Теплоизоляция емкостей и резервуаров: Теплоизоляция емкостей и резервуаров: плюсы и минусы

Теплоизоляция емкостей и резервуаров: плюсы и минусы

Для чего необходимо утеплять резервуары?

В состав системы электрообогрева резервуаров как необходимый элемент входит теплоизоляция. Она позволяет минимизировать мощность системы электрообогрева, стабилизировать тепловой режим резервуара, а также защищает нагревательный кабель от внешних воздействий. При отсутствии теплоизоляции, будет невозможно компенсировать тепловые потери нагревательным кабелем.

Резервуары являются хорошим способом хранения для противопожарных запасов воды, запасов питьевой воды, нефтепродуктов, газосодержащих веществ и так далее. Но для их правильной эксплуатации необходимо поддержание положительной температуры продукта. Для выполнения данной задачи требуется выполнить обогрев и утепление резервуара.

Если вы ещё не определились по системе обогрева, то рекомендуем ознакомиться с статьёй «Проектирование электрообогрева резервуара».

Способы утепления, виды утеплителей

В состав конструкции теплоизоляции входит:

• Теплоизоляционный слой – слой материала, применяемый для уменьшения тепловых потерь;
• Покрывной слой – применяется в роли защитной оболочки, которая обеспечивает защиту теплоизоляции материала от воздействия окружающей среды и механических повреждения;
• Элементы крепления – арматура, с помощью которой осуществляется крепления теплоизоляции к изолируемой поверхности.

В настоящие время в качестве тепловой изоляции резервуаров преимущественно используются:

Минеральная вата

Вид утеплителя, представляющий собой волокнистый материал, имеющий хорошие теплоизолирующие свойства.

Монтаж

На стенах резервуара учитываются крепежные элементы для утеплителя. Важным моментом монтажа теплоизоляции является плотное прилегание материала к креплениям. Образование зазоров между плитами утеплителя недопустимы. С внешней стороны резервуар покрывается оцинкованными листами стали.

Основные плюсы

• Невысокая цена;
• Пожаробезопасность;
• Относительно простой монтаж.

Основные минусы

• Теряет теплоизоляционные свойства при намокании;
• Со временем оседает под собственным весом;
• Имеет большой общий вес.

Не рекомендуется использовать в качестве теплоизоляции подземных резервуаров. Так как из-за влажности почвы минвата потеряет свои свойства. В данном случае лучше рассматривать в качестве теплоизоляции пенополиуретан (ППУ).

Пенополиуретан

Актуальный синтетический утеплитель, образование которого достигается смешиванием и дальнейшим отвердеванием двух элементов: полиола и полиизоционата.

Монтаж

Перед нанесением утеплителя с поверхности резервуара убирается грязь и ржавчина. После поверхность обезжиривается. На объекте осуществляется смешивание компонентов для получения теплоизоляционного материала, который в дальнейшем наносится на поверхность резервуара. Напыление осуществляется ровными слоями в несколько подходов, для обеспечения нужной толщины. Для обеспечения защиты от ультрафиолетовых лучей на теплоизоляцию наносится краска. Для дополнительной защиты изоляционного слоя обеспечивается покрытие оцинкованным листом стали.

Основные плюсы

• Небольшой вес;
• Не требует никаких крепежных элементов;
• Высокая влагостойкость.

Основные минусы

• Дороговизна материала;
• Слабая устойчивость к УФ излучению.

Вспененный каучук

Мягкий термоизоляционный материал с закрытой пористой структурой.

Монтаж

Первым делом следует очистить от загрязнений, следов коррозии, а также обезжирить поверхность резервуара. После чего рулон утеплителя разворачивается и крепится на поверхности емкости за счет самоклеящегося слоя, а после фиксации утеплителя стыки рулонов проклеиваются теплоизолирующей лентой для лучшей герметизации. Благодаря смоло-содержащим веществам входящих в состав утеплителя обеспечивается качественное сцепление с поверхностью резервуара.

Основные плюсы

• Упругость и эластичность;
• Высокая прочность;
• Не требует крепежных элементов;
• Долгий срок службы.

Основные минусы

• Дороговизна материала;
• Повышенные требования к монтажу.

Все эти материалы обеспечивают низкое значение коэффициента теплопроводности.

При выборе изоляционного материала следует учитывать следующие важные факторы:

• Температурные характеристики;
• Теплопроводность изоляции;
• Механические свойства;
• Химическую совместимость и коррозионную стойкость;
• Влагостойкость;
• Характеристики безопасности для персонала;
• Лгнестойкость;
• Токсичность при горении;
• Стоимость;

Какие задачи решает кабельный электрообогрев?

Основной задачей кабельного обогрева резервуара является компенсация тепловых потерь, происходящих через опоры, основание, стенку и крышку, а также поддержания положительных температурных параметров продукта. Теплоизоляция предотвращает часть тепловых потерь с поверхности емкости. Теплоизоляция не решает проблему поддержания положительных температур продукта в процессе его нахождения в резервуаре и не обеспечивает его защиту от замерзания в период отрицательных температур.

Расчетная мощность системы электрообогрева должна быть достаточной для компенсации тепловых потерь и поддержания необходимой технологической температуры продукта.

Примеры обогрева резервуаров греющим кабелем

Бесплатный расчет обогрева резервуара за 2 часа

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Заполните обязательные поля

Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.

Расчеты будут отправлены на Ваш e-mail, внимательно проверьте данные при отправке.

Другие статьи на тему

Расчет системы обогрева резервуаров греющим кабелем

От чего зависит цена системы обогрева резервуара

Комментарии

Комментарии для сайта Cackle

Тепловая изоляция резервуаров и емкостей

Тепловая изоляция емкостного оборудования повышает эффективность, снижает теплопотери, уменьшает потребление топливо-энергетических ресурсов как для высокотемпературных процессов, так и для низкотемпературных

Теплоизоляционные конструкции состоят из элементов: 

• теплоизоляционного слоя;
• армирующих и крепежных деталей;
• пароизоляционного слоя;
• покровного слоя.

При этом состав конструкции зависит от характеристик изолируемой поверхности, например пароизоляционный слой следует предусматривать при температуре изолируемой поверхности ниже 12°С. Необходимость устройства пароизоляционного слоя при температуре от 12 до 20°С определяется расчетом.
Покровный слой изоляции чаще всего выполняется из листового материала-алюминий, оцинковка.
Для изоляции поверхностей с температурой выше 400°С в качестве первого слоя допускается применение изделий с теплопроводностью более 0,07 Вт/(м×°С).

Толщина теплоизоляционного слоя зависит, в первую очередь, от цели применения тепловой изоляции оборудования (емкости), а именно:

•  по технологическим факторам в зависимости от заданной или нормативной плотности теплового потока;
•  с целью предотвращения конденсации влаги на поверхности;
• для обеспечения требуемой температуры на поверхности оборудования (емкости), исходя из условий обеспечения безопасного производства работ персоналом.

Тепловая изоляция емкостного оборудования повышает эффективность, снижает теплопотери, уменьшает потребление топливо-энергетических ресурсов как для высокотемпературных процессов, так и для низкотемпературных.

Для изоляции емкостей диаметром более 4000 мм используют маты или нежесткие гнущиеся плиты. Для меньших диаметров емкостей используют изоляционные маты или другой изоляционный материал, имеющий соответствующие характеристики.

Изоляционный материал должен иметь стальные крючки, как показано на рисунке. Все соединения должны быть заполнены изоляционным материалом. Продольные и поперечные стыки матов должны быть сшиты оцинкованной проволокой

Штыри крепления изоляции к ёмкости должны быть из того же или сходного материала.
Способ изоляции А используется для изоляции плотностью ≤ 25 кг/м2.
Способ изоляции В используется для изоляции плотностью более 25 кг/м2.
Если фиксирующие штыри не были закреплены на резервуаре, то их укрепляют в соответствии с вариантом С.

В качестве альтернативного варианта, изоляционный материал может также закрепляться оцинкованной или нержавеющей стальной лентой 16 мм х 0,5 мм с шагом 300 мм.

 Стыки изоляционных плит или матов, которые укладываются в несколько слоев, должны находиться на расстоянии не менее 200 мм друг от друга, за исключением тех случаев, где расположение стыков определяет опорная конструкция.
 При использовании листового металла в качестве покровного слоя, видимые концы должны образовывать заворот кромки (фальцевое соединение), а оба конца, остающихся невидимыми, должны быть загнутыми. Любые прямые стороны, остающиеся на виду на арочных покрытиях, должны быть загнуты.
Продольные и поперечные соединения покровного слоя должны быть выполнены, как показано на рисунке.
Такой монтаж исключит появление зазоров между слоем изоляции и покровным слоем и, тем самым, предотвратит проникновение влаги и жидкости в изоляционный материал.
 
Изоляцию вертикальной накопительной емкости диаметром более 15м  выполнять следующим образом:

На поверхность емкости навариваются скобы или втулки для крепления изоляционного материала в соответствии с требованиями ГОСТ 17314-81 «Устройства для крепления тепловой изоляции стальных сосудов и аппаратов. Конструкции и размеры. Технические требования».
Как правило скобы располагают следующим образом: 

• в горизонтальном направлении с шагом 500 мм, отступив от фланцевых соединений или сварных швов, соединяющих днища (крышки) и корпуса сосудов и аппаратов, на расстояние 70-250 мм;
• в вертикальном направлении: на верхней половине емкости с шагом 500 мм; на нижней половине емкости с шагом 250 мм. 

