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1、纳诺高科保温方案 第 1 页 共 3 页 蒸汽管道 保温方案 一、工况条件 管径： 159mm；安装方式：室外架空 ， 环境温度： 35 。 蒸汽 温度： 250 ， 蒸汽压力： 0.8MPa，流量： 7.5t/h，流速： 38.8m/s。 要求：表面温度不超过 50 ，尽可能节能。 二、传统保温材料与纳诺气凝胶绝热毡对比 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。 纳诺气凝胶绝热毡：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。 表 1 常规保温材料与纳 诺气凝胶绝
2、热毡对比 纳诺气凝胶绝热毡 传统保温材料 复合硅酸盐 高温玻璃棉 岩棉 导热系数，W/(mK) （热面温度） 常温 0.017 0.036 0.034 0.035 100 0.019 0.056 0.050 0.055 200 0.021 0.075 0.070 0.080 300 0.025 0.09 0.100 0.110 300 下 保温厚度 30mm 120mm 150mm 150mm 最高使用温度， 650 800 400 400 容重， kg/m3 180-200 120-150 40-60 100-120 防水性 憎水率 99%，无需特殊 防水措施 不完全防水，防护板表面需喷涂金
3、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 喷涂方式或保温盒 保温 ，保温效果差 抗压强度 形变 10% 60Kpa 毡状制品：压缩形变大 板状制品：脆性大 ，易碎 形变 25% 120Kpa 使用寿命 20年 3-5 年 1） 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； 2） 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 易导致材料解体、沉降，保温效果明显下降 。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
4、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。 纳诺高科保温方案 第 2 页 共 3 页 cm T QLt 204q Lc D vT 线30: /( ): / ;D/.c J kgkg mmLmv m s介 质 比 热 ， ；介 质 密 度 ，： 保 温 后 直 径 ， ；： 管 道 长 度 ， ；： 流 速 ，00022 ( )12ln/;/ ( )DmDm/ ( )iiTTqDDDq W mTTW m KW m K线线其 中 ： 管 道 线 散 热 损 失 ，： 介 质 温 度 ， ；： 环 境 温 度 ， ： 导 热 系 数 ， ；： 保 温 层 外 径 ， ；： 管
5、道 外 径 ， ；： 保 温 层 外 表 面 与 大 气 层 的 换 热 系 数 ， 也 称 表 面 放 热 系 数 ，三、 保温方案 采用气凝胶隔热毡作为保温材料，保温层外用 0.5mm 厚 彩钢板进行防护，或采用气凝胶隔热毡作为主体保温材料，结合 岩棉 辅助保温的方式进行保温，具体厚度见下表： 方案一 方案二 方案三 传统方案 气凝胶 厚度 及层数 6mm*2 层 10mm*1 层 6mm*2 层 10mm*1 层 0 岩棉厚度 ， mm 0 40 50 100 保温层 总厚度， mm 22 52 60 100 四、保温效果 参照 GB/T 8175-2008设备及管道绝热设计导则计算散热
6、损失，并根据实验结果及工程经验进行修正。 根据管线散热损失及以下公式可推算 管道温降： 其中， 方案一 方案二 方案三 传统方案 保温总厚度， mm 22 52 60 100 外表面温度， 49.3 49.6 49.3 49.2 面散热损 失， W/m2 107.9 110.2 108.1 107.2 线散热损失， W/m 68.8 91.0 94.7 120.8 1km 温降， 14.8 19.6 20.4 26.0 1km 终端温度， 235.2 230.4 229.6 224.0 实际线散热 68.8 91.0 94.7 120.8 节能率 43.1% 24.6% 21.6% 纳诺高科保
7、温方案 第 3 页 共 3 页 以上计算条件为环境温度 35 ，基本无风，在有风的情况下，由于传统保温中 岩棉 的表面积大，因此表面散热损失将更明显。 五、材料用量及成本预算 以 1000m 长管道为单位计算材料用量及工程投资，见下表： 气凝胶，（ m2） 岩棉 （ m2） 玻璃布 （ m2） 彩钢板 （ m2） 材料价格 （万元） 施工费用 （万元） 总价格 （万元） 6mm 10mm 方案一 1132 648 0 3202 712 41.9 4.0 45.9 方案二 1132 0 33.0 2037 908 25.2 4.0 29.2 方案三 0 572 43.8 1030 964 22.
8、8 3.0 25.8 传统方案 0 0 112.7 0 1240 11.5 2.5 14.0 备注：按以下价格计算材料费用： 10mm 厚气凝胶价格： 300 元 /m2， 6mm 厚气凝胶价格： 180 元 /m2，岩棉 ： 800 元 /m3，玻璃布： 2 元 /m2， 0.5mm 厚彩钢板： 20 元 /m2。 六、 节能效益 根据气凝胶绝热毡保温后的效果及材料的用量、 0.8MPa、 250 过热蒸汽的汽化潜热等，计算各保温方案的节能效益如下： 方案一 方案二 方案三 年节能， 106kJ 1499 857 751 折合蒸汽， t 732 418 367 节能，万元 /年 14.6 8
9、.4 7.3 投资增加，万元 31.9 15.2 11.8 回收时间，年 2.2 1.8 1.6 10 年节能，万元 114.4 68.5 61.6 实际上， 岩棉 在使用 2、 3 个月后，保温效果 开始变差 ，损失的热量 也逐渐增大 ，因此，对 实际应用过程中 的线散热损失进行修正，并计算经济效益如下： 方案一 方案二 方案三 传统方案 0 3 年 线散热损失， W/m 68.8 91.0 94.7 120.8 3 6 年 线散热损失， W/m 68.8 98.3 102.3 131.7 6 10 年 线散热损失， W/m 68.8 112.0 115.5 149.8 回收时间，年 2.2 1.8 1.6 10 年经济效益，万元 156.2 80.6 73.5 备注： 1） 蒸汽价格 ： 200 元 /吨，年运行时间： 8000 小时； 2）成本回收时间：不考虑传统保温材料因 进水或管道振动而引起 沉降 ，导致 10 年内需重新保温的问题 。
