气凝胶材料在LNG液化天然气方面的应用

LNG工程及其他低温项目建设中,低温、超低温设备涉及到的温度大都在-40至-170摄氏度。最常用的深冷保冷材料主要有PUR/PIR,发泡玻璃,橡塑,改性酚醛泡沫等,这些材料较之于先前使用的珍珠岩材料,无论从性能还是施工方面看,都有了很大的改善。保冷效果的好坏不仅关系到整个设备的输送效率,而且对装置的安全生产也有至关重要的影响。合适的保冷材料不仅能够降低能耗、减少冷量损失,而且为符合环保要求、为企业安全生产和创造更好的效益提供了保障。气凝胶型保温材料的出现,似乎正是为了这种深冷型保温而量身定做,在国内外已经开始广泛应用

我国当前绝大多数的LNG输送管道保冷工程都不是很理想,其主要缺陷及成因如下:

  • 传统材料保温性能衰减很快,导致维护成本很高。
  • 传统材料保冷效果差,冷损失大,容易给天然气或其他压缩气体的储藏运输带来危险。
  • 传统材料包裹厚度大,给密集型管线排布设计带来诸多不便。
  • 管道由于保冷层的效果差而很容易被结露的水腐蚀。
  • 保冷层很容易因结露水太多而失去效果。
  • 有机类材料防水性可以但无法满足防火要求。

气凝胶材料带来的好处

  • 保冷效果优异,常温热导仅0.016W/m*k甚至更低,超低温时热导率<0.01W/m*k,所需保冷层厚度大大减小,有效降低冷损失,为密集型管线排布设计提供优化。
  • 具有最佳的低温稳定性,-200℃仍可长期保持保冷性能及良好柔性,不开裂。
  • 尺寸稳定性极佳,纳米级特殊结构可抵抗管道伸缩带来的内应力,无需设置伸缩缝。
  • 气凝胶材料的疏水性能好,可有效抑制水渗入金属管线表面,防止管线腐蚀,防止保温材料因渗水而导致保温效果下降。
  • 材料为无机材料,主要成分SiO2,不含胶黏剂,性能稳定,安全防火,使用寿命更长。
  • 材料切割、施工方便,维护成本低。

与现流行较好的保冷材料具体性能对比:
气凝胶材料在LNG液化天然气方面的应用

气凝胶材料在LNG液化天然气方面的应用

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