Фиксация теплоизоляционных изделий может осуществляться путем накалывания материала на штыри из прутка диаметром 4-5мм, которые затем загибаются. Дополнительно темлоизоляционный материал может перевязываться проволокой диаметром 1,2-2мм. по загнутым штырям  и бандажами, установленными как правило с щагом 500мм.

Крепление покровного слоя осуществляется самонарезающими винтами 4х12 с антикоррозионным покрытием или заклепками. Шаг установки винтов (заклепок): по вертикали 150 – 200 мм, по горизонтали – не более 300 мм.

Изоляцию вертикальной накопительной емкости диаметром менее 15м выполняется аналогично, как показано на рисунке. 

Отдельное внимание стоит уделять изоляции смотривых люков.
Для изоляции люков и фланцевых аппаратов применяют съемные теплоизоляционные конструкции. Они могут быть полносборными (футляры, полуфутляры), или комплектными (матрацы и кожуха). 

В качестве теплоизоляционного материала применяют матрацв минераловатные. Размеры и количество полуфутляров определяется размерами фланцевого соединения.

При изоляции фланцевых соединений  большого диаметра к матрацам пришиваются крючки. Для фланцевых соединений большого диаметра может быть предусмотрено два и более матрацев по периметру фланца. При установке матрацев на фланцевое соединение крючки соединяются проволокой (шнуровкой), поверх матрацев затем устанавливаются бандажи.

Теплоизоляционный слой закрывается съемным металлическим кожухом, крепление которого может осуществляться замками, приваренными непосредственно к кожуху, или бандажами с замками, устанавливаемыми поверх кожуха.

Схема монтажа изоляции люков и отверстий следующая:

Тепловая изоляция горизонтальных емкостей

Для горизонтальных емкостей, теплообменников малого и среднего диаметра крепление теплоизоляционного слоя выполняется на проволочном каркасе.

Поверх матов или плит, закрепленных стяжками каркаса на поверхности оборудования, предусматривается установка бандажей с пряжками из металлической ленты. У фланцевых соединений и днищ аппаратов предусматриваются опорные конструкции. Элементы опорных конструкций в виде колец, уголков, скоб или планок могут быть приварными или крепиться с помощью болтов.

Для горизонтальных аппаратов может применяться и комбинированное крепление теплоизоляционного слоя штырями с перевязкой по штырям струнами и стяжками.

Покровный слой выполняется из алюминиевых листов,  оцинкованной или нержавеющей стали.  Толщина листов покрытия от 0,8 до 1,2 мм.

Крепление покровного слоя тепловой изоляции горизонтальных аппаратов осуществляется самонарезающими винтами 4х12 с антикоррозионным покрытием или заклепками. Шаг установки винтов (заклепок): по горизонтали 150 – 200 мм, по окружности – 300 мм.

Теплоизоляция для резервуаров и емкостей

Маты Rockwool Wired Mat 105

Rockwool WIRED MAT 105 производится из каменной ваты на основе базальтовых пород. Одна сторона мата покрыта сеткой с ячейками 25 мм из гальванизированной или нержавеющей проволоки. Кроме того, мат прошивается гальванизированной или нержавеющей проволокой (SST). Также изделие может выпускаться с односторонним покрытием алюминиевой фольгой. Применяется в качестве огнезащиты воздуховодов. Маты шириной 1000 мм, толщиной от 25 до 100 мм различной намотки.

Маты Rockwool Wired Mat 80

Базальтовые прошитые маты с сеткой из гальванизированной или нержавеющей проволоки (SST), плотностью 80 г/м.куб. Имеют метровую ширину, различную длину и толщины от 40 до 120 мм, упакованы в рулоны. Применяются для теплоизоляции высокотемпературного оборудования и трубопроводов, воздуховодов и металлоконструкций.

Плита PAROC Pro Slab 40

Полужесткая плита PAROC / ПАРОК Pro Slab 40 из каменной ваты – базальтовая теплоизоляция для плоских поверхностей.

Идеальное решение для низкотемпературных резервуаров. Размеры 600 x 1200 мм, толщиной от 50 до 120 мм

Плита PAROC Pro Slab 60

PAROC Pro Slab 60 жесткая плита из каменной ваты используется для теплоизоляции цилиндрических резервуаров и плоских поверхностей. Легко устанавливается на цилиндрические поверхности при условии соблюдения необходимого радиуса кривизны. Размеры 600 x 1200 мм, толщина от 50 до 120 мм.

Плита PAROC Fire Slab 80

Жесткая плита PAROC Fire Slab 80 из каменной ваты покрыта алюминиевой фольгой на полиэтиленовой основе. Поверхность плиты представляет собой готовую отделку изоляции, швы которой можно выполнить паронепроницаемо.

Трубки Oneflex

Теплоизоляционные трубки из вспененного каучука Oneflex. Вспененный каучук эконом-класса от мирового лидера теплоизоляции Armaflex. Oneflex обладает низкой теплопроводностью, высокой устойчивостью к диффузии пара.

Применяются в вентиляционных системах, нагревательных и охлаждающих системах и оборудовании.
Поставляется в виде трубок длиной 2 м, диаметр 6–114 мм, толщина 6–32 мм.

Рулоны Oneflex

Рулоны Oneflex – теплоизоляция из вспененного каучука. Предназначена для теплоизоляции трубопроводов, систем вентиляции и кондиционирования, резервуаров. Используется при температуре от -70 до +120 С. Ширина 1 м, длина 4–30 м, толщина 6–50 мм.

Рулоны Armaflex ACE

Armaflex ACE – это рулонная теплоизоляция, производится на основе вспененного синтетического каучука с закрытой ячеистой структурой. Качественная закрытоячеистая структура гарантирует эффективное сопротивление паропроницанию. Технические характеристики материала Armaflex ACE обеспечивают отличную изоляционную работу и контроль над образованием конденсата.

Выпускается в виде рулонов метровой ширины толщиной от 6 до 50 мм.

Листы Armaflex AF

AF/Armaflex Microban – техническая изоляция из вспененного каучука для надежного контроля за конденсацией и эффективного энергосбережения. Выпускается в виде простых и самоклеющихся рулонов метровой ширины толщиной от 3 до 50 мм различных намоток.
Используется для систем вентиляции, кондиционирования и холодильной техники. Имеет черный цвет.

Трубки Armaflex XG

ARMAFLEX (Армафлекс) XG – универсальная гибкая изоляция из вспененного каучука с улучшенными свойствами теплопроводности. Материал Armaflex XG имеет повышенные технические характеристики по теплопроводности и паропроницаемости, а также полностью соответствует Европейской системе пожарной классификации. Armaflex XG – гибкий, закрытопористый теплоизоляционный материал, надежно защищающий от энергетических потерь и образования конденсата.Выпускается в виде двухметровых трубок диаметрами от 6 до 168 мм, толщиной стенки от 6 до 40 мм. Цвет черный.

Листы Armaflex HDI

Вспененный каучук Armaflex НDI –  теплоизоляционный материал специально разработан для изоляции трубопроводов и емкостей проложенных подземным и надземным способом.
Каучук Armaflex HDI разработан для теплоизоляции трубопроводов с отрицательными и положительными температурами, в том числе и для тех, что проложены под землей. Отличается высокой плотностью – 130 кг/м3. Поставляется в листах толщинами от 19 до 50 мм.

Листы Aeroflex EPDM HT

Aeroflex EPDM HT – это теплоизоляция изготовленная на основе вспененного синтетического каучука EPDM и предназначенная для изоляции поверхностей с температурами до 175 °С. Aeroflex EPDM HT доступен к продаже в виде листов толщиной от 9 до 50 мм, размерами 1х2 м. Возможна поставка самоклеящихся листов, а также с предварительно нанесенным покрытием.

МКРВ-200

Каолиновая вата МКРВ – высокотемпературный материал, производимый из расплава глинозема (Al2O3) и кварцевых песков (песок SiO2), относящийся к алюмосиликатным огнеупорным материалам.
Выпускается и продается в рулонах. Вес рулона от 15 до 19 кг.
Температура применения до +1150 С.
Цена указана за оптовый объем! Просим уточнять стоимость при заказе.

МКРР-130

Муллитокремнеземистый войлок МКРР-130 (каолиновая вата) – высокотемпературный огнеупорный материал. Используется для футеровки печных труб, а также первым слоем для снятия высоких температур с оборудования.
Выпускается и продается в рулонах. Вес рулона от 10 до 19 кг. Всегда в наличии на нашем складе.

Листы Kaiflex EF

Kaiflex (Кайфлекс) EF – универсальный гибкий изоляционный материал с закрытоячеичной структурой фирмы Kaimann для удовлетворения конкретных потребностей коммерческих объектов, в которых необходимы системы ОВК, но энергосбережения являются приоритетом.
Выпускается в виде рулонов шириной 1 м или листов 2*0,5 м или 2*1 м.
Толщина изоляции от 6 до 50 мм.
Возможна поставка с самоклеящимся слоем.

