設(shè)備及管道絕熱設(shè)計導(dǎo)則 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(yīng)的節(jié)能減排目標(biāo)。工業(yè)節(jié)能作為我國碳達(dá)標(biāo)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)備及管道絕熱設(shè)計導(dǎo)則》是我國設(shè)備及管道絕熱領(lǐng)域系列標(biāo)準(zhǔn)中的重要一項，指導(dǎo)了包括我國冶金、石化、電力等行業(yè)的工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范，是重要的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)設(shè)備管道絕熱設(shè)計的基本原則，材料選擇原則、絕熱計算和絕熱月，由全國能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口，由全國能標(biāo)委省能材料應(yīng)用技術(shù)分技術(shù)委員會執(zhí)行，由建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心本標(biāo)準(zhǔn)是我國工業(yè)設(shè)備絕熱系列標(biāo)準(zhǔn)中重要的一項，是基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)給出的絕熱設(shè)計基本原則、材料選擇、絕熱計算和絕熱結(jié)構(gòu)等要求，是G據(jù)，被國內(nèi)數(shù)十項國家、行業(yè)、地方和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)所引用。其中，絕熱計算原則影響最為廣隨著我國質(zhì)量提升工作的開展和絕熱工程要求的提升，絕熱材料行業(yè)的新產(chǎn)品新技術(shù)的研發(fā)與迭代加快，國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保、工程安1日起實(shí)施。其基于目前工程設(shè)計、施工等實(shí)際情況新增了絕熱類型，修訂了材料性能要求以及允許最大散熱損失值等重要指標(biāo)。為了與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，本標(biāo)準(zhǔn)亟需進(jìn)行修訂。2任務(wù)下達(dá)后，項目牽頭單位建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心先進(jìn)行了國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)比對工作，并對國外工程公司規(guī)定進(jìn)行了收集，梳理了國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、工程實(shí)際規(guī)定中的差異，成立暨第一次會議。逐條討論了標(biāo)準(zhǔn)草案稿，確定了各單位的分工及下一階段工作內(nèi)容。對標(biāo)準(zhǔn)中給出的設(shè)計計算公式和參數(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)計算驗證，對結(jié)構(gòu)設(shè)計施工等技術(shù)要求進(jìn)本標(biāo)準(zhǔn)因涉及多領(lǐng)域、多行業(yè)、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、產(chǎn)品檢測、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(fù)責(zé)人除參與標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中各次工作會議，對修改點(diǎn)和技術(shù)內(nèi)容提出意本標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)備及管道絕熱設(shè)計導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)，影響十分廣泛，其內(nèi)容在符合國家現(xiàn)行的技術(shù)要求指標(biāo)的確定，不僅要考慮科學(xué)、先進(jìn)，還要考慮適用性和可操作性，要對我國絕熱設(shè)計起到應(yīng)有的指導(dǎo)作用。