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供热管道保温材料的选择及经济保温层厚度计算

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供热管道保温材料的选择及经济保温层厚度计算

发布日期:2018-02-06 作者: 点击:

中国北方地区冬季采暖,是由热源通过管道将90℃以上的热水输送至居民小区的用户或小区的换热站,由于东北地区冬季室外温度较低,管道在输送过程中,热媒温度高于管外环境温度和冻土层温度,热量将不断的通过供热管道的壁面传递给管外空气或冻土层,这部分热量称为管道散热损失。因此,要通过对供热管道进行保温来减少这项热损失。


目前,集中供热系统的热水管网,即使有良好的保温措施,其散热损失仍约占总输入热量的5%~8%。在未实现热电联产的中小城镇,供热形式仍为独立小锅炉分片供热,因保温材料选择的不合理,施工质量达不到设计要求,保温层破损维修不及时等原因,其散热损失会大大增加,而且这种热损失是持续存在的,它不仅会造成热媒参数的变化而影响供热质量,还会造成较大的能源浪费。根据国家规定的城市供热管网输送热效率达到90%以上的要求,合理选择供热管网保温材料、保温层厚度及保温方法,对有效减少热媒在输送过程中的散热损失,节约燃料消耗尤为重要。


1.管道保温材料的选择


由于中国地域辽阔,气候条件差异较大,在东北地区,冬季室外温度低,应考虑选用高效保温材料对供热管网进行保温。保温范围应按《热网规范》规定的,供热介质设计温度高于40℃的热力管道、阀门、设备一般应进行保温。其目的是减少散热损失,使热媒能维持一定的温度和压力,以满足生产和生活用热要求,节约燃料,并保证热力管道不受外界影响。目前,热力管道工程常用的保温材料种类较多,有石棉、岩棉、珍珠岩、玻璃棉、泡沫橡塑、聚氨酯硬质泡沫塑料等制品,按照国家对保温材料选用的现行标准和有关规定,保温材料的导热系数不得大于0.12(w/m·k);容重不得大于300kg/m3;含水率小于7.5%;抗压强度不小于0.4 MPa。为了满足上述要求,在选择保温材料时应参考下列条件进行选择。(1)导热系数小;(2)容重小;(3)坚固耐用,有一定的抗压强度;(4)能耐一定温度,不燃或难燃;(5)抗湿性强,吸水率低,不会因水泡受潮而变质损坏;(6)原料来源广,制造施工方便,价格低廉。


根据国家标准和规范对供热管道保温材料的选择要求,考虑材料的综合性能和工程中实际应用的保温效果,聚氨酯硬质泡沫塑料和泡沫橡塑材料在近年来被广泛用于供热管道保温工程。


聚氨酯硬质泡沫塑料主要用于外网供热管道的保温,其优点是,导热系数小、容重轻、吸水率低,有一定的抗压强度。聚氨酯发泡后因附着力较强,管道外表面可不做防腐处理,节省防腐材料和人工费,同时外层的塑料保护层可以起到防水阻燃,保护聚氨酯材料的完好,延长使用寿命等作用,使保温材料的维修更换费用大大降低。


泡沫橡塑管壳,由于该材料的抗压强度低,目前主要用于地沟、管井内的采暖干管和支管的保温,其优点是导热系数小、容重轻、便于安装,并容易对阀门、三通、弯头等不规则管件进行吻合包裹,达到减少散热损失的目的,也是供热管道理想的保温材料。

哈尔滨保温材料

哈尔滨保温材料橡塑保温管采用优质的橡胶聚氯乙烯(NBR—PVC)为主体材料,经混炼、密炼、连续式挤出、加热发泡、冷却印字分切而成。如此优点有:


(1)闭泡式结构,外界空气中的水汽很难渗透到材料之中,具有优异的抗水汽渗透能力,保冷保温层外表面不必再添加隔气层,湿阻因子μ值大于等于4500构成“内置”的防水汽层,使整体既是保温又是防潮层。

(2)导热系数低,平均温度为0℃时,本材料导热系数为0.034w/m.k,而它的表面放热系数高,因此在相同外界条件下,使用本产品厚度比其它保温材料薄一半以上,能达到相同的保温效果,从而节省了占用空间,节省投资。