Термочехол CoverFix

Съемный теплоизоляционный кожух (термочехол) CoverFix многоразового использования для снижения теплопотерь и уровня шума. Производится из специальных стеклотканей и соответствующих теплоизоляционных материалов (каолиновая вата, вспененный каучук, базальтовая вата, теплоизолятор по запросу).
Цвет серебристый.
Производитель ООО ПК “Теплый Стан”.

Рулоны Oneflex FKY (самоклей)

Самоклеящиеся рулоны Oneflex из вспененного каучука созданы для сокращения трудозатрат на монтаж. Для удобства резки материала внутренняя сторона разлинована сеткой.
Производятся шириной 1000 и 1200 мм.
Толщина материала от 6 до 50 мм.
Цвет черный.

Рулоны РУ-Флекс СТ

РУ-ФЛЕКС СТ – это рулонная теплоизоляция на основе вспененного каучука используется как для высоких (до +110), так и для низких температур. Теплоизоляция в виде рулона обладает гибким, эластичным, прочным материалом, имеющим низкую теплопроводность, паропроницаемость и водопоглощение, поэтому не требует гидроизоляции.
Выпускается в виде рулонов толщиной от 3 до 50 мм, количество в одном рулоне от 4 до 60 м2.
Цвет черный.

Рулоны РУ-Флекс ВТ

РУ-ФЛЕКС ВТ – рулонная теплоизоляция на основе вспененного каучука, используется для оборудования с высокими температурами (до +150). Теплоизоляция РУ-ФЛЕКС ВТ в виде рулона обладает высокой эластичностью и прочностью, обеспечивает высокую теплоизоляцию, звукоизоляцию и низкое поглощение влаги.
Выпускается в виде рулонов толщиной от 10 до 50 мм, количество в одном рулоне от 4 до 20 м2.
Цвет черный.

Патент США на способ теплоизоляции резервуаров Патент (Патент № 10 072 435, выдан 11 сентября 2018 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Приложение. № PCT/RU2014/000213 под названием «СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ РЕЗЕРВУАРОВ», подана 28 марта 2014 г., также опубликована как WO/2015/147678.

ПОЛЕ

Изобретение относится к теплоизоляционной технике, в частности к способу теплоизоляции резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, в том числе резервуаров, хранящихся в суровых климатических условиях (например, при относительно низких температурах).

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Задача хранения нефти в резервуарах является важной и актуальной для многих отраслей промышленности, включая нефтедобычу, энергетику, машиностроение и т.п. Часто нефть и нефтепродукты хранятся в металлических резервуарах в течение относительно длительного времени. Таким образом, задача хранения нефти в резервуарах включает в себя множество подзадач, в основе которых лежат свойства нефти. Одной из таких подзадач является теплоизоляция резервуаров. Поскольку масло может замерзнуть при температуре от -60 градусов Цельсия (-60°С) до 30°С, и поскольку оно может начать кипеть при температуре до 28°С, в зависимости от его состава, требования по контролю Температура внутри резервуара относительно строгая. Кроме того, задача теплоизоляции значительно усложняется на нефтедобывающих объектах с суровыми и зачастую экстремальными природными условиями.

Для решения задачи теплоизоляции резервуаров ассортимент материалов и конструкций значительно варьируется в зависимости от природных условий и других факторов. Традиционно в качестве теплоизоляционных материалов используют полиуретан, минераловатные плиты, пеностекло и тому подобное. Ячеистое стекло является наиболее подходящим материалом в экстремальных погодных условиях. Это связано с тем, что теплоизоляционные и механические характеристики пеностекла не изменяются в относительно большом диапазоне температур и влажности. Еще одним немаловажным фактором является то, что пеностекло является негорючим материалом. При выборе материалов и способов теплоизоляции учитывается высокая пожароопасность резервуаров для нефти и нефтепродуктов.

В технике известны различные решения для изоляции таких резервуаров.

Патент США. В US 4073976 (опубликован 14 февраля 1978 г., МПК F17C13/00) описан резервуар (для хранения сжиженного газа), в котором в качестве несущей изоляции на дне резервуара использованы блоки пеностекла. Блоки покрыты слоем частиц вермикулита, обеспечивающим более высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам.

Патент США. В US-A-4062468 (опубликованном 13 декабря 1977 г., МПК B65D90/06) описана система изоляции для больших резервуаров, в которых хранится топливо. Целью раскрытия является повышение экономической эффективности утеплителя и его устойчивости к природным воздействиям. Изоляция включает в себя панели из изоляционного материала из пеностекла, закрепленные на стенке резервуара и поддерживаемые металлическими рейками. Слой смолистого материала, армированный волокнистой тканью, расположен на внешней стороне изоляции.

Патент США. Паб. В заявке № 2012/0325821 (опубликовано 27 декабря 2012 г., МПК F17013/00) описан криогенный резервуар, который включает в себя сварной внутренний резервуар и внешнюю оболочку, которая окружает сварной внутренний резервуар. Резервуар также включает в себя бетонный фундамент, который включает в себя приподнятую часть. Резервуар также включает в себя несколько блоков пеностекла, установленных на приподнятой части бетонного фундамента, и выравнивающий слой бетона, который покрывает верхний слой блоков пеностекла. Резервуар также включает в себя крепежное устройство, закрепленное в бетонном фундаменте. Сварной внутренний резервуар устанавливается на выравнивающий слой бетона, а наружная обечайка закрепляется на крепежном устройстве по периметру наружной обечайки. Кольцевое пространство между внутренней емкостью и внешней оболочкой заполнено перлитом.

Р.Ф. патент № 117467 (опубл. 27.06.2012, МПК E04B1/76) раскрывает теплоизоляционное покрытие, включающее блоки из пеностекла, выполненные в форме сжатой призмы. Жидкокерамическая теплоизоляция применяется для крепления блоков пеностекла к основанию защищаемого сооружения и между собой.

Патент США. В патенте № 8381939 (опубликовано 26 февраля 2013 г., МПК E03B11/00) описано изолированное хранилище, которое включает в себя модульные панели и конструкции, достаточно жесткие для хранения горячих и холодных жидкостей. Изолированное хранилище включает в себя несколько изолирующих панелей, установленных на изолированной опоре, образуя цилиндрическую стену. Изоляционные панели имеют относительно жесткую структуру и поддерживают внутреннюю прокладку. Цилиндрическая стенка изоляционных панелей поддерживается тонким внешним кожухом. Это изолированное хранилище также включает в себя крышку, поддерживаемую изолирующими панелями и закрывающую содержимое хранилища.

Однако известные технические решения не предусматривают конструктивных элементов, компенсирующих деформации стены защищаемого сооружения в процессе его эксплуатации. При появлении деформаций стенки резервуара высок риск разрушения теплоизоляционного слоя. Кроме того, решения не обеспечивают оперативного доступа к поверхности резервуара для его технического обслуживания и ремонта.

Патент США. В патенте США № 8615946 (опубликовано 31 декабря 2013 г., МПК E04B7/00) описана утепленная стеновая система, которую можно использовать в качестве теплоизоляции промышленных сооружений. Теплоизоляция включает в себя теплоизоляционные блоки, изготовленные из любого теплоизоляционного материала, известного в данной области, включая, но не ограничиваясь этим, полистирол, полиуретан, полиизоцианурат, их смеси и т. п. Утепленная стеновая система включает в себя множество металлических решеток, установленных параллельно и отделенных друг от друга. Система также включает в себя несколько внешних панелей, каждая из которых крепится к металлическим решеткам, сформированным на внешнем покрытии. В систему также входят несколько теплоизоляционных блоков, каждый из которых устанавливается между металлической решеткой и внешней панелью. В систему также входит планка между теплоизоляционными блоками и наружной панелью, имеющая ступеньку, фиксирующую теплоизоляционный блок и уменьшающую взаимные боковые перемещения теплоизоляционного блока и планки. В систему также входит крепеж, скрепляющий наружную панель, планку и теплоизоляционный блок вместе с металлической решеткой. Между блоком и металлической решеткой можно использовать клейкий слой, чтобы упростить монтаж утепленной стены. Клейкий материал может включать, например, контактные клеи, реактивные клеи (например, эпоксидную смолу, акрилат и т.д.), клеи, чувствительные к давлению, клеи-расплавы и т. п.

Недостатком данного технического решения является повышенная жесткость конструкции, что может привести к разрушению жесткого теплоизоляционного материала там, где в процессе эксплуатации деформировалась стенка резервуара.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является бак с теплоизоляцией, известный по патенту РФ № 2079620 (опубл. 20.05.2007, МПК E04H7/04). Резервуар содержит элементы, плотно закрепленные на корпусе резервуара в виде горизонтальных бандажей с обшивкой, и установленные на них теплоизоляционные панели. Бандажи выполнены в виде уголков, закрепленных на корпусе резервуара с помощью предварительно собранных опор. Бинты накладываются по высоте тела на расстоянии от 2 м (м) до 4 м друг над другом. Теплоизоляционные панели формируются в виде полутвердых минеральных или шлакоблоков.

Однако данное техническое решение не обеспечивает достаточной прочности и сохранности теплоизоляции резервуара при нагрузках, вызванных наливом или сливом сырья, а также факторами окружающей среды.

