新型保溫材料在管網(wǎng)改造中的應(yīng)用

新型保溫材料在管網(wǎng)改造中的應(yīng)用

1動力服務(wù)中心的建設(shè)歷程汾西稱重能源部門負(fù)責(zé)公司的能源車間，主要負(fù)責(zé)公司的水、電、供暖、風(fēng)、通信等保障工作，包括這些項目的開發(fā)計劃、測量方法、圖紙設(shè)計、施工預(yù)算、項目建設(shè)管理等。多年來,動力服務(wù)中心承接了多項技改工程的設(shè)計及施工任務(wù),優(yōu)質(zhì)高效地完成了各項工程,達(dá)到了工藝要求,滿足了生產(chǎn)需求。我公司是20世紀(jì)50年代建設(shè)的工廠,公司的采暖鍋爐,采暖及動力管道,大多數(shù)是建廠時安裝的,因為年久失修、設(shè)備陳舊,管道跑冒滴漏現(xiàn)象嚴(yán)重。近期以來,公司投資新建了鍋爐房,并對廠區(qū)管網(wǎng)進(jìn)行改造。在管網(wǎng)改造施工圖設(shè)計中,針對管道的熱損失進(jìn)行了分析,并在管道絕熱和管道保溫材料的設(shè)計方面做了重要的分析和研究,選擇了目前先進(jìn)的管道絕熱材料,達(dá)到了設(shè)計要求,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。2保溫層供熱的能耗室外供熱管道及其附件必須敷設(shè)保溫層,減少蒸汽或熱水在輸送中的熱損失;并且維持蒸汽或熱水在用戶處的溫度和壓力,以滿足用戶需要和節(jié)約能源。不加保溫層的供熱管道,浪費熱能是很大的。例如曾對我廠管網(wǎng)進(jìn)行測定,地溝中未加保溫的長150m溫度為90℃的蒸汽管道,在200m長的管道中,輸送中的熱損失竟達(dá)鍋爐有效熱量(Q)的30%以上。如果輸送介質(zhì)的溫度越高,某熱損失將會越大;可見,介質(zhì)在管道輸送中的熱損失是非常大的(見圖1),這個理念在管道設(shè)計中需要切實重視。3選擇氨基泡沫塑料的保溫3.1管道保溫的必要性由上分析可知,做好管道保溫、減少管網(wǎng)熱損失很重要。我們在管網(wǎng)改造施工圖設(shè)計中,積極貫徹國家的節(jié)能政策,提高絕熱工程施工工藝水平,減少管道及附件的能量損失,改善勞動條件,提高經(jīng)濟(jì)效益。故對管道保溫材料進(jìn)行了分析與選擇。管道保溫措施的選擇和計算,對管道的壽命起著決定的作用。一些設(shè)計資料指出,一般管道保溫壽命為15～18年,根據(jù)我們的經(jīng)驗,管道外腐蝕主要發(fā)生在管道保溫接頭或保溫?fù)p壞的位置,而且?guī)r棉保溫管腐蝕大于聚氨酯保溫管。管道保溫材料分為有機(jī)材料(以聚氨酯發(fā)泡為代表)和無機(jī)材料(巖棉、玻璃棉、硅酸鋁棉等)。目前,管溝內(nèi)和直埋管道普遍選用聚氨酯保溫外罩高密度聚乙烯保護(hù)殼的這種新型的管道保溫方法,大量用于地溝內(nèi)和埋地敷設(shè)的管道中。我們的管道地溝在地面下深2.5m,而地下水位約在地面下2m左右,就目前的管溝施工技術(shù),管道地溝無論是采用外防水(工程造價高)還是采用內(nèi)防水,都無法徹底解決地溝防水的問題。如果地溝一旦滲水,必然造成管道保溫的損壞;如果保溫材料因某種原因受潮,不僅使其導(dǎo)熱系數(shù)增大,而且每公斤水分被烘干時的吸熱量約為540k卡,將會大大增加管道的熱損失(甚至比不保溫時還糟)。所以管道保溫材料的防水性能必須考慮?？紤]管材、保溫質(zhì)量、設(shè)計壽命、保溫制造工藝等因素,保溫應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)型選取。根據(jù)對聚氨酯外罩聚乙烯保護(hù)殼的保溫方式的研究,采用發(fā)泡方式在施工現(xiàn)場進(jìn)行發(fā)泡,尤其是施工時對保溫接頭采用套袖式處理后,其保溫壽命可以達(dá)到25～30年。3.2聚氨酯硬泡知識的特點本著改造更新和擴(kuò)充能力并舉的設(shè)計原則,對管道壽命、管道保溫、保溫層的計算等問題,進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,較好地兼顧了經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)分析比較,我們選擇了聚氨酯硬泡保溫材料特點如下:1)保溫效能好,它是一種高分子熱固型聚合物,其導(dǎo)熱系數(shù)≤0.024是一種優(yōu)良的保溫材料。