热媒管道常用保温材料的性能及价格

热媒管道常用保温材料的性能及价格

高温是石化装置的特点之一。选择合适的建筑材料，合理选择热敏电阻管道的保温层厚度，以减少热量损失。这是公司节约能源、降低工程成本的重要措施。在当前大力提倡“节能减排”的形势下,已越来越受到企业的高度重视。1热交换器材料的选择1.1温材料及可选材料的开发目前市场上各种各样的保温材料品种繁多,性能及价格也存在着很大的差异。热媒管道常用的保温材料有:硅酸铝制品、岩棉制品、超细玻璃棉等,其性能及价格见表1。保温材料的选用是否经济合理,保温层厚度是否恰当,可以从保温结构外表面散热损失的数据得到验证。根据GB50264-1997《工业设备及管道绝热工程设计规范》,散热损失应控制在表2允许的范围内。1.2管道外保温层保温结构热性能测定(1)管道保温结构外表面放热系数α与保温材料的辐射传热系数αn、对流传热系数αc有关。即α与风速、保温材料及材料黑度等因数有关。管道保温结构外表面放热系数α可按下式计算:式中:ts——保温结构外表面温度,℃;tα——常年平均环境温度,℃;ε——保护层材料黑度,采用水泥砂浆网粉,按表3取0.93。把数据代入:α=16.936W/(m2·K)(2)计算导热系数λ,从表1中硅酸铝的导热系数λ=0.0656W/(m·K)。(3)计算保温层厚度δ,先进行管道外保温层表面散热损失q计算,直至散热损失满足表2要求:式中:D0——管道外径,mm;D1——管道保温层外径,mm;t——管道外表面温度,℃。试算结果:当保温层厚度δ为80mm时,q=174W/m2,满足要求。(4)保温结构外表面温度ts可按下式计算:采用上述方法,可对每种保温材料的散热损失进行计算,如散热损失大于表2所示时,则可适当降低管道外表面温度,或采用导热系数更小的材料,直至散热损失控制在表2的范围内。表4是处于装置平均风速、平均气温状况下,对Φ273mm热媒管道使用常用保温材料的计算数值比较。2热交换器管道建筑材料的分析2.1岩棉材料的性能以2#聚酯联合装置为例。根据表4可以看出,超细玻璃棉的最高使用温度为400℃,与装置的热媒温度较为接近,所以暂不考虑。在散热损失基本相等的情况下,采用岩棉保温材料要比硅酸铝保温材料保温厚度少10mm,况且岩棉的导热系数相比硅酸铝也比较低。而参照表1,岩棉的价格只是硅酸铝的40%左右。一般来说,高温管道采用性能较好的保温材料,低温管道则采用性能合格,价格较低的保温材料,做到经济且节能。对于装置300℃左右的热媒温度,岩棉的最高使用温度600℃完全符合要求。表5是装置2008年热媒管道日常维修和4系列检修时调换Φ219mm以下的热媒管道保温材料,所用硅酸铝制品与假设使用岩棉制品的数量和费用比较。2.2热媒管道保温结构外表面温度目前装置热媒管道的保温材料大部分为膨胀珍珠岩,膨胀珍珠岩价格低廉,应用广泛。但由于珍珠岩保温材料多出于珍珠岩与水泥结合体,故吸水率与导热系数普遍较高,从而降低了材料的保温性能,因此国家建设部已下文限制使用膨胀珍珠岩作为内保温材料。岩棉是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品。其防火性能好,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。必须注意的是,岩棉的质量优劣相差很大,导致其使用的耐久性分化也较大。装置的膨胀珍珠岩保温材料使用至今,普遍存在裂缝和破损现象,散热损失严重。表6是对装置2系列部分热媒管道保温结构外表面温度调查的数据情况。根据测量,现装置Φ273mm热媒管道使用的膨胀珍珠岩保温材料,外表面温度平均在45℃左右,保温层厚度为170mm。如能用岩棉保温材料进行整改施工,保温层厚度为70mm,考虑到管道支架、阀门等不可避免的散热损失,设定岩棉的外表面温度为35℃左右。则节能计算公式为:式中:——管道外保温层表面散热总量,W;D1——管道保温层外径,m;L——管道长度,m;W——耗油量(标油),kg/h。由于装置热媒管道较多,管径尺寸大小不一。现通过等散热量的计算方式,全装置热媒管道相当于Φ273mm管线8330m,计算结果见表7。从表7可以看出,如将保温结构外表面温度降低至35℃左右,可节约标油200kg/h。以每小时装置产量40t计,可降低能耗5kg/t。而保温结构外表面温度降低1℃,至少可节约标油13kg/h,折合能耗为0.33kg/t。目前,装置的能耗由现在的103.2kg/t降至97.0kg/t,在降低能耗的过程中遭遇了一定的技术瓶颈,而降低保温结构外表面温度也不失为一个行之有效的办法。3保温层厚度的确定(1)热媒管道保温材料