РЕЗЮМЕ

Задачей изобретения является создание способа изоляции резервуаров с учетом циклических нагрузок на каркас резервуара (например, нагрузок при наполнении и опорожнении резервуара нефтью и нефтепродуктами), в сложных климатических условиях с температурами, достигающими минус 60 градусов Цельсия (60°С) при сохранении сохранности теплоизоляции и достижении температурных требований хранимой жидкости.

Результатом метода является повышение прочности теплоизоляции резервуара при нагрузках на его каркас (другими словами, результатом является повышение сопротивления деформации). Нагрузки могут быть вызваны погрузкой и разгрузкой сырья, а также климатическими факторами. Метод также сохраняет температуру хранимого продукта, обеспечивает надежность теплоизоляции. Кроме того, применение предлагаемого способа предохраняет грунт (например, предотвращает таяние вечной мерзлоты) от тепла продукта, хранящегося в резервуаре, и позволяет демонтировать и переустанавливать изоляцию резервуара для обслуживания и ремонта.

Способ включает подготовку элементов фундамента резервуара с теплоизоляцией днища, установку резервуара на подготовленный фундамент, монтаж стен резервуара и утеплителя, теплоизоляции кровли и кровли. Утепление стенок и крыши резервуара осуществляется путем закрепления опорной разгрузочной юбки на стенках и крыше резервуара так, чтобы они образовывали ярусы. Ярусы затем заполняются снизу вверх теплоизоляционным материалом, например блоками из ячеистого стекла.

Стеклоблоки включают ряд в нижнем ярусе между нижней опорной юбкой и кольцевой плитой дна резервуара. Блоки пеностекла в этом месте являются съемными, что позволяет пользователю снимать блоки, чтобы получить доступ к угловому сварному шву «стена-дно». Остальные ярусы боковой стенки и крыши заполнены блоками из пеностекла, которые крепятся к поверхности резервуара и друг к другу с помощью клеевого материала. Блоки располагаются в несколько рядов с различными смещенными друг от друга соседними рядами. В блоке со стороны крепления бака выполнено крестообразное или крестообразное углубление для приема клеящего материала. Съемные блоки нижнего слоя или яруса выполнены с амортизирующими прокладками, размещенными на торцевых сторонах блока так, чтобы они плотно прилегали друг к другу. Амортизирующие прокладки позволяют снимать нижние блоки. На внешней поверхности блоков закреплена металлическая пластина для защиты блоков от механических повреждений. Вертикальные компенсационные швы выполняются в блоках, отличных от блоков нижнего яруса, путем установки блоков таким образом, чтобы между соседними блоками оставался зазор. В блоках также формируется как минимум один горизонтальный температурный шов. Вертикальные компенсаторы расположены в каждом ярусе, кроме нижнего яруса. Деформационные швы выполнены на крыше резервуара в каждом ярусе и ориентированы радиально относительно крыши резервуара. Компенсационные швы заполняются бутилкаучуковым герметиком. На наружную поверхность ячеистых блоков, кроме нижнего слоя, укладывают верхний слой металлических листов для защиты блоков от механических воздействий.

Опорные разгрузочные юбки крепятся к стене и крыше резервуара на расстоянии от 1,5 м (1,5 м) до 2 м друг от друга.

Опорные разгрузочные юбки монтируются на стенку и крышу резервуара с помощью крепежа из того же материала, что и резервуар. Крепеж представляет собой пластину, приваренную перпендикулярно плоскости пластины опорной площадки бака, например, сваркой. Опорная разгрузочная юбка выполнена в виде балок или уголков.

Крепления опорной разгрузочной юбки приваривают к поверхности резервуара на расстоянии 1,5 м и менее по периметру боковой стенки и по окружности крыши.

Металлические листы верхнего покрытия крепятся к опорным разгрузочным юбкам с помощью саморезов с уплотнительными резиновыми прокладками.

Блоки пеностекла для утепления стенок и крыши резервуара имеют следующие характеристики: теплопроводность не более 0,05 Вт на квадратный метр площади поверхности при градиенте температуры в один кельвин на каждый метр толщины (0,05 Вт/мК ), паропроницаемость 0 мг/мГПа, относящаяся к группе воспламеняемости природного газа, прочность на раздавливание не менее 0,7 мегапаскалей (МПа) и плотность от 115 кг на кубический метр (кг/м ³ ) и 180 кг/м ³ .

Блоки пеностекла в каждом ряду каждого яруса смещены относительно соседних рядов на расстояние, равное половине их длины.

Амортизирующие прокладки пеностеклоблоков нижнего слоя изготавливаются из пористой резины толщиной от 20 мм до 25 мм. Вещество из пористой резины может включать, например, пористой каучук, доступный под торговыми марками K-Flex, Armaflex, и может быть закреплено по периметру блока.

Металлическая пластина, прикрепленная к внешней поверхности блоков, защищает блоки от механических воздействий. Пластина включает оцинкованную сталь толщиной 0,7 мм с допуском 0,08 мм. Наружная поверхность плиты имеет антикоррозийное покрытие.

Клеевой материал заливается в крестообразное углубление в блоке пеностекла и выступает над поверхностью блока на 8-12 мм для последующего приклеивания к поверхности бака.

В качестве клеевого материала для крепления блоков пеностекла к поверхности резервуара и друг к другу используется полиуретановый герметик марки 3М.

Резервуар имеет объем от 200 кубических метров (200 м ³ ) до 20 000 м ³ .

Размер зазора для формирования вертикальных и горизонтальных компенсационных швов составляет 20 мм плюс-минус 3 мм.

На стенке резервуара закреплено не менее трех опорных разгрузочных юбок.

Вертикальные компенсаторы располагаются с интервалом от 4,5 м до 5,5 м по периметру резервуара, а горизонтальный шов размещается между второй и третьей опорными разгрузочными юбками.

Листы из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм с допустимым отклонением 0,08 мм, имеющие антикоррозионное покрытие, применяются в качестве стенок резервуаров и верхнего покрытия для защиты блоков от механических воздействий.

Верхний слой стенки резервуара включает профилированные оцинкованные стальные листы, а верхний слой крыши резервуара включает гладкие оцинкованные стальные листы. Листы скрепляются саморезами на расстоянии 300 мм плюс-минус 5 мм, а внахлест листы верхнего покрытия соединяются алюминиевыми заклепками на расстоянии 300 мм плюс-минус 5 мм.

Листы верхнего покрытия приклеиваются к блокам пеностекла с помощью клея.

Выемка крестообразная имеет форму поперечного сечения в виде полукруга диаметром 20 мм с допустимым допуском 2 мм.

Подготовка основания с элементами теплоизоляции днища резервуара включает устройство железобетонных свай, укладку выравнивающего слоя на бетонную сваю, покрытие выравнивающего слоя битумной мастикой, укладку блоков пеностекла на выравнивающий слой, заливку швы между блоками битумной мастикой, а по пеностеклоблокам укладка гидроизоляционного слоя.

Блоки из пеностекла используются в фундаменте со следующими характеристиками: теплопроводность не более 0,05 Вт на квадратный метр площади поверхности при градиенте температуры в один кельвин на каждый метр толщины (0,05 Вт/мК), паропроницаемость 0 мг/мгПа, относящийся к группе воспламеняемости НГ, прочность на раздавливание не менее 0,9 мегапаскалей (МПа), плотность от 130 кг на кубический метр (кг/м ³ ) до 180 кг/м ³ , длиной и шириной примерно 450 мм на 600 мм и толщиной от 40 мм до 180 мм.

Выравнивающее покрытие включает слой цементной стяжки или среднезернистого песка толщиной не менее 50 см.

Гидроизоляционный слой включает асфальтобетон, например, марок I-III и имеющий толщину 1 от 1 мм до 3 мм.

Швы между блоками фундамента заполняют битумной мастикой шириной 3 мм плюс-минус 1 мм.

Навес, который выступает из кровли, включает слой покрытия кровли, образованный в месте соединения кровли с верхним покрытием стены.

Теплоизоляция устанавливается на элементы конструкции резервуара, такие как патрубки и люки.

Хомуты из стального листа толщиной 5 мм устанавливаются на патрубки и люки на стенке и крыше резервуара.

Защитный лист крепится к хомуту патрубков бака и люков с помощью саморезов.

В качестве антикоррозионного покрытия применяют атмосферостойкие антикоррозионные покрытия на основе эпоксидной смолы и полиуретана.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Особенности раскрытия проиллюстрированы следующими чертежами.