2)抗溫?zé)?沖擊性能優(yōu)良,水密性好。聚氨酯硬泡有優(yōu)良的防水、隔汽性能,材料不含水,吸水率又很低,能很好地阻斷水和水蒸汽的滲透,極大地減少管道的腐蝕,延長了管道壽命。這一點很重要,我們在管道的維修中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),凡是管道保溫好的管道,腐蝕就很少。3)耐久性能滿足25年要求,聚氨酯硬泡孔隙率結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。4)具有一定的強(qiáng)度,適合管道埋地敷設(shè)。3.3管網(wǎng)改造設(shè)計本次管網(wǎng)改造主要是兩個原因:一是舊管網(wǎng)運行50多年,管道陳舊失修,大多是室外架空敷設(shè),管道保溫?fù)p壞嚴(yán)重,管網(wǎng)熱損失較大,工房采暖得不到保正,工房室內(nèi)溫度低于標(biāo)準(zhǔn)要求;二是工廠新建了鍋爐房、熱交換站,要求管網(wǎng)相應(yīng)地更新改造。管網(wǎng)改造設(shè)計中,考慮到工廠的工房布局、節(jié)能及環(huán)境美化等問題,管道敷設(shè)按照管溝內(nèi)和埋地兩種方式進(jìn)行。在管道集中安裝的部位和今后可能需要進(jìn)行改造的部位,采用管道地溝方式敷設(shè),便于今后的改造及維修。在距離較短的分支管路,采用埋地敷設(shè)。地溝設(shè)計為防水地溝,管道管徑在誘ue784219～誘ue78476之間。地溝內(nèi)同時敷設(shè)10條管路,其中7條管路需要進(jìn)行保溫。需要進(jìn)行保溫的管道包括低壓蒸汽,熱水及凝結(jié)水管道。蒸汽管道保溫,要求進(jìn)行耐高溫處理,即增加一層10mm厚的硅酸鋁隔熱層。3.4聚氨酯保溫層和鋼質(zhì)層1)聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的主要技術(shù)性能要求:(1)聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡制作,并上玻璃鋼保護(hù)層。(2)聚氨酯保溫厚度要求:實埋部分δ=50mm,管溝部分δ=40mm,均勻一致。(3)聚氨酯密度要求:50kg/m3。(4)聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)≤0.035W/(m·K)。(5)聚氨酯適用溫度:(-120～+160℃)之間。(6)聚氨酯保溫層與鋼管外壁要求貼合緊密。與鐵皮的粘接力不小于0.28MPa(7)聚氨酯要求具備耐酸、耐堿。(8)聚氨酯吸水(不帶皮)小于2.84mg/cm2。2)保護(hù)層玻璃鋼的主要技術(shù)性能要求:(1)保護(hù)層采用玻璃絲布外刷玻璃鋼漆,要求三布三鋼。(2)玻璃鋼的密度1.6～2.3kg/m3。(3)玻璃鋼的抗壓強(qiáng)度大于215.6MPa,耐熱大于120℃。(4)保護(hù)層要求外表光滑平整。4聚氨酯硬泡的經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)過今年冬季采暖運行的檢驗,工廠的管網(wǎng)供熱有了明顯好轉(zhuǎn),主要表現(xiàn)在工房室內(nèi)溫度達(dá)到采暖要求,以前管網(wǎng)的跑冒滴漏現(xiàn)象沒有了,管網(wǎng)熱損失明顯減少,蒸汽凝結(jié)水回收量增加。聚氨酯硬泡與巖棉保溫管殼的經(jīng)濟(jì)分析:一般認(rèn)為采用聚氨酯硬泡的費用遠(yuǎn)大于巖棉保溫管殼。但是我們對保溫工程的綜合分析計算,采用聚氨酯硬泡的費用還低于巖棉保溫管殼的費用。這是因為:雖然聚氨酯硬泡材料價格是巖棉保溫管殼市場單價的3～4倍,但是在滿足管道保溫要求的情況下,巖棉保溫管殼的用量約是聚氨酯硬泡用量的1.5倍,而且聚氨酯硬泡不再支付相關(guān)項目(例如管道除銹、管道防腐、管道保溫、保溫保護(hù)層、保護(hù)層防腐等項目)的主材費用、