(3)便于安装,橡塑富柔软性,安装简易方便,因材料外表有橡胶而光滑平整,不需另加隔汽层、防护层,减少了施工中的麻烦,也保证了外形美观、平整。

(4)重复利用,节约开源,当设备或管道检修时,剥离下来的本材料可重复使用,性能不变。

(5)防火性能高,材料中含有大量的阻燃减烟原料,燃烧时产生的烟浓度极低,而且遇火不熔化,不会滴下着火的火球,材料具有自熄灭特征。 按GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》,本产品为B1级难燃材料,确保安全可靠。

   

哈尔滨保温材料橡塑保温管是密闭式发泡结构,导热系数小;具有优良的绝热效果,可节省能源消耗:密闭式气泡结构及致密的表皮使水汽不易透过,且吸水率低;产品富有柔软性,施工安装极为方便,省工省料;外观雅致清洁;适用温度范围广(-40℃至120℃),耐火性良好,经久耐用;独特的阻燃配方,使材料具有优良的防火阻燃效果。由于橡塑保温管综合性能突出,可广泛用于中央空调、建筑、化工、医药、轻纺、冶金、船舶、车辆、电器等行业和部门的各类冷热介质管道、容器,能达到降低冷损和热损的效果。又由于它施工方便、外观整洁美观,没有污染,因此是一种高品质的新一代绝热保温材料。


哈尔滨保温材料橡塑保温管的主要性能:

1、橡塑保温管具有优异的抗水汽渗透能力 湿阻μ≥5,000 既是保温层又是防潮层;

2、防火性能好 氧指数32以上;

3、不含CFC, HFC或HCFC等含氟烃材料 不含甲醛、粉尘和纤维;

4、橡塑保温管具有优良的防火性能。为B1级难燃材料,使用温度范围为-50℃到110℃。


哈尔滨保温材料橡塑保温管的特点:  

具有密闭式的气泡构造,有效地隔绝了水汽的进入,即使此产品的表面被划也不会影响到整体的隔气性,因此它不需要再次添加隔汽层。这款橡塑保温管它还具备了抗水汽和吸水能力强,而且它的导热系数低长时间保持稳定性。并且它的保温材料要比其他的保温材料薄的多,它的阻燃性效果很好。还具备了减震、吸音的效果。此产品的安装十分简单方便,其外观洁净。


一般厚度和长度的规格组合有10mm/20m、15mm/20m、20mm/10m、25mm/10m、30mm/10m几种,如有特殊要求,管道外径超过89mm建议使用板材,并且保温材料需要厚度超过25mm,采用多层重叠包装,直至所需厚度,常见橡塑保温管板材、管材都多为黑色,特殊颜色可实际定制。


2.经济合理保温层厚度的简便计算


供热管道保温层厚度是由技术和经济两方面因素来决定的。所谓“保温层经济厚度”是指包括供热管道保温结构的投资、折旧费、年运行维修费和管道保温后的散热损失费在内的总费用为最小时的保温层厚度,保温层厚度不够,散热损失增大,造成能源的浪费。保温层厚度的增加,可以减少散热损失,节省燃料,减少运行费用,然而确增加了保温结构的一次性投资。所以,合理的确定保温层厚度既节约了能源又减少了工程造价,是供热管网工程十分重要的环节。


根据《设备及管道保温设计导则》GB /T8175中管道允许最大散热损失的规定,见表2。


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管道的保温层厚度与管道的直径、管道表面温度、材料的导热系数、管道允许最大的散热损失有关。经济合理的保温层厚度的简便计算方法,可按下式计算:

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式中:D—管道外径(mm);λ—保温材料的导热系数(w/m.k) 查表得出; t1—管道外表面温度,(℃)约等于管道内介质温度; q—允许最大散热损失(w /m) ,由表2 查得;δ—保温层厚度(mm)。



3.结束语


合理的选择供热管道保温材料及保温层厚度,降低供热管道的散热损失,在当前节能减排的新形势下十分重要,为了达到降低能源消耗的目的,在设计过程中应根据各地区的气候、材料的性能、保温效果等方面综合考虑,选择合理的保温材料和经济的保温层厚度。


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