РИС. 1 показана схема теплоизоляции на стенке резервуара, вид спереди;

РИС. 2 показан вид сбоку схемы теплоизоляции на стенке бака по фиг. 1;

РИС. 3 показан вид сбоку схемы теплоизоляции на крыше резервуара

. На фиг. 4 – схема теплоизоляции крышек и патрубков на стенке резервуара, вид спереди;

РИС. 5 – схема утепления днища резервуара, вид сбоку;

РИС. 6 в общем виде показан быстросъемный теплоизоляционный элемент углового сварного соединения «стенка-дно» резервуара;

РИС. 7 – схема крепления опорных напорных юбок; и

РИС. 8 показана схема крепления верхнего покрытия на стенке резервуара, вид спереди.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Чертежи включают следующие элементы с соответствующими номерами позиций:

• 1 . – Дновое дно,
• 2 . – Стена заместителя,
• 3 . – Тястовая крыша,
• 40004. – Трубные ветви танка и человек,
• 40004. .— опорная разгрузочная юбка резервуара,
• 6 .— ярус между опорными разгрузочными юбками,
• 7 .— блоки из пеностекла для утепления стен и крыши резервуара,
• 8 .— нижняя опора разгрузочная юбка,
• 9 .—угловой сварной шов «стенка-дно» бака (кольцевая плита днища бака),
• 10 .— блоки из пеностекла съемные,
• 11 .— амортизирующее уплотнение Прокладки для съемных блоков,
• 12 . – Полученная металлическая пластина,
• 13 . – Адгезивный материал,
• . – ТАКСКИЙ СВЕДЕНИЙ ЭКС -СВОЙСТВЕННЫЙ СВЕДЕНИЕ,
• 15 . вертикальный компенсатор,
• 16 .— теплоизоляционное покрытие стенки резервуара (гладкий металлический лист),
• 17 .— теплоизоляционное покрытие крыши резервуара (гофрированный металлический лист),
• 18 .— пластина элемента крепления,
• 19 .— опорная площадка для монтажа опорной разгрузочной юбки,
• 20 .— саморезы оцинкованные с уплотнительными резиновыми прокладками,
• 21 .— заклепка выкидная,
9023 железобетонные сваи,
• 23 . – Уравновешивающее одеяло,
• 24 . – слой битуминовой мастики,
• 25 .
• 27 .— навес крыши резервуара,
• 28 . — манжеты патрубков и люков на стенке и крыше резервуара,
• 29 .— подкладочный лист патрубков и люков резервуара , и
• 30 .—защитный лист патрубков и люков цистерны.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.

Фундамент (основание) подготовленный, включающий установку цилиндрического резервуара, в том числе установку днища 1 резервуара, стены 2 резервуара и крыши 3 резервуара . Затем на стенку и крышу резервуара монтируются опорные конструкции, облегчающие установку и поддерживающие теплоизоляционный материал. К несущим конструкциям относятся опорные разгрузочные юбки 5 , которые образуют ярусы 6 (с краткой ссылкой на фиг. 1). Поддерживающие разгрузочные юбки 5 изготавливаются, напр. из стали, в виде балок или уголков. В этом случае опорные разгрузочные юбки крепятся к стене по периметру резервуара и к крыше концентрическими окружностями на расстоянии от 1,5 м до 2 м друг от друга. Если расстояние между юбками превышает 2 м, может произойти деформация теплоизоляционного материала. При расстоянии между юбками менее 1,5 м удельный расход металла на конструкцию значительно возрастает. Количество поддерживающих разгрузочных юбок, устанавливаемых на стенку и крышу резервуара, определяется исходя из геометрических размеров резервуаров разной емкости.

Опорные разгрузочные юбки 5 монтируются с помощью крепежа из того же материала, что и бак (сталь), и включают пластину 18 , приваренную к опорной платформе пластины 19 и ориентированную перпендикулярно плоскости пластины опорная платформа 19 (с краткой ссылкой на РИС. 7). Опорная платформа пластины 19 поддерживает пластину 18 . Крепления опорной разгрузочной юбки приваривают к поверхности резервуара на расстоянии 1,5 м и менее между ними по периметру боковой стенки и по окружности крыши. После установки элементов крепления наружная поверхность резервуара и несущая конструкция для теплоизоляции защищены атмосферостойкими антикоррозионными покрытиями.

Затем блоки пеностекла (включая, например, пеностекло) 7 укладываются на основание опорной разгрузочной юбки 5 ярусами, начиная снизу. Нижний ярус — между нижней опорной разгрузочной юбкой 8 и кольцевой плитой днища резервуара 9 (в районе углового сварного шва) — установлен один ряд блоков пеностекла 10 и выполнен съемным. Это обеспечивает возможность быстрого извлечения блоков 10 для удобного доступа к угловому сварному шву «стенка-дно» 9 .

Съемные блоки 10 нижнего слоя выполнены с амортизирующей уплотнительной прокладкой 11 (с краткой ссылкой на фиг. 6) толщиной от 20 мм до 25 мм. Прокладка 11 изготавливается, например, с использованием пористой резиновой субстанции (типа поролона) марок K-Flex или Armaflex. Уплотнительные прокладки наклеиваются по периметру блока на его торцевые стороны (нижнюю, верхнюю и две боковые), что позволяет блокам плотно прилегать друг к другу. Прокладка также позволяет блокам 10 съемный.

Металлическая пластина 12 в виде гладкого оцинкованного стального листа толщиной 0,7 мм с допуском 0,08 мм выполнена с антикоррозионным покрытием снаружи. Пластина 12 сцепляется с наружной (лицевой) поверхностью съемных блоков 10 битумной мастикой и защищает блоки от механических воздействий. Для защиты от механических воздействий также допускается установка металлической пластины с антикоррозионным покрытием на внутренней поверхности блока. Размер съемных блоков определяется по расположению нижней опорной юбки.

Остальные ярусы стен и крыша резервуара заполняются дополнительными блоками пеностекла, которые крепятся к поверхности резервуара и друг к другу с помощью клеевого материала 13 . Клейкий материал может включать, например, полиуретановый герметик марки 3М. Швы между соседними блоками и между блоками и элементами конструкции резервуара заполнены полиуретановым герметиком, нанесенным по периметру блоков. Слой полиуретанового герметика может иметь ширину 3 мм плюс-минус 1 мм, что обеспечивает баланс между прочностью и гибкостью конструкции. Блоки размещены в несколько рядов со смещенными блоками в соседних рядах, как показано на фиг. 1. Смещение может составлять, например, половину длины блока.

Прямоугольные блоки из пеностекла имеют крестообразную выемку на стороне, которая соприкасается с резервуаром. Крестообразная выемка выполнена с двумя пересекающимися под прямым углом канавками (полостями) в центре стороны блока, контактирующей с поверхностью бака. Канавки имеют форму поперечного сечения в виде полукруга диаметром 20 мм с допуском 2 мм и проходят по всей поверхности блока до ребер. Для крепления блоков к поверхности резервуара крестообразная выемка полностью заполняется полиуретановым герметиком, а клей выступает за пределы блока на 8-12 мм для обеспечения лучшего сцепления блока с поверхностью резервуара.

Стеновые и кровельные теплоизоляционные блоки 7 представляют собой пеностеклянные блоки размером 450 мм на 300 мм и толщиной от 25 мм до 125 мм. Блоки теплоизоляционные 7 имеют следующие характеристики: теплопроводность не более 0,05 Вт на квадратный метр площади поверхности при градиенте температуры в один кельвин на каждый метр толщины (0,05 Вт/мК), паропроницаемость 0 мг /мГПа, относящийся к группе воспламеняемости НГ, прочность на раздавливание не менее 0,7 мегапаскалей (МПа) и плотность от 115 кг на кубический метр (кг/м ³ ) и 180 кг/м ³ .

Монтаж теплоизоляции выполняется подмостками. При монтаже теплоизоляции по периметру секции резервуара подмости перемещаются по образующей резервуара, а теплоизоляция монтируется на всю высоту соседней секции.

При монтаже блоков на поверхность резервуара компенсационные швы формируют путем установки блоков и/или их частичных блоков с зазором между ними, который заполняется, например, бутилкаучуковым герметиком марки 3М. В этом случае по крайней мере один горизонтальный компенсатор 14 формируется на стенке бака. В каждой секции формируют не менее 10 вертикальных швов 15 (с краткой ссылкой на фиг. 1, 2). На крыше резервуара в каждом ярусе выполнено не менее десяти деформационных швов, ориентированных радиально. Размер зазора для образования деформационных швов составляет 20 мм плюс-минус 3 мм.

Вертикальные компенсаторы 15 располагают, например, с интервалом 5 м по периметру резервуара, а горизонтальный шов 14 размещается, например, между второй и третьей опорными разгрузочными юбками (например, посередине двух юбок). Для обеспечения непрерывности вертикальных деформационных швов стены с деформационными швами крыши резервуара блоки из пеностекла вырезаются на месте.

Таким образом, расположение деформационных швов, материал, которым они заполнены, и размеры швов компенсируют деформации резервуара при внешнем механическом воздействии, сохраняя целостность теплоизоляции.

Слои покрытия из листового металла 16 , 17 монтируются на наружную поверхность блоков пеностекла 7 стенки и крыши резервуара и защищают блоки 7 от механических повреждений и воздействия окружающей среды. Слои покрытия металлических листов 16 , 17 включают листы из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм с допустимым отклонением 0,08 мм и выполнены с антикоррозионным покрытием снаружи. Для верхнего покрытия используются профилированные (т.е. гофрированные) листы толщиной от 10 до 35 мм и шириной не менее 1000 мм.0003 16 теплоизоляции стенки резервуара. Гладкие листы шириной не менее 1000 мм используются для верхнего слоя 17 теплоизоляции кровли.