因涉及多個行業(yè)2.2主要內(nèi)容及其確定依據(jù)3П61.13330.2012(СНиП41—03—2003)《設(shè)備和管道的隔熱設(shè)計》、歐洲標(biāo)準(zhǔn)BS5422—2009Methodforspecifyingthermalinsulaequipmentoperatingwithinthetemperaturerange40℃to+700℃和BS59insulationofpipework,ductwork,associatedequipmentandotheritemperaturerangeof-100℃to+870℃–Codeofpractice以及日本標(biāo)準(zhǔn)JISA9501:2019《保溫2.2.2主要修訂內(nèi)容說明本標(biāo)準(zhǔn)主要涉及設(shè)備及管道絕熱設(shè)計基本原則、材料選擇原則、絕熱計算和絕熱結(jié)構(gòu)。隨著工程項目工作溫度的升高，例如：火電行業(yè)已投運(yùn)的超臨界二次再熱機(jī)組，其設(shè)計工作溫度目前已達(dá)到660℃,將超過700℃。隨著介質(zhì)溫度范圍的升高，相關(guān)規(guī)范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(biāo)準(zhǔn)適用的溫度范圍調(diào)整為-196℃~850℃。的原則改為絕熱設(shè)計基本原則，并根據(jù)目前工程設(shè)計“安、穩(wěn)、常、滿、優(yōu)”原則，修訂為“保障安全、穩(wěn)定運(yùn)行、滿足工藝要求、減少熱（冷）損失、節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益”四章，給出了絕熱涉及類型，使標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)完整，前后內(nèi)容一致。同時新增了已在GB/T4環(huán)節(jié)，如何選擇材料是設(shè)計中的重點(diǎn)，因此，本次修訂，將材料性能的具體要求刪除，改為引用GB/T4272，對不同絕熱類型中材料的選擇原則作進(jìn)一步規(guī)定。提出了“絕熱材料的選擇應(yīng)綜合考慮導(dǎo)熱系數(shù)、密度、使用壽命、造價、施工性等因素，選用綜合效益較高PracticesinPetroleumandPetrochemic2、當(dāng)被絕熱管道內(nèi)介質(zhì)泄露后在絕熱層內(nèi)積聚，因其自相較2008版標(biāo)準(zhǔn)，本章節(jié)有較大改動。合并了原保溫①在絕熱計算中，首先給出傳熱計算的基本原理，修訂后新增6.1節(jié)“傳熱計算基本1.為防止?fàn)C傷、防止凍傷的絕熱層厚度應(yīng)按規(guī)定的表面溫度，采用表面溫度法計算。2.設(shè)備及管道內(nèi)介質(zhì)在允許或指定溫度降條件下輸送4.有隔聲要求時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的最6.計算中應(yīng)考慮與絕熱結(jié)構(gòu)連接或與設(shè)備或管道本身直接連接的吊架、閥門等產(chǎn)生51.增加了“防燙傷厚度計算中，取歷年最熱月溫度平均值；防凍傷厚度計算中，取參考國外工程規(guī)范新增了人身防護(hù)工程、隔聲絕熱工程、防火絕熱工程的主要施工技因2008版標(biāo)準(zhǔn)中未明確測試評價方法，當(dāng)有需要進(jìn)行絕熱效果評價時，采用的方法、儀表等可能不符合測試要求，測試的數(shù)據(jù)也未歸回絕熱設(shè)計條件，此時用測試數(shù)據(jù)與設(shè)計要求進(jìn)行對比，不能得出正確的評價結(jié)論，現(xiàn)實(shí)中也引發(fā)了問題。因此有必要給出測試評也發(fā)現(xiàn)有的項目基于工藝運(yùn)行要求、人身安全考慮，不能或不便拆除外保護(hù)層、防潮層，因此，推薦進(jìn)行測試元件的預(yù)埋。預(yù)埋測試元件還目前，在國外工程規(guī)定和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，都明確提到了隔聲絕熱這一類型，在具體設(shè)計時，通常明確使用具有“吸聲”性能的絕熱材料，其中在保溫工程中，可使用與保溫層相同的具有“吸聲”性能的材料如玻璃棉、泡沫橡塑，在保冷工程中，隔聲通常獨(dú)立為一層，同采用了該標(biāo)準(zhǔn)）中，根據(jù)不同的隔聲等級給出了管道、閥門和法蘭的隔聲設(shè)計方法和參考結(jié)構(gòu)。由于該結(jié)構(gòu)適用于給定的某類管道的隔聲，并且結(jié)構(gòu)的隔聲性能未經(jīng)驗證。