保温节能技术

保温节能技术隔热保温与节能隔热保温的目的保温材料管道保温计算隔热保温技术的进展主要内容1、保温：为减少设备、管道及其附件向周围环境散热，在其外表面采取的增设保温层的措施。或：对常温以上至1000℃以下的设备或管道，进行外保护或涂装以减少散热或降低其表面温度为目的的措施。2、保冷：为防止或减少周围环境中的热量传入低温设备和管道内部，及防止低温设备和管道外壁表面结露而采取的低温绝热措施。或：对常温以下的设备或管道进行保护或涂装以减少外部热量向内部的侵入，并使表面温度保持在露点以上，不使外表面结露为目的而采取的措施；对0℃以上、常温下的设备或管道，为防止其表面结露而采取的措施。保温和保冷的定义1.隔热保温与节能以蒸汽管网的隔热保温为例，我国蒸汽管网系统的年耗煤量达３.１亿吨标准煤，约占全国燃煤总耗量的ｌ/３。整个系统的热能利用率低，每年由此而浪费的煤资源高达８０００万吨标准煤，即相当于蒸汽系统总能耗的１/４以上。除了蒸汽泄漏，凝结水回收方面存在的问题外，管道保温不善也是耗能大的主要原因。例如一根长为1ｍ，直径219mm的蒸汽管道，如果不隔热，每年损失可达３~４ｔ标煤，一个不隔热的0.1524ｍｍ的低压蒸汽阀门，一年的热损失相当于4ｔ标煤的能量，一个直径为529ｍｍ的裸露法兰，一年将损失10ｔ以上标煤的能量。1.隔热保温与节能表1、每米长裸露与保温管道散热损失比较管道公称直径mm管内介质温度℃每米管长散热损失w/m散热损失相比倍数裸露管道保温管道1001002003004004503551134236142455466521051592122336.810.814.820.022.920010020030040045066921284512808310467811542283023378.213.819.826.731.0300100200300400450930302464901163015003991902793694139.415.923.231.536.3保温保冷与节能的关系表2、每米裸露阀门与保温阀门散热损失比较公称直径mm介质温度℃每个阀门散热损失w/个散热损失相比倍数裸露阀门保温阀门1001002003004005004331227241940716164163407744122117912．63．03．23．33．420010020030040050073320243008674598862626511204197728262．83．13．23．43．53001002003004005001122305958739886145383959651774288441642．83．13．33．43．4公称直径mm介质温度℃每个阀门散热损失w/个散热损失相比倍数裸露阀门保温阀门1001002003004005004331227241940716164163407744122117912．63．03．23．33．420010020030040050073320243008674598862626511204197728262．83．13．23．43．53001002003004005001122305958739886145383959651774288441642．83．13．33．43．4表3、每对裸露法兰与保温法兰散热损失比较公称直径mm介质温度℃每对法兰散热损失（w）散热损失相比倍数裸露法兰保温法兰10010020030040045010060112532252290123701051631698．18．611．913．817．22001002003004004503411086230341245340521402213143376．57．710．413．115．83001002003004004505681846396070799154812153494885186．98．511．314．517．62.保温与保冷的目的（1）减少设备、管道及其附件在工作过程中的散热损失，节约能量。注意：以减少散热损失，节约燃料为目的时，经济性是首先考虑的问题。(2).满足用户工艺过程的要求保温设计首先应当满足工艺上的要求，如通过热力管网送至某用户的蒸汽温度和压力，不能低于工艺流程所要求的给定值；其次才考虑经济性。热用户工艺方面很多。a.化学燃烧反应的废气中含有腐蚀性物质，废气的沸点要比环境空气高得多。例如b.防止外壁温度低于周围环境温度的设备和管道外表面结露而破坏保冷结构，以延长保冷结构的使用寿命。(3).满足一定的劳动卫生条件,保证人员安全对于热设备和管道，改善劳动条件，防止因热表面导致火灾和防止操作人员烫伤，保温的目的是使热设备或管道的表面温度不超过某一温度.a.对于供热管道当外表面包上金属皮时，通常为55℃，当外表面为非金属材料时保温层为60℃。例如b.空分行业，由于液氮液氧的温度很低，与之接触也会引起严重的冻伤，因此对低温设备和管道进行保温设计时也应考虑人员安全的因素。3.保温材料习惯上把导热系数小的材料称为保温材料，又称隔热材料或绝热材料。为了是保温材料能够长期可靠使用，在保温层的外面加一层防护层保温材料：

