На правах рукописи
РАЗМАЗИН Геннадий Александрович
ТЕПЛОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕПЛОИ ВОДОПРОВОДОВ В ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВОЙ ИЗ...
17 downloads
276 Views
587KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
На правах рукописи
РАЗМАЗИН Геннадий Александрович
ТЕПЛОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕПЛОИ ВОДОПРОВОДОВ В ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ В НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕМ РЕГИОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Специальность 05.23.03 — Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Тюмень 2000
Работа выполнена на кафедре «Теплогазоснабжение и вентиляция» Тюменской государственной архитектурно-строительной академии и ЗАО «Сибпромкомплект» Научный руководитель:
доктор технических наук, почетный работник ТЭК РФ, профессор Моисеев Б. В.
Научный консультант:
кандидат технических наук Чекардовский M. H.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Бодров В. И. кандидат технических наук, заслуженный энергетик РФ Богомолов В. П.
Ведущее предприятие:
институт «Нефтегазпроект», г. Тюмень
Защита состоится 8 декабря 2000 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 064.71.01 при Тюменской государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 625001, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной архитектурно-строительной академии. Автореферат разослан 6 ноября 2000 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент
МалышкинА. П.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Западно-Сибирский регион является в настоящее время основной базой добычи энергетического сырья — нефти и газа, и по прогнозным оценкам на ближайшую перспективу 25-30 лет это положение не изменится. Создание и развитие топливно-энергетического комплекса потребовало ускоренного развития инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения. За годы освоения региона построено свыше 12 тыс. км теплотрасс и 23 тыс. км водоводов. Как показал опыт эксплуатации этих систем за прошедшие 30 лет, тепло- и гидроизоляция, применяемая при строительстве инженерных коммуникаций в условиях повышенной влажности и обводненности, быстро теряет свои защитные свойства и приводит к резким увеличениям тепловых потерь и коррозионным разрушениям материала трубопроводов. Поэтому на их ремонт требуется значительное количество материальных и финансовых затрат. За это время появились новые высокоэффективные полимерные теплои гидроизоляционные материалы, однако нормативная база по их применению отстает от требований производства. В связи с чем задача всестороннего исследования материалов, их поведения в условиях эксплуатации, особенно в обводненных грунтах на севере Западно-Сибирского региона, разработки рекомендаций по их применению является чрезвычайно важной и актуальной проблемой. Объектом исследования являются инженерные коммуникации и системы жизнеобеспечения в условиях Западно-Сибирского региона. Предметом исследования является новая пенополиуретаневал (ППУ) изоляция подземных и наземных трубопроводов. Цель исследования — разработка инженерных методов расчета и экспериментального исследования систем тепло- и водоснабжения с новой ППУ-изоляцией в обводненных грунтах Западно-Сибирского региона. В соответствии с целью исследования решались следующие задачи: — разработка инженерных методов теплового расчета трубопроводов с ППУ-изоляцией при подземной и наземной прокладке; — численное моделирование теплового взаимодействия трубопровода c грунтом при наличии фазового перехода для полу-
чения новых полуэмпирических зависимостей расчета глубины протаивания при подземной прокладке трубопроводов на базе обобщенных показателей; — прогнозирование изменений температурного поля грунта в процессе эксплуатации трубопроводов для определения изменений тепловых потерь и сроков проведения планово-предупредительных ремонтов; — разработка и проверка в условиях эксплуатации усовершенствованных конструкций трубопроводов с ППУ-изоляцией для сокращения тепловых потерь, а также материальных и финансовых затрат на их эксплуатацию и ремонт; — разработка рекомендаций для проектных и эксплуатационных организаций по применению этих материалов и внесение их в отраслевые строительные нормы и правила. Связь с тематикой научно-исследовательских работ. Диссертационная работа выполнялась согласно постановлению правительства РФ № 1087 «О неотложных мерах по энергосбережению» и в рамках целевой комплексной программы «Нефть и газ Западной Сибири», а также общеобластной программы «Энергосбережение в Тюменской области». Методы и достоверность исследований. В работе использовались современные методы математической физики, вычислительного эксперимента, а также системный анализ. Полученные в работе данные сверялись с результатами других исследователей, а в ряде случаев экспериментально проверялись в натурных условиях. Научная новизна работы. Получено обобщенное полуэмпирическое уравнение расчета глубины протаивания грунта вокруг подземных трубопроводов на базе известной физической модели теплового взаимодействия трубопровода и грунта с проведением вычислительного эксперимента на ЭВМ. На основании обработки полученных результатов выявлено влияние различных факторов на величину талой зоны вокруг теплопровода, определено время стабилизации температурного режима грунта. Проведена проверка полученных полуэмпирических уравнений по расчету тепловых режимов в условиях наземной эксплуатации водовода с ППУ-изоляцией в районе г. Салехарда, показывающая хорошую сходимость расчетных и фактических значений.
