Греем улицу или бережем тепло
Теплоизоляция трубопроводов: вчера, сегодня, завтра

Современные технологии теплоизоляции при их активном применении при ремонтах и новом строительстве теплотрасс помогут Петербургу выйти на новый уровень развития теплосетевого комплекса –перейти от эксплуатации к эффективному управлению тепловыми сетями.

Техническое состояние российского теплосетевого комплекса (и Санкт-Петербург здесь не исключение!) характеризуется высокой изношенностью и, соответственно, высокой аварийностью. Общеизвестны данные о потерях в сетях, достигающих 30% (кое-где и 60%!). 40% теплосетей отслужили свой срок и требуют замены.
На этом фоне разговоры о дефиците тепла и планы по созданию новых мощностей особенно требуют поддержки в виде комплексных программ развития сетевого хозяйства.
На петербургском саммите «Тепло России», собравшем год назад ученых и руководителей восьмидесяти предприятий-производителей и НИИ со всей России, проблему высокой аварийности на тепловых сетях связывали с их изношенностью и недостаточным объемом внедрения современных теплогидроизоляционных материалов.
Судя по участившимся авариям к концу нынешнего отопительного сезона проблема остается весьма актуальной.
Хотя при применении современных технических решений и высокоэффективной теплоизоляции потери тепла в тепловых сетях не должны превышать 1–5% даже при его подаче на большие расстояния. Это подтверждает не только западный опыт – те же цифры, например, назывались при строительстве теплотрассы в Приморском районе от Северо-Западной ТЭЦ. (Об этом объекте мы подробно рассказали в СГХ.)

Самый первый теплопровод

На протяжении всей истории теплофикации Северная столица не раз брала на себя первенство в решении проблем теплоизоляции.
Первый в России теплопровод общего пользования был проложен в Ленинграде в ноябре 1924 года в дом № 96 на наб. р. Фонтанки от ГЭС № 3. И с тех пор не прекращались поиски наиболее совершенных и дешевых конструкций каналов и способов изоляции теплопроводов. Совершенствование шло главным образом в направлении упрощения конструктивных форм и уменьшения габаритов прокладки, а также замены монолитных конструкций, изготовляемых непосредственно на трассе, сборными, заранее изготовляемыми на строительных дворах и заводах.
Варианты теплоизоляции были весьма разнообразны: пробковые и торфяные скорлупы и сегменты, асбозурит, соломит, диатомит, пенобетонные сегменты; в качестве гидроизоляции применялись мешковина, пропитанная битумом, и борулин.
На территории города в основном применялся подземный способ прокладки, позволяя не загромождать территории и сохранять архитектурный облик жилых районов.
Наибольшее распространение в первой половине ХХ века получила подземная прокладка теплопроводов в непроходных каналах с тепловой изоляцией из минеральной ваты. Ее преимущества: надежная защита теплопровода от механических повреждений и меньшая стоимость по сравнению с прокладками в полупроходных и проходных каналах.
Полупроходные каналы применялись в ограниченных случаях, например, под железнодорожными путями, под проезжей частью городских улиц с интенсивным движением транспорта, где необходимо было производить ремонт и замену теплопроводов без вскрытия грунта. Проходные – при совмещенной прокладке нескольких теплопроводов или других инженерных коммуникаций.

Когда стареет технология

С 1948 года по предложению инженеров Управления аварийно-восстановительных работ «Ленэнерго» в Ленинграде перешли на бесканальную прокладку теплопроводов с изоляцией труб монолитным автоклавным армопенобетоном заводского изготовления. Этот способ давал возможность индустриализировать изготовление и строительство тепловых сетей, значительно уменьшить объем земляных работ и снизить стоимость строительства на 15–30% (в зависимости от диаметра трубопроводов) по сравнению со строительством тепловых сетей в непроходных каналах с минераловатной изоляцией.
Тогда же для ускорения строительства тепловых сетей были созданы специализированные строительно-монтажные организации и построен специализированный завод по изоляции труб.
Стоит отметить, что предызолирование в заводских условиях теплоизоляцией труб армированным пенобетоном и гидроизоляционным покрытием на битумной основе было применено в Ленинграде впервые в мировой практике. В 1965 году на ВДНХ СССР ленинградский способ бесканальной прокладки теплопроводов в монолитном автоклавном армопенобетоне получил всеобщее одобрение.
Начиная с 1980-х годов бесканальные конструкции тепловых сетей для подземной прокладки стали распространяться по всей стране. Справедливости ради можно заметить, что появлялись и другие варианты теплоизоляции – из фенольного пенопласта, битумоперлита, битумокерамзита, полимербетона, но они не получили широкого распространения.
Способ заводского изолирования труб армированным пенобетоном (АПБ) пользовался абсолютным и заслуженным признанием.
Увы, большая часть теплопроводов в Санкт-Петербурге до сих пор имеет АПБ-изоляцию. Факт печальный. Ведь из-за многолетних недоремонтов «постсоветского» периода срок их службы давно превысил нормативный, теплоизоляция износилась, да и наука за это время ушла далеко вперед, и когда-то передовая технология стала устаревшей.