以减少热量损失为目的，在平均温度等于或小于623K(350℃)时，其导热系数不得大于0.12w/m.k并有明确的随温度变化的导热系数方程式或图表的材料称为保温材料。保冷材料：

以减少冷量损失为目的，在平均温度小于300K(27℃)时，导热系数值不得大于0.064w/m.k并有明确的随温度变化的导热系数方程式或图表的材料，称为保冷材料。3.1定义3.2对保温材料的要求1）保温性能好。导热系数小，空气含量多（静止空气的导热系数很低，约为0.025W/m·k）保温材料的导热系数还与温度和湿度有关。水份增加，导热系数也增高；温度增高，导热系数成直线地增加。2）耐温性好，性能稳定，能长期使用。不同的保温材料有不同的使用温度范围。

3）容重小，一般不宜超过600kg/m3。容重小，不但导热系数低，而且可以减轻保温管道的支架。

4）有一定的机械强度，能满足施工的要求，一般其抗压强度应≥0.3MPa。

5）无毒，对金属无腐蚀作用。

6）可燃物和水分含量极少，易于加工成型。

7）价格便宜常用保温材料的热物理性能保温材料名称密度（kg/m3）导热系数（W/m·K）适用温度（℃）膨胀珍珠岩类：散料：一级

二级

三级≤8080~150150~250250~400≤0.0520.052~0.0640.064~0.0760.058~0.087~200~800水泥珍珠岩板水玻璃珍珠岩板250~400200~3000.058~0.0870.056~0.065≤600≤650普通玻璃棉类100~1300.040~0.047-35~300中级纤维淀粉粘结制品中级纤维酚醛树脂制品100~130120~1500.040~0.0470.041~0.047-35~300-35~3503.3常用保温材料的热物理性质常用保温材料的热物理性能石棉类：石棉绳石棉碳酸镁管硅藻土石棉灰590~730360~450280~38040~500.070~0.2090.064+0.00033t0.066+0.00015t0.038+0.00023t<500<300<900<500硅酸铝纤维板硅酸铝纤维毡硅酸铝纤维管壳150~200180300~3800.047+0.00012t0.016~0.0470.047+0.00012t≤1000≤1000≤1000可发性聚苯乙烯泡沫板可发性聚苯乙烯泡沫管壳硬质聚氨脂泡沫塑料制品软质聚氨脂泡沫塑料制品20~5020~5030~5030~420.031~0.0470.031~0.0470.023~0.0290.023-80~75-80~75-80~100-50~100密度（容重）一般规定，保温材料的密度是材料试样在110℃时经烘干呈松散状态的单位体积的重量。玻璃棉和岩棉的密度约为60~100kg/m3时，其导热系数最小。生产密度：保温材料厂在一定生产工艺和检验方法下所确定的出厂产品密度，即称为生产密度。使用密度：材料在使用状态下的实际密度叫作使用密度。最佳密度：材料在该密度下具有较小的导热系数；较高的机械强度、弹性恢复和抗震性能，在包装运输，安装过程中材料的外形，厚度稳定性等性能，该密度为最佳密度。岩棉制品最佳密度为90~150kg/m3。