热力管道保温材料的选用分析.pdf

2 0 0 6 年第4 期制冷与空调 热力管道保温材料的选用分析 韩彦荣*1 谢 华 ( 石家庄焦化集团0 5 0 0 3 1; 石家 庄铁道学院建筑与艺术分院0 5 0 0 4 3) 【 摘要】 通过对几种保温材料选用的对比，得出热力管道保温材料的选用原则。 【 关键词】热力管道; 保温材料; 选用 A n a lysiso f 比e s e l e c ti n g o f the 加s u l a ti o n A rou n d t h e H eati n g PIP 韶 H any ai l r o ng1 X ieH u aZ ( s h i j i a zh u an g c o u 雌脚u p o s o 031 ) I A b s t r a c t h e at i ngP I P e s 【 K 盯w o r d s l C o m P ar e th e s e l e c t i n go f v ar i o u s o f in s u l atio n ，d r a wth e c o n c lu s i o nth ath o wt os e l e ctthe in s u l at i o nround t h e h e at ing ;P IP e s ; in s u l at i o n ;s e l e ct 1 引言 通常，热力管道是指输送蒸汽或热水的管道。 一个大型企业的热力管道总长度可达数十公里， 保 温设计的好坏对企业能耗及经济效益有不可忽略 的影响。 近年来由于煤价调整， 热价大幅上升， 每 Gl 的热价已由原来的巧一18元上升到25一30元 片石屯高。 因此， 热力 管道散热所造成的经济损失 也是相 吮 nJ观的，举例来说，一根D 2 19m m ，3 00 室外架空蒸汽管道， 按照现有设计手册给定的保温 厚度， 保温后的热损失在8 00K I / m. h 左右， 这 样， 每10公里管道的热损失约为7 0 0 0 0 GI ， 即相 当于经济损失1 00万元以 上， 由此可见， 对保温设 计必须给予充分的重视。 2 常用保温材料的主要性能及价格 保温设计包括主保温材料的选择， 保温厚度的 确定和保温结构设计。 热力管道的保温结构可根据管道敷设方式( 室 内，室外，架空，地沟，直埋等) ，气象条件 ( 降 雨量， 室外温度， 大气湿度等) 和环境条件 ( 周围 是否有腐蚀性气体等) 选择。 有关设计手册 玛 L” 中己介绍了多种保温结构的具体做法， 这里不再论 述。 热力管道的保温层厚度一般按年最小费用法 确定: 使管道散热损失年费用与保温投资年折旧费 之和为最小的保温层厚度为经济保温厚度。 管道的 经济保温厚度主要与介质温度、 环境温度、 年运行 时间、 保温材料导热性能、 热价及保温材料与保护 层的价格有关。 对于某项具体工程， 前四项参数为 定值; 所以， 经济保温厚度仅随热价、 保温材料和 保护层价格而改变。 热力管道的经济保温厚度是通 过计算机用解非线性方程组的方法求得的。 有关文 献LZ J 己 对此做了 详细介绍。由 上可知， 对于管道保 温设计， 保温结构和经济保温厚度都有一定的规则 可循，重点和难点就在于保温材料的选择。 目 前， 工程中使用的管道保温材料种类很多， 有些 是正在或即将被淘汰的材料: 如矿渣棉， 泡沫混凝 土， 蛙石等;有些是刚刚开发的新型材料:岩棉， 超细玻璃棉， 硅酸铝纤维， 微孔硅酸钙， 聚氨脂泡 沫塑料等。 选择保温材料时， 为了用尽可能少的投 资取得尽可能好的保温效果， 也就是选择出性能价 格比最高的保温材料， 我们应详细掌握常用保温材 料的性能和价格，然后再据此对具体工程做出判 断。 对市场做了广泛调查后， 得出几种常用保温材 料的性能及价格表，如表 1 。 . 