На защиту выносятся: — полуэмпирические уравнения расчета глубины протаивания грунта под теплопроводом с обобщенными переменными; — результаты обработки численного эксперимента по тепловому взаимодействию теплопровода и окружающего грунта с учетом фазового перехода; — результаты промышленного эксперимента по тепловому режиму водовода с новой IIПУ-изоляцией при наземной прокладке; — усовершенствованная конструкция трубопровода с новой ППУ-изоляцией, обладающая повышенной влаго- и коррозионной стойкостью и прочностью; — рекомендации по применению новой ППУ-изоляции проектным организациям и внесение изменений в отраслевые нормы и правила по расчету толщины изоляции. Практическое значение и реализация работы состоит в том, что разработанные теоретические и методические основы проектирования систем жизнеобеспечения используются при обустройстве нефтегазовых месторождений на севере Западной Сибири. В работе предложена бесканальная прокладка коммуникаций с ППУ-изоляцией, обоснованная теплотехническими и техникоэкономическими расчетами. Разработанные усовершенствованные конструкции трубопроводов с ППУ-изоляцией подтверждены сертификатом Госстандарта России № 0075378. Разработаны и утверждены практические рекомендации по изготовлению, применению прогрессивных материалов и конструкций при наземной и подземной прокладке тепловых сетей в развитие действующих требований СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Работа награждена: дипломом III степени на VII международной выставке «Нефть и газ—2000»; медалью конкурса «Сибирские Афины»на 2-ой международной выставке-конгрессе «Энергосбережение—99»; присуждена областная премия им. В. И. Муравленко за 1999 год. Разработаны технические условия по проектированию, изготовлению и применению трубопроводов с ППУ-изоляцией. Эффективность результатов работы подтверждена справками о внедрении. Теоретические и практические результаты исследования используются для специальных дисциплин при обучении сту-
дентов ТюмГАСА и проведения курсов повышения квалификации ИТР в ОАО НТЦ «Энергосбережение». Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на международных и Всероссийских конференциях; научно-технических советах: научно-техническая конференция ТюмГАСА (Тюмень, 1996); пятая Всероссийская научно-техническая конференция ТПГУ (Томск, 1999); научнотехническая конференция ТГАСУ (Томск, 1999); I международная научно-практическая конференция ПГАСА (Пенза, 1999); международная научно-техническая конференция СПбГТУ (Санкт-Петербург, 2000); II международная научно-техническая конференция ПГАСА (Пенза, 2000); 57-ая научно-техническая конференция НГАСУ (Новосибирск, 2000); HI международный конгресс НГАСУ (Новосибирск, 2000); III международная научно-практическая конференция ПГАСА (Пенза, 2000). Публикации. Результаты диссертации изложены в 17 печатных работах. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 86 наименований и содержит 110 страниц текста, включая 10 таблиц и 30 иллюстраций.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит обоснование актуальности проблемы, цель и задачи исследования, основные положения, выносимые на защиту, и данные по апробации научных результатов. В первой главе проведен анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования, строительства и эксплуатации инженерных коммуникаций в северных условиях. Значительный вклад в развитие различных сторон рассматриваемой проблемы внесли В. H. Богословский, В. П. Витальев, С. С. ВялOB, Ю. С. Даниэлян, В. 3. Додин, M. M. Дубина, А. А. Ионин, С. Ф. Копьев, В. А. Кудрявцев, С. С. Кутателадзе, А. В. Лыков, П. И. Мельников, Б. В. Моисеев, Г. В. Порхаев, E. Я. Соколов, С. А. Чистович, А. Л. Ястребов и др. Анализ существующих конструкций трубопроводов и методов строительства систем жизнеобеспечения позволил автору сделать вывод о том, что в сложных инженерно-геокриологических услови6
ях ранее применяемые при строительстве инженерных сетей традиционные технологии и материалы являются дорогостоящими (табл. 1) и малонадежными (рис.1). В работе проанализированы модели и методы решения задач теплообмена в мерзлых грунтах и теплоизоляционном материале трубопроводов, а также технические решения совершенствования конструкций трубопроводов. Анализ показывает, что действующие тепловые сети, проложенные в каналах, не удовлетворяют современным требованиям надежности и долговечности ни по качеству строительных конструкций теплопроводов, ни по теплофизическим показателям и не обеспечивают нормативных значений потерь теплоты. На практике часты случаи непозволительно высоких теплопотерь, превышающих нормативные значения в 2-4 раза. Ориентировочно в масштабе России потери теплоты, превышающие нормативные, составляют в настоящее время в пересчете на перерасход условного топлива 20-25 млн. т.у.т. в год. Таблица 1 Оценка годового материального ущерба по Российской Федерации
Примечание: Материальный ущерб приведен в ценах 1991 г.
