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

        對于供熱管網來說,熱網運行經驗表明,即使有良好的保溫,熱水管網的熱損失仍占總輸送熱量的5%~8%,蒸汽管網占8%~12%。當前,面對能源短缺問題,建設節約型社會,減少熱損失和能源浪費、提高熱能利用效率,廣泛采用新型優質隔熱保溫材料,對我國環境改善、經濟建設健康穩定發展具有重要的現實意義。

        一、保溫現狀

        1、傳統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保溫材料性能衰減很快,設備和管道的熱損失很高,導致運營維護成本很高。另外每3-5年更換一次導致重復投資。

        2、傳統保溫材料下沉,下部厚度為上部的兩倍。說明傳統保溫材料結構不穩定,老化粉化現象嚴重,導致保溫性能不均勻,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合工藝,將具有極低導熱系數的氣凝膠與無機纖維等復合而成的柔性氈狀新型保溫材料,具有眾多優點:

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

        2、氣凝膠優異的防水抗壓特性使其壽命可以長達20年以上,遠高于傳統材料。

        3、獨有的納米三維網絡結構提供了超凡的高溫穩定性,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,可防止水汽對流產生的傳熱效應,防止內部水汽聚集,杜絕保溫層下銹蝕,延長管道及設備的使用壽命。

        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生變形堆積和保溫性能急劇下降的現象。

        6、綠色環保,化學性能穩定,高溫下不分解,無有害氣體放出,保證員工健康、環境質量及設備安全。

        氣凝膠保溫氈與傳統保溫材料對比

        氣凝膠保溫氈 傳統材料
        保溫厚度 薄,傳統材料的1/3-1/5
        導熱系數 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,并可重復使用,運營維護簡單方便,運營成本低 材料結構不穩定,易出現沉降、上薄下厚,導致保溫性能不均勻,而且保溫性能衰減快,導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外溫差小的場合性價比較高

        三、應用示例

        以350℃、4.5MPa、流量80t/h,外徑為φ325蒸汽管道為例,設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

        不考慮傳統方案中因復合硅酸鹽沉降引起的保溫效果變差的現象,根據GB/T 8175-2008《設備及管道絕熱效果的測試與評價》計算散熱損失,并根據實驗及工程經驗進行修正,結果見下表:

        保溫效果和節能率
        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

        節能率(%) 31.2 19.3

        0

        環境溫度20℃,無風

         

        可以看出:

        1、采用方案一、二進行保溫,節能率可分別達到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、二中的氣凝膠復合保溫結構,可分別在3年、2年左右將增加的一次性投資成本收回。假設蒸汽管線的折舊周期為10年,方案一、二可帶來的經濟效益分別為120萬元、80萬元以上。

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