設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評價 編制說明

1隨著世界范圍碳中和、碳減排的推廣，我國也制定了相應的節(jié)能減排目標。工業(yè)節(jié)能作為我國碳達標中的重要組成，需要從各方面提升節(jié)能水平。石油、化工、電力、冶金、建筑、建材等多行業(yè)的設(shè)備及管道絕熱工程是保障和提升工業(yè)《設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評價》是我國涉及絕熱效果現(xiàn)場測試的第一項國家標準，給出了現(xiàn)場測試的方法，測試分級、測試周期，規(guī)定了現(xiàn)場測試各環(huán)節(jié)的要求。該標準首本標準是我國工業(yè)設(shè)備絕熱系列標準中重要的一項，是絕熱效果測試的基礎(chǔ)標準，涵蓋各類絕熱工程，涉及多種測試方法。本標準給出的測試分級、測試點選取、測試條件等基礎(chǔ)、原則要求，被GB/T28638-2023《城鎮(zhèn)供熱管道保溫結(jié)構(gòu)散熱損失測試與保溫效果評定方法》、DL/T936-2005《火力發(fā)電廠熱力設(shè)備耐火及隨著我國質(zhì)量提升工作的開展和絕熱工程要求的提升，國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保、工程安全等要求的不斷提高，絕熱效果的測試有利于評價絕熱設(shè)計，摸排絕熱工程情況并開展節(jié)能改造工作，測試結(jié)果也可為絕熱工程質(zhì)量提升提供依據(jù)。由于目前工程情況趨于復雜化和多樣化，多重工況使得絕熱設(shè)計考慮因素增多，絕熱復合結(jié)構(gòu)和新型絕熱材料的使用對測試方案的制定影響較大，加上測試原件預埋、在線實時監(jiān)測的實現(xiàn)，為測試工作提供了較大便利，標準亟需根據(jù)絕熱工程實際情況的變化進行修訂，以更好的適用于當前的實際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，當前工業(yè)企業(yè)由于對絕熱效果的重視程度不足，通常不會因為絕熱結(jié)構(gòu)缺陷對工藝運行產(chǎn)生較大影響，故而對設(shè)備、管道的絕熱工程的管理重視不足，對維護維修重視程度不夠，近地面管線和管廊中的管線都有踩塌痕跡。對一處踩塌位置進行紅2管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范》的要求：“當環(huán)境溫度低于等于2該處已不滿足標準要求，理論上應進行維修，但由于外保護層完好，僅有一處小的凹陷，所以容易忽略該問題，長此以往，積少成多，管線將大面積超溫，散熱損失將持續(xù)增大，不利于工業(yè)節(jié)能。如果該問題出現(xiàn)在已發(fā)火災的區(qū)域，其在一處保冷裝置中，發(fā)現(xiàn)一根正在滴水的管線，該管線位于裝置五層平臺上，觸碰外護層時，滴水情況更加嚴重，可見保護層內(nèi)部已經(jīng)積聚較多的凝結(jié)水。由于依舊不能打開外保護層觀察內(nèi)部情況，對該處管線進行了外表面溫度和冷損失量的現(xiàn)場測試，測試結(jié)果顯示管道下方滴水位置的平行處冷損失量遠大于其他部位。因此該管線也應進行維護檢修，上述情況的出現(xiàn)，除業(yè)主方對絕熱工程在實際運行中效果的關(guān)注度不足外，也是由于絕熱效果的測試無論是在工程驗收還是日常維護檢修中都沒有強制規(guī)定必須進行，加上現(xiàn)場測試對環(huán)境條件要求較多，實際開展耗時較長，業(yè)主方考慮到生產(chǎn)管理和人員安全管控等方面，對該項工作配合較低。僅在需要進行技改大修時，會定向?qū)σ恍┰O(shè)備和管道進行絕熱效果的測評，以制定改造方案。但其實絕熱效果的測試能夠有效驗收材料選購、施工多環(huán)節(jié)中是否均按設(shè)計規(guī)定進行，也能夠驗證設(shè)計是否滿足實際運任務(wù)下達后，項目牽頭單位建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心梳理了標準實施過程中收省泰州市召開修訂工作組成立暨第一次會議。