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新型预制架空管与传统架空管技术对比

发布日期:2020-03-13
摘要:

在工业生产、生活采暖等方面中,需要从供暖系统中汲取并用到大量的热能。热力发电厂作为供暖系统的“心脏”,源源不断地给予热能,而热力管网则充分发挥着“血管”的功能,是运输水、蒸汽等热能承载介质的关键设备。目前,集中供暖系统的热水管网,即使有良好的保温措施,其散热流失仍占总输入热量的5%~8%,而对于温度更高的高温蒸汽管道,散热流失将会更大。我国的电力发展“十三五”规划中,推进集中供暖,逐渐取代燃煤小型锅炉,降低燃煤环境污染成为关键的发展趋势,而集中供暖规模的不断发展必然使得热力管网的运输距离逐渐加长。考虑到高温热能的品位高于低温热能,因而热力管网的保温性能将直接降低供热管网系统的能源利用率与环境经济效益。

在供热管网中,为了能减少热能在输送的过程中向环境耗散,与此同时避免管道表面温度过高导致烫伤意外,保温管成为远距离供热管网中的关键性设备。

下面我们就来具体介绍一下传统架空保温管的特点。传统管常采用岩棉、玻璃棉等软质的保温隔热材料,也采用硅酸钙等硬质的保温隔热材料。软保温隔热材料的优点是初始投资低,短期效果不错,缺点是抗压能力差,易受外力作用而变形,长时间采用后还易出现沉降,导致保温层上薄下厚,保温性能降低。硬保温隔热材料则解决了软保温隔热材料易坍塌、不抗压的问题,使用期限较长,但硬质的材料与工作管间以及硬质的材料相互间均难以密切贴合,易形成间隙而出现对流换热。

无论是采用软质的还是硬质的材料,传统管的工程施工方法均是先安装工作芯管,然后在现场开展保温层及外防护层的工程施工。因为现场保温工程施工的辅助机械设备少、地形多样化、工作艰苦,制作出的保温管具有很多缺点。

1)隔热管托的支架结构使得工作管与支架间并没有完整的保温隔热材料,管托与保温隔热材料在管道轴线方向上面有间隙,散热量较大。

2)现场工程施工条件差,主要依靠建筑工人手工作业,无机械设备辅助,工程施工周期长、品质可控性差、整体化保温性能较差。

3)因为传统管存在间隙,施工中需采用软质的保温隔热材料开展嵌缝,现场嵌缝工程施工费时费力,工程监理不便,故一般 嵌缝效果不佳,导致整体化保温性能降低。

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本文中详细介绍了各类预制直埋保温管,可见预制保温管技术在直埋管道项目中已经得到了广泛的使用,而架空管使用预制方法进行建设的还较为少见。针对传统架空保温管的各种缺点,本文介绍一种新型预制架空保温管技术,与传统管的技术特点对比如图1所示。

与传统管不同,新型管采用了工厂预制保温管的模式,在工厂内制作保温结构及外防护层并包装后运输至现场,然后采用机械设备辅助安装。现场安装工作仅包括各节成品管道的架设连接及接口处的保温施工,大大提高了现场施工效率。以直径为600mm,总长1000m的蒸汽保温管道的施工过程为例,在不考虑天气因素的影响下,2种保温管保温施工的周期对比见表1

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本文中详细介绍了各类预制直埋保温管,由此可见预制保温管技术在直埋管道项目中已经得到了广泛的使用,而架空管使用预制方式开展建设的还较为少见。针对传统架空保温管的各种缺点,本文详细介绍一种新型预制架空保温管技术,与传统管的技术特点对比如图1所示。

与传统管不同,新型管使用了工厂预制保温管的方式,在工厂内生产制作保温结构及外防护层并包装后物流运输至现场,然后使用机械设备辅助安装。现场安装工作仅包括各节成品管道的架设连接及接口处的保温施工,进一步提高了现场施工效率。以直径为600mm,总长1000m的蒸汽保温管道的施工环节为例,在不考虑到天气因素的影响下,2种保温管保温施工的周期对比见表1

在保温结构上,传统管通常仅使用单种隔热材料——硅酸钙,而块状硅酸钙间常产生缝隙,需要开展现场嵌补,否则将发生严重的漏热。新型管为了解决缝隙问题,使用了3层复合型保温结构。硅酸钙和工作管间的缝隙由最内层的软隔热材料填补,减少了对流换热,提升了总体保温性能;软保温层较薄,可使用比玻璃纤维毡导热系数更低的硅气凝胶复合型毡;与此同时,新型管硬质保温层外层增加了发泡聚氨酯保温层。在工厂内,将敷设好硬保温层的半成品管道放入模具中注入聚氨酯原料液发泡成型,聚氨酯材料完整包裹住硬保温层,使保温管成为无缝总体,通过缝隙的漏热被控制,总体保温性能进一步提高。

传统管使用冷态敷设的方式,而工作芯管热态下发生膨胀造成缝隙增大,12m长的直管产生20条缝隙,总体保温性能下降严重。新型管使用热态敷设的方式,在架设连接好各节保温管后,通气使其达到热态。得益于聚氨酯保温层的包裹作用,保温管内不会产生缝隙。工作芯管受热膨胀而延伸的部分全都产生在芯管连接口处,此时缝隙减少为各节管道头尾2条,可对它进行集中保温加工处理,效率提升的与此同时保温性能也得到提升。

传统管在架设工作管时使用隔热管托将工作管与支架隔开,新型管由于在工厂已制得成品,支架与工作管间有完整的隔热材料,并没有导热良好的热桥产生,总体保温性能进一步提升。

宁波万里管道有限公司通过数年研发,克服诸多技术难题发明的一种新型的预制保温架空管结构用以解决现有保温管技术存在的不足。

新型预制架空保温管在施工流程、保温结构、支架结构、敷设方法、缝隙处理工艺等方面上均做出了改进。本文提到的新型架空蒸汽保温管对热力工程项目能够提供有跨时代的意义,对于节约煤炭资源,改善供汽质量,减少环境污染具有有力的积极意义。

我们将在下一篇《新型预制架空保温管在供热项目中的应用》中详细阐述新型的预制架空保温管在供热项目中的应用及新型架空管与传统架空管的投资成本对比。

 

 

 

 


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