设备及管道绝热效果的测试与评价 编制说明

1随着世界范围碳中和、碳减排的推广，我国也制定了相应的节能减排目标。工业节能作为我国碳达标中的重要组成，需要从各方面提升节能水平。石油、化工、电力、冶金、建筑、建材等多行业的设备及管道绝热工程是保障和提升工业《设备及管道绝热效果的测试与评价》是我国涉及绝热效果现场测试的第一项国家标准，给出了现场测试的方法，测试分级、测试周期，规定了现场测试各环节的要求。该标准首本标准是我国工业设备绝热系列标准中重要的一项，是绝热效果测试的基础标准，涵盖各类绝热工程，涉及多种测试方法。本标准给出的测试分级、测试点选取、测试条件等基础、原则要求，被GB/T28638-2023《城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定方法》、DL/T936-2005《火力发电厂热力设备耐火及随着我国质量提升工作的开展和绝热工程要求的提升，国家节能减排、绿色环保、工程安全等要求的不断提高，绝热效果的测试有利于评价绝热设计，摸排绝热工程情况并开展节能改造工作，测试结果也可为绝热工程质量提升提供依据。由于目前工程情况趋于复杂化和多样化，多重工况使得绝热设计考虑因素增多，绝热复合结构和新型绝热材料的使用对测试方案的制定影响较大，加上测试原件预埋、在线实时监测的实现，为测试工作提供了较大便利，标准亟需根据绝热工程实际情况的变化进行修订，以更好的适用于当前的实际调研中发现，当前工业企业由于对绝热效果的重视程度不足，通常不会因为绝热结构缺陷对工艺运行产生较大影响，故而对设备、管道的绝热工程的管理重视不足，对维护维修重视程度不够，近地面管线和管廊中的管线都有踩塌痕迹。对一处踩塌位置进行红2管道绝热工程设计规范》的要求：“当环境温度低于等于2该处已不满足标准要求，理论上应进行维修，但由于外保护层完好，仅有一处小的凹陷，所以容易忽略该问题，长此以往，积少成多，管线将大面积超温，散热损失将持续增大，不利于工业节能。如果该问题出现在已发火灾的区域，其在一处保冷装置中，发现一根正在滴水的管线，该管线位于装置五层平台上，触碰外护层时，滴水情况更加严重，可见保护层内部已经积聚较多的凝结水。由于依旧不能打开外保护层观察内部情况，对该处管线进行了外表面温度和冷损失量的现场测试，测试结果显示管道下方滴水位置的平行处冷损失量远大于其他部位。因此该管线也应进行维护检修，上述情况的出现，除业主方对绝热工程在实际运行中效果的关注度不足外，也是由于绝热效果的测试无论是在工程验收还是日常维护检修中都没有强制规定必须进行，加上现场测试对环境条件要求较多，实际开展耗时较长，业主方考虑到生产管理和人员安全管控等方面，对该项工作配合较低。仅在需要进行技改大修时，会定向对一些设备和管道进行绝热效果的测评，以制定改造方案。但其实绝热效果的测试能够有效验收材料选购、施工多环节中是否均按设计规定进行，也能够验证设计是否满足实际运任务下达后，项目牵头单位建筑材料工业技术监督研究中心梳理了标准实施过程中收省泰州市召开修订工作组成立暨第一次会议。逐条讨论了标准草案稿，确定了各单位的分3探讨现场测试方案。为了进一步了解国内工程实际情况和目前测试方法的适本标准因涉及多环节的内容，为更加全面、快速、高质量完成修订工作，召集了生产、设计、施工、检测、绝热效果测试等行业的代表性企业组建了起草组，各单位及负责人参与了标准修订过程中各次工作会议，对修改点和技术内本标准作为设备及管道绝热效果测试的基础性标准，影响十分广泛，指导了其他行业的绝热效果测试标准的制定和相关测试方法标准的制定。其内容在符合国家现行的方针、本标准适用于采用新技术、新材料、新结构的绝热工程、新建、改建、扩建及大修后绝热工程的验收测试和日常普查及定期监测。包含各类测试要求，涉及多种项目类型，即对绝热设计的符合性进行评价也对使用中绝热结构的效果进行评价。需要考虑上述各种情况的要求和现场测试中可能遇到的各类情况，才能确保测试方法合理可行，测试能够得出42.2主要内容及其确定依据《火力发电厂热力设备耐火及保温检修导则》等行业此外，还查阅了VID2055Part3Thermaliindustryandthebuilfthermotechnicalpropertiesofinsulationsystems,determinationoftotalheatlosses的相关要求，以保证标准的先进性。2.2.2主要修订内容说明本标准主要涉及设备及管道绝热效果的测试方法、测试要求、数据处理、测试不确定随着工程项目工作温度的升高，例如：火电行业已投运的超临界二次再热机组，其设计工作温度目前已达到660℃,将超过700℃。