Forum Budowlane - budownictwo, maszyny i urządzenia budowlane, opinie i porady ekspertów

Jak izolować zbiorniki przemysłowe i ile można na tym oszczędzić?

Ocena: 0
1302

Jeżeli rurociągi stanowią "układ krwionośny" elektrowni czy fabryk, to o zbiornikach można powiedzieć, że pełnią funkcję komór i zastawek pozwalających regulować przepływ drogocennych substancji. Konstrukcje tego typu to klucz do poprawnego funkcjonowania niemal każdego przedsiębiorstwa produkcyjnego czy przetwórczego, dlatego tak ważne jest ich odpowiednie zabezpieczenie. Ile można stracić na braku lub uszkodzeniu izolacji, a ile zyskać kosztem nawet niewielkiej inwestycji w poprawę standardu energetycznego zakładu? Jak zabezpieczyć ściany, a jak dach zbiornika? O tym w niniejszym poradniku!

Konstrukcje ciśnieniowe, magazynowe czy procesowe, o zróżnicowanych kształtach i wymiarach, o odmiennych funkcjach i zadaniach - wszystkie wymagają odpowiedniej izolacji, a potrzeba ta jest tym wyraźniejsza, z im większą różnicą temperatur pomiędzy składowanym medium a otoczeniem mamy do czynienia. Izolacja zbiorników przede wszystkim pozwala na utrzymanie prawidłowych właściwości fizyczno-chemicznych przechowywanych paliw czy surowców, co jest niezbędne dla zachowania ciągłości prowadzonych procesów. Nie każdy właściciel czy dyrektor zakładu jednak wie, w jaki sposób izolacja przekłada się też na ograniczenie strat energii i emisji CO2, co wpływa na to, co najważniejsze - koszty operacyjne oraz wpływ jednostki na środowisko.

Potencjał oszczędności

Pod tym względem wartościowych informacji dostarczają raporty Europejskiej Fundacji Izolacji Przemysłowych (EiiF) - niezależnej, międzynarodowej organizacji non-profit, która w ramach programu audytów TIPCHECK bada potencjał oszczędności i efekty modernizacji starszych zakładów na starym kontynencie. W raportach "Climate protection with rapid payback Energy and CO2 savings potential of industrial insulation in EU-27" oraz "Harnessing the Potential of Industrial Insulation. Survey of 180 TIPCHECK Audits" znajdziemy dane odnoszące się konkretnie do izolacji zbiorników przemysłowych(https://www.eiif.org/publications).

W jednej z rafinerii we Włoszech w wyniku zjawiska korozji pod izolacją (CUI) doszło do znaczącego uszkodzenia dachu dużego, działającego w temperaturze 60°C zbiornika magazynującego ropę. Właściciel zakładu początkowo rozważał wykonanie nowej konstrukcji bez izolacji, w obawie przed powtórką problemu. Skala strat energii (9.500 MWh rocznie) oraz związanych z nimi kosztów (430.000 euro rocznie) skłoniła jednak włodarzy do zmiany decyzji. Obliczono, że inwestycja w system izolacji dachu o grubości 30 mm, który pomoże zapobiec CUI, pozwoli ograniczyć straty energii aż o 80%, a związany z tym koszt zwróci się w ciągu mniej, niż dwóch lat.

W jednym z zakładów chemicznych we Francji inżynierowie TIPCHECK zidentyfikowali z kolei 30 niezaizolowanych zaworów oraz 35 dachów zbiorników o średniej powierzchni 28 m2., również pozbawionych izolacji. O ile same zawory generowały straty ciepła na poziomie 600 MWh rocznie, z dachów zbiorników "uciekało" w tym czasie aż 12.000 MWh. Inwestycja w wysokości 100.000 euro, obejmująca koszty samego audytu, materiałów oraz robocizny, w pierwszym roku pozwoliła wygenerować blisko 400.000 euro oszczędności, a w latach kolejnych - o 100.000 euro więcej. Czas zwrotu inwestycji? Dwa i pół miesiąca.

Izolacja ścian zbiornika

Wymagania dotyczące projektowania i wykonywania izolacji termicznej zbiorników technologicznych i magazynowych można odnaleźć w normie PN-B-20105:2014-09. Dokument ten określa m.in. dopuszczalną, maksymalną temperaturę powierzchni zewnętrznej płaszcza ochronnego izolacji na poziomie 50°C, a w kwestii odpowiedniej grubości samej izolacji odsyła do normy PN-EN ISO 12241:2010, która zawiera szczegółowe zasady obliczania właściwości wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych związanych z przenoszeniem ciepła.

Jak wygląda to w praktyce? Na pełny system izolacji ścian zbiornika przemysłowego składa się konstrukcja nośno-podporowa, materiał izolacyjny oraz płaszcz zewnętrzny, a także paroizolacja, jeżeli pod uwagę bierzemy element systemu chłodzącego. Oprócz podstawowego parametru określającego właściwości termiczne materiału, czyli współczynnika przewodzenia ciepła, w przypadku izolacji pionowych przegród duże znaczenie ma także gęstość wyrobu.