因此，6目前，在國外工程規(guī)定和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，已在絕熱基礎(chǔ)上提出防火要求的或提出被動式防火要求的，但國內(nèi)對與防火和被動式防火的定義尚不明確。且絕熱工程中對防火和被動式防火的理解與消防并不一致。所以無法給出準(zhǔn)確的定義。在API-PUBL2218中對防火的的過程，包括材料和材料的應(yīng)用，為受保護(hù)的基材和組件提供一定程度的耐火性。對被動providesprotectionagainsttheheatfromafirewithoutadditionalintervention.”被動式防火（PFP一種屏障、涂層或其他防護(hù)措施，無需額外干預(yù)即可防止火災(zāi)產(chǎn)生的熱量。同時，API-PUBL2218中闡明雖然設(shè)計、位置、間距和排水對于盡量減少設(shè)備卷入火災(zāi)至關(guān)重要，但可能仍需要采取額外的保護(hù)措施。即一種保護(hù)措施是提高設(shè)備及其支撐結(jié)構(gòu)的能力，以在火災(zāi)期間保持其結(jié)構(gòu)完整性。另一種是屏蔽基本操作，當(dāng)系統(tǒng)暴露在火中時。與固定噴水系統(tǒng)、監(jiān)視器或便攜式軟管相比，防火通過被動保護(hù)（PFP）實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)，其提供根據(jù)上述兩種定義，和我國實(shí)際工程絕熱設(shè)計中常見的防火形式和要求，將以下幾種2.防止自燃或自氧化放熱介質(zhì)設(shè)3.防止設(shè)備及管道內(nèi)介質(zhì)火災(zāi)中分解4.其他需要火災(zāi)中需要保持絕熱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情本次修訂，根據(jù)上述情況，總結(jié)了工程中對材料的選擇要求，給出了選材要求，同時3.3絕熱計算иП41-03-2003)《設(shè)備和管道的隔熱設(shè)計》和JISA9501:2019《保溫保冷工程施工規(guī)范》7ISO12241整體側(cè)重絕熱理論，主要給熱流密度、傳熱系數(shù)、換熱系數(shù)、熱流量、絕熱層表面溫度（包括單層和多層）等公式，在СП61.13330.2012和JISA9501中也給出了傳熱基本公式，并同時給出了厚度計算公式，包括上述兩種設(shè)計要求，也直接給出了厚度的計算本標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計導(dǎo)則，應(yīng)先給出傳熱基本公式，再進(jìn)一步給出應(yīng)用方向的指導(dǎo)，對于具體的厚度的計算應(yīng)由設(shè)計規(guī)范進(jìn)一步細(xì)化，且由于我國各行業(yè)絕熱計算中考慮的因素各不相同，無法在一個標(biāo)準(zhǔn)中涵蓋各方面，因此本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)將基本理論列明。本次修訂，參考國外三個標(biāo)準(zhǔn)給出了基本傳熱公式。其中以管道輸送過程中流體溫度變化為設(shè)計條件的、以溫度隨時間變化為設(shè)計條件的，以防止管路中水凍結(jié)為設(shè)計條件的三類設(shè)計情況，參考ISO12241給出了基本理論公式，不再進(jìn)一步給出具體厚度計算公式。該類公式已在GB傷計算中應(yīng)取歷年最熱月平均溫度作為環(huán)境溫度計算值，應(yīng)取輻射換熱系數(shù)作為換熱系數(shù)計算值，以保證當(dāng)防燙傷需要采用保溫結(jié)構(gòu)時，其外表面溫度不因季節(jié)變化或環(huán)境溫度的人工計算中為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和計算的便利，簡化了換熱系數(shù)的計算。但同時提出，如果想要更接近真實(shí)情況，應(yīng)按不同外表面材料的發(fā)射率與環(huán)境風(fēng)速對換熱系數(shù)的影響，計算條件，其已給出換熱系數(shù)應(yīng)為輻射換熱和對流換熱之和。但在防燙傷、防凝露和允許換熱系數(shù)的大小，對絕熱厚度有直接影響。目前國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中，СП61.13330.2012給明確換熱系數(shù)應(yīng)取二者之和，但同時也闡述了在絕熱計算中通常將表面換熱系數(shù)視為常數(shù)，給出表面換熱系數(shù)計算的標(biāo)準(zhǔn)中，輻射換熱系數(shù)的計算公式和參數(shù)取值均相同。但對于對8流換熱，上述標(biāo)準(zhǔn)給出的公式并不一致。