陳巧蘭

【摘? 要】為了進一步剖析當前煉油企業(yè)內部保溫管道系統的熱量損耗情況，本文從材料選型、工藝工法和分級設計模式這三個維度來探索、研究保溫管道熱量損耗的緣由。根據現階段的熱損狀況，需要重新評估當下管路保溫方案的可行性，有針對性的采取相應的整改措施，具體如下：保溫材料的選型優(yōu)化、分級設計模式的升級，對熱量損耗的實時監(jiān)測跟蹤。得以有效達到預期的隔熱效果，減少熱量的損耗。

【關鍵詞】煉油廠;保溫絕緣;材料選型;工藝工法;創(chuàng)新升級

前言：保溫對于需要持續(xù)維持同一溫度的管路意義重大，不僅如此，還兼?zhèn)淙缦聨讉€作用：①安全性：對于高于60℃的管道，為防止人員燙傷，必須采取必要的保溫措施;而管路溫度過低時，同樣也需要對其進行防凍保護;②環(huán)境：管道保溫可降低在特定區(qū)域內對環(huán)境的影響，減少管道對環(huán)境溫度的影響，改善人員勞動條件;③經濟性：管道保溫可減少管道的散熱損失，提高經濟效益。④工藝：某些工藝系統需要管道在一定溫度范圍內運行，否則將有可能發(fā)生冷凝、堵塞、腐蝕等異常情況，影響工藝系統運行，需要采取保溫措施維持工藝正常運行。

在我國，保溫管路的應用在煉油廠極為普遍，如果不做好保溫隔熱措施，勢必會帶來巨大的經濟損失及企業(yè)成本的上升。因此，如何有效的應對煉油廠的管路熱量損失，提高熱量利用率則顯得尤為重要[1]。

1煉油廠管路保溫的現狀

1.1國內外設計差異

設計規(guī)范上國外管路保溫的基本設計思路相比于國內更加注重安全性，如：在保溫設計時，當管路工作溫度高于60℃時，國外的設計規(guī)范要求的工作安全距離大于國內的設計規(guī)范要求。

1.2保溫材料的選型及其性能要求

1.2.1保溫絕緣材料的性能要求

①熱導率：熱導率即導熱系數。保溫材料所具備熱量傳遞的性能，我們稱之為熱導性。通過材料的熱導性可以識別其熱量傳遞的能力，作為導熱的參數。不同的保溫材料所具備的該項基本物理特性均有所差異。

②容重：即密度，代表其單位體積的質量。但并非容重越高或越低，則熱導率越好，經過計算，保溫材料擁有一個最佳容重值，只有達到最佳的容重時，它才具有較小的熱導率和較好的保溫效果。但在施工過程中，企業(yè)往往會考慮構件的設計負荷，盡可能的減少容量。所以，在保證其熱導率較低的情況下，選擇較低容重的保溫材料，是煉油企業(yè)的普遍選擇方向。

③最高使用溫度：一般保溫材料的使用溫度是指保溫材料在該溫度下長期使用，其理化性能穩(wěn)定，符合設計和運行的技術要求。根據現場管路實際運作溫度的極限值，選擇合適的保溫絕緣材料。在選擇保溫材料時，必須考慮其所能長時間安全、可靠承受的極限溫度[2]。

④含水率：對于水分的吸收能力稱為保溫材料的吸水性。保溫材料在其單位體積內所能吸收水分的量稱之為吸水率。潮濕的保溫材料往往會因為溫差而積聚形成冷凝水，并附著在管路系統上，隨著時間的推移，開始大范圍的擴散至其他干燥的保溫層內，造成大面積的凝水環(huán)境，將提高保溫材料的熱導性，大幅度降低其保溫效果，還可能導致材料的變形，甚至脫落。因此，為了有效減少保溫材料的吸水性，除了創(chuàng)造較為良好的干燥環(huán)境外，還可以適當地在保溫材料中加入憎水劑，如憎水型巖棉板、管和憎水硅酸鋁制品等。

⑤線膨脹系數：所有材料都具備基本的熱脹冷縮的物理特性。當保溫材料受熱時，其膨脹的大小稱之為線膨脹系數。保溫材料的線膨脹系數與材料的熱穩(wěn)定性有密切的關系。線膨脹系數較大的保溫材料，其受熱產生的應力就會更大，從而導致更大的形變，嚴重時，會直接瓦解保溫材料的內部結構，使其出現斷層，喪失保溫效果。因此，在設計時，應充分考慮保溫材料的的線膨脹系數，在建模階段留足其受熱膨脹的空間，防止其因內外應力而產生無法補救的形變。