Сложившаяся ситуация имеет место, главным образом, из-за того, что поверхностные и грунтовые воды проникают в каналы теплопроводов вследствие большой водопроницаемости железобетонных элементов последних по причине их конструктивного несовершенства. Вода, попавшая в канал, увлажняет и разрушает тепловую изоляцию, не имеющую надежной гидроизоляции,
значительно снижает ее теплоизоляционные свойства и инициирует одновременно наружную коррозию трубопроводов. Таким образом, традиционные технологии и материалы, применяемые при строительстве и ремонте тепловых сетей, приводят к необходимости полной замены труб и теплоизоляции через 10-15 лет, а в некоторых случаях даже раньше. Обзор существующих конструкций систем жизнеобеспечения позволяет сделать вывод о том, что в сложных инженерно-геокриологических условиях Западной Сибири наиболее рациональными конструкциями являются трубопроводы с ППУ-изоляцией.
Количество аварий за год на 1 км теплотрассы
Коэффициент теплопроводности изоляционных материалов
89 мм
159 мы
420 мм
Стоимость прокладки 1 км двухтрубной теплотрассы
Рис.1
Сравнительные характеристики трубопроводов с различными видами теплоизоляции
Вторая глава посвящена постановке и решению задачи по прогнозированию температурного режима вечномерзлых грунтов вокруг теплопроводов в ППУ-изоляции с использованием методики вычислительного эксперимента. На температурный режим грунтов существенное влияние оказывают подземные инженерные коммуникации и особенно — теплопроводы. Отдавая некоторую часть теплоты в грунт, теплопроводы вызывают образование вокруг себя талых зон (ореолов протаивания) в мерзлом грунте и поэтому создают определенную опасность деформации трубопроводов. Таким образом, выяснение закономерностей формирования ореолов протаивания вокруг теплопроводов и определение оптимальных условий прокладки теплопроводов при строительстве в районах с вечномерзлыми грунтами является весьма актуальной задачей. Процесс теплопередачи, строго говоря, происходит в трехмерной области. Допуская, что температурный режим теплоносителя в трубопроводе вдоль трубы меняется слабо, а величина заглубления теплопровода не меняется по трассе, можно пренебречь тепловыми потоками вдоль теплопровода. Поэтому задачу о формировании температурного режима вокруг теплопровода можно рассматривать как двухмерную (рис. 2). Особенностью математической формулировки задачи являются: во-первых, запись отдельных уравнений теплопроводности для мерзлой (M) и талой (т) зон, рассматриваемых как отдельные слои с переменной во времени границей; во-вторых, на подвижной границе стыка этих слоев задается условие Стефана; в-третьих, трубопровод имеет изоляционные слои цилиндрической формы, и температурное поле в них будет зависеть от радиуса. Математическая постановка данной задачи имеет вид: уравнение для мерзлой зоны грунта
Рис. 2. Расчетная область грунта вокруг теплопровода. уравнение для талой зоны грунта
где ТТ, Тм — температура талой и мерзлой зон грунта, К; ат, ам — температуропроводность талой и мерзлой зон грунта, м2/с; τ — время, ч. уравнение для изоляционных слоев трубопровода
Для рассматриваемой задачи принимались следующие условия однозначности:
где T0, T1 — температура соответственно теплоносителя и внутренней стенки трубы, К; а1 — коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы, Вт/(м2К); R0 — внутренний радиус трубы, м.
