Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка теплоизоляционных композитных материалов для обмуровки теплоэнергетического оборудования с использованием автономных мобильных высокопроизводительных установок

Докладчик: Волков Александр Викторович

Должность: ведущий научный сотрудник,д.т.н. , профессор

Цель проекта:
Повышение энергоэффективности, надежности и экономичности теплоизоляции энергетического оборудования посредством разработки теплоизоляционного композитного материала на основе полимерного связующего и вакуумированных микросфер, а также оборудования для его нанесения, внедрение которых обеспечит: - снижение удельного расхода топлива при производстве энергии (не менее чем на 5 процентов); - повышение ресурса теплоизоляционных конструкций (не менее чем на 25 процентов); - уменьшение массовых (не менее чем на 10%) и габаритных (не менее чем 12%) характеристик энергетического оборудования; - повышение производительности труда при монтаже теплоизоляционных конструкций (не менее чем в 2 раза).

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе выполнения ПНИ будут решены задачи разработки эффективного теплоизоляционного композитного материала для обмуровки теплоэнергетического оборудования и создании экспериментального образца автономной мобильной высокопроизводительной установки для нанесения материала.
Для решения поставленных задач планируется выполнить следующие мероприятия:
- на основании результатов анализа научно-технической литературы и патентных исследований определить спектр наиболее перспективных полимерных материалов с низкими теплопроводящими свойствами и высокими механическими характеристиками;
- провести теоретические исследования для разработки оптимальной конструкции (состав толщина слоев, соотношение компонентов) теплоизоляционного композитного материала;
- разработать методики определения эффективности теплоизоляционных композитных материалов для обмуровки теплоэнергетического оборудования;
- разработать методику исследования образцов и программу исследования свойств образцов;
- разработать технологический регламент по изготовлению опытных образцов теплоизоляционных композитных материалов;
- изготовить опытные образцы теплоизоляционных композитных материалов, на основе полых микросфер и порошковых полимерных связующих с температурной стойкостью до 500 градусов Цельсия и адгезией к металлической поверхности не менее 7 Мпа. Преимущество использования данной композиции в удобстве ее использования из-за малой плотности, низкой теплопроводности, возможности длительного хранения и безотходности технологии нанесения в сравнении с аналогами - жидкими композициями на основе шамота, асбеста, жаропрочного бетона;

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты ПНИ могут быть востребованы в сфере энергетики и жилищно-коммунального хозяйства, для проведения обмуровочных работ поверхностей нагрева на котельном, турбинном оборудовании, теплообменном оборудовании. Кроме того, разработанные материалы и технологии по их реализации могут быть востребованы в других отраслях промышленности, где используются энергетические установки, как то судостроение, авиастроение, ядерная энергетика, металлургия и другие.
Возможные потребители ожидаемых результатов – это предприятия энергетического комплекса: ОАО «Интер РАО», ОАО «Мосэнерго», ОАО «МОЭК», предприятия тепловых сетей Московского региона, а также другие организации занимающие выработкой тепловой и электрической энергии.
Ожидаемый эффект от сокращения затрат является дополнительным стимулом при внедрении и использовании результатов ПНИ, позволяет до минимума свести ручной труд при выполнении теплоизоляционных работ, повысить в несколько раз механизацию производства, сократить сроки выполнения работ, за счет чего получить дополнительную экономию удельного расхода топлива при производстве энергии до 5% от сокращения простоя энергетического оборудования в монтаже и ремонте.

Текущие результаты проекта:
В рамках 1 этапа ПНИ выполнены следующие мероприятия:
1.1 Сделан аналитический обзор современной научно- технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно- техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ.
1.2 Проведены патентные исследования.
1.3 Определен спектр наиболее перспективных полимерных материалов с низкими теплопроводящими свойствами и высокими механическими характеристиками, а именно боросиликатные микросферы, аэросил, перлит с силоксановыми и кремнеорганическими связующими .
1.4 Проведение теоретических исследований для разработки оптимальной конструкции
(состав толщина слоев, соотношение компонентов) теплоизоляционного композитного материала.
1.5 Разработана методика определения эффективности теплоизоляционных композитных материалов для обмуровки теплоэнергетического оборудования.
1.6 Разработан технологический регламент изготовления образцов теплоизоляционных композитных материалов для обмуровки.
1.7 Изготовлены экспериментальные образцы теплоизоляционных композитных материалов для проведения исследований в количестве 372 шт..
1.8 Разработана программа экспериментальных исследований свойств теплоизоляционных композитных материалов.
1.9 Разработана методика экспериментальных исследований свойств теплоизоляционных композитных материалов.
1.10 Проведены экспериментальные исследования экспериментальных образцов теплоизоляционных композитных материалов по оценке следующих характеристик:
-коэффициент теплопроводности;
-работоспособность в температурном диапазоне;
-адгезия к металлической подложке;
-предел прочности при сжатии при 10%-й деформации;
-предел прочности на изгиб;
-термовлагостойкость;
-альбедо поверхности;
-поропроницаемость;
-вибропрочность.
1.11 Принято участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных результатов ПНИ: изготовлены рекламные плакаты, листовки, принято участие в между-народных форумах в Крыму и в Минск.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили результаты теоретических исследований о возможности эффективного использования теплоизоляционных конструкций на основе микросфер в широком диапазоне температур. Из исследуемых образцов для дальнейших экспериментальных работ в качестве теплоизоляционного композитного материала для обмуровки теплоэнергетического оборудования с использованием автономных мобильных высокопроизводительных установок определен образец на основе силиконовой порошковой краски Interpon HT 550 WN303JR по сравнительной оценке всего комплекса исследований.
Полученные результаты 1 этапа ПНИ создают базу данных для дальнейших исследований, позволяют скорректировать направления исследований, определить необходимость дополнительных исследований и перейти к работам следующего этапа работ. Кроме того получены практические данные, которые могут быть использованы для более активной популяризации исследований по настоящей тематике.