⑥防火及隔音性能：當前的保溫絕緣材料基本都具備一定的防火性能，屬不燃物，如保溫巖棉，不僅不含石棉，還能達到隔音降噪的效果。

1.2.2材料的選型模式

根據保溫材料的特有性能及現場實際需求情況，應至少滿足以下幾個選型要求：①熱導率低、容重低、滿足現場施工條件、方便安裝。②確保保溫材料的耐受溫度高于現場管路實際工作溫度，且可以長時間耐受。③結合各個工廠、企業(yè)的實際情況，可不使用單一品種的保溫材料。但必須保證其安全性[3]。

2 保溫材料的安裝工藝

保溫材料的安裝在國內已較為成熟，其主要由管路基層噴涂、保溫絕緣層及外層保護加上固定件的組合構成。常規(guī)的安裝工藝為：在管路預舾裝結束后，進入砂房打磨拋光，隨后進行第一遍底漆噴涂，待底漆干涸后，進行第二遍面漆噴涂。隨后進行現場管路安裝，不同的制造業(yè)其保溫層的安裝固定模式不同，通常采用綁扎的方式將保溫材料固定在管路表面，最后，根據實際需要，選擇合適的保護層覆蓋即可。盡管國內保溫層的安裝工藝已趨于成熟，但依然不可能避免的受到外界因素的影響，如：施工工藝節(jié)點未按廠家要求施工、現場驗收不嚴謹、搭縫錯位，少做、漏做、材料使用錯誤、厚度未按要求等，都會造成保溫材料安裝完成后無法滿足實際隔熱要求，造成熱量的過度損耗。

3執(zhí)行分級設計模式

不同的介質傳導需要的溫度不同，導致管路承受的溫度各不相同。在管路傳輸高熱量介質時，能量傳導劇烈，熱量損耗就越明顯。只有選擇相適應的保溫材料，才能最大化的滿足管路的隔熱要求，減少因傳導帶來的熱量流失。因此，在設計階段，工程師需要對各個管路系統進行分級分類，根據其介質的傳導溫度，選擇最佳的保溫層進行隔熱防護，而不是一概而論的統一一種保溫材料。同時，需要考慮現場施工的可行性，在現場實際施工情況無法滿足當前級別的保溫材料時，可選擇更高級別的保溫材料代替，切不可以低替高，或者選擇性放棄，應與設計部及時溝通，通過現場勘驗及技術規(guī)范要求，制定合適的施工方案[4]。

4 嘗試新型保溫材料

企業(yè)想要發(fā)展，離不開創(chuàng)新。在保溫材料的選型上，切不可剛愎自用。應積極吸取、采納新型保溫材料。隨著科技的高速發(fā)展，如氣凝膠、納米技術、功能性陶瓷等新型材料的相繼出爐，已逐漸填補當下保溫材料在部分功能上的不足，甚至還能提供更多優(yōu)秀的功能，如防腐、易更換、易施工等。隨著新材料新工藝的發(fā)展，也給企業(yè)帶來了更優(yōu)質、更高效的使用效果，以及更高的經濟效益。

結論

管路保溫的熱損率是當下國內煉油廠普遍關注的問題，熱損率的高低直接影響一個煉化企業(yè)的成本投入，乃至安全問題。本文通過當前煉油企業(yè)內部保溫管道系統的熱量損耗情況，從材料選型、工藝工法和分級設計模式這三個維度研究分析出如下應對方案：①為減少和解決管路的保溫問題，各煉油廠首先需要清晰的了解各類保溫材料的性能及其基本屬性，熟悉國內的主流保溫材料品種。根據材料的熱導率、容重、安裝工藝、耐受溫度科學的選擇與現場相適應的保溫材料。②優(yōu)化工藝工法，提高保溫材料的現場安裝質量，減少或避免材料浪費和施工錯誤的發(fā)生。③有效的執(zhí)行分級管理思路，根據管路系統溫度的不同，選擇最優(yōu)的安裝方式④嘗試接受新型保溫材料，根據材料的各自優(yōu)勢，合理的進行材料選型，以提高企業(yè)的經濟效益。

參考文獻：

[1]袁飛，楊光，徐安軍，et al.基于不同保溫措施下的鐵水包熱狀態(tài)模擬分析[J].工程科學學報，2018，76（1）：31-40.

[2]張培華，徐曉光，王建軍.管道熱損失及鍋爐房加熱系數的選取[J].工業(yè)加熱，2018，47（3）：78-79.

[3]楊涵宇，劉秦見，龍恩深.毛細管輻射地板結構設計參數對有效供熱及熱損特性的影響[J].四川建筑科學研究，2019，23（4）：89-90.

（作者單位：中國石化集團茂名石油化工有限公司工程管理部）