Металлические листы приклеиваются к блокам пеностекла, например, с помощью полиуретанового герметика, и крепятся к опорным разгрузочным юбкам 5 с помощью оцинкованных саморезов 20 с уплотнительными прокладками. Винты 20 с уплотнительными прокладками устанавливаются в отверстия, просверленные совместно в листе и опорной разгрузочной юбке 5 (с краткой ссылкой на фиг. 7). Листы стыкуются (т.е. устанавливаются саморезы 20 ) на расстоянии 300 мм плюс-минус 5 мм по периметру бака, что обеспечивает их плотное прилегание друг к другу и к теплоизоляционному слою. Нахлест листов облицовки соединяется алюминиевыми заклепками 25 также на расстоянии 300 мм плюс-минус 5 мм (с краткой ссылкой на фиг. 8). Листы перекрывают друг друга по горизонтали на расстояние 50 мм плюс-минус 5 мм, а по вертикали на один шаг профиля гофра. Выбранные значения сохраняют взаимное расположение листов и сплошность конструкции в продольном и поперечном положениях стенок резервуара.

Уступ – или навес 27 –на крыше 3 располагается в месте примыкания кровли 2 грунтовки к стенке грунтовки для предотвращения загрязнения стенки резервуара 2 селевыми потоками (с краткая ссылка на фиг. 3). Панели укладочного типа из оцинкованных стальных листов монтируются для фиксации верхнего покрытия 17 на поверхности блоков крыши резервуара 2 . Листы верхнего покрытия крепятся к накладным панелям с помощью оцинкованных саморезов с уплотнительными прокладками, которые устанавливаются в отверстия, просверленные в листе и накладной панели.

Хомуты 28 из листовой стали толщиной 5 мм приварены к патрубкам и люкам 4 на стенке и крыше резервуара (со ссылкой на фиг. 4). Под накладной лист 30 устанавливается дублирующий лист 29 из оцинкованной стали для улучшения врезки отводов и люков. Защитный лист 30 для отводов и люков крепится к хомуту 28 и к дублирующему листу 29 с помощью саморезов 20 . Стык подкладочного листа, покровного листа и воротника герметизируют мастикой.

Погодостойкие антикоррозионные покрытия, содержащие эпоксидную смолу и/или полиуретан, применяются в качестве верхнего антикоррозионного покрытия для отводов труб и люков 4 на стене и крыше.

Монтаж теплоизоляции дна резервуара 1 включает установку бетонного кольца (свай) 22 . Выравнивающий слой 23 , предназначенный для выравнивания поверхности под укладку пеностеклоблоков, затем укладывается на бетонное кольцо 22 . Выравнивающий слой 23 включает, например, цементную стяжку или среднезернистый песок минимальной толщиной 50 см (с краткой ссылкой на фиг. 5). Выравнивающий слой покрывается слоем битумной мастики 24 , а на него укладывается слой утеплителя. Слой теплоизоляции выполнен из блоков пеностекла 25 размерами 600 мм на 450 мм и толщиной от 40 мм до 180 мм. Блоки 25 имеют следующие характеристики: теплопроводность не более 0,05 Вт на квадратный метр площади поверхности при градиенте температуры в один кельвин на каждый метр толщины (0,05 Вт/мК), паропроницаемость 0 мг/мГПа, группа горючести НГ, прочность на раздавливание не менее 0,9 МПа, плотность от 130 кг/м ³ до 180 кг/м ³ , длина и ширина около 450 мм на 600 мм и толщиной от 40 мм до 180 мм. В качестве теплоизоляционного материала днища резервуара также могут быть использованы пенобетонные блоки.

При монтаже теплоизоляционного слоя допускается резка блоков пеностекла по месту. Швы между блоками заполняются битумной мастикой (клей для дна), слой мастики имеет толщину 3 мм плюс-минус 1 мм. Гидроизоляционный слой 26 толщиной от 1 мм до 3 мм предназначен для защиты днища резервуара 1 от поверхностной коррозии и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на теплоизоляцию. Гидроизоляционный слой 26 обеспечивает устранение локальных концентраций напряжений в теплоизоляции при монтаже и эксплуатации резервуара и наносится на теплоизоляционный слой. Асфальтобетон марок I-III, например, используется для гидроизоляционного слоя 26 .

Применение предлагаемого способа обеспечивает сохранение целостности теплоизоляции в продольном и поперечном направлениях стенок резервуара; обеспечивает изоляцию стенок, крыши и днища резервуара от воздействия низких температур окружающей среды; а также предотвращает охлаждение хранящейся в резервуаре жидкости и оттаивание грунта. Конструктивное исполнение теплоизоляции обеспечивает возможность разборки и повторной сборки для обслуживания и ремонта резервуара, в том числе быстрый доступ к угловому сварному шву стенок резервуара.

Изоляция наружного резервуара для воды: практическое руководство и советы

В холодном климате коммерческие и жилые наружные резервуары для воды нуждаются в изоляции резервуара для защиты от замерзания, которое может повредить резервуар и водопровод и поставить под угрозу безопасность водоснабжения. Другие методы защиты наружных резервуаров для воды от замерзания включают погружные электрические водонагреватели, электрические нагревательные одеяла и внешние системы отопления. Тем не менее, теплоизоляция не требует энергии или технического обслуживания после установки и обеспечивает экономичный способ защиты наружного резервуара для воды от низких температур.

Зачем применять изоляцию резервуара для хранения?

Изоляция наружного резервуара для хранения воды обеспечит круглогодичную стабильную подачу воды для питья, уборки и многих других целей. Кроме того, подача воды может быть оптимизирована для многих коммерческих приложений, включая коммерческое приготовление пищи и напитков, сельское хозяйство и ирригацию, пожаротушение и промышленное производство. Многие семьи считают домашние резервуары для воды очень полезными. Долгосрочное хранение воды экономит деньги на счетах за воду, поддерживает уровень жизни семьи во время ограничений на воду, способствует сохранению природных ресурсов и обеспечивает водой для орошения домашнего сада.

Защита наружных резервуаров для воды от экстремальных температур

Экстремально низкие температуры нарушают целостность резервуаров для хранения воды и трубопроводов, поскольку вода расширяется при замерзании. Если резервуар для воды замерзнет, ​​оттаивание может занять много времени, особенно зимой. Таким образом, вы должны подготовить резервуар к зиме до первых заморозков, утеплив наружный резервуар или погружной электрический водонагреватель, электрические нагревательные одеяла или внешнюю систему отопления, чтобы обеспечить безопасное зимнее водоснабжение.

Изоляция наружного резервуара для воды 

Обмотка резервуара для воды теплоизоляцией значительно снижает риск замерзания; однако количество и тип изоляции, которые следует использовать, зависят от климата. Более низкие температуры требуют более надежной и надежной изоляции. Кроме того, вы должны изолировать все трубы, идущие к резервуару или от него, так как они замерзнут намного быстрее, чем резервуар для воды.

Международный кодекс по энергосбережению 2021 г. (IECC C403.12.3) предписывает изоляцию трубопроводов, связанных с охлаждением и обогревом, по которым течет жидкость с рабочей температурой 105 °F или выше или 60 °F или ниже. Кроме того, вы должны защитить изолированный резервуар для воды и трубопровод от воздействия влаги, солнечного света и ветра, чтобы предотвратить снижение эффективности изоляции.

У Polyguard есть все продукты, необходимые для защиты и изоляции резервуара для хранения воды и трубопроводов на открытом воздухе: ReactiveGel RG-2400®, фенольная изоляция PolyPhen® и Alumaguard®.

ReactiveGel RG-2400 останавливает коррозию под изоляцией (CUI) металлических наружных резервуаров для воды.

ReactiveGel RG-2400 (Blue Goo) наносится на чистый, очищенный от ржавчины и мусора резервуар для воды и трубопроводы до тех пор, пока не исчезнет металл. Для больших резервуаров вы можете распылять непосредственно RG-2400. Для больших труб Polyguard также рекомендует установить нашу сетчатую ткань перед нанесением изоляции и пароизоляции.

Polyguard RG-2400 предлагает серию продуктов для предотвращения CUI для резервуаров с водой, отвечающих особым требованиям вашего коммерческого или бытового металлического наружного резервуара для воды: .

RG-2400 ET – для рабочих температур 350° F (177° C), что особенно важно для паропроводов с температурными циклами от комнатной до горячей.

RG-2400 AK – останавливает растрескивание под напряжением из нержавеющей стали и меди CUI, используется на линиях ГОРЯЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ при температуре до 250ºF (121ºC).

RG-2400 NP – антикоррозионный гель наносится на новые трубопроводные системы до 230ºF.

RG-CHW — предлагает решение для CUI в системах с охлажденной водой с температурным диапазоном от 40ºF до 140ºF.

Фенольная изоляция PolyPhen предотвращает потерю тепла в наружном резервуаре для воды.

Изоляция из фенола PolyPhen® устанавливается поверх RG-2400, чтобы эффективно остановить поток тепла и пара к резервуару для воды и трубам и обратно. Компьютеризированная технология резки, разработанная специализированными производителями, повышает ценность изоляционной системы, обеспечивая постоянную плотную посадку.

Экологически безопасный, огнестойкий, с закрытыми порами Polyguard PolyPhen® предлагает широкий выбор изоляционных материалов из жесткого пенопласта, предназначенных для коммерческого, промышленного и бытового применения, таких как резервуары для воды и трубопроводы. При теплопроводности от 0,17 до 0,24 БТЕ дюйм/(ч·фут2) вы можете применять изоляцию PolyPhen® с закрытыми порами для изоляции поверхностей в диапазоне температур от -290°F до +250°F (от -180°C до +120°C). С). Толщина изоляции варьируется в зависимости от резервуара для воды и температуры трубопровода.