随着介质温度范围的升高，本系列标准GB/T4272-2024《设备及管道绝热技术通则》中已将温度上限提升至850℃,为了保持协调统一，本次也将标准适用的温度范围调整为-196℃~850℃。热损失现场测定热流计法和面温度法》执行，道绝热层表面热损失现场测定红外热像法》，本次修订为进一步明确测试方法新增验收测试的时间应在项目工况运行了一段时间，负荷达到要求时进行；普查和定期监测的测试，应在工况正常连续稳定运行72h以上进行。当负荷达到一定程度5②新增了测试参数，并给出对应的测试仪器，提高了仪器仪表本次根据数据处理中，需要现场测试的参数，给出了测试仪器及对应的准确度要求。修订后准确度不再分级，有利于现场测试的准确性。且目前使用的仪器仪表的准确度均有现场测试中，由于各类项目情况不同，涉及的设备、管道类型较多。例如化工生产装置中，可能多达几千条管线。又由于工艺、安全等因素，有许多设备和管线不便于进行现场测试。还有许多管线敷设在管廊中，测试人员需要搭设脚手架或使用升降机才可接触到，即需要测试人员具备高空作业资质和能力，又对测试安全保障提出了较高的要求，使得业主方对该类型的测试存有较大疑虑。因此，如何选取具有代表性的、数量足够用于评价整体的样本是本次修订的重点。本次修订针对一、二、三级的不同测试目的，分类给出了测在一级或二级的验收测试中，应先制定分组方案，从每一组别中抽取符合要求的设备和管段。分组方案可以根据绝热类型、介质温度、绝热结构等参数进行划分，管道输送的介质类型、管径等也可以作为分组的一个考虑因素。在设备测试中，只有处在工况运行条件下的设备，才能较好的评价绝热结构本身的效果。因此，设备应选择处于工况运行中的。在工业管道中，测试验收针对绝热结构本身，因此阀门、检修口、分支、弯头等热桥位置的存在，会对绝热结构测试效果产生不利影响，不能较好的评价绝热结构本身的效果。但其他类型的管道如城镇供热管道的验收，需要整体综合评价管网输送效率，此时，薄弱环实际测试中也存在按一、二级要求进行的定向测试，主要用于进行技改、大修等的测评。此时应根据不同的测试目的，拟定测试清单并选取有代表性的能满足测试目标的测试对象。根据调研情况，供热、长输、生产装置涉及的管线类型有较大的区别，测试方案也不同。供热的绝热效果测试多针对输送管线，介质主要有热水和蒸汽，温度变化主要在分支或变径后，管线多为埋地；长输管线因在野外，可能跨越农田、水面等，维护不易，测试时也需要测试人员沿管线长距离的探查；生产装置中的设备和管线种类较多，情况复杂，排布较密，彼此之间影响较大。例如化工生产装置，又涉及危险品、易燃易爆品等，在测三级测试主要针对普查或定期监测，应根据每次测试的不同要求选取数量满足要求的617357测试方法标准中，也仅给出“沿管长取若干个测定界面，在每个界面的圆周上布置验验证情况，发现如图所示的三个点位的测试结果的平均值和等分法结果的平均值接近。调研中发现，工业装置中的管线排布情况复杂，多条管线并排布设情况较多。因此本标准的要求，以便于实际中根据管道的实测周长a)单管b)并排位于管沟、管廊、隧道中的设备、管道的环境温度应在环沟、廊、隧道内壁附近测试埋地的设备和管道，应测量地表大气自然温度和设备及管道周围土壤自然温度，土壤②调整了本章结构。将保温和保冷中散热损失量和冷损失量的换算公式统一，其中，7P——传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m2·K)]；Vm——介质温度，单位为摄氏度(℃);VM,x——测试时的介质温度，单位为摄氏度(℃);VL,x——测试时的环境温度，单位为摄氏度(℃);Ri——绝热结构总热阻，单位为平方米开尔文每瓦[(m2·K)/W]；αS——表面换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m2·K)]。VID2055Part3中还说明测试的外表面温度与设计条件有偏差，应进行换算后才能与③本次还修改了各参数的代号，与GB/T8175协调一致，便于应用。效果评价分为保温工程、保冷工程、人身防护工程，根据三类工程的不同设计要求进行。其中，设计中有采用经济厚度法的，应先按经济厚度计算外表面温度再与处理后的实测值8绝热效果受工程质量好坏的影响较大，所以在测试时应对工程质量进行分析，尤其是绝热层的厚度、均匀性、缝隙的处理，对绝热效果测试的影响较大。