气凝胶在管道保温解决方案

管道是指用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或浆体的装置。在工业和民用领域都有着广泛的应用。无论地上还是地下敷设,管道的保温与加热、防腐与安全等都是非常重要的问题。

对于供热管网来说,热网运行经验表明,即使有良好的保温,热水管网的热损失仍占总输送热量的5%~8%,蒸汽管网占8%~12%。当前,面对能源短缺问题,建设节约型社会,减少热损失和能源浪费、提高热能利用效率,广泛采用新型优质隔热保温材料,对我国环境改善、经济建设健康稳定发展具有重要的现实意义。

一、保温现状

1、传统保温总体保温寿命一般是三年,最多五年需要彻底更换。保温材料短时间的更换表明传统保温材料性能衰减很快,设备和管道的热损失很高,导致运营维护成本很高。另外每3-5年更换一次导致重复投资。

2、传统保温材料下沉,下部厚度为上部的两倍。说明传统保温材料结构不稳定,老化粉化现象严重,导致保温性能不均匀,热损失较高。

3、保温层拆除之后管道表面腐蚀严重,壁厚变薄,有部分管线不能达到压力要求,存在安全隐患,并导致锅炉的负荷增加,运营成本增加。

气凝胶在管道保温解决方案

 

二、解决方案

针对上述问题,通过采用新型保温材料——科昂气凝胶保温毡便可完美解决。

气凝胶在管道保温解决方案

科昂气凝胶保温毡是通过特殊的复合工艺,将具有极低导热系数的气凝胶与无机纤维等复合而成的柔性毡状新型保温材料,具有众多优点:

1、卓越的隔热保温性能。纳米级的孔洞结构能够有效阻止热量传递,导热系数最低可至0.015W/(m•K),散热损失比传统材料降低20%以上,保温节能效果远高于传统无机保温材料,可大幅降低能耗,节约能源。另外,在达到同等保温效果,保温层厚度仅为传统保温材料的1/3-1/5,大幅提高空间利用率,使安装检修更容易更便捷,有效节省运输、仓储、人工和时间成本。

2、气凝胶优异的防水抗压特性使其寿命可以长达20年以上,远高于传统材料。

3、独有的纳米三维网络结构提供了超凡的高温稳定性,隔热性能恒定持久。

4、高达99%的憎水率,杜绝腐蚀。科昂气凝胶保温毡疏水透气性好,不吸水不吸潮,可防止水汽对流产生的传热效应,防止内部水汽聚集,杜绝保温层下锈蚀,延长管道及设备的使用寿命。

5、较好的柔性与抗拉、抗压强度,可抵抗野蛮施工,长期使用不沉降、不变形。避免了长期高温或受到振动而产生变形堆积和保温性能急剧下降的现象。

6、绿色环保,化学性能稳定,高温下不分解,无有害气体放出,保证员工健康、环境质量及设备安全。

气凝胶保温毡与传统保温材料对比

气凝胶保温毡 传统材料
保温厚度 薄,传统材料的1/3-1/5
导热系数 低,保温效果不衰减 高,保温效果衰减快
使用寿命 20年 3-5年
耐温性能 耐温高,长期使用无变化 耐温低,长期使用老化、粉化、形变
防腐性能 40纳米孔径,水蒸气可以透出,水无法渗入,憎水率高达99%,保护管道不被腐蚀 外加疏水剂,常年使用疏水性能逐渐丧失,易腐蚀
运营维护 抗压能力强,可卷绕、可折叠、可剪裁,并可重复使用,运营维护简单方便,运营成本低 材料结构不稳定,易出现沉降、上薄下厚,导致保温性能不均匀,而且保温性能衰减快,导致运营成本逐年增加
投资成本 初期投资较高,但2-3年可收回 初期投资小,对保温要求不严格或内外温差小的场合性价比较高

三、应用示例

以350℃、4.5MPa、流量80t/h,外径为φ325蒸汽管道为例,设计三个方案进行对比:

气凝胶在管道保温解决方案

保温方案

方案一

方案二

方案三

气凝胶保温毡

10mm×2层 10mm×2层

0

复合硅酸盐毡

50mm×2层 40mm×3层

50mm×3层

铝箔

2层 2层

2层

总造价

99万 70万

45万

不考虑传统方案中因复合硅酸盐沉降引起的保温效果变差的现象,根据GB/T 8175-2008《设备及管道绝热效果的测试与评价》计算散热损失,并根据实验及工程经验进行修正,结果见下表:

保温效果和节能率
方案一 方案二 方案三

保温后直径(mm)

565 585 625
表面温度(℃) 32

33

35

管道热流密度(W/㎡)

134.7 152.6

177.1

管道线热流密度(W/㎡)

239 280.4

347.6

1公里管线温降(℃)

4.8 5.6

6.9

节能率(%) 31.2 19.3

0

环境温度20℃,无风

 

可以看出:

1、采用方案一、二进行保温,节能率可分别达到31.2%、19.3%。管线每公里温降由原来的6.9℃降至4.8℃,这就意味着每10km的管线,客户端的温度可提高20℃以上。

2、采用方案一、二进行保温,每1km管线每年可分别节能3127.6GJ、1937.0GJ,以热价55元/GJ进行计算,可折合人民币17.2万元、10.7万元。意味着采用方案一、二中的气凝胶复合保温结构,可分别在3年、2年左右将增加的一次性投资成本收回。假设蒸汽管线的折旧周期为10年,方案一、二可带来的经济效益分别为120万元、80万元以上。

相关产品

微信