Рис. 1 Примерное распределение тепловых сетей по срокам эксплуатации труб:
до 15 лет – 50%, 16–10лет – 20%;
21–25 лет –15%; более 25 лет – 18%

А что теперь?

Еще раз вспомним теплотрассу от Северо-Западной ТЭЦ до Приморской котельной, где была применена самая современная теплоизоляция производства известных петербургских заводов «Петерпайп» и «ТВЭЛ».
На обратном трубопроводе в качестве теплоизоляции использовался пенополиуретан с системой контроля за увлажнением тепловой изоляции трубопроводов, на прямом трубопроводе впервые – система двойной теплоизоляции, внутренний слой которой изготовлен из базальтово-минерального волокна с пониженной теплопроводностью, наружный – из пенополиуретана. Столь сложная система позволяет транспортировать теплоноситель с температурой 150oС.
Понятно, что уникальная теплоизоляция, обеспечившая значительное увеличение эффективности теплопередачи, повлекла существенное удорожание проекта. Для «губернаторской» стройки, каковой была тепломагистраль, это прошло, а для рядовых сетей?..

Частичным ответом на этот вопрос можно считать замечание гендиректора ЗАО «ТВЭЛ» О. Султанова о том, что в год ГУП «ТЭК СПб» заказывает у них не более 20 км труб. Если сопоставить эти цифры с заявленными планами на год (100 км), накинуть пару десятков км ЗАО «Петерпайп» и столько же более мелким производителям, невольно задумаешься, где приобретается оставшаяся часть труб? И какие трубы?

Передовые технологии пошли «в народ»

Впрочем, как раз на примере ГУП «ТЭК СПб» можно показать перспективы замены старых труб на новые с современной ППУ-изоляцией. Такую работу предприятие ведет в северной части города, в Выборгском и Калининском районах, где проложенная в конце 1970-х тепловая сеть отличается высокой аварийностью. Как подтвердил заместитель директора ГУП «ТЭК СПб» Н. Суднов, данная технология значительно повышает надежность, ремонтопригодность и сроки эксплуатации тепловых сетей, позволяет снизить тепловые потери при транспортировке теплоносителя, предотвращать возможные технологические нарушения и ведет к значительной экономии средств при эксплуатации теплосети.
Правда, было замечено, что пока по причине дороговизны ППУ-изоляция с системой дистанционного контроля применяется преимущественно на трубопроводах большого диаметра, и в планах предприятия сначала перевести на нее все магистральные сети. При этом в ближайшие годы планируется создание единого диспетчерского центра, на пульт которого будут выводиться датчики с трассы, что поможет своевременно обнаруживать и оперативно реагировать на поступающие сигналы о нарушениях в сети и устранять повреждения с минимальным объемом земляных работ.

Остается добавить, что сегодня рынок теплоизолирующих материалов для трубопроводов достаточно развит и позволяет на современном уровне решить любую задачу в сфере теплоизоляции трубопроводов в промышленности и ЖКХ. Помимо труб с заводской ППУ-изоляцией можно назвать: пенополиуретановые скорлупы, напыление ППУ и вспененный каучук (ООО «Промстрой»); теплоизоляционные маты, цилиндры и плиты из стекловолокна и минеральной ваты с покрытием из фольги и без покрытия (Компания «Сан-Гобен Изовер»); трубы в изоляции фиброцементной коркой и коркой асбоцементной (ООО «Изоляционные технологии»).
Да и выпускаемая сегодня АПБ-изоляция из сверхлегкого пенобетона серьезно отличается от первоначального варианта полувековой давности (ЗАО «Северо-Западная производственная энергетическая корпорация») и отвечает всем современным требованиям, то есть позволяет сократить потери тепла до 2–3% , увеличить срок службы до 30 лет и межремонтного периода с 1 до 5 лет.

Кстати, ПО «ТВЭЛ» в качестве частного инвестора меняет изношенные тепловые сети в пос. Снегиревка Приозерского района на новые трубы в пенополиуретановой изоляции с гидрозащитным покрытием. При этом инвестор говорит о приемлемой окупаемости проекта за счет снижения эксплуатационных затрат и себестоимости тепла, а также увеличения реализации тепловой энергии после модернизации котельных.
Хочется верить, что при строительстве новых кварталов будут использоваться только трубы в современной теплоизоляции, и у Петербурга появится шанс выйти на новый уровень развития теплосетевого комплекса – перейти от эксплуатации к управлению тепловыми сетями, которое должно базироваться на АСУ ТП с широким использованием телеуправления и телемеханики.
Самое важное, чтобы знания и опыт применения этих материалов и технологий вышли за пределы «президентских» и «губернаторских» строек и пошли «в народ» – к магистральным трубопроводам, затем к внутриквартальным и внутридомовым сетям.

Подготовила Светлана Соснова

Редакция благодарит за предоставленную информацию почетного энергетика России генерального директора ЗАО «Инженерные системы» Л. В. Родичева