Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка новой теплоизоляционной конструкции для защиты оборудования, эксплуатирующегося при температурах до 700 С

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
теплоизоляционные конструкции, микросферы, промышленное оборудование, повышение энергоэффективности, микросферы, эффективная теплопроводность, тепловые потери, теплозащита, измерение теплофизических свойств, тепловая изоляция.

Цель проекта:
1. Разработка многослойной теплоизоляционной конструкции на основе микросфер, способной сохранять свои рабочие характеристики до температуры 700 °С, а также технологических основ, экспериментального и лабораторного оборудования для ее создания. 2. Разработка экспериментального стенда по измерению теплофизических свойств теплоизоляции. 3. Разработка мероприятий по продвижению и внедрению результатов ПНИ в реальном секторе экономики.

Основные планируемые результаты проекта:
Внедрение новой теплоизоляционной конструкции позволит обеспечить импортозамещение в сфере теплоизоляционных материалов
повысить энергоэффективность работы энергетического оборудования и трубопроводов, эксплуатирующихся при температурах до 700oС за счет:
-снижения потерь тепла не менее чем на 10%;
-снижения количества сжигаемого топлива не менее чем на 2%;
-обеспечения безопасных санитарно-гигиенических условий обслуживающему персоналу.


Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В ходе выполнения ПНИ разрабатывается методика измерения теплофизических свойств теплоизоляции при высокой температуре с использованием специального уникального экспериментального стенда. Необходимо отметить, что на сегодняшний день отсутствуют стандартизированные методики, позволяющие определять коэффициент теплопроводности материалов, имеющих гетерогенную структуру, при температурах свыше 600 0С.
При разработке новой теплоизоляционной конструкции для защиты оборудования, эксплуатирующегося при температурах до 700°С, закладывается отличный от разработанных ранее способ ее монтажа. Новая теплоизоляционная конструкция будет состоять из отдельных блоков, оснащенных крепежами-защелкивателями. Преимуществом указанного способа формирования является:
- малый вес конструкции при высоких теплоизолирующих параметрах;
- быстрота и простота монтажа теплоизоляционной конструкции ;
- наличие доступа к изолируемым поверхностям оборудования и трубопроводов при необходимости проведения ремонтных, ревизионных и прочих работ.


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Известно, что 80 % оборудования ТЭС в качестве теплоизоляции используется минеральная вата. В ряде случаев состояние теплоизоляционных конструкций не удовлетворительно из-за недостаточной вибропрочности, влагостойкости, способности к выветриванию и разрушению при механическом воздействии.
Вместе с тем, сегодня в РФ наметились тенденции импортозамещения в процессах промышленного производства. Обеспечение конкурентоспособности предприятий возможно лишь с применением энергоэффективных современных технологий.
Разработанные теплоизоляционные конструкции могут быть успешно применены в теплоэнергетике, металлургии, химической промышленности, авиастроении, обороной промышленности и других отраслях, где используется высокотемпературное оборудование. Внедрение разрабатываемых технологий дает также значительный импульс развития строительной промышленности в сфере производства новых видов теплоизоляционных конструкций, замещающих минераловатные и асбоцементные.
Экспериментальный стенд по измерению теплофизических свойств теплоизоляции может быть использован для дальнейших научных исследований теплофизических свойств материалов, а также в образовательных целях.


Текущие результаты проекта:
Выполнен анализ технической, нормативной, методической литературы по тематике ПНИ, результаты которого показали, что на сегодняшний день отсутствует теплоизоляционный материал, который может экономически и технически эффективно применяться при температурах до 700 0С, а также установлено, что не существует технологических и других ограничений при создании нового высокотемпературного теплоизоляционного материала на основе микросфер.
Проведены патентные исследования, которые показали, что исследуемый объект обладает патентной чистотой и новизной.
С использованием специально разработанных программы и методик проведены экспериментальные исследования функциональных свойств элементов теплоизоляционной конструкции на основе микросфер: теплопроводности методом пластины; теплопроводности методом цилиндрической стенки; термостойкости; адгезионной прочности; предела прочности при растяжении; реологических характеристик; морфологических характеристик.
На основании проведенных экспериментальных исследований функциональных свойств элементов теплоизоляционной конструкции выбраны перспективные связующие и наполнители для использования в теплоизоляционной конструкции.
Разработана техническая документация (ЭКД, комплект РКД на сборочные единицы) на экспериментальный стенд по измерению теплофизических свойств теплоизоляции.
Разработана программная документация и создано программное обеспечение экспериментального стенда.
Разработаны программа и методики испытаний программного обеспечения для экспериментального стенда.
Изготовлены экспериментальные образцы многослойной теплоизоляционной конструкции (МТК) для исследовательских испытаний механических характеристик в количестве 126 штук.
Разработаны программа и методики исследовательских испытаний механических характеристик экспериментальных образцов многослойной теплоизоляционной конструкции на основе микросфер, включающие алгоритм проведения исследовательских испытаний следующих характеристик МТК: работоспособность в температурном диапазоне от 0ºС до 700ºС; предел прочности при сжатии при 10%-й деформации; предел прочности на изгиб; термовлагостойкост; вибропрочность; поропроницаемость; сплошность и равномерность теплоизолирующих слоев.
Проведены исследовательские испытания механических характеристик изготовленных экспериментальных образцов МТК на основе микросфер со связующим АФС В и АФС Б. Результаты исследовательских испытаний свидетельствуют о целесообразности использования АФС В и стеклянных микросфер К25 в качестве компонентов для создания многослойной теплоизоляционной конструкции на последующих этапах работы.
Разработан и создан экспериментальный стенд, который обеспечивает измерение теплопроводности различных теплоизоляционных материалов при температурах до 750°С; погрешность измерения температуры не превышает ± 5°С во всем диапазоне измерений. Система автоматизации измерений построена на современном оборудовании National Instruments. Экспериментальный стенд обеспечивает измерение  коэффициента теплопроводности плоских образцов теплоизоляции с использованием охранного кольца. Экспериментальный стенд обеспечивает измерение  коэффициента теплопроводности цилиндрических образцов диаметром до 100 мм.