граничные условия на стыках различных слоев изоляции
граничные условия на стыке поверхности изоляции с грунтом
граничные условия на поверхности грунта (Г1) заданы температурой атмосферного воздуха и законом теплообмена между поверхностью грунта и атмосферой:
где Тн — температура наружного воздуха, К; ан— коэффициент теплоотдачи к наружному воздуху, Вт/(м2 К); λCH — теплопроводность снега, Вт/(м К); λrp — теплопроводность грунта, Вт/(м К);h с н — высота снежного покрова, м. граничные условия ( Г2 ) и ( Г3 ) граничные условия (Г4 )
UЛ
ч
"
где λт , λM — теплопроводность талой и мерзлой зон грунта, Вт/(м К); q0 — скрытая теплота плавления льда, Дж/кг рск — плотность скелета грунта, кг/м3; ξ — координата контура раздела зон, м; n — нормаль к поверхности раздела талой и мерзлой зон; S — поверхность раздела талой и мерзлой зон, м2; Wc —
суммарная влажность грунта, доли единиц; WH — количество незамерзающей влаги, доли единиц. Теплофизические характеристики грунта задавались согласно условиям задачи. Начальные условия, т.е. распределение естественных темпе-
состоит в том, что она относится к классу нелинейных задач при неоднородных теплофизических свойствах грунта. Для решения поставленной задачи использовалась методика вычислительного эксперимента. Задача была аппроксимирована методом конечных разностей по стандартной методике. Решение системы разностных уравнений на каждом временном шаге проводилось продольно-поперечным методом. Вдоль строк и столбцов применялся метод прогонки с итерациями. При обобщении результатов вычислительного эксперимента автором использован метод обобщенных переменных, что позволило сократить число определяющих параметров сведением их в безразмерные комплексы. Для этого уравнения (I)-(12) приведены к безразмерному виду. Автором были получены следующие функциональные зависимости:
(13)
рий Био; hт- заглубление теплопровода, м; Сгр — теплоемкость грунта, 3 кДж/(м К); θ = T0 /Тест — обобщенная температура; Тест — температура грунта в естественных условиях на глубине оси трубопровода,К; T0 — температура теплоносителя в трубопроводе, К. В результате обработки численных данных автором получены следующие полуэмпирические уравнения для определения глубины протаивания грунта под трубопроводом во времени:
Коэффициенты N и n являются функциями от Bi, Ко и θ. Для их определения автором получены следующие зависимости: n = 0,07. l,4-Bi. Изменения критериев определены с учетом теплофизических свойств вечномерзлых грунтов в достаточно широком диапазоне: 20<θ<100; 1,4<Ко<12; 020 лет (F0 ->беск) в системе «теплопровод — грунт — атмосфера» устанавливается динамическое тепловое равновесие (рис.За). Выявлено, что повышение температуры теплоносителя в трубопроводе, а также мощности снежного покрова hc = О - 0,32 м вызывает увеличение талой зоны грунта (рис. 36, Зв). В третьей главе рассматривается методика теплового расчета наземного водовода с ППУ-изоляцией для севера Тюменской области. При проектировании водопроводных сетей незамерзаемость воды в трубопроводах можно обеспечить двумя способами: подогревом воды в местах подачи ее в трубопроводы или в промежуточных пунктах; применением тепловой изоляции трубопровода. С целью исключения теплового воздействия водоводов на вечномерзлые грунты автор предлагает осуществлять наземную прокладку на низких опорах. При наличии пучинистых грунтов можно применять так называемые «пульсирующие опоры», представляющие собой железобетонные подушки, укладываемые на подсыпку в виде усеченных пирамид из непучинистого грунта. В зависимости от условий эксплуатации водовода и его диаметра возможны два расчетных случая: первый — на внутренних стенках трубы не допускается
образование ледяной корки, второй — на внутренних стенках трубы допускается образование ледяной корки. Если образование ледяной корки на внутренних стенках трубы не допускается, то методом расчета, при заданной начальной температуре воды, необходимо определить либо конечную температуру воды tκ, либо толщину теплоизоляции диз. Рис. 3 График изменения величины протаивания грунта в зависимости: ξπ,M
ξπ,M
а) от времени при hсн= 0,25м;
б) от критерия Косовича при hсн=0,32м; ξπ,M
в) от времени при различной hсн В работе, используя методику вычислительного эксперимента, автор исследовал понижение температуры воды в водоводе для различных вариантов, а также провел исследование темпе-
ратурного поля в слое ППУ-изоляции водовода, проложенного наземным способом в северных условиях (рис. 4).