逐條討論了標準草案稿，確定了各單位的分3探討現(xiàn)場測試方案。為了進一步了解國內(nèi)工程實際情況和目前測試方法的適本標準因涉及多環(huán)節(jié)的內(nèi)容，為更加全面、快速、高質(zhì)量完成修訂工作，召集了生產(chǎn)、設(shè)計、施工、檢測、絕熱效果測試等行業(yè)的代表性企業(yè)組建了起草組，各單位及負責人參與了標準修訂過程中各次工作會議，對修改點和技術(shù)內(nèi)本標準作為設(shè)備及管道絕熱效果測試的基礎(chǔ)性標準，影響十分廣泛，指導了其他行業(yè)的絕熱效果測試標準的制定和相關(guān)測試方法標準的制定。其內(nèi)容在符合國家現(xiàn)行的方針、本標準適用于采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)的絕熱工程、新建、改建、擴建及大修后絕熱工程的驗收測試和日常普查及定期監(jiān)測。包含各類測試要求，涉及多種項目類型，即對絕熱設(shè)計的符合性進行評價也對使用中絕熱結(jié)構(gòu)的效果進行評價。需要考慮上述各種情況的要求和現(xiàn)場測試中可能遇到的各類情況，才能確保測試方法合理可行，測試能夠得出42.2主要內(nèi)容及其確定依據(jù)《火力發(fā)電廠熱力設(shè)備耐火及保溫檢修導則》等行業(yè)此外，還查閱了VID2055Part3Thermaliindustryandthebuilfthermotechnicalpropertiesofinsulationsystems,determinationoftotalheatlosses的相關(guān)要求，以保證標準的先進性。2.2.2主要修訂內(nèi)容說明本標準主要涉及設(shè)備及管道絕熱效果的測試方法、測試要求、數(shù)據(jù)處理、測試不確定隨著工程項目工作溫度的升高，例如：火電行業(yè)已投運的超臨界二次再熱機組，其設(shè)計工作溫度目前已達到660℃,將超過700℃。隨著介質(zhì)溫度范圍的升高，本系列標準GB/T4272-2024《設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》中已將溫度上限提升至850℃,為了保持協(xié)調(diào)統(tǒng)一，本次也將標準適用的溫度范圍調(diào)整為-196℃~850℃。熱損失現(xiàn)場測定熱流計法和面溫度法》執(zhí)行，道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場測定紅外熱像法》，本次修訂為進一步明確測試方法新增驗收測試的時間應在項目工況運行了一段時間，負荷達到要求時進行；普查和定期監(jiān)測的測試，應在工況正常連續(xù)穩(wěn)定運行72h以上進行。當負荷達到一定程度5②新增了測試參數(shù)，并給出對應的測試儀器，提高了儀器儀表本次根據(jù)數(shù)據(jù)處理中，需要現(xiàn)場測試的參數(shù)，給出了測試儀器及對應的準確度要求。修訂后準確度不再分級，有利于現(xiàn)場測試的準確性。且目前使用的儀器儀表的準確度均有現(xiàn)場測試中，由于各類項目情況不同，涉及的設(shè)備、管道類型較多。例如化工生產(chǎn)裝置中，可能多達幾千條管線。又由于工藝、安全等因素，有許多設(shè)備和管線不便于進行現(xiàn)場測試。還有許多管線敷設(shè)在管廊中，測試人員需要搭設(shè)腳手架或使用升降機才可接觸到，即需要測試人員具備高空作業(yè)資質(zhì)和能力，又對測試安全保障提出了較高的要求，使得業(yè)主方對該類型的測試存有較大疑慮。因此，如何選取具有代表性的、數(shù)量足夠用于評價整體的樣本是本次修訂的重點。本次修訂針對一、二、三級的不同測試目的，分類給出了測在一級或二級的驗收測試中，應先制定分組方案，從每一組別中抽取符合要求的設(shè)備和管段。分組方案可以根據(jù)絕熱類型、介質(zhì)溫度、絕熱結(jié)構(gòu)等參數(shù)進行劃分，管道輸送的介質(zhì)類型、管徑等也可以作為分組的一個考慮因素。在設(shè)備測試中，只有處在工況運行條件下的設(shè)備，才能較好的評價絕熱結(jié)構(gòu)本身的效果。因此，設(shè)備應選擇處于工況運行中的。