"Ściany zbiorników często są bardzo wysokie, a ze względu na różnice temperatur pomiędzy izolacją i płaszczem, często zachodzi tak zwany efekt komina" - wyjaśnia Michał Nękanowicz, ekspert firmy Paroc Polska. "Zjawisko to polega na przemieszczaniu się powietrza pomiędzy oboma elementami z dołu do góry, co obniża możliwości izolacyjne materiału" - dodaje. Aby zapobiec negatywnemu zjawisku, wykorzystać można odpowiednio dopasowane maty i płyty izolacyjne. Im wyższa gęstość materiału izolacyjnego, tym mniejsza jest jego zdolność do przewodzenia powietrza. Zależność tę przedstawia wykres poniżej.

Ruch powietrza zmniejsza się przy wykorzystaniu produktów o wysokiej gęstości

Ze względu na szerokie spektrum temperatur, z jakimi mamy do czynienia w przypadku zbiorników przemysłowych, powszechnie wykorzystywanym materiałem zarówno przy systemach ciepłochronnych, jak i zimnochronnych jest wełna kamienna. "W przypadku zbiorników niskotemperaturowych optymalna gęstość izolacji ścian wynosi około 40-50 kg/m3. Jeśli przechowujemy czynnik gorący, standardowo sprawdzają się płyty o gęstości 100 kg/m3, a jeśli temperatura medium przekracza 350°C, zalecamy minimum 130 kg/m3 - podpowiada Michał Nękanowicz. - Jako alternatywę dla tych drugich wykorzystać można maty jednostronnie obszyte siatką z drutu stalowego ocynkowanego i folii aluminiowej PAROC Wired Mat AluCoat o gęstości 80 kg/m3" - dodaje ekspert Paroc.

Izolacja ściany zbiornika z płyt z wełny kamiennej mocowanych za pomocą spawanych szpilek lub stalowych taśm (obręczy)

Izolacja dachu zbiornika

Wełna kamienna stanowi także dobry wybór w przypadku izolacji dachów zbiorników. "Znajdujące się wewnątrz zbiorników wysokotemperaturowych nieruchome powietrze, zawieszone nad gorącym medium, nie stanowi wystarczającej warstwy izolacyjnej. Różnica temperatur pomiędzy przechowywanym gazem lub cieczą, a pozbawionym izolacji dachem prowadzi do silnej konwekcji powietrza, a to skutkuje zwiększonymi nakładami na utrzymanie parametrów niezbędnych dla danego procesu" - podkreśla Michał Nękanowicz.

Warto w tym miejscu wrócić do problemu korozji. Zjawisko CUI w przypadku wspomnianej rafinerii we Włoszech być może nie wystąpiłby w ogóle, gdyby od początku uwzględniono oraz odpowiednio zamontowano płyty o bardzo niskiej absorpcji wody oraz znikomej zawartości korodotwórczych chlorków, krzemianów, sody i fluoru. Wełna te wymagania spełnia, a jako materiał o wysokim współczynniku oporu przeciw dyfuzji pary wodnej, zapobiega też kondensacji wilgoci pod warstwą izolacji, chroniąc zabezpieczane konstrukcje poziome przed tworzeniem się środowisk korozyjnych.

Izolacja dachu zbiornika przy pomocy sztywnych płyt z wełny kamiennej

Oprócz możliwych strat ciepła i problemu CUI, dachy zbiorników narażone są na duże obciążenia mechaniczne. Zgodnie z kodeksem budowlanym, ściśliwość płyt dachowych zbiorników powinna być dobierana pod obciążeniem od 2 do 4 kPa. Jest to obciążenie równe stosunkowo niewielkiej ilości zalegającego śniegu. Jeśli dach zbiornika ma umożliwiać czasowe składowanie materiałów lub okresową konserwację konstrukcji, maszyn czy urządzeń, obciążenia tego rzędu są niewystarczające.

"Do izolacji tego typu dachów zalecamy stosowanie sztywnych płyt z wełny kamiennej z serii PAROC Pro Slab, dla których parametr ściśliwości bada się pod obciążeniem 20 i 50 kPa, co lepiej odwzorowuje faktyczne, spotykane w rzeczywistości obciążenia dachu" - wyjaśnia Michał Nękanowicz. "Zalecany układ warstw takiej izolacji dachu to 2/3 docelowej grubości PAROC Pro Slab 20 kPa od spodu oraz 1/3 docelowej grubości izolacji PAROC Pro Slab 50 kPa z wierzchu" - podsumowuje ekspert Paroc.

Dlaczego izolować zbiorniki przemysłowe?

Kompleksowa izolacja zbiorników przemysłowych to jedno z podstawowych wymagań środowiskowych stawianych nowoczesnym przedsiębiorstwom produkcyjnym i przetwórczym, a jednocześnie realna szansa na optymalizację kosztów dla starszych zakładów. Jak pokazują raporty inżynierów EiiF, potencjał oszczędności jest naprawdę duży. A pomóc w jego odblokowaniu mogą sprawdzone i dobrze dobrane, profesjonalne izolacje techniczne z wełny kamiennej.

Źródło i zdjęcia: Paroc

PODZIEL SIĘ:
OCEŃ:
- Reklama -

Polecane firmy

Polecamy

Polecamy

Które z niżej wymienionych minikoparek są Ci najlepiej znane?















GŁOSUJ

Jakie znasz koparki kołowe z napędem elektrycznym?





GŁOSUJ