Рис. 4 Схема водовода при наземной прокладке Для расчета остывания воды в водоводе автор использовал известное уравнение:
где tнач, tκoн — соответственно начальная и конечная температура воды в водоводе, 0C; tBH — температура наружного воздуха, 0 C; k1 — линейный коэффициент теплопередачи , Вт/(м К); G — массовый расход воды, кг/с; ср — массовая теплоемкость воды, Дж/(кг К); dH, L — соответственно наружный диаметр и длина водовода, м. При расчете по формуле (18) возникает вопрос, какое значение брать для tВН. Температуру воздуха можно принимать как среднюю за наиболее холодную пятидневку или наиболее холодных суток из СНиП 2.01.01 — 82 — «Строительная климатология и геофизика». В СНиП 2.04.02 — 84 — «Водоснабжение, наружные сети и сооружения» по этому вопросу нет рекоменда0 ций, а говорится , что tκ должна быть не менее 5 C при диаметре 0 водовода до 300 мм и не менее 3 C при диаметре свыше 300 мм. Кроме этого, приводится расчетное время ликвидации аварии на водоводе при диаметре до 400 мм — 8 час.; от 400 до 1000 мм — 12 час.; свыше 1000 мм — 18 час. На основании обобщения результатов вычислительного эксперимента и проверки на опытном водоводе в районе г. Салехарда автор рекомендует: при сравнительно небольших диамет-
pax водовода (до 400 мм) надо вести расчет по температуре наиболее холодных суток, а при больших диаметрах труб — по температуре наиболее холодной пятидневки. Результаты вычислительного эксперимента для водовода с ППУ-изоляцией в районе г. Салехарда показали, что температура воды понижается на 10C при длине водовода — 14 км. Расчетное время аварийной остановки для диаметра водовода — 300 мм составляет 13,8 час., которое согласуется с требованиями СНиПа 2.04.02 - 84. Четвертая глава посвящена разработке методов практического использования результатов исследований и оценке их эффективности. Автором проведен анализ известных методов с точки зрения надежности, экономичности строительства и эксплуатации коммуникаций, сроков освоения, возможности организации и производства строительно-монтажных работ, соответствия санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям. Анализ позволил рекомендовать бесканальный метод строительства инженерных коммуникаций с ППУ-изоляцией как надежный и эффективный способ освоения территорий со сложными геокриологическими условиями. При непосредственном участии автора на предприятии ЗАО «Сибпромкомплект» освоен и внедрен выпуск теплоизолируемых пенополиуретаном стальных труб и других элементов трубопроводов различного назначения: для городских и районных систем теплоснабжения и горячего водоснабжения; а также для технологических трубопроводов предприятий нефтяной и газовой промышленности. Предприятие оснащено высокопроизводительным оборудованием для выпуска теплоизолированных труб d 57—325 мм в полиэтиленовых и d 57—530 мм в металлических оболочках (трубы большего диаметра выпускаются только в металлических оболочках). ЗАО «Сибпромкомплект» освоило технологию изготовления теплогидроизолированных труб с одним, двумя, тремя спутниками электроподогрева, что особенно важно в условиях Севера. Производственные мощности ЗАО «Сибпромкомплект» способны обеспечить выпуск 25—30 км теплоизолированных труб в месяц. Характеристика труб с тепловой изоляцией приведена в табл. 2.