韩彦荣，女，1 9 7 1 年出生，工程师，主要从事动力和暖通专业的设计、运行、维护工作 6 O制冷与空调2 0 0 6 年第4 期 表 1 常用保温材料的主要性能及价格 0乃d6只QdQ口 900乙，上qUA盖 nnn nUi卜曰八U 匕OdA几 保温材料 水玻璃珍珠岩管壳 玻璃棉管壳 岩棉管壳 有碱超细玻璃棉管壳 硅酸铝纤维毡 微孔硅酸钙管壳 聚氨脂泡沫塑料 施工容重 k 彭mZ 2 0 0 一3 0 0 1 3 0 一 1 5 0 1 5 0 一 1 7 0 4 0 一6 0 1 8 0 2 0 0 一 2 5 0 3 0 一 5 0 导热系数 K J / 耐n 0 . 2 1 8 + 0 o 0 0 5 t ， 0 . 1 5 5 + 0 . o o 0 6 3 t ， 0 ， 1 4 2 + 0 . 0 0 0 5 9 t ， 0 ， 1 1 7 + 0 . 0 0 0 8 4 t ， 0 ， 1 6 7 + 0 . o o 0 4 2 t ， 最高使用温度 安装费 加元/ 耐 3 3 4 0 0 1 0 0 0 0 . 1 7 6 + 0 . 0 0 0 5 4 0 . 0 9 2 t ， 6 0 0 1 2 0 价格。元/ ml 3 0 0 3 0 0 4 8 0 4 2 0 1 2 0 0 6 0 0 1 0 0 0 3 室外架空蒸汽管道保温比较我们根 据最近的 热价及保 温厚度， 保 温投资 及热损 由 于热价及保温材料价格不断变化， 现有保温失进行了大量计算。 为了说明不同 保温材料的经济 设计手册的数据己不适用当前情况， 如果沿用以前效益，现以DZ 19x 6 m m，3 00室外架空蒸汽管 的保温厚度，势必造成散热损失费用过大，因此，道为例，将计算结果列于表 2 。 表ZD2 1 9 x6 mm 3 00室外架空蒸汽管道保温比 较 ( 热价28元/ Gl) 主保温材料 项目 经侨保温厚度 ( mm ) 保温投资 ( 万元/ 千米) 保温年费用( 万元/ 年. 千米) 散热损失 ( 吉焦/ 年. 千米) 折合经济损失( 万元/ 年. 千米) 保温年费用+ 经济损失( 万元/ 年. 千米) 每米保温重量 ( k g / m) 管道跨距 ( m ) 每千米支架数 ( 个) 水玻璃珍 珠岩管壳 2 4 0 1 4 . 3 2 . 4 3 3 6 0 7 1 0 . 1 0 1 2 ， 5 3 8 . 9 1 2 . 2 8 2 玻璃 棉管 壳 2 3 0 1 3 . 1 2 . 2 3 3 1 8 2 8 . 9 1 1 1 . 1 4 4 6 1 3 . 3 7 5 岩棉管 壳 1 9 0 1 4 . 3 2 . 4 3 3 2 0 4 8 . 9 7 1 1 . 4 0 3 9 1 2 9 7 7 有碱超细玻璃 棉管壳 2 0 5 1 4 . 3 2 . 4 3 3 3 6 5 9 . 4 2 1 1 . 8 5 1 4 1 4 . 5 6 9 硅 酸 铝纤 维毡 1 3 5 2 0 . 4 3 . 4 7 4 0 6 0 1 1 . 3 7 1 4 . 8 4 2 8 1 3 . 9 7 2 微 孔硅 酸 钙管壳 1 8 5 1 6 ， 8 2 . 8 6 3 7 6 1 1 05 3 1 3 . 3 9 5 4 1 3 1 7 6 由表2 可以 看出， 对于温度较高的蒸汽管道的 保温， 投资最低的是玻璃棉管壳， 其次是岩棉管壳 和超细玻璃棉、 珍珠岩管壳。 硅酸铝纤维毡的投资 明显高于其他材料。 从保温效果看， 散热最少的是 玻璃棉管壳， 其次是岩棉和超细玻璃棉管壳， 硅酸 铝纤维毡的散热损失最大。 从保温年费用和经济损 失综合来看， 最佳的保温材料为玻璃棉管壳， 其次 是岩棉， 超细玻璃棉， 玻璃珍珠岩管壳。 保温费用 最高、经济损失最大的是硅酸铝纤维毡。 4 室外架空热水管道保温比较 对于温度较低的热水管道， 情况有所不同， 现 以D2 1 9 x 6 m m，1 巧室外架空热水管道为例， 将计算结果列于表3 。 表3 D2 1 9 x 6 m脚 1 15 室外架空热水管道保温比 较 ( 热价28元/ G了) 主保温材料 项目 经济保温厚度 ( mm) 保温投资 ( 万元/ 千米) 保温年费用( 万元/ 年. 