Почему выбирают фенольную изоляцию?

Фенольные материалы представляют собой реакцию смешивания твердых частиц смеси фенольной смолы и поверхностно-активного вещества для создания сети пузырьков, которые отверждаются в пену с закрытыми порами, чтобы повысить ее термическую и влагостойкость по сравнению с пеной с открытыми порами.

Низкая теплопроводность фенольной изоляции дает ей удвоенные изоляционные свойства по сравнению с другими изоляционными продуктами, такими как волокнистое стекло (открытая ячейка), ячеистое стекло (частично закрытая ячейка) и эластомер (закрытая ячейка).

Высокое значение теплопроводности и низкая теплопроводность позволяют экономить деньги, поскольку требуется меньше изоляции для сохранения тех же характеристик, что и у других материалов.

Кроме того, огнестойкая фенольная изоляция соответствует стандарту ASTM E84 25/50 класса A по воспламеняемости и дымовыделению. Кроме того, многие фенольные пенопласты вообще не горят при испытании на пламя E84, что дает идеальную оценку 0/0.

Экологически чистая фенольная изоляция обеспечивает низкий уровень выбросов токсичных газов. Старая изоляция также может быть переработана в новый продукт.

Alumaguard и Alumaguard Cool Wrap контролируют проникновение влаги

Гибкая, энергосберегающая атмосферостойкая оболочка Polyguard с нулевой проницаемостью Alumaguard® препятствует проникновению воздуха, влаги и паров в резервуары для воды и изоляцию трубопроводов.

Погружной электрический водонагреватель

Погружной электрический водонагреватель может предотвратить замерзание ваших резервуаров, подавая ток от нагревательного элемента к проводящему веществу, такому как сталь, которое нагревает воду и предотвращает образование льда. В очень холодных районах может потребоваться сочетание погружных нагревателей и изоляции.

Одеяла с электрообогревом

Одеяла с электрообогревом оборачиваются вокруг резервуара наподобие рубашки и генерируют тепло от источника электричества, обеспечивая контроль температуры в зависимости от погодных условий. Одеяла с электрическим подогревом стоят дороже и требуют дополнительного ухода, чем изоляционный материал, но обеспечивают эффективный способ предотвратить замерзание вашего резервуара.

Системы наружного обогрева для больших резервуаров

Для больших резервуаров с водой с высоким риском замерзания могут потребоваться системы обогрева снаружи резервуара. Эти дорогостоящие, сложные и большие системы потребляют много энергии, но необходимы в экстремальных ситуациях.

Советы по минимизации риска замерзания 

Помимо использования систем изоляции и электрического обогрева, вы можете минимизировать риск замерзания аквариума, следуя этим полезным советам;

1. Купите большой резервуар, так как он замерзнет медленнее, чем меньший.
2. Выберите круглый резервуар, так как меньший размер поверхности обеспечивает более эффективную изоляцию, чем аналогичный квадратный или прямоугольный резервуар.
3. Осмотрите и отремонтируйте все трещины и утечки в резервуаре и сети труб, так как дефекты увеличивают потери тепла и ускоряют процесс замерзания.
4. Поместите резервуар под землю для более стабильной и постоянной температуры.
5. Выбирайте более дешевые пластиковые баки, потому что они лучше выдерживают силу расширения из-за замерзания, чем металлические баки.
6. Обеспечьте подачу воды с помощью водопроводной системы или водопровода под давлением, чего угодно, чтобы обеспечить движение воды.

Изоляция наружного резервуара для воды с помощью продуктов Polyguard

Изделия Polyguard представляют собой превосходное решение для изоляции и защиты наружного резервуара для воды от замерзания, чтобы обеспечить постоянную и безопасную подачу воды. Фенольная изоляция PolyPhen® в сочетании с ReactiveGel RG-2400® и Alumaguard® гарантирует долгосрочную целостность и работоспособность вашего наружного резервуара для воды, а также защиту от замерзания, коррозии и проникновения пара и воздуха.

Чтобы узнать больше о том, как утеплить открытый резервуар для воды, не стесняйтесь обращаться к профессионалам компании Polyguard сегодня.

Энергопотребление резервуаров и чанов

Дом / Узнать о паре /

Энергопотребление резервуаров и чанов

Содержимое

• Инженерные единицы
• Что такое пар?
• Перегретый пар
• Качество пара
• Теплопередача
• Методы оценки расхода пара
• Измерение потребления пара
• Тепловой рейтинг
• Энергопотребление резервуаров и чанов
• Отопление с помощью змеевиков и кожухов
• Обогрев чанов и резервуаров с помощью впрыска пара
• Потребление пара трубами и воздухонагревателями
• Потребление пара теплообменниками
• Потребление пара растительными предметами
• Энтропия – основное понимание
• Энтропия – ее практическое применение

Назад, чтобы узнать о паре

Энергопотребление резервуаров и резервуаров

Нагрев жидкостей в резервуарах и резервуарах является важным требованием в перерабатывающей промышленности. Существует много типов танков с различным назначением. В этом учебном пособии рассматриваются определение потребности в тепле, теплопередача и расчеты теплопотерь.

Нагрев жидкостей в резервуарах является важным требованием в перерабатывающих отраслях, таких как молочная, металлургическая и текстильная промышленность. Возможно, потребуется нагреть воду для обеспечения горячего водоснабжения; в качестве альтернативы может потребоваться нагрев жидкости как часть самого производственного процесса, независимо от того, участвует ли химическая реакция или нет. Такие процессы могут включать питательные баки котлов, промывочные баки, испарители, варочные котлы, котлы, каландрии и ребойлеры.

Резервуары часто используются для процессов нагревания, которые делятся на две основные категории:

• Полностью закрытые резервуары, например, используемые для хранения мазута, где расчеты тепловой нагрузки, как правило, просты.
• Резервуары с открытым верхом, в которых расчеты тепловой нагрузки могут быть затруднены введением изделий и материалов или потерями при испарении.

Открытые и закрытые резервуары используются для большого количества технологических приложений:

Питательные баки котла
Питательный бак котла является сердцем любой системы производства пара. Он обеспечивает резервуар возвратного конденсата и очищенной подпиточной воды для питания котла.

Одной из причин нагрева воды является снижение содержания кислорода, поступающего в котел, при (теоретически) 0 частей на миллион кислорода при 100 °C. Подпиточные баки котлов обычно работают при температуре от 80 °C до 90 °С.

Резервуары для горячей воды
Горячая вода требуется для ряда процессов в промышленности. Его часто нагревают в простых, открытых или закрытых резервуарах, в которых в качестве теплоносителя используется пар. Рабочая температура может быть от 40 °C до 85 °C в зависимости от приложения.

Резервуары для обезжиривания
Обезжиривание – это процесс удаления отложений смазки и охлаждающего масла с металлических поверхностей после механической обработки и перед окончательной сборкой изделия. В резервуаре для обезжиривания материал погружается в раствор, который нагревается с помощью змеевиков до температуры от 90°С и 95°С.

Резервуары для обработки металла
Резервуары для обработки металла, которые иногда называют чанами, используются в ряде различных процессов:

• Для удаления окалины или ржавчины.
• Для нанесения металлического покрытия на поверхности.

Температура обработки обычно находится в диапазоне от 70 °C до 85 °C.

Резервуары для хранения нефти
Резервуары для хранения необходимы для хранения масел, которые нельзя перекачивать при температуре окружающей среды, например, мазута для котлов. При температуре окружающей среды тяжелая нефть очень густая, и ее необходимо нагревать до 30–40 °C, чтобы снизить ее вязкость и позволить ее перекачивать. Это означает, что все резервуары для хранения тяжелой нефти должны быть оборудованы подогревом для облегчения перекачки.

Баки-нагреватели, используемые в обрабатывающей промышленности
Баки-нагреватели используются в ряде обрабатывающих производств, см. Таблицу 2.9.1.

Таблица 2.9.1 Обрабатывающие производства, в которых используются нагревательные баки

Промышленность	Процесс	Типичная температура с
Сахар	Подогрев свежевыжатого сока	от 80 до 85 °C
Молочные продукты	Приготовление горячей воды	80 °С
Покрытие	Осаждение металла	от 70 до 85 °C
Металл/сталь	Удаление ржавчины/накипи	от 90 до 95 °C
Фармацевтика	Промывочные баки	70 °С
Резина	Согревающее каустическое масло	140 °С

В некоторых применениях технологическая жидкость может достигать своей рабочей температуры, и единственная потребность в тепле может быть связана с потерями с твердой поверхности стенок и/или потерями с поверхности жидкости.

Этот модуль посвящен расчетам, которые определяют потребности резервуаров в энергии: следующие два модуля (2.10 и 2.11) касаются того, как эта энергия может быть обеспечена.

При определении потребности в тепле резервуара или чана с технологической жидкостью общая потребность в тепле может состоять из некоторых или всех ключевых компонентов:

1. Тепло, необходимое для повышения температуры технологической жидкости с его рабочая температура.
2. Теплота, необходимая для повышения температуры материала сосуда от холодного до рабочей температуры.
3. Тепло, отдаваемое твердой поверхностью сосуда в атмосферу.
4. Тепло, потерянное поверхностью жидкости, контактирующей с атмосферой.
5. Тепло, поглощаемое любыми холодными предметами, погруженными в технологическую жидкость.