16
Таблица 2 Характеристика труб с тепловой пенополиуретановой изоляцией в защитных оболочках Диаметр Диаметр Толщина Толщина Диаметр Толщина Толщина стальной полиэтил. полислоя металлич. металлич. слоя трубы оболочки этил. ППУ оболочки оболочки ППУ (мм) (мм) (мм) (мм) (мм) оболочки (мм) (мм) 33,5 57 125 3,0 31 125 0,55 34,5 76 140 3,0 29 140 0,55 41,5 89 3,0 32,5 0,55 160 160 108 42,8 45,5 200 3,2 200 0,55 159 250 0,55 45,0 250 3,9 41,6 0,55 47,5 219 4,9 43,1 315 315 0,55-0,8 63,0 273 57,2 400 400 6,3 325 0,55-0,8 62,0 7,0 55,5 450 450 В табл. 3 автор приводит физико-механические показатели напыляемого ППУ. Таблица 3 Рецептура
ППУ-17Н
Кажущаяся плотность кг/м3 40-70
Предел прочности при
сжатии кг/см2 не менее 2
Предел прочности при
адгезии кг/см2 сталь 3-3,5
алюмин.
Водопоглощсние
Коэф-т теплопроводтых пор % СМ /М ности Вт./(мК) за 24 ч. 0,02795 не более 0,03
Кол во
закры-
3
3
200
2,5-3
Проведенный анализ и выполненные расчеты позволили дать рекомендации, направленные на снижение энергопотребления, повышение экономичности строительства трубопроводов (рис. 5). На рис. 6 автор приводит сравнительные технико-экономические характеристики трубопроводов в ППУ-изоляции с другими видами. Автор в разработанных технических рекомендациях предлагает заменять существующую традиционную канальную прокладку (сталь — минеральная вата) систем трубопроводов на водонепроницаемую систему «труба в трубе».
Годовые затраты на эксплуатацию теплосетей
диаметр трубы (мм)
Стоимость прокладки теплотрасс
диаметр трубы (мм)
Годовые
потери
нормативные
тепла
через
изоляцию
диаметр трубы (мм)
Годовые
затраты
ремонт
на
текущий
теплосетей
диаметр трубы (мм)
- канальный вариант новым вариант
Рис. 5. Сравнительные характеристики традиционного канального и нового бесканального варианта прокладки теплотрасс
Количество аварий за год на 1 км теплотрассы
Коэффициент теплопроводности изоляционных материалов
Стоимость прокладки 1 км двухтрубной теплотрассы
Минвата (канал) АПБ (армопенобетон), (бесканально) ППУ(бесканально)
Рис. 6. Сравнительные технико-экономические характеристики трубопроводов в ППУ-изоляции с другими конструкциями.
Можно выделить следующие основные преимущества использования труб, выполненных из современного водонепроницаемого материала: снижение эксплуатационных затрат, увеличение срока эксплуатации за счет новой качественной технологии изготовления труб; сокращение потерь теплоты за счет улучшенной тепловой изоляции и водонепроницаемой внешней трубы; уменьшение потерь теплоносителя, обусловленное водонепроницаемостью системы. Предложенные автором новые технологии, подтвержденные актами внедрения, с успехом используют нефтегазодобытчики Тюменского Севера.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Разработан и предложен инженерный метод теплового расчета трубопроводов с ППУ-изоляцией при их подземной прокладке. 2. Получено новое полуэмпирическое критериальное уравнение для расчета глубины протаивания грунта при подземной прокладке с учетом фазового перехода. 3. Осуществлено прогнозирование изменения температурного поля грунта при длительной эксплуатации для определения тепловых потерь и сроков проведения планово-предупредительных ремонтов. 4. Разработаны на базе нового вида ППУ-изоляции усовершенствованные конструкции теплопроводов, позволяющие сократить тепловые потери и материальные затраты на эксплуатацию и ремонт теплотрасс. 5. Разработаны рекомендации проектным и эксплуатационным организациям по применению нового вида изоляции с внесением изменений в отраслевые нормы и правила. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ: 1. Размазин Г. А., Шаповал А. Ф., Никифоров В. H. и др.Исследование процесса псевдоожижения дисперсных материалов // Сб. докл. науч.-техн. конф. ТюмИСИ. Тюмень, 1996. С. 124-125. 2. Размазин Г. А. Новые технологии // НТЖ Строительный вестник Тюменской области. Тюмень, 1998. № 4 (5). С. 15-16. 20
3. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. Тсплоэнергоэффективная технология // Проблемы инженерного обеспечения и экологии городов / Сб. матер, науч.-практич. конф. Пенза, 1999. С. 40-41. 4. Размазин Г. А., Моисеев Б. В., Шаповал А. Ф. Энергосберегающие технологии в системе теплоснабжения Западно Сибирского региона // Энергетика: экология, надежность, безопасность / Матер, пятой Всероссийской науч.-технич. конф. Томск, 1999. С. 142. 5. Размазин Г. А., Моисеев Б. В., Шаповал А. Ф. и др. Энергоэффективные технологии в системе теплоснабжения // НПЖ Энергетика Тюменского региона. Тюмень, 1999. № 5(6). С. 33-34. 6. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. Особенности устройства водопроводных сетей на севере Тюменской области /./ Композиционные строительные материалы. Теория и практика / Сб. науч. трудов международной науч.-техн. конф. Пенза, 2000. С. 26-28. 7. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. Повышение эффективности и надежности систем теплоснабжения в нефтегазодобывающем регионе Западной Сибири // Матер. 57-ой науч.-практ. конф. НГАСУ. Новосибирск, 2000. С. 30. 8. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. Новые технологии в системах теплоснабжения нефтегазодобывающего региона Западной Сибири // Проблемы надежности при управлении функционированием, реконструкцией и развитием больших систем энергетики / Матер. 71-го семинара ИСЭ. г. Вышний Волочек, 2000. С. 25-26. 9. Размазин Г. А., Моисеев Б. В., Шаповал А. Ф. и др. Энергосберегающие технологии в системах теплоснабжения нефтегазодобывающего региона Западной Сибири .// Ресурсо- и энергосбережение в реконструкции и новом строительстве / Науч. Труды III международного конгресса НГАСУ. Новосибирск, 2000. С. 14-15. 10. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. Исследование теплообмена наземного водовода с пенополиуретановой изоляцией на севере Тюменской области // Проблемы водного хозяйства и экологии водных бассейнов / Сб. матер. Всероссийской науч.-практ. конф. Пенза, ПДЗ, 2000. С. 10-12. И. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. Тепловое взаимодействие бесканальной прокладки теплопроводов с вечномерзлыми грунтами // Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов / Сб. матер. I международной науч.-техн. конф. Пенза, ПДЗ, 2000. С. 106-110. 12. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. Энергоэффективные системы теплоснабжения в Западно-Сибирском регионе // Технология энергосбережения, строительство и эксплуатация инженерных систем / Матер, международн. науч.-практ, конф. СПбГТУ. Санкт-Петербург, 2000. С, 124-126. 21
13. Размазин Г. А. Метод теплового расчета наземного водовода с пенополиуретановой изоляцией для севера Тюменской области // НТЖ Строительный вестник Тюменской области. Тюмень, 2000, №6. С. 12-13. 14. Размазин Г. А. Прогнозирование температурного режима вечномерзлых грунтов вокруг теплопроводов // НПЖ Энергетика Тюменского региона. Тюмень, 2000, № 3(9). С. 30. 15. Размазин Г. А., Моисеев Б. В., Илюхин К. H. и др. Математическая модель теплосети при решении задачи энерго- и ресурсосбережения // Информационно-компьютерные технологии в решении проблем промышленности, строительства, коммунального хозяйства и экологии / Сб. матер. II международн. науч.-практ. конф. Пенза, ПДЗ, 2000. С. 16-19. 16. Размазин Г. А., Моисеев Б. В., Шаповал А. Ф. Оптимизация тепловых режимов зданий и сооружений в условиях Западной Сибири // Вестник ТГАСУ. № 1. Томск, 2000. С. 247-251. 17. Размазин Г. А., Моисеев Б. В. и др. Применение электрообогрева для предотвращения замерзания транспортируемой жидкости в трубопроводе на севере Тюменской области // Человек и окружающая природная среда / Сб. матер. III международн. науч.-практ. конф. Пенза, ПДЗ, 2000. С. 133-136.
Г. А. Размазин
ЛР 020405 от 14.05.97 Подписано в печать 01.11.2000. Тираж 100 экз. Объем 1,О уч.-изд. л. Формат 60x84/16. Заказ 425. Издательство Тюменского государственного университета 625000, г. Тюмень, ул. Семакова, 10.