当绝热结构已经与设3.1测试整体情况试由北京市建设工程质量第四检测所有限公司和大连光明院节能技术研究检测中心有限公司分别承担。测试目的为：观察测试全流程，研究测试对象的选择，测点的布置、数据的25/633在现场测试中发现，化工生产装置中的设备和管线情况较其他项目复杂的多，一个装置区域的管线数量多达上千条，但其中有较长的直管段的、架设位置可以较轻易上人的、周围没有对其产生影响的设备和管线等等因素都满足的管线非常少。多数管线在人可接触的地面或平台上都设有阀门、接口，直管段多在管廊中和其他管线并排敷设且间距较近，合考虑绝热类型、介质温度、绝热结构等因素，对数量庞大的管线和设备进行分组，再从在具体测试过程中，白天太阳辐射较强时或风速较大时，对测试的影响极大，热电偶和热流传感器布设后，测试受二者影响波动很大，通常需要在天黑后等风速变小后才能基本稳定。白天使用红外成像仪时，也受光照的影响，扫描结构不准确，成像不稳。此外还受设备、管道周围金属护栏、阀门等影响较大。在室内使用时，也受室内灯光反射的影响9较大。因此实际操作时，要根据环境条件，有选择的使用。当环境条件不满足时红外成像仪的使用，又需要对某一设备或管道的外表面温度进行预测试，以判断温度分布，制定测测试中，两家机构使用了不同的热流计、风速仪、温湿度计等设备，设备精度均满足标准要求。使用的硅脂、导热双面胶等热接触材料也满足标准要求。三个项目现场测试对设备/管线代号及名称式℃上------ ----设备/管间%器/0.64汽管道/0.63道/0.74/0.74/1.64/道/(一平台)--54.23.2(二平台)--69.03.2--34.13.2--25.53.0-38.43.0-28.10.83.2主要试验及结论3.3.1布点位置在四川泸州项目和浙江宁波项目中，分别对三根竖直管道的不同位置的管段截面进行能根据层高预估距离，且由于测试管段分别位于室内和室外，受风速影响，测试结果差距较大。P-301106与P-301104并排架设在装置平基本一致，此时测试结果较为接近。因此在测试段选取时，应有足够长的直管段，才能设置不同的测试截面以使测试数据具有一定的代表性，根据测-24.0-26.9-44.7-32.03.2.2传感器贴敷方式以E-357设备进行研究性测试，如图所示，布设了三个不同位流传感器，两个热流传感器的之间布设热电偶。热流传感器分别采用铝箔胶带包覆四周和铝箔胶带包覆整个传感器两种贴附方式进行前后对照试验。同时监测了实时风速、环境温热电偶采用铝箔贴附在外表面上，在风速变化时，热电偶测出的外表面温度受风速变502 10热流传感器采用铝箔胶带包覆四周的方式贴附的，实时温度变为垂直设备长度方向的贴片，Qi9为水平于长度方向的贴片。可以看到热流传感器在测试时读数波动较大，但不能看出整体随风速的变02100210采用铝箔胶带包覆整个贴片的方式贴附的热流传感器和实时温度变化如图6所示。其对各测试点位不同贴片方向是否采用铝箔胶带覆盖整个测试片进行结果对比，如图ce）3号测试点位垂直长度方向的贴片f）3号测试点位水平于长度方3.2.3绝热材料导热系数1W/(m·K)2W/(m·K)3kg/m31W/(m·K)2W/(m·K)1W/(m·K)2W/(m·K)3kg/m3求时，将对测试结果产生一定影响。项目中，往往存在材料导热系数与设计可能，在在测试值回归计算中，应考虑材料导热系数偏差本标准的实施对推动落实《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳23号）等政策文件的要求，降低能源消耗和碳排放，实现高质量、可持续发展具有重要意造成的。设备和管道绝热的一个重要目的正是节能、降耗。本次修订，仍贯彻综合考虑经我国设备和管道每平方米节能20%以上。进而将间接减少源头能源消耗，为碳减排作出贡有效推动优质绝热材料在工程中的使用，进而推动我国产品质量提升，打击低价低品质产无同类国际标准。与本标准相同的国外标准有VID2055Part3Thermalinsulationofheatedandrefrigeratedoperationalinstallationsintheindustryandthebbasicsfortheverificationofthermotechnicalpropertiesofinsulationsystems,determinheatlosses《工业和建筑加热制冷操作装置的绝热——绝热系统热工性能验本标准与VID2055Part3就范围在测试方法上，本标准明确提出了表面温