一般用于保温的绝热材料及其制品，其容重不得大于600kg/m3；用于保冷的绝热材料及其制品，其容重不得大于220kg/m3。3.4保温与保冷材料的基本性能气孔率保温材料一般为多孔性材料，用来衡量材料体积被气体充实程度的指标成为气孔率或孔隙率。吸水率、吸湿率、含水率吸水率：表示材料对水的吸收能力；吸湿率：材料从环境空气中吸收水蒸气的能力含水率：一般材料吸收外来的水分或湿气的性质一般纤维状保温材料，当含水率达10~15%，其导热系数主值增加约13~22%。材料吸附水分后，材料气孔被水占据了相应的空气位置，常温下水的导热系数约为空气的25倍，而且水在蒸发时要吸收大量热量，因此材料的导热系数就大大增加，这也是保温材料要妥善保管，不能被雨淋的主要原因。抗压闭强度材料受有到压缩牢力作用悬而破坏你时每单巧位原始筹横截面覆积上的醋最大压堆力荷载疑。抗折前强度材料受估到使其铲弯曲荷型载作用预下破坏临时，单买位面积杨上所受脑的力。导热违系数它与蜡材料辽的密挥度、汇含水餐率、歼内部撑结构咽形式傲密切节相关钱。导热贞系数帮是保允温材粥料最忽重要卖的性魂能之辞一，散它不秤是独俊立存画在的均“物蚊性”盛而是铅说明必材料非“输遣运特刻性”—即在设能量连运输隶（传偷递）愿过程膜中才幼能显搬示的红特性课。PH值由于钢保温筐材料赶的化勤学成管分不焰纯，慎并且君大多奔数材闻料具诸有一垄定的要吸水从性，狡都能悦对金视属产钟生腐愁蚀。要求平保温吵材料拔必须六属于氏中性反或PH值不小怜于7~8，不得队含有可规溶性氯轮化物，际硫氧化眉物的含捧量不允稿许大于0.劳06肢%。卤族掠元素用于左奥氏抵体不掠锈钢派设备剪和管灿道及承其组拉成件哈上的好保温专层材昨料，执制品肃中所纹含卤碌族元雨素量何，必下须严烫格控允制，略勿使卸产生洽应力银腐蚀源。一般规勿定氯离顾子含量朱不得大词于25尺pp混m。3.扯5对防患护层弄的要厨求为了叶长期疲可靠侦，保于温层藏外面命通常由要加恰一层际防护属层。对防扔护层静的要翼求１）小好的格防水婶性能。２）耐端压强度阅好，一皮般不低矮于８０我ＭＰａ东，不易若燃烧。３）杆５０集℃时新的导浮热系渡数不余超过猪０．忧３３精Ｗ／常（ｍ吧・ｋ颗）。４）殃在温键度变正化或咐振动详的情种况下气，不部易开弊裂或致脱皮旱。５）围含可朴燃物虾或有新机物速极少毯，一葵般应卷不大邮于10%。外保护庭层材料缎应具有仍的主要漠技术性烫能防止盛外力笛损坏状绝热斩层防止踢雨水螺的侵莫袭对保陡冷结情构尚吨有防姥潮隔呈汽的追作用美化结揭构的外核观因此忆，保热护层孩应具屈有严甩密的惩防水究、防单湿性绣能；世良好擦的化洁学稳兽定性落和不伙燃性脚；强聋度高丑；不料易开衣裂；流不易少老化江等性寸能。常用诵保护现层材运料对软质额、半硬积质材料镜的绝热积层，保抗护层宜卸选用0.械5m倘m镀锌术或不口镀锌脉薄钢颈板；对硬妻质材砌料绝惜热层乔宜选书用0.顷5~释0.视8m昆m合金铝闷或铝；用于办火灾果危险文性不枝属于糖甲、保乙、挽丙类筛生产博装置智或设狂备以邀及不哪划爆普炸危运险区演域的桶非燃煤烧性绝介质徒的公炊用工努程管早道的陕绝热趴层材傅料可讯用0.5伪~0.周8mm阻燃洋型带琴铝箔来玻璃乳钢板责。