熱媒管道常用保溫材料的性能及價格

熱媒管道常用保溫材料的性能及價格

高溫是石化裝置的特點之一。選擇合適的建筑材料，合理選擇熱敏電阻管道的保溫層厚度，以減少熱量損失。這是公司節(jié)約能源、降低工程成本的重要措施。在當前大力提倡“節(jié)能減排”的形勢下,已越來越受到企業(yè)的高度重視。1熱交換器材料的選擇1.1溫材料及可選材料的開發(fā)目前市場上各種各樣的保溫材料品種繁多,性能及價格也存在著很大的差異。熱媒管道常用的保溫材料有:硅酸鋁制品、巖棉制品、超細玻璃棉等,其性能及價格見表1。保溫材料的選用是否經(jīng)濟合理,保溫層厚度是否恰當,可以從保溫結構外表面散熱損失的數(shù)據(jù)得到驗證。根據(jù)GB50264-1997《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》,散熱損失應控制在表2允許的范圍內。1.2管道外保溫層保溫結構熱性能測定(1)管道保溫結構外表面放熱系數(shù)α與保溫材料的輻射傳熱系數(shù)αn、對流傳熱系數(shù)αc有關。即α與風速、保溫材料及材料黑度等因數(shù)有關。管道保溫結構外表面放熱系數(shù)α可按下式計算:式中:ts——保溫結構外表面溫度,℃;tα——常年平均環(huán)境溫度,℃;ε——保護層材料黑度,采用水泥砂漿網(wǎng)粉,按表3取0.93。把數(shù)據(jù)代入:α=16.936W/(m2·K)(2)計算導熱系數(shù)λ,從表1中硅酸鋁的導熱系數(shù)λ=0.0656W/(m·K)。(3)計算保溫層厚度δ,先進行管道外保溫層表面散熱損失q計算,直至散熱損失滿足表2要求:式中:D0——管道外徑,mm;D1——管道保溫層外徑,mm;t——管道外表面溫度,℃。試算結果:當保溫層厚度δ為80mm時,q=174W/m2,滿足要求。(4)保溫結構外表面溫度ts可按下式計算:采用上述方法,可對每種保溫材料的散熱損失進行計算,如散熱損失大于表2所示時,則可適當降低管道外表面溫度,或采用導熱系數(shù)更小的材料,直至散熱損失控制在表2的范圍內。表4是處于裝置平均風速、平均氣溫狀況下,對Φ273mm熱媒管道使用常用保溫材料的計算數(shù)值比較。2熱交換器管道建筑材料的分析2.1巖棉材料的性能以2#聚酯聯(lián)合裝置為例。根據(jù)表4可以看出,超細玻璃棉的最高使用溫度為400℃,與裝置的熱媒溫度較為接近,所以暫不考慮。在散熱損失基本相等的情況下,采用巖棉保溫材料要比硅酸鋁保溫材料保溫厚度少10mm,況且?guī)r棉的導熱系數(shù)相比硅酸鋁也比較低。而參照表1,巖棉的價格只是硅酸鋁的40%左右。一般來說,高溫管道采用性能較好的保溫材料,低溫管道則采用性能合格,價格較低的保溫材料,做到經(jīng)濟且節(jié)能。對于裝置300℃左右的熱媒溫度,巖棉的最高使用溫度600℃完全符合要求。表5是裝置2008年熱媒管道日常維修和4系列檢修時調換Φ219mm以下的熱媒管道保溫材料,所用硅酸鋁制品與假設使用巖棉制品的數(shù)量和費用比較。2.2熱媒管道保溫結構外表面溫度目前裝置熱媒管道的保溫材料大部分為膨脹珍珠巖,膨脹珍珠巖價格低廉,應用廣泛。但由于珍珠巖保溫材料多出于珍珠巖與水泥結合體,故吸水率與導熱系數(shù)普遍較高,從而降低了材料的保溫性能,因此國家建設部已下文限制使用膨脹珍珠巖作為內保溫材料。巖棉是一種來自天然礦物、無毒無害的綠色產(chǎn)品。其防火性能好,價格較低,在滿足保溫隔熱性能的同時還能夠具有一定的隔聲效果。必須注意的是,巖棉的質量優(yōu)劣相差很大,導致其使用的耐久性分化也較大。裝置的膨脹珍珠巖保溫材料使用至今,普遍存在裂縫和破損現(xiàn)象,散熱損失嚴重。表6是對裝置2系列部分熱媒管道保溫結構外表面溫度調查的數(shù)據(jù)情況。根據(jù)測量,現(xiàn)裝置Φ273mm熱媒管道使用的膨脹珍珠巖保溫材料,外表面溫度平均在45℃左右,保溫層厚度為170mm。如能用巖棉保溫材料進行整改施工,保溫層厚度為70mm,考慮到管道支架、閥門等不可避免的散熱損失,設定巖棉的外表面溫度為35℃左右。則節(jié)能計算公式為:式中:——管道外保溫層表面散熱總量,W;D1——管道保溫層外徑,m;L——管道長度,m;W——耗油量(標油),kg/h。由于裝置熱媒管道較多,管徑尺寸大小不一?，F(xiàn)通過等散熱量的計算方式,全裝置熱媒管道相當于Φ273mm管線8330m,計算結果見表7。從表7可以看出,如將保溫結構外表面溫度降低至35℃左右,可節(jié)約標油200kg/h。以每小時裝置產(chǎn)量40t計,可降低能耗5kg/t。而保溫結構外表面溫度降低1℃,至少可節(jié)約標油13kg/h,折合能耗為0.33kg/t。目前,裝置的能耗由現(xiàn)在的103.2kg/t降至97.0kg/t,在降低能耗的過程中遭遇了一定的技術瓶頸,而降低保溫結構外表面溫度也不失為一個行之有效的辦法。3保溫層厚度的確定(1)熱媒管道保溫材料