Разработка энергоэффективной системы пароснабжения предприятия

ГАЛЕЕВ К.В., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент АХМЕТОВ Э.А.

Проектирование магистральных трубопроводов – очень важный, сложный и ответственный процесс. При их эксплуатации очень важно обеспечить непрерывное снабжение теплоносителем в виде горячей воды и/или пара, а также необходимо поддерживать заданные параметры теплоносителя в допустимых пределах. Немаловажным фактором также является предотвращение всевозможных утечек пара и/или горячей воды на линии.

Одним из главных достоинств перегретого пара является почти полное отсутствие капельной влаги. Транспортировка теплоносителя в виде пара должна обеспечивать минимальное образование конденсата на магистральных трубопроводах, потому что любая влага ведет к коррозии изоляции и последующим утечкам тепла в окружающую среду. По мнению специалистов в области теплоэнергетики, оптимальным режимом для транспортировки перегретого пара является режим, при котором пар находится в состоянии, близком к насыщенному, что не более 10 °С от температуры кипения. Также это является достоинством такого состояния пара, ведь этот режим не требует установки дополнительных установок для его охлаждения.

Но, как показывает практика и многолетний опыт, порой в отдельные отопительные или неотопительные периоды, в разное время года, по различным причинам происходит частичная конденсация теплоносителя на поверхность магистрали, что делает известные используемые методы расчета не пригодными. Появление влаги в теплопроводах приводит к увеличению теплопередачи между теплоносителем и окружающей средой, что снижает эффективность всей системы пароснабжения.

Поэтому для предотвращения снижения эффективности необходима корректировка методов расчета с учетом данных утечек. И в данный момент времени очень важно разработать такую энергоэффективную систему пароснабжения, при которой будет возможно уменьшить теплопотери по всей длине трубопровода. Очевидно, что для проектирования этой модели необходимо провести подробный гидравлический расчет магистрали, а также провести ряд мероприятий по снижению потерь пара.

Считаем, что разработка и проектирование энергоэффективной системы пароснабжения является актуальной задачей для любого предприятия.

УДК 550.812.14

УНИВЕРСАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАССИРОВКИ СКРЫТЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

ГАПОНЕНКО С.О., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент КОНДРАТЬЕВ А.Е.

Надежность энергетических систем напрямую зависит от внедрения мероприятий по предотвращению аварийных ситуаций. Наиболее опасными из них являются механические повреждения трубопроводных систем, возникающие в результате проведения ремонтных или строительных работ. При проведении земляных работ рекомендуется использовать специализированные приборы для обнаружения скрытых коммуникаций (трассоискатели). Однако серийно-выпускаемые трассоискатели основываются на регистрации электромагнитных полей различной частоты и природы возникновения, что ограничивает возможность детектирования неметаллических объектов [1].

Предлагается новый метод определения трассировки скрытых каналов и трубопроводов (патент на изобретение № 2482515). Метод заключается в генерации резонансных звуковых колебаний в полости искомого объекта, при этом оконтурирование этого объекта осуществляется путем перемещения чувствительного элемента (микрофона или пьезоэлектрического датчика) над зоной поиска [2,3]. Прибор, основанный на регистрации звукового поля, в отличие от электромагнитного, позволит существенно расширить область детектирования полых объектов, изготовленных из различных материалов. Научная значимость проекта характеризуется разработкой методической и приборной базы нового метода, а также его апробацией путем проведения численных и натурных экспериментов.

Для разработки универсальной методики определения трассировки скрытых трубопроводов необходимо решить следующий ряд задач:

1. Разработать алгоритмы обработки и анализа виброакустических сигналов, принимаемых в результате перемещения чувствительного элемента над зоной поиска.

2. Разработать и изготовить прибор, реализующий новый метод определения трассировки скрытых трубопроводов.

3. Провести экспериментальные исследования на натурных объектах.

4. Провести численные эксперименты и сопоставить достоверность проведенных натурных испытаний.

5. Разработать правила и алгоритмы проведения поисковых работ с применением нового метода и прибора.

Для разработки методики и оценки степени достоверности натурных испытаний планируется использовать метод конечноэлементного моделирования в программе ANSYS. Задачи обработки и анализа виброакустических сигналов будут решены с привлечением среды программирования LabVIEW. При выполнении работы будут использованы вероятностно-статистические методы математической обработки результатов измерений и аттестованные контрольно-измерительные приборы.

В результате дальнейших исследований производился расчет собственных колебаний трубопровода (материал – полиэтилен) (рисунок), применяя расчетно-программный комплекс ANSYS.

В программной среде ANSYS была построена модель бездефектной трубы. Размеры исследуемой трубы составляют: длина – 1380 мм, диаметр – 25 мм, толщина стенки трубы – 2 мм. Крепления трубы по поверхностям при расчетах принимались жесткими и производились с разных концов трубы.

Трубопровод (полиэтилен) 1380х25х2

Предварительные результаты, проведенные с помощью метода конечноэлементного моделирования в программе ANSYS, показали возможность получения достоверной информации о расположении скрытых трубопроводов.

Литература

1. Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е. Модельная установка для разработки способа определения местоположения скрытых трубопроводов// «Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики».– Казань: КГЭУ, – 2014.– №7-8.– С.123-129.

2. Кондратьев А.Е., Загретдинов А.Р., Гапоненко С.О. Способ определения расположения трубопроводов: пат. Рос. Федерация, заявитель и патентообладатель КГЭУ. – №2482515; заявл. 15.12.2011; опубл. 20.05.2013.

3. Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е. Перспективные методы и методики поиска скрытых каналов, полостей и трубопроводов виброакустическим методом // «Вестник Северо-Кавказского федерального университета».– Ставрополь, СКФУ, – 2015, – № 2 (47), – С.8-15.

УДК 621.311