李雷明

（大慶煉化公司煉油一廠汽柴油加氫車(chē)間，黑龍江大慶 163318）

1 煉化公司高溫管線的保溫現(xiàn)狀

受施工方法和施工材料限制，目前很多老企業(yè)的高溫管線外表面溫度仍然偏高，管線熱損失普遍偏大，降低了能源利用效率，對(duì)環(huán)境造成熱污染，增加企業(yè)生產(chǎn)成本。煉化公司目前高溫管線保溫材料主要采用硅酸鋁纖維管殼，采用16#鐵絲捆扎固定。這種施工方法主要存在以下缺點(diǎn)。

（1）管殼材料包覆的施工方法，雖然施工方便進(jìn)度快，但保溫層間仍存在較大縫隙，因此高溫管線的大部分熱量是通過(guò)保溫層的縫隙間內(nèi)的空氣以熱傳導(dǎo)方式流向大氣，造成熱量大量損失。

（2）保溫材料僅采用鐵絲捆扎，固定間隙會(huì)隨著管線的熱脹冷縮在重力作用下逐漸加大，造成管線熱量損失逐年加大。

（3）輻射熱由高溫區(qū)域單向地向低溫區(qū)域流動(dòng)，缺乏有效反射與阻攔措施。

2 “四毯兩布”保溫方法介紹

2.1 “四毯兩布”保溫方法出現(xiàn)背景

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用“四毯兩布”的保溫方法，可有效減少高溫管線熱損失。2018 年8 月，煉油一廠汽柴油加氫車(chē)間采用“四毯兩布”施工方法對(duì)部分中壓蒸汽管線進(jìn)行保溫升級(jí)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后效果明顯?，F(xiàn)總結(jié)材料特性、施工方法和施工效果。

2.2 “四毯兩布”保溫方法的材料（表1）

表1 “四毯兩布”保溫方法的材料

2.3 “四毯兩布”保溫方法的施工步驟

第一層安裝厚度為20 mm 高鋁型陶瓷纖維凱盾毯1 層，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定；第二層纏裹鋁箔布，金屬面朝向高溫側(cè)，要將保溫材料緊緊地包裹嚴(yán)實(shí)，包裹嚴(yán)密后可對(duì)保溫棉起固定作用，同時(shí)可有效將輻射熱反射回到管線中；第三層安裝厚度為50 mm 的高純型陶瓷纖維陶盾毯，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定；第四層安裝厚度為50 mm 的高純型陶瓷纖維陶盾毯，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定，第四層縫隙要與第三層縫隙錯(cuò)開(kāi)20 cm；第五層纏裹鋁箔布，金屬面面向高溫側(cè)，要包裹嚴(yán)實(shí)；第六層安裝厚度為50 mm 的高純型陶瓷纖維陶盾毯，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定；第七層安裝厚度為0.5 mm 鍍鋅鐵皮保護(hù)層。

3 “四毯兩布”保溫方法效果

汽油加氫裝置內(nèi)中壓蒸汽管線主要為汽輪機(jī)提供動(dòng)力，該管線設(shè)計(jì)溫度為350～440 ℃，日常運(yùn)行時(shí)蒸汽溫度為320～410 ℃，管徑為DN200 長(zhǎng)度為107 m。該管線原保溫采用硅酸鋁管殼，用16#鍍鋅鐵線捆扎固定，2013 年9 月施工完成。

保溫升級(jí)前后在環(huán)境溫度同樣為27 ℃時(shí)，在風(fēng)速均為0.6 m/s 環(huán)境下，采用相同型號(hào)的熱成像儀，對(duì)相同位置的同樣長(zhǎng)度的管線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。管線外表面溫度降幅明顯，圖片對(duì)比如圖1 所示。

圖1 界區(qū)蒸汽管線保溫情況

4 經(jīng)濟(jì)效益

依據(jù)GB 50264—2013《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]。

式中 q——管線在大氣中的熱損失，MJ/s

T0——管線保溫更換前外表面平均溫度，℃

T1——管線保溫更換后外表面平均溫度，℃

αS——外表面換熱系數(shù)，W/（m2·℃）

Fw——管線保溫外表面積，m2

D——管線保溫外徑，m，本條管線參照DN200 管線計(jì)算

L——管線保溫長(zhǎng)度，m

DN200 管線每米管線熱損失為q=11.6×3.14×0.559×（70-45）×10-6=0.000 509 MJ/s。DN200 管線每米每年可節(jié)約瓦斯成本PJ=［（q×3600×24×365）/（qF×η）］×PF，其中，PJ為每米每年可節(jié)約成本，萬(wàn)元/（年·m）；qF為瓦斯熱值，29 309 MJ/t；PF為價(jià)格，0.04 萬(wàn)元/t；η 為熱效率，0.8。

PJ=［（0.000 509×3600×24×365）/（29 309×0.8）］×0.04=0.027 4萬(wàn)元/（年·m），由于DN200 管線施工成本PS約為每米0.07 萬(wàn)元，t=PS/PJ=0.07/0.027 4=2.55 年，其中，PS為每米管線施工價(jià)格，萬(wàn)元/m。因此，預(yù)計(jì)2 年半可以收回成本。

5 總結(jié)

“四毯兩布”保溫施工方法利用低導(dǎo)熱系數(shù)保溫材料可降低熱傳導(dǎo)速率；采用錯(cuò)縫施工的方法可以有效封堵施工材料間的縫隙，降低熱量通過(guò)保溫材料間的縫隙流失；采用復(fù)合高硅氧鋁箔布緊緊地將保溫材料包裹嚴(yán)實(shí)，金屬面朝向高溫側(cè)，鋁箔布既可以對(duì)保溫棉起固定作用，防止日后保溫材料間的縫隙加大，同時(shí)可有效將輻射熱反射返回管線中。“四毯兩布”保溫施工方法可大大降低高溫管線的表面溫度，降低介質(zhì)的溫降，減少高溫管線的熱損失，是公司節(jié)能降耗的一項(xiàng)先進(jìn)措施。雖然“四毯兩布”的施工費(fèi)用比以前保溫施工費(fèi)用有所提高，但成本收回時(shí)間較短，而且一旦施工后會(huì)長(zhǎng)期收益。