防潮层德材料应黑具有的宫主要技杨术性能抗蒸汽万渗透性嫌好，防缴潮，吸叮水率不播大于1%；应具遍有阻牛燃性承，自富熄性广；粘结殿及密座封性上能好仔，20℃时粘愉结强委度不唇低于0.1堤5mp方a；安全槽使用而温度拜范围韵大，掠有一董定的恳耐火外性，饺软化晃温度辰不低绣于65℃，夏傍季不驶软化筛，不鄙起泡牧，不多流淌浇；有溉一定舱的抗阵冻性晓，冬谷季不则脆化雾，不使开裂冷，不慈脱落唱。化学稳仓定性好尝，挥发露物不大逗于30证%。干燥谦时间奸短，玩在常何温下夫能使浊用，套施工静方便圾。常用首的防波潮材番料防潮层桶材料除探应具有垦规定的丢技术性愉能外，庙还应不双腐蚀绝鸡热层和秒保护层检，也不亭应与绝通热层产束生化学救反应，未一般选妈择下述阻材料：石油盯沥青鸡或改禁质沥血青玻剪璃布石油沥圈青玛蹄评脂玻璃恳布油毡烛玻璃银布聚乙烯烛薄膜复合萌铝箔CPU（一种之聚氨酯盏橡胶体异）新型糊防水防鸭腐敷面请材料（用作作设备和件管道的滔防潮层青或保护黎层，埋拼地管道射的防腐侵层）4.管道此保温片计算管道药保温挥计算跌有两慈个目扮的．续一是双计算议所需案保温爹材料拔的厚提度；凡二是盈计算虏每米得长管昌道的燥热损扬失或贯核算凤保温古材料问的外旬表面争温度括。以一层萄保温材喂料为例遥．其厚舰度为δ。管子换内直径司为ｄ1，外面直径珍为ｄ2，管以内热哭介质枪的温辉度为tf1，周围款环境的扇温度为tf2：假犬设管香内壁抓的温质度为tw1，管犯外壁衰的温销度为tw2曲保温逼层外表伶面的温外度为tw。环境恳的温度纷为ts。该丹图还云给出令了这香一系壁统的搅串联竿热阻窄图。4.1架空管型道（1）计敌算保丙温管矮道各同个热寒阻的慕值假设尚管道滩各部肤分的壮分热勿阻为Ri，则摊通过疾每米老管道胞的径挖向总撤热损逢失（胁包括白管道忘附件茎的热摆损失继）为热阻梨计算葵：热介质蚕与管内园壁之间缩慧的对流鼓换热热倡阻R1管壁时热阻R2：保温层看热阻R3：保温层碗外表面痰对周围庭环境的抢对流热柳阻R4：保温喉层外箭表面揭对天妈空的梳辐射倍热阻R5：保温材络料的导割热系数λi与温度有关厘，大赌多数跃情况缓下λi与温度朱成性关系揭，即招：如采用皆多层保沈温材料闭，则保印温层的谋热阻R3应为油各层昏保温炉材料造的热壮阻之氧和。注意侨：（2）热阻滋简化包上孟保温盆材料豆后，生管内闷对流驳换热冈的热睛阻R1和金匆属管据壁的躲的导禽热热态阻R2，相对辣于R3、R4和R5而言常默小到可洲以忽略沾不计。飞这样保顿温层内盟表面的已温度tw渐2就可以来近似认净为等于卡热介质臭的温度tf必1.一般保摊温层外惕表面的神温度均粮不高，编这时保司温层外饲表面的伸对流换斩热系数α2和辐射杠换热系琴数α3之和右，级阻保温固层外个表面听的总婆换热找系数α，可干以用需下面坡的简时化公杀式计飞算。室外管撑道：式中：w为风锁速，m/s。室内闯管道梦：室外管至道：式中：w为风徐速，m/回s。室内管刮道：由于采将用总换揉热系数α，R4和R5可以合净并为R6，即由此闸得到个简化脏公式或（3）容许籍热损失存的确定为满足寨工艺要暑求的容举许热损州失，一纠般需要券计算；展对于其目他情况笼，容许砌热损失罗可参照司表5-升6和表5-7。（4）保温玩厚度的执计算方骆法根据蹄表5-蜻6和表5-劝7确定出票容许的旋热损失QL保温材棋料传热转系数：室外肥管道映：式中亡：w为风吓速，m/s。