在工業(yè)管道中，測試驗收針對絕熱結(jié)構(gòu)本身，因此閥門、檢修口、分支、彎頭等熱橋位置的存在，會對絕熱結(jié)構(gòu)測試效果產(chǎn)生不利影響，不能較好的評價絕熱結(jié)構(gòu)本身的效果。但其他類型的管道如城鎮(zhèn)供熱管道的驗收，需要整體綜合評價管網(wǎng)輸送效率，此時，薄弱環(huán)實際測試中也存在按一、二級要求進行的定向測試，主要用于進行技改、大修等的測評。此時應根據(jù)不同的測試目的，擬定測試清單并選取有代表性的能滿足測試目標的測試對象。根據(jù)調(diào)研情況，供熱、長輸、生產(chǎn)裝置涉及的管線類型有較大的區(qū)別，測試方案也不同。供熱的絕熱效果測試多針對輸送管線，介質(zhì)主要有熱水和蒸汽，溫度變化主要在分支或變徑后，管線多為埋地；長輸管線因在野外，可能跨越農(nóng)田、水面等，維護不易，測試時也需要測試人員沿管線長距離的探查；生產(chǎn)裝置中的設(shè)備和管線種類較多，情況復雜，排布較密，彼此之間影響較大。例如化工生產(chǎn)裝置，又涉及危險品、易燃易爆品等，在測三級測試主要針對普查或定期監(jiān)測，應根據(jù)每次測試的不同要求選取數(shù)量滿足要求的617357測試方法標準中，也僅給出“沿管長取若干個測定界面，在每個界面的圓周上布置驗驗證情況，發(fā)現(xiàn)如圖所示的三個點位的測試結(jié)果的平均值和等分法結(jié)果的平均值接近。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，工業(yè)裝置中的管線排布情況復雜，多條管線并排布設(shè)情況較多。因此本標準的要求，以便于實際中根據(jù)管道的實測周長a)單管b)并排位于管溝、管廊、隧道中的設(shè)備、管道的環(huán)境溫度應在環(huán)溝、廊、隧道內(nèi)壁附近測試埋地的設(shè)備和管道，應測量地表大氣自然溫度和設(shè)備及管道周圍土壤自然溫度，土壤②調(diào)整了本章結(jié)構(gòu)。將保溫和保冷中散熱損失量和冷損失量的換算公式統(tǒng)一，其中，7P——傳熱系數(shù)，單位為瓦每平方米開爾文[W/(m2·K)]；Vm——介質(zhì)溫度，單位為攝氏度(℃);VM,x——測試時的介質(zhì)溫度，單位為攝氏度(℃);VL,x——測試時的環(huán)境溫度，單位為攝氏度(℃);Ri——絕熱結(jié)構(gòu)總熱阻，單位為平方米開爾文每瓦[(m2·K)/W]；αS——表面換熱系數(shù)，單位為瓦每平方米開爾文[W/(m2·K)]。VID2055Part3中還說明測試的外表面溫度與設(shè)計條件有偏差，應進行換算后才能與③本次還修改了各參數(shù)的代號，與GB/T8175協(xié)調(diào)一致，便于應用。效果評價分為保溫工程、保冷工程、人身防護工程，根據(jù)三類工程的不同設(shè)計要求進行。其中，設(shè)計中有采用經(jīng)濟厚度法的，應先按經(jīng)濟厚度計算外表面溫度再與處理后的實測值8絕熱效果受工程質(zhì)量好壞的影響較大，所以在測試時應對工程質(zhì)量進行分析，尤其是絕熱層的厚度、均勻性、縫隙的處理，對絕熱效果測試的影響較大。當絕熱結(jié)構(gòu)已經(jīng)與設(shè)3.1測試整體情況試由北京市建設(shè)工程質(zhì)量第四檢測所有限公司和大連光明院節(jié)能技術(shù)研究檢測中心有限公司分別承擔。測試目的為：觀察測試全流程，研究測試對象的選擇，測點的布置、數(shù)據(jù)的25/633在現(xiàn)場測試中發(fā)現(xiàn)，化工生產(chǎn)裝置中的設(shè)備和管線情況較其他項目復雜的多，一個裝置區(qū)域的管線數(shù)量多達上千條，但其中有較長的直管段的、架設(shè)位置可以較輕易上人的、周圍沒有對其產(chǎn)生影響的設(shè)備和管線等等因素都滿足的管線非常少。多數(shù)管線在人可接觸的地面或平臺上都設(shè)有閥門、接口，直管段多在管廊中和其他管線并排敷設(shè)且間距較近，合考慮絕熱類型、介質(zhì)溫度、絕熱結(jié)構(gòu)等因素，對數(shù)量龐大的管線和設(shè)備進行分組，再從在具體測試過程中，白天太陽輻射較強時或風速較大時，對測試的影響極大，熱電偶和熱流傳感器布設(shè)后，測試受二者影響波動很大，通常需要在天黑后等風速變小后才能基本穩(wěn)定。