論複合矽酸鹽保溫材料在蒸汽管道保溫中的應用

　　一、改造前保溫存在的問題

　　電廠12MW 次高溫次高壓機組主蒸汽管道，原設計保溫材料是硬質成型微孔矽酸鈣，在執行中由於機組啟、停時管道產生熱位移，交變擠壓;管道的輕微震動;長期高溫使用等原因，造成矽酸鈣碎裂粉化，形成很多裂縫，保溫材料的熱密封效能下降，蒸汽管道熱能容易向外散發。同時保溫材料塌陷出現空洞，特別是在水平管與垂直管段交接的彎頭處出現脫節，保溫效果很不理想，外表面溫度平均55℃，區域性溫度高達150℃以上，散熱損失較大。

　　按GB4272 - 92《裝置及管道保溫技術通則》，在裝置或管道外表面採取保溫措施後，其保溫層外表面溫度必須小於50℃的規定，外表面溫度已經超標。因此，節能降耗工作成為需要解決的當務之急，同時管道的保溫節能改造既是技術的需要，是企業管理的重要內容，也是節能降耗的重要途徑，因此電廠於2005 年對1#、2# 機組主蒸汽管道進行了保溫節能改造。

　　二、保溫材料的選擇

　　一保溫材料效能對比

　　成型微孔矽酸鈣產品具有質地較硬、抗熱震性、可塑性差，容易碎裂粉化、容重較高、材料規格種類多、材料管理工作量大等缺點。

　　複合矽酸鹽纖維板和複合矽酸鹽膏產品具有質地柔軟、密度低、導熱係數小、優良的熱穩定性及抗熱震性、優良的抗拉強度、無腐蝕無汙染、施工簡便可塑性強、使用壽命長，受熱膨脹小，外包鐵皮不會有拉裂、凹凸等優點，其保溫效果特別好。

　　二產品綜合經濟效益

　　複合矽酸鹽纖維板和複合矽酸鹽膏保溫材料在相同工藝條件下，其使用厚度為硬質成型微孔矽酸鈣保溫材料的五分之三，可使管道外保護層用量相應減少18%，散熱損失相應減少20%。無論是一次性投資，還是每年的散熱損失費用等方面，均以使用複合矽酸鹽纖維板和複合矽酸鹽膏保溫材料為最經濟，且具有良好的綜合經濟效益。

　　三保溫材料的選擇

　　通過以上對比，主蒸汽管道的保溫材料採用複合矽酸鹽纖維板和複合矽酸鹽膏保溫材料。

　　三、改造的施工技術方案及工藝要求

　　一拆除從鍋爐主蒸汽出口集箱至汽輪機高壓缸範圍內管道上的原保溫結構，清除乾淨管道表面的灰塵和鐵鏽。

　　二使用複合矽酸鹽膏保溫材料直接在管道、閥門表面進行塗抹，形成厚度為20mm 的基礎保溫層。

　　三在主蒸汽管道基礎保溫層上用細鐵絲捆紮3 層複合矽酸鹽纖維板，每層厚度為25mm，將它錯縫貼上，並用複合矽酸鹽膏保溫材料塗抹保溫層的縫隙，保證其保溫的密封效能。在第1、2、3 層複合矽酸鹽纖維板外用細鐵絲網整體捆紮、勒緊，防止保溫層滑動、錯位。外使用複合矽酸鹽膏保溫材料進行厚度為20mm 的密封塗抹，形成厚度為95mm 的主保溫層。

　　四在主蒸汽管道主保溫層上，用細鐵絲捆紮一層複合矽酸鹽纖維板，厚度為25mm，將它錯縫貼上，並用複合矽酸鹽膏保溫材料塗抹保溫層的縫隙，保證其保溫的密封效能。在第4 層複合矽酸鹽纖維板外用細鐵絲網整體捆紮、勒緊，防止保溫層滑動、錯位。外使用複合矽酸鹽膏保溫材料進行厚度為10mm 的密封塗抹，形成厚度為35mm 的加強保溫層。

　　五 主蒸汽管道保溫層構成為基礎保溫層20mm、主保溫層95mm和加強保溫層35mm， 總厚度為150mm。

　　 六 最外層金屬保護層的材料用0.8mm 鋁皮封包， 相鄰搭接不小於40mm，並在適當的位置留出自由膨脹餘量。安裝時，應緊貼保溫層，環向接縫、縱向接縫和水平接縫必須上搭下，成順水方向。彎頭鋁皮的外弧段另外增加一條寬度為50mm 的鋁皮縱向連線，使彎頭鋁皮的環向、縱向都能連線成牢固的整體，不會產生脫節現象。

　　七施工後的保溫層，不得覆蓋裝置的銘牌、儀表等。裝置的名稱、介質流向標識、色標及時按原樣恢復。

　　四、改造後的效果及經濟性分析

　　一改造前後監測點的外表面溫度對比

　　將彎頭作為監測點， 對其改造前、後彎頭監測點處的外表面溫度測溫。實施了保溫節能改造後，外表面溫度完全符合GB4272 - 92 規定的標準，原超溫點已經消除，平均溫度下降22℃，保溫效果得到了明顯的提高。

　　二改造前後的散熱損失對比

　　散熱損失通常以熱流密度qW/m2表示。散熱損失與散熱面積之乘積，就是該面積的散熱量，所以散熱面積內的散熱損失表示了該區域的保溫狀況，該項指標是檢驗熱力裝置保溫效果的主要指標

　　1. 改造前散熱損失:

　　主蒸汽溫度為550℃，平均外表面溫度為T w 前= 55℃，按同一環境溫度25℃計算：α 改造前為10.92W/m2.k;q 改造前為327.6W/m2。

　　可看出，改造前的散熱損失已經超過標準值。

　　2. 改造後散熱損失:

　　平均外表面溫度為T w 後= 33℃，按同一環境溫度25℃計算：α 改造後為9.82W/m2.k;q 改造後為78.56W/m2。

　　可以看出，改造後的散熱損失比標準值降低。

　　三改造後的經濟性分析

　　單位換熱量的對比分析計算， 其中主蒸汽管道保溫後外表面換熱面積A=900m2。

　　降低散熱損失Δq = q 改造前-q改造後= 249.04W/m2， 降低率q % =76%，減少熱流量損失ΔΦ =A Δq =224136 W。

　　改造後1h 內減少散熱量，即節能Q=ΔΦ×h = 806889.6kJ， 以機組年執行6000h，鍋爐熱效率η = 90%計算，執行1 年即可節約標準煤量B b =QbQη×h= 183540kg，燃煤單價按1000 元/t 計算，每年節約資金：183.54×1000 = 183540 元，取得了顯著的經濟效益。

　　四、結束語

　　一通過對1#、2# 機組主蒸汽管道進行保溫節能改造後，平均外表面溫度由55℃下降至33℃，其能源利用率、環保效能都有較大的提高，減少了機組的散熱損失及對環境的熱汙染。

　　 二 執行1 年即可節約標準煤量184t，節約燃煤資金約18 萬元，同時減少煙氣及硫化物的排放，取得了良好的經濟效益和社會效益，複合矽酸鹽保溫材料值得在其他熱力管道保溫節能環保改造中推廣使用。