管道是指用管子、管子聯(lián)接件和閥門等聯(lián)接成的用于輸送氣體、液體或漿體的裝置。在工業(yè)和民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。無論地上還是地下敷設(shè),管道的保溫與加熱、防腐與安全等都是非常重要的問題。

對于供熱管網(wǎng)來說,熱網(wǎng)運行經(jīng)驗表明,即使有良好的保溫,熱水管網(wǎng)的熱損失仍占總輸送熱量的5%~8%,蒸汽管網(wǎng)占8%~12%。當前,面對能源短缺問題,建設(shè)節(jié)約型社會,減少熱損失和能源浪費、提高熱能利用效率,廣泛采用新型優(yōu)質(zhì)隔熱保溫材料,對我國環(huán)境改善、經(jīng)濟建設(shè)健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

一、保溫現(xiàn)狀

1、傳統(tǒng)保溫總體保溫壽命一般是三年,最多五年需要徹底更換。保溫材料短時間的更換表明傳統(tǒng)保溫材料性能衰減很快,設(shè)備和管道的熱損失很高,導(dǎo)致運營維護成本很高。另外每3-5年更換一次導(dǎo)致重復(fù)投資。

2、傳統(tǒng)保溫材料下沉,下部厚度為上部的兩倍。說明傳統(tǒng)保溫材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,老化粉化現(xiàn)象嚴重,導(dǎo)致保溫性能不均勻,熱損失較高。

3、保溫層拆除之后管道表面腐蝕嚴重,壁厚變薄,有部分管線不能達到壓力要求,存在安全隱患,并導(dǎo)致鍋爐的負荷增加,運營成本增加。

氣凝膠在管道保溫解決方案

 

二、解決方案

針對上述問題,通過采用新型保溫材料——科昂氣凝膠保溫氈便可完美解決。

氣凝膠在管道保溫解決方案

科昂氣凝膠保溫氈是通過特殊的復(fù)合工藝,將具有極低導(dǎo)熱系數(shù)的氣凝膠與無機纖維等復(fù)合而成的柔性氈狀新型保溫材料,具有眾多優(yōu)點:

1、卓越的隔熱保溫性能。納米級的孔洞結(jié)構(gòu)能夠有效阻止熱量傳遞,導(dǎo)熱系數(shù)最低可至0.015W/(m?K),散熱損失比傳統(tǒng)材料降低20%以上,保溫節(jié)能效果遠高于傳統(tǒng)無機保溫材料,可大幅降低能耗,節(jié)約能源。另外,在達到同等保溫效果,保溫層厚度僅為傳統(tǒng)保溫材料的1/3-1/5,大幅提高空間利用率,使安裝檢修更容易更便捷,有效節(jié)省運輸、倉儲、人工和時間成本。

2、氣凝膠優(yōu)異的防水抗壓特性使其壽命可以長達20年以上,遠高于傳統(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、高達99%的憎水率,杜絕腐蝕??瓢簹饽z保溫氈疏水透氣性好,不吸水不吸潮,可防止水汽對流產(chǎn)生的傳熱效應(yīng),防止內(nèi)部水汽聚集,杜絕保溫層下銹蝕,延長管道及設(shè)備的使用壽命。

5、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、不變形。避免了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,化學(xué)性能穩(wěn)定,高溫下不分解,無有害氣體放出,保證員工健康、環(huán)境質(zhì)量及設(shè)備安全。

氣凝膠保溫氈與傳統(tǒng)保溫材料對比

氣凝膠保溫氈 傳統(tǒng)材料
保溫厚度 薄,傳統(tǒng)材料的1/3-1/5
導(dǎo)熱系數(shù) 低,保溫效果不衰減 高,保溫效果衰減快
使用壽命 20年 3-5年
耐溫性能 耐溫高,長期使用無變化 耐溫低,長期使用老化、粉化、形變
防腐性能 40納米孔徑,水蒸氣可以透出,水無法滲入,憎水率高達99%,保護管道不被腐蝕 外加疏水劑,常年使用疏水性能逐漸喪失,易腐蝕
運營維護 抗壓能力強,可卷繞、可折疊、可剪裁,并可重復(fù)使用,運營維護簡單方便,運營成本低 材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,易出現(xiàn)沉降、上薄下厚,導(dǎo)致保溫性能不均勻,而且保溫性能衰減快,導(dǎo)致運營成本逐年增加
投資成本 初期投資較高,但2-3年可收回 初期投資小,對保溫要求不嚴格或內(nèi)外溫差小的場合性價比較高

三、應(yīng)用示例

以350℃、4.5MPa、流量80t/h,外徑為φ325蒸汽管道為例,設(shè)計三個方案進行對比:

氣凝膠在管道保溫解決方案

保溫方案

方案一

方案二

方案三

氣凝膠保溫氈

10mm×2層 10mm×2層

0

復(fù)合硅酸鹽氈

50mm×2層 40mm×3層

50mm×3層

鋁箔

2層 2層

2層

總造價

99萬 70萬

45萬

不考慮傳統(tǒng)方案中因復(fù)合硅酸鹽沉降引起的保溫效果變差的現(xiàn)象,根據(jù)GB/T 8175-2008《設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評價》計算散熱損失,并根據(jù)實驗及工程經(jīng)驗進行修正,結(jié)果見下表:

保溫效果和節(jié)能率
方案一 方案二 方案三

保溫后直徑(mm)

565 585 625
表面溫度(℃) 32

33

35

管道熱流密度(W/㎡)

134.7 152.6

177.1

管道線熱流密度(W/㎡)

239 280.4

347.6

1公里管線溫降(℃)

4.8 5.6

6.9

節(jié)能率(%) 31.2 19.3

0

環(huán)境溫度20℃,無風(fēng)

 

可以看出:

1、采用方案一、二進行保溫,節(jié)能率可分別達到31.2%、19.3%。管線每公里溫降由原來的6.9℃降至4.8℃,這就意味著每10km的管線,客戶端的溫度可提高20℃以上。

2、采用方案一、二進行保溫,每1km管線每年可分別節(jié)能3127.6GJ、1937.0GJ,以熱價55元/GJ進行計算,可折合人民幣17.2萬元、10.7萬元。意味著采用方案一、二中的氣凝膠復(fù)合保溫結(jié)構(gòu),可分別在3年、2年左右將增加的一次性投資成本收回。假設(shè)蒸汽管線的折舊周期為10年,方案一、二可帶來的經(jīng)濟效益分別為120萬元、80萬元以上。

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