白天使用紅外成像儀時，也受光照的影響，掃描結(jié)構(gòu)不準確，成像不穩(wěn)。此外還受設(shè)備、管道周圍金屬護欄、閥門等影響較大。在室內(nèi)使用時，也受室內(nèi)燈光反射的影響9較大。因此實際操作時，要根據(jù)環(huán)境條件，有選擇的使用。當環(huán)境條件不滿足時紅外成像儀的使用，又需要對某一設(shè)備或管道的外表面溫度進行預測試，以判斷溫度分布，制定測測試中，兩家機構(gòu)使用了不同的熱流計、風速儀、溫濕度計等設(shè)備，設(shè)備精度均滿足標準要求。使用的硅脂、導熱雙面膠等熱接觸材料也滿足標準要求。三個項目現(xiàn)場測試對設(shè)備/管線代號及名稱式℃上------ ----設(shè)備/管間%器/0.64汽管道/0.63道/0.74/0.74/1.64/道/(一平臺)--54.23.2(二平臺)--69.03.2--34.13.2--25.53.0-38.43.0-28.10.83.2主要試驗及結(jié)論3.3.1布點位置在四川瀘州項目和浙江寧波項目中，分別對三根豎直管道的不同位置的管段截面進行能根據(jù)層高預估距離，且由于測試管段分別位于室內(nèi)和室外，受風速影響，測試結(jié)果差距較大。P-301106與P-301104并排架設(shè)在裝置平基本一致，此時測試結(jié)果較為接近。因此在測試段選取時，應有足夠長的直管段，才能設(shè)置不同的測試截面以使測試數(shù)據(jù)具有一定的代表性，根據(jù)測-24.0-26.9-44.7-32.03.2.2傳感器貼敷方式以E-357設(shè)備進行研究性測試，如圖所示，布設(shè)了三個不同位流傳感器，兩個熱流傳感器的之間布設(shè)熱電偶。熱流傳感器分別采用鋁箔膠帶包覆四周和鋁箔膠帶包覆整個傳感器兩種貼附方式進行前后對照試驗。同時監(jiān)測了實時風速、環(huán)境溫熱電偶采用鋁箔貼附在外表面上，在風速變化時，熱電偶測出的外表面溫度受風速變502 10熱流傳感器采用鋁箔膠帶包覆四周的方式貼附的，實時溫度變?yōu)榇怪痹O(shè)備長度方向的貼片，Qi9為水平于長度方向的貼片。可以看到熱流傳感器在測試時讀數(shù)波動較大，但不能看出整體隨風速的變02100210采用鋁箔膠帶包覆整個貼片的方式貼附的熱流傳感器和實時溫度變化如圖6所示。其對各測試點位不同貼片方向是否采用鋁箔膠帶覆蓋整個測試片進行結(jié)果對比，如圖ce）3號測試點位垂直長度方向的貼片f）3號測試點位水平于長度方3.2.3絕熱材料導熱系數(shù)1W/(m·K)2W/(m·K)3kg/m31W/(m·K)2W/(m·K)1W/(m·K)2W/(m·K)3kg/m3求時，將對測試結(jié)果產(chǎn)生一定影響。項目中，往往存在材料導熱系數(shù)與設(shè)計可能，在在測試值回歸計算中，應考慮材料導熱系數(shù)偏差本標準的實施對推動落實《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳23號）等政策文件的要求，降低能源消耗和碳排放，實現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展具有重要意造成的。設(shè)備和管道絕熱的一個重要目的正是節(jié)能、降耗。本次修訂，仍貫徹綜合考慮經(jīng)我國設(shè)備和管道每平方米節(jié)能20%以上。進而將間接減少源頭能源消耗，為碳減排作出貢有效推動優(yōu)質(zhì)絕熱材料在工程中的使用，進而推動我國產(chǎn)品質(zhì)量提升，打擊低價低品質(zhì)產(chǎn)無同類國際標準。與本標準相同的國外標準有VID2055Part3Thermalinsulationofheatedandrefrigeratedoperationalinstallationsintheindustryandthebbasicsfortheverificationofthermotechnicalpropertiesofinsulationsystems,determinheatlosses《工業(yè)和建筑加熱制冷操作裝置的絕熱——絕熱系統(tǒng)熱工性能驗本標準與VID2055Part3就范圍在測試方法上，本標準明確提出了表面溫