Однако во многих приложениях важны только некоторые из перечисленных выше компонентов. Например, в случае полностью закрытого резервуара для хранения нефти с хорошей изоляцией общая потребность в тепле может почти полностью состоять из тепла, необходимого для повышения температуры жидкости.

Элементы 1 и 2, энергия, необходимая для повышения температуры жидкости и материала сосуда, и элемент 5, тепло, поглощаемое любыми холодными предметами, погруженными в технологическую жидкость, можно найти с помощью уравнения 2.6.1. Как правило, данные могут быть точно определены, и, следовательно, расчет потребности в тепле является простым и точным.

Позиции 3 и 4, потери тепла от поверхности сосуда и жидкости можно определить с помощью уравнения 2.5.3.

Однако расчет тепловых потерь намного сложнее, и обычно приходится полагаться на эмпирические данные или таблицы, основанные на нескольких допущениях. Из этого следует, что расчеты тепловых потерь менее точны.

Потери тепла с твердой поверхности сосуда в атмосферу

Тепло будет передаваться только при наличии разницы температур между поверхностью и окружающим воздухом.

На рис. 2.9.1 приведены некоторые типичные общие коэффициенты теплопередачи для теплопередачи от голых стальных плоских поверхностей к окружающему воздуху. Если дно резервуара не подвергается воздействию окружающего воздуха, а расположено ровно на земле, обычно считается, что этот компонент тепловых потерь незначителен, и им можно безопасно пренебречь.

• Для 25 мм изоляции значение U следует умножить на коэффициент 0,2
• Для 50 мм изоляции значение U следует умножить на коэффициент 0,1

Общие коэффициенты теплопередачи, представленные на рис. 2.9.1, относятся только к условиям «спокойного воздуха».

В таблице 2.9.2 показаны коэффициенты умножения, которые необходимо применять к этим значениям, если учитывается скорость воздуха. Однако, если поверхность хорошо изолирована, скорость воздуха вряд ли увеличит потери тепла более чем на 10 % даже в открытых условиях.

Таблица 2.9.2 Влияние движения воздуха на теплопередачу

Скорость (м/с)	0	1	2	4	6	8	10	12	14	16
Скорость (км/ч)	0	3,6	7,2	14,4	21,6	28,8	36	43,2	50,4	57,6
Фактор Х	1	1,4	1,7	2,4	3	3,6	4,1	4,5	4,9	5,2

Скорость менее 1 м/с можно рассматривать как защищенные условия, в то время как 5 м/с можно рассматривать как слабый ветер (около 3 баллов по шкале Бофорта), 10 м/с — как свежий ветер (5 баллов по шкале Бофорта), а 16 м/с, умеренный шторм (7 баллов по шкале Бофорта).

Для резервуаров для хранения нефти можно использовать общие коэффициенты теплопередачи, указанные в таблице 2.9.3.

Таблица 2.9.3 Суммарные коэффициенты теплопередачи маслобаков

Положение бака	∆T между маслом и воздухом	Общий коэффициент теплопередачи (Вт/м 2 °C)
		Без задержки	Запаздывающий
Защищенный	До 10 °C	6,8	1,7
	До 27 °C	7,4	1,8
	До 38 °C	8	2
Открытый	До 10 °C	8	2
	До 27 °C	8,5	2. 1
	До 38 °C	9,1	2,3
Подземный	Любая температура	6,8	–

Резервуары для воды: теплоотдача с поверхности воды в атмосферу

На рис. 2.9.2 теплоотдача с поверхности воды соотносится со скоростью воздуха и температурой поверхности. На этой диаграмме считается, что «неподвижный» воздух имеет скорость 1 м/с, резервуары в защищенных местах на открытом воздухе считаются со скоростью около 4 м/с, в то время как резервуары в открытых местах на открытом воздухе считаются со скоростью около 8 м/с.

На этой диаграмме представлены потери тепла в Вт/м², а не в единицах общего коэффициента теплопередачи Вт/м² °C. Это означает, что это значение необходимо умножить на площадь поверхности, чтобы обеспечить скорость теплопередачи, поскольку разница температур воды и воздуха уже учтена.

Потери тепла с поверхности воды, как показано на рис. 2.9.2, не зависят от влажности воздуха. Полный диапазон влажности, который может встречаться на практике, охватывается толщиной кривой. Однако на графике учтены потери тепла при температуре воздуха 15,6 °С и влажности воздуха 55 %. Различные условия можно рассчитать в Центре инженерной поддержки на веб-сайте Spirax Sarco.

Для определения тепловых потерь по диаграмме необходимо выбрать температуру поверхности воды по верхней шкале. Затем линия должна быть спроецирована вертикально вниз на (выделено жирным шрифтом) кривую потерь тепла.
Для закрытых резервуаров линия должна быть проецирована горизонтально от точки пересечения до левой шкалы.

Для наружных резервуаров горизонтальная линия должна быть проецирована либо влево, либо вправо, пока она не пересечет требуемое место, закрытое или открытое. Затем проекция вертикально вниз покажет потери тепла на нижней шкале.

В большинстве случаев потеря тепла с поверхности жидкости, вероятно, является наиболее значительным элементом потери тепла. Там, где это целесообразно, потери тепла можно ограничить, покрыв поверхность жидкости слоем полистироловых сфер, которые образуют изолирующее «одеяло». Любое решение по снижению тепловых потерь становится еще более важным, когда резервуары расположены снаружи на открытых местах, как показано на графике на рисунке 2.9.2

.

Пример 2.9.1

Для резервуара, показанного на рис. 2.9.3, определить:

Часть 1. Средняя скорость теплопередачи, необходимая при пуске.

Часть 2. Максимальная скорость теплопередачи, необходимая во время работы.

 

• Резервуар без кожуха и с открытым верхом расположен на бетонном полу внутри завода.
  Длина 3 м, ширина 3 м, высота 2 м.
  Общая площадь резервуара = 24 м² (без учета основания).
  Коэффициент теплопередачи бак/воздух, U1 = 11 Вт/м² °C.
  Резервуар на 2/3 заполнен слабым раствором кислоты (cp = 3,9кДж/кг °C), который имеет ту же плотность, что и вода (1 000 кг/м³)
• Резервуар изготовлен из листовой мягкой стали толщиной 15 мм. (Плотность = 7 850 кг/м³, cp = 0,5 кДж/кг °C)
• Резервуар используется через день, когда необходимо повысить температуру раствора с самой низкой рассматриваемой температуры окружающей среды 8 °C до 60 °C за 2 часа и поддерживать эту температуру в течение дня.
• Когда резервуар прогрет до нужной температуры, стальной предмет массой 500 кг следует окунать каждые 20 минут, не допуская переполнения резервуара. (cp = 0,5 кДж/кг °C

Часть 1. Определение средней скорости теплопередачи, необходимой во время Q̇M (пуск)

Это сумма:

A1. Нагрев жидкости Q̇ _{M (жидкость)}

A2. Нагрев материала бака Q̇ _{M (бак)}

A3. Тепловые потери со стороны резервуара Q̇ _{M (бока)}

A4. Потери тепла с поверхности жидкости Q̇ _{M (поверхность)}

Часть 1. 1 Нагревание ^o C

Превышение температуры ∆T = 60 – 8

Превышение температуры ∆T = 52 ^o C

Объем жидкости = 2 x 3 x 3 x 2⁄3

Объем жидкости = 90

Масса жидкости m = 12 000 кг

Удельная теплоемкость C _p = 3,9 кДж/кг ^o C

Время нагрева t = 2 часа

t = 7 200 секунд

Часть 1.3 Тепловые потери со стенок резервуара Q̇M (стороны)

Часть 1.4 Потери тепла с поверхности жидкости Q̇M (поверхность)

Часть 1.5 Общая средняя потребность в теплопередаче Q̇M (пуск)

Часть 2. Определите рабочую нагрузку, то есть максимальную скорость теплопередачи, необходимую во время работы Q̇(эксплуатация)

В рабочих условиях жидкость и бак (A1 и A2, стр. 2.9.6) уже прогреты до рабочей температуры, поэтому нагревательные элементы = 0.

В рабочих условиях потери тепла жидкостью и баком (A3 и A4) будет больше. Это происходит из-за большей разницы между температурами жидкости и бака и окружающей среды.

Очевидно, что целью процесса является погружение изделия в жидкость, поэтому необходимо рассчитать эту тепловую нагрузку и добавить ее к тепловым потерям при рабочей нагрузке.

Часть 2.1 Потери тепла со стенок резервуара

Часть 2.2 Потери тепла с поверхности жидкости Q̇(поверхность)

Часть 2.3 Нагрев стальных изделий, погруженных в резервуар Q̇(статья)

Часть 2.4 Суммарные средние требования к теплопередаче Q̇(поверхность) (рабочая нагрузка)

Обратите внимание, что потребность в энергии при работе (59 кВт) значительно меньше, чем потребность в энергии при запуске (367 кВт). Это типично, и, по возможности, период запуска может быть продлен.

Это приводит к снижению максимального расхода энергии и имеет преимущества, заключающиеся в выравнивании нагрузки на котел и снижении нагрузки на систему контроля температуры.

Для резервуаров, которые должны работать непрерывно, часто необходимо только рассчитать эксплуатационные требования, т.