由于對流換熱包括自然對流和強(qiáng)制對流兩種類型，其中自然對流對計算值影響較小，主要受風(fēng)速影響較大的強(qiáng)制對流對對流換熱系數(shù)的影響較大。目前多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)制對流換熱的公式都是根據(jù)風(fēng)速推導(dǎo)得出的。所以在實(shí)際計算中，不同標(biāo)準(zhǔn)的換熱系數(shù)計算公式，按相同條件算出的換熱系數(shù)，以及采用表面溫度法計算的序號q2αsqαsqαsqαsqαsq123456采用不同標(biāo)準(zhǔn)的換熱系數(shù)在相同條件下計算出的熱流密度與實(shí)測值的偏差見表2。整序號℃℃JIS1-9.70%23-0.60%45-2.96%-8.16%6計算中，當(dāng)設(shè)備或管道處于無風(fēng)狀態(tài)時，應(yīng)僅考慮輻射換熱和自熱對流換熱。當(dāng)處于有風(fēng)的環(huán)境下，應(yīng)考慮輻射換熱和強(qiáng)制對流換熱。如果處于自然對流和強(qiáng)制對流疊加存在對流疊加影響下計算的換熱系數(shù)和僅考慮強(qiáng)制對流下計算的換熱系數(shù)通常相9本標(biāo)準(zhǔn)為GB/T4272-2024《設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》的系列標(biāo)準(zhǔn)，是其設(shè)計方容的細(xì)化，旨在指導(dǎo)后續(xù)相關(guān)其他行業(yè)絕熱規(guī)范的制定。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對推動落實(shí)《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》《國務(wù)院關(guān)能源消耗和碳排放，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在我國當(dāng)前的碳排放中，工重要目的正是節(jié)能、降耗。本次修訂，仍貫徹綜合考慮經(jīng)濟(jì)與節(jié)能雙有效推動優(yōu)質(zhì)絕熱材料在工程中的使用，進(jìn)而推動我國產(chǎn)品質(zhì)量提升，打擊低價低品質(zhì)產(chǎn)本標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了絕熱設(shè)計相關(guān)的設(shè)計類型、材料選擇、計算、施工技術(shù)要求等內(nèi)容。與本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO12241-2022Thermalinsulationforbuildingequipmentand 標(biāo)準(zhǔn)相似的國外標(biāo)準(zhǔn)有СП61.13330.2012(СНиП41-03-2003)《設(shè)備和管道的隔熱設(shè)計》空、航天等系統(tǒng)中有特殊要求的設(shè)備和管道。СП61.13330.2012適用的溫度范圍為-180℃~600℃,適用于建筑、構(gòu)筑物內(nèi)及露天敷設(shè)的設(shè)備和管道（含供熱管網(wǎng)）煙氣道的國外工程公司的設(shè)計規(guī)范中對絕熱類型的劃分更細(xì)致，除常規(guī)保溫、保冷兩大類外，規(guī)定了保溫設(shè)計和保冷設(shè)計的要求。本標(biāo)準(zhǔn)修訂后則明確了設(shè)計分類應(yīng)包括保溫、保冷、系數(shù)及其方程。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)中包含巖棉、玻璃棉、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖等，也給出了密本標(biāo)準(zhǔn)修訂后，為了能具有更好的指導(dǎo)性，給出了材料選擇的原則，性能要求由設(shè)計修訂后，本標(biāo)準(zhǔn)新增了傳熱基本公式。與ISO12241中、JISA95001中和СП61.13330.2012在計算熱流密度時，出算與本標(biāo)準(zhǔn)的考慮一致，采用露點(diǎn)溫度加0.3℃。在防止凝結(jié)、防凍結(jié)和按溫度降要求進(jìn)61.13330.2012中還給出了直埋管道的計算方理推導(dǎo)而出，我國根據(jù)輸送介質(zhì)不同，分為直埋蒸汽管道和直埋熱水管道，并分別適用在參數(shù)選取上，本標(biāo)準(zhǔn)較國外標(biāo)準(zhǔn)對各項參數(shù)在不同條件下的選取給出了更詳細(xì)的指導(dǎo)。在考