千米) 散热损失( 吉焦/ 年. 千米) 折合经济损失( 万元/ 年. 千米) 保温年费用+ 经济损失( 万元/ 年. 千米) 每 米 保 温 重 量( kg/ m) 管道跨距 ( m ) 每千米支架数 ( 个) 水玻璃珍 珠岩管壳 1 0 0 玻璃棉 管壳 硅酸 维毡 5 0 6 . 4 1 . 0 9 2 3 5 3 6 . 5 9 7 . 6 8 7 ， 8 铝纤微孔硅酸聚氨脂泡 4 . 5 0 . 7 7 1 5 9 8 4 . 4 7 5 . 2 4 1 0 . 3 有碱超细玻 璃棉 管壳 7 5 4 . 3 0 . 7 3 1 5 1 9 4 . 2 5 4 . 9 8 3 . 4 钙管壳 7 0 5 . 3 0 . 9 0 1 9 7 9 5 . 5 4 6 . 4 4 1 4 . 9 4 5 4 . 7 0 . 8 0 1 4 3 4 4 . 0 2 4 ， 8 2 1 . 5 1 5 0 6 7 勺乙 nU。 OJ4 4 . 8 0 . 8 2 1 9 9 0 5 . 5 7 6 . 3 9 2 5 ， 3 0 . 7 1 1 5 5 1 4 . 3 4 5 . 0 5 l 2 1 4 . 0 7 l 1 4 ， 5 6 9 1 4 . 6 6 8 1 5 . 0 6 7 1 4 . 7 6 8 1 4 . 4 6 9 2 0 0 6 年第 4 期制冷与空调 由表3 可以看出， 对于温度较低的热水管道的 保温， 投资最低的是玻璃棉管壳， 其次是超细玻璃 棉， 岩棉管壳和聚氨脂泡沫塑料。 散热损失最少的 是聚氨脂泡沫塑料， 其次是超细棉管壳， 玻璃棉管 壳和岩棉管壳。从保温年费用和经济损失综合来 看， 最佳的保温材料为超细玻璃棉管壳， 其次是聚 氨脂泡沫塑料， 玻璃棉， 岩棉。 保温费用最高和经 济损失最大的是硅酸铝纤维毡， 其次是微孔硅酸钙 管壳。 这里的两点需要注意， 第一， 虽然玻璃棉制品 在投资费用及保温效果上有一定的优越性， 但由于 施工条件较差 ( 刺人) ， 在选用时受到一定的限制。 第二， 以 前的管道保温计算均未考虑土建支架费用 的影响， 然而， 这部分费用有时是不可忽略的， 特 别是对高温管道。 以表2 为例， 由于保温重量不同， 保温重的管道跨距变小， 使得每千米管道的支架数 量增加，如按4 米高钢支架 ( 1 0 0 0 元/ 个)计算， 支架费用最高与最低将相差 1 万元以上。 但对于地 沟敷设来讲，土建费用的影响较小。 近年来出现的玻璃钢外壳保温管，由于强度 高， 防水性能好， 可用于地下直埋敷设， 现以2 根 DZ 1 9 x 6 m m，1 1 5 / 7 0 oC热水管道为例，当采用 聚氨脂泡沫塑料加玻璃钢保护壳直埋敷设时， 每千 米保温投资约 20 万元，当采用岩棉管壳加玻璃布 保温， 地沟敷设时每千米保温投资约9 万元， 而每 千米砖砌地沟的造价为 13 万元，每千米钢筋混凝 土地沟的造价为 20 万元，即总投资 ( 不包括钢管 费用) 为2 2 一29万元。 这样前者可节约投资ro 一40 %。 而且施工简单 ( 由于保温管在工厂预制， 可以 保证质量， 保温效果好， 使用寿命长， 是一种值得 推广的保温方式) 。 5结论 ( 1) 对于温度较高的热力管道保温，应优先 选用岩棉及超细玻璃棉管壳， 在有条件时， 也可采 用微孔硅酸钙管壳。 ( 2) 对于温度较低的热力管道保温，应优先 选用超细玻璃棉，岩棉管壳及聚氨脂泡沫塑料。 ( 3) 硅酸铝纤维毡由于价格较贵，不宜用于 热力管道保温，但可用于高温炉窑的保温。 ( 4)玻璃钢外壳保温管可用于地下直埋敷设， 具有很大的优越性。 参考文献 1 陆耀庆等， 实用供热空调设计手册)，中国建筑工业 出版社 【 幻 元等， 热力管道设计手册， 山西科学教育出版社 【 3j 贺平等， 供热工程， 中国建筑工业出版社 4 山东昌乐岩棉保温材料厂，河北万事兴耐火保温材料 厂，河北大城春光保温材料厂等产品样本