由于热风管道或者蒸汽管道一般温度在200-800℃左右,应该在选择热风管道或者蒸汽管保温材料时要选择耐高温的保温材料。虽然保温材料有很多,但是耐高温的保温材料却很少,其中我公司启用的是气凝胶毡属于耐高温材料,防火等级属于A级不燃材料,具有耐高温、保温隔热、吸音降噪等效果。
一、保温工况
- 管道外径:2.5m;
- 介质温度:600℃-800℃;
- 环境温度:30℃;
- 保温后温度:不高于 50℃。
二、传统保温材料与气凝胶绝热毡对比
传统保温材料:复合硅酸盐毡/管壳、高温玻璃棉毡/管壳、岩棉。出于对环境和操作人员健康考虑,岩棉的用量逐渐减少。
安孚气凝胶绝热毡:纳米孔气凝胶绝热材料,具有极低的导热系数和有效的防水性能。与传统保温材料具体对比见表 1.1~1.2。
温度 | 气凝胶毡 | 硅酸铝 | 高温玻璃棉 | 岩棉 |
常温 | 0.017 | 0.040 | 0.038 | 0.042 |
100℃ | 0.019 | 0.065 | 0.067 | 0.069 |
200℃ | 0.021 | 0.082 | 0.086 | 0.089 |
300℃ | 0.024 | 0.100 | 0.105 | 0.110 |
400℃ | 0.028 | 0.115 | 0.124 | 0.132 |
项目 | 气凝胶毡 | 传统保温材料 |
300℃时保温厚度 | 30mm | >120mm |
最高使用温度,℃ | 650 | >400 |
容重,kg/m³ | 180-200 | 100左右 |
防水性 | 憎水率299%,无需特殊防水措施 | 不完全防水,防护板表面需喷涂金属密封胶进行防水。 |
三通、阀门等保温 | 可拆卸保温套,保温效果好,使用方便 | 保温盒保温,保温效果差 |
抗压强度(形变10%/25%) | 60/120Kpa | 毡状制品:压缩形变大板状制品:脆性大,易碎 |
使用寿命 | >20 年 | 3-5年 |
说明 | 整体性好,具有较好的抗震抗拉性,在使用过程中不出现颗粒堆积、沉降等现象;20年模拟测试收缩率小于1%,导热系数无变化。 | 材料结构松散,自重、设备振动、材料进水等极易导致材料解体、沉降,保温效果明显下降(如下图)。 |
其他 | 使用厚度小,可减少管道保温厚度,减少蒸汽管道间距,减少厂房面积或管廊大小。 | 保温层厚,搭接处容易存在缝隙,较高的膨胀收缩系数易致使缝隙成为热桥,振动后更明显。 |
三、气凝胶绝热毡保温方案
3.1、保温方案
根据模拟计算,并结合以往工程经验,推荐以下保温方案:采用气凝胶隔热毡和硅酸铝作为保温材料,由于气凝胶的使用温度有限,所以必须将硅酸铝保温材料用在内层保温,气凝胶用在外层保温。保温层外用彩钢板进行防护。见表 2。
项目 | 方案一 | 方案二 | 方案三 |
气凝胶绝热毡 | 0mm | 60mm | 50mm |
硅酸铝 | 600mm | 100mm | 160mm |
3.2、保温效果
根据 GB/T 8175-2008《设备及管道绝热效果的测试与评价》计算管道及设备散热损失及节能率,结果见表 3。
项目 | 方案一 | 方案二 | 方案三 |
保温层总厚度,mm | 1200 | 320 | 420 |
保温后直径,mm | 3700 | 2820 | 2920 |
表面温度 (℃) | 49.6 | 49 | 49.2 |