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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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 .
8、 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
9、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
10、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 .
11、 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
12、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 ，
13、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
14、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
15、， 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
16、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