長輸蒸汽管道保溫工程中氣凝膠的應(yīng)用，隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中，對于蒸汽的需求量也在逐日攀升，長距離的蒸汽供熱管道應(yīng)用范圍較廣，如何滿足用戶用汽參數(shù)的同時提高供熱距離，讓蒸汽介質(zhì)的壓損和溫降控制在合理范圍內(nèi)，在這是目前電廠比較關(guān)心和急待解決的問題，供熱管道的保溫也就顯得特別重要。不斷探索新的保溫材料與結(jié)構(gòu)是工業(yè)發(fā)達(dá)國家保溫技術(shù)的一大特點。

氣凝膠絕熱氈介紹

氣凝膠絕熱氈是通過特殊的復(fù)合工藝，將具有極低導(dǎo)熱系數(shù)的二氧化硅氣凝膠與碳纖維或玻璃纖維等復(fù)合而成的柔性氈狀新型保溫材料，具有以下優(yōu)點：

1、卓絕的隔熱性能。納米級的孔洞結(jié)構(gòu)能夠有效阻止熱量傳遞，是目前世界上導(dǎo)熱系數(shù)最低的固體材料，僅為傳統(tǒng)保溫材料的1/3～1/5。保溫厚度僅為傳統(tǒng)材料的1/4~1/5即可達(dá)到相同的表面溫度，因此可大幅減少管道散熱面積，從而減少熱損耗。對于長距離輸送管線，散熱損失的減小可使管道終端蒸汽溫度提高，含水率下降，從而使終端用戶的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到有效提高。如鋼套鋼埋地管中，合理使用本材料可使外套鋼管降低2-3個規(guī)格，從而有效節(jié)省空間，減少施工成本和難度，提高施工安全性，對地下管廊建設(shè)意義巨大。

2、氣凝膠優(yōu)異的防水抗壓特性使其壽命可以長達(dá)20年以上，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)材料。

3、獨有的納米三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供了超凡的高溫穩(wěn)定性，隔熱性能恒定持久。

4、具備優(yōu)異的整體防水性能，同時又允許水蒸汽通過，不會受潮、吸水腐蝕管道，確保隔熱性能長期有效，是蒸汽管道保溫材料的理想選擇。

5、有較好的柔性與抗拉、抗壓強度，可抵抗野蠻施工，長期使用不沉降、變形。避免了其他保溫材料在長期高溫或受到振動而產(chǎn)生變形堆積和保溫性能急劇下降的現(xiàn)象。

6、綠色環(huán)保，保證員工健康、環(huán)境質(zhì)量及設(shè)備安全。

氣凝膠復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)

以350℃，4.5MPa，流量80t/h，外徑為?325蒸汽管道為例，進(jìn)行對比，可以明顯看出氣凝膠絕熱氈的優(yōu)勢。

氣凝膠復(fù)合保溫方案

為提高保溫結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果，減小輻射傳熱，采用氣凝膠絕熱氈與復(fù)合硅酸鹽氈、鋁箔相結(jié)合的復(fù)合反射式保溫結(jié)構(gòu)，保溫層外用0.6mm彩鋼板進(jìn)行防護(hù)。具體保溫示意圖如下：

同時對彎頭、閥門、三通等異型件保溫的薄弱環(huán)節(jié)，采用氣凝膠絕熱氈，也有較好的適應(yīng)性。

在管道支架、管托保溫方面，采用氣凝膠絕熱氈固定在卡箍式管托內(nèi)部，與管道進(jìn)行熱隔絕，再對支架進(jìn)行保溫，即可有效地減少支架部分的散熱損失。

氣凝膠絕熱氈特殊的生產(chǎn)工藝決定了其價格高于市場上常規(guī)的保溫材料，因此采用氣凝膠復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的一次性投入也相對較大，但從長遠(yuǎn)角度上分析，氣凝膠復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)可帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。

采用氣凝膠復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)可明顯減少長輸蒸汽管線的散熱損失，降低管線溫降，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益，值得采用與推廣。

目前國內(nèi)外工業(yè)管道保溫技術(shù)的發(fā)展趨勢為：

1、加大力度研究開發(fā)低導(dǎo)熱系數(shù)的保溫材料及防水型保溫材料；

2、根據(jù)具體工況條件，研究新型保溫結(jié)構(gòu)，達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益；

3、加強對管道支架和閥門的保溫；

4、加強保溫施工質(zhì)量。

長輸蒸汽管道保溫現(xiàn)狀

長輸蒸汽管道較為常見的保溫材料是硬質(zhì)成型微孔硅酸鈣，由于機組啟停時管道產(chǎn)生的熱位移、運行時管道的輕微震動、長期高溫使用等原因，容易造成硅酸鈣碎裂粉化，形成很多裂縫（特別是彎頭、三通處），成為熱橋?qū)е律釗p失明顯增加。

另外，應(yīng)用較多的軟質(zhì)保溫材料如巖棉、硅酸鋁、復(fù)合硅酸鹽等由于結(jié)構(gòu)松散、抗拉抗壓性能差，纖維短導(dǎo)致附著力不高等原因，容易由于蒸汽管道的震動、自重等引起材料沉降，特別是在進(jìn)水的情況下，這類非完全防水型的保溫材料沉降現(xiàn)象更為明顯，導(dǎo)致保溫材料塌陷，上方出現(xiàn)空洞，特別是在水平管與垂直管段交接的彎頭處出現(xiàn)脫節(jié)，保溫效果逐年下降，實際投入使用幾年后，表面溫度大都會超過50℃，局部甚至將達(dá)到100℃以上。因此，采用新的保溫材料，達(dá)到節(jié)能降耗、提高終端溫度的目的，對于長輸蒸汽管線十分有意義。

保溫層厚度及外護(hù)管規(guī)格的計算方法執(zhí)行CJJ/T 104—2014《城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱CJJ/T 104—2014）。根據(jù)CJJ/T 104—2014第6.1.5條的規(guī)定，在計算保溫層厚度的過程中，應(yīng)控制外護(hù)管外表面溫度不大于50 ℃。同時根據(jù)GB/T 8174—2008《設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評價》（以下簡稱GB/T 8174—2008）第9.1.4條，常年運行的直埋蒸汽管道外表面溫度≤50 ℃時，允許最大單位面積散熱損失為52 W/m2。

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