次高压长距离输送蒸汽管道的施工保温技术

次高压长输蒸汽管道的保温节能技术[摘要]针对大连西咀热力有限公司长输次高压蒸汽管道保温材料合理选用分析，优化复合保温结构及施工方案，进行理论计算、模拟实验并实施。重点介绍气凝胶和硅酸镁针刺毯绝热材料和高效隔热管托在电厂节能达标中的成功应用。[关键词]保温节能绝热气凝胶硅酸铝针刺毯隔热管托1.存在问题中粮集团大连西咀热力有限公司4.6MPa4Km次高压长输蒸汽管道（≤450℃）在用绝热层为水泥膨胀珍珠岩保温材料，使用年限达30年以上，由于管道膨胀位移对保温材料的交变拉伸和挤压作用、管道振动、长期在高温下工作导致材料老化、以及维护保养不当等原因造成保温层环向开裂多、颗粒粉化脱落，保温密封性能下降，普遍外层温度达60-70℃左右；9.8mpa主蒸汽管道（≤550℃）在用绝热层为复合硅酸盐毡保温材料，由于设计选材不当、保温层厚度偏薄、材料质量差、加之施工工艺欠缺等原因，外层温度普遍在110℃左右，且与主蒸汽管道接触的内层保温材料粉末化严重，基本上失去保温效果。按照gb/t15586-1995《设备及管道保温设计导则》要求，以上两种等级的主蒸汽管道外表面温度均大大超过允许的最大保温散热量所对应的温度，能量损失巨大。出于企业自身挖潜增效的需要，以及国家和中石化集团公司关于企业实施节能减排相关举措的要求，热电厂于2008年开始有计划、有步骤、分阶段地对上述主蒸汽管网实施了节能改造。1．3几种常用蒸汽管道保温材料的性能参数我国目前适用于蒸汽管道保温的材料主要有：So²气凝胶制品、硅酸铝制品、硅酸镁制品、超细玻璃棉等，其性能见表1。表l几种蒸汽管道保温材料的性能项目导热系数W/(m.k)平均热面温度℃密度Kg/m³纳米气凝胶0.030400220硅酸铝针刺毯0.085～0.110400128硅酸镁针刺毯≦0.075400128超细玻璃棉200实验条件：介质温度440℃；环境温度11.3℃，无风。管径219mm。实验方案：保温材料及厚度：10mm厚气凝胶→铝箔→10mm厚气凝胶→铝箔→硅酸镁3×50mm→硅酸铝50mm→玻璃纤维针刺毡10mm实验过程尽量模拟实际施工情况，将气凝胶进行裁切，实现同层间环向与轴向均搭接20mm，内外层压缝。硅酸镁、硅酸铝、玻璃纤维针刺毡在捆扎前，对较为明显的缝隙进行了填充处理。表2硅酸镁针刺毯保温材料实验数据保温总厚度mm230硅酸镁针刺毯表面温度℃上下左右18.9316.1318.1316.73平均值：17.5平均1米1小时耗电量KWh0.162实验分析：1、由各温度值反推各材料的导热系数：230mm保温材料整体平均导热系数：0.0655W/(m·K)。2、由硅酸镁表面温度计算面散热损失：11.63×(17.5-11.3)=72.1W/m21米线散热损失：72.1×3.1416×0.679=153.6W/m3、根据耗电量估算1米线散热损失：160W/m。由于电能转化为热能的转化率不会达到100%，管道两端的散热在计算中未考虑，因此实际1米管道的线散热损失低于160W/m。4、Φ325管道保温试验数据由以上实验结论推算Φ325管道保温情况，由于实际施工时存在管托、补偿器、弯头等异型件，因此在计算过程中仍考虑5%的富余量（总长3500米的管线除管托、补偿器、弯头实际长度外，再考虑175延米长富余），结果如下：表3气凝胶硅酸镁硅酸铝针刺毯复合保温材料实验数据保温总厚度，mm230230环境温度，℃28℃28℃风速，m/s04.3外表面平均温度，℃34.631.0面散热损失，W/m276.777.4线散热损失，W/m189.1190.84km终端温度，℃415.4415.2初始温度435℃时的终端温度℃410.7410.5