室内尤管道竭：？？？？？？根据修算出宰或选研定的廉容许序热损物失QL，设齿定一静保温逝层的偷外表魂面温简度tw´。根据拐假定绕的tw´，有储基本戏公式抛算出拨所需猎的保坛温层趋的厚枕度δ´。根据δ´，再有摆基本公析式核算番处保温绩层的外甚表面温张度tw。若tw与tw´相差很月小，则始算出的δ妖´即为郊所求鸭的保可温层悠厚度踩；若于相差介很大选，则柿必须薯重新凑设定tw´进行撒计算挪，直公至符乳合要皆求。（5）经济责厚度保温照层的醒经济幼厚度呆如图5-2铲0δ0在这个熔厚度下尺，年总独费用最偷低。每重年每米堪管道的技投资、育运行和朋维护的让总费用C为Q为每承米管冲道的范热损医失；b为热绪量价候格；P为保律温结谈构的壁年折用旧率毕；c0为每部米管湾道保糖温材膏料的右投资念费；V为每衡米管扯道保否温层烤体积辫；cb为每器米管价道防秋护层律的投女资费镜；F为每弱米管烧道防丝式护层采面积拾。上式秘与防摩护层若厚度途有关霞，对对上式霸求导短并令弊其等旺于零虑，即鸣可求边的最捷经济凯厚度钥。但是爆工程童应用笛中常庸用以塔下公林式计开算经琴济厚取度：4.我2无沟该埋设献的管抄道对于直朋接埋于携土壤中苍的管道暴，在计拌算热损裹失时，雁除了保签温层的热散阻外丈，还卡要考选虑土漏壤的小热阻Rt。λt—为土润壤导倍热系词数；h—为埋设荷深度，阅级管道绘中心线苦到地表尾面的距刺离；dz—为与落干土防壤接判触的慕管道妙外表抄面的腰直径鹿。根据尖传热狡学理宫论，汇土壤张热阻或可用辅下式禾计算当h/d虏x≥1殃.25，土壤壮热阻可晶简化成橡为：无沟埋天设保温鬼管道热话损失为t0—为土壤村平均温宵度；4.3地沟中消铺设的辛管道地沟敷摩设造价撕高、检剃修维护诵方便；欲将管道欺置于沟氏内，再吉盖上盖宏板，盖倍板是可斑以随时绩掀开的逗。直埋较造价低肝、容易厉被破坏钻。直埋映不需要布砌筑地镇沟，土数方量及千土建工大程量大糠大减少古，管道策可以在移工厂预预制，现李场安装犹工作量虚减少，压施工简炼单快捷塔，可节世省供热浸管网的带投资费雄用。另陕外占地摩小，容牺易与其贡他地下帖管道的害设施相肤协调。将管惕道置释于沟徒内，证再盖时上盖疲板，蒙盖板完是可懒以随茂时掀纷开的驴。与直恩埋管填道比字较：地沟谣中铺薪设的着管道著的总泽热阻模应包州括以延下几城部分恐：保跳温层奇的热箩阻R3，保温歪层外表肃面到地赛沟内空胀气的对话流换热营热阻R4，地售沟内就空气志到地雪沟壁航的对逝流换蹲热热估阻R7，沟素壁的东导热普热阻R8，土剧壤的抄热阻Rt。热损失哭可采用喘如下公贝式：或t—管内介础质温度啄；t0—为土壤依平均温袍度；tg0—地沟内晚的平均欺温度；4.4热力味管道宪保温浪设计湾中的挥一些泪问题（1）保温迟管道的昆附加热娘损失附加酸损失业指的打是管飞道中崇的法晋兰、婆阀门芽、接黄头、妇分配答器等财所带杰来的早损失采。这己部分英损失体不易绩求得絮，一渡般按特下面缸给出斯的值拨来估书算。a.采用圆狮钢或者答扁钢时购候，总婚管长增识加10假%-嘱15板%；采用竞大滑动规轴承时道，总管炭长增加20愿%。b.裸露滤法兰夫的热挤损失楼大致混与法蓝兰表于面积笼相等元、直峡径相肥当的气光管败的热用损失咬相等艘；当层管道畜保温球材料向的外配