vrši seizolacija kotlova, rezervoara, posuda, cevovoda i cevne armature.




Kao izolacioni materijali, u ovoj oblasti, najširu primenu imajukamena i staklena vuna i poliuretanska pena.

Nosiva konstrukcija toplotne izolacije se najčešće izrađuje odmetalnih profila kružnog poprečnog preseka.

Izolacioni materijali se postavljaju u oplatu od aluminijumskoglima, pocinkovanog lima, pocinkovanog obojenog lima ili limakoji predstavlja kombinaciju više legirajućih elemenata.

Spajanje oplate od limena se vrši vijcima ili zakovicama.




Pri izboru toplotne izolacije u industriji i energetici potrebno je obratiti pažnju na sledeća svojstva toplotno izolacionih materijala:

• toplotnu provodljivost,

• koeficijent prolaska toplote,

• toplotni otpor,

• gustinu,

• stišljivost,

• trajnost,

• osetljivost na vodu i vlagu,

• protivpožarnu otpornost, i

• da je dobar zvučni izolator.




Izbor materijala povezan je s predviđenim mestom i načinomugradnje.

Osim navedenih svojstava često je bitan faktor pri odlučivanju icena materijala.

Ponuda toplotno izolacionih materijala na tržištu poslednjih jegodina bogata.




Osim uobičajenih i proverenih klasičnih toplotno izolacionihmaterijala na tržište dolaze i novi, tj. alternativni toplotnoizolacioni materijali koje proizvođači često predstavljaju kaoekološke materijale.

Ovi izolacioni materijali su u fazi eksploatacinih ispitivanja i jošnisu dostigli značajniju primenu u zemljama u regionu.




Slika-Promena koeficijenta toplotne provodljivosti za različite materijale u zavisnosti od temperature



IZBOR DEBLJINE TOPLOTNE IZOLACIJE

Da bi se odredila optimalna debljina toplotne izolacije opreme,potrebno je razmotriti uticaj spoljašnjeg prečnika opreme bez i saizolacijom na toplotni otpor, odnosno na gubitke toplote.

Kritični prečnik toplotne izolacije cevi je:

Ukoliko je kritični prečnik toplotne izolacije veći od spoljašnjegprečnika cevi (ds) nije isplativo postavljati izolaciju, jer će sepovećavati toplotni gubici.



izkr iz

2

2(d )

mm


Gubici toplote (q) prvo rastu sa povećanjem debljine izolacijeodnosno spoljašnjeg prečnika cevi sa izolacijom i postiže semaksimum kada je prečnik izolacije (diz) jednak kritičnomprečniku (dkr).

Daljim povećanjem debljine izolacije opadaju gubici toplote i priprečniku izolacije (diz) su jednaki kao i za cev koja nije toplotnoizolovana.




Slika - Uticaj debljine izolacije na gubitke toplote




Na primer, za neizolovani cevovod nazivnog prečnika 100 mm krozkoji struji pregrejana vodena para pritiska 10 bara gubici toploteiznose 1052 W/m.

Ukoliko se ovaj cevovod toplotno izoluje sa CaSiO4 debljine 65 mmgubici toplote se smanjuju i iznose 73 W/m.




Kod toplotno neizolovane cevne armature (ventili, zasuni i dr.)gubici toplote su ekvivalentni gubicima toplote neizolovanogcevovoda dužine 1,1 do 1,3 m.

Kada su u pitanju neizolovane prirubnice kod cevovoda gubicitoplote su ekvivalentni gubicima toplote neizolovanog cevovodadužine 0,3 do 0,4 m.




Slika - Procena gubitaka toplote kroz 1 m neizolovane cevi



UTICAJ TOPLOTNE IZOLACIJE NA SMANJENJE GUBITAKA TOPLOTE

Na primeru cevovoda izvršeno je praćenja uticaja toplotneizolacije na smanjenje gubitaka toplote.

Merenje temperature je vršeno na površini cevi čiji je materijalugljenični čelik, kao i na površini aluminijumskog lima u čijem seoklopu nalazi toplotna izolacija od mineralne vune.




Primer 1.

Spoljašnji prečnik cevovoda je 88,3 mm.

Kroz cevovod struji pregrejana vodena para pritiska 3,6 bara.Cevovod je toplotno izolovan u toku 2009. godine.

Merenje temperature je vršeno na površini cevi čiji je materijalugljenični čelik, kao i na površini aluminijumskog lima u čijem seoklopu nalazi toplotna izolacija od mineralne vune debljine 70 mm.

Rezultati izvrešnih merenja termovizijskom kamerom pokazuju daje temperatura na površini toplotne izolacije niža od temperaturena površini cevi za oko 180oC.




Slika - Prikaz merenja temperature izvršenog termovizijskom kamerom cevovoda sa i bez izolacije (spoljašnji prečnik

cevovoda 88,3 mm)




Primer 2.

Spoljašnji prečnik cevovoda je 60,3 mm i debljina izolacije 50 mm.

Kroz cevovod struji pregrejana voden para pritiska 3,6 bara.Cevovod je toplotno izolovan u toku 2010. godine.

Rezultati izvrešnih merenja termovizijskom kamerom pokazuju daje temperatura na površini toplotne izolacije niža od temperaturena površini cevi za oko 139oC.




Slika - Prikaz merenja temperature izvršenog termovizijskom kamerom cevovoda sa i bez izolacije (spoljašnji prečnik

cevovoda 60,3 mm)



ZAKLJUČAK

Smanjenje gubitaka toplote kod opreme industrijskih i energetskih postrojenja postiže se izborom adekvatne debljine i vrste materijala toplotne izolacije.

Osnovna dva zadatka toplotne izolacije su:

• kada je radni medijum zagrejan neophodno je svesti gubitke toplote u okolinu na najmanju moguću meru, i

• kada se radni medijum nalazi na temperaturi okoline cilj je da se spreči pad temperature odnosno njegovo smrzavanje.

Pored zadatka koji se odnosi na energetsku efikasnost toplotna izolacija ima značajnu ulogu sa aspekta zaštite na radu.



HVALA NA PAŽNJI



Documents

UTICAJ TOPLOTNE IZOLACIJE NA SMANJENJE GUBITAKA …smeitss.mycpanel.rs/procesing_2017/41.pdfNosiva konstrukcija toplotne izolacije se najčešćeizrađujeod metalnih profila kružnogpoprečnogpreseka