纳米复合材料在中沙石化高温管道隔热节能治理项中的应用

作者：设备医生官方号时间：2023-08-25浏览：225

立项背景目前中沙公司乙烯区域超高压蒸汽管道及废热锅炉管道保温层维修频率高，热损失较大，严重影响区域装置的能耗管理和工艺稳定。界区外超高压蒸汽管道局部表面温度95.4℃，界区内管廊超高压蒸汽保温局部表温78.5℃，区内管廊交界超高压蒸汽管道局部表温66.5℃。按高温热力蒸汽管道系统相关行业标准：GB50264-2013《工业设备及管道绝热工程设计规范》，规定保温计算应根据工艺要求和技术经济分析选择计算公式，当无特殊工艺要求时，保温的厚度应采用“经济厚度”法计算，经济厚度偏小以致散热损失量超过最大允许热损失量时，应采用最大允许热损失量下的保温厚度，且保温结构外表面温度应符合下列要求： 1环境温度低于或等于25℃时，设备及管道保温结构外表面温度不应超过50℃。 2环境温度高于25℃时，设备及管道保温结构外表面温度不应高于环境温度25℃。防止人身遭爱烫伤的部位，其保温层厚度应按表面温度法计算，且保温层外表面的温度不得大于60℃。中沙公司超高压蒸汽管道，表温超温明显。同时管道长，保温层较厚，保温层易破损，管道散热损失相当显著，超高压蒸汽管网会出现压力波动，造成工艺不稳定。废热锅炉管道采用硅酸铝棉及保温铝皮结构，硅酸铝棉厚度150mm，按管道保温结构保温脱落明显，维修频次高。通过分析这两种管道保温结构的特征及维护现状。寻求一种保温层结构，实现保温层安全稳定，表面温度低，维护费用低，这是很有必要的。最终实现操作安全、工艺稳定及降耗节能的目标。经济公析：高温热力蒸汽管道的原保温结构，主要由绝热层和保护层2部分组成，绝热层采用硅酸铝棉，厚度150mm，保护层为为0.5mm厚的铝皮，单位米单价782.99元/m，每年管道热损可达54.2592GJ/m. 采用纳米陶瓷复合绝热材料的保温结构，主要由绝热层、防水保护层、漆层，厚度140mm。单位米单价78041.9元/m，每年管道热损可达33.0077GJ/m. 保温层的表面温度和表面散热热流密度，是反应保温结构保温效果的2个重要参数。采用硅酸铝棉保温结构单位长度管道比纳米陶瓷复合绝热材料外表面增加热损Q 硅酸铝棉－Q纳米陶瓷复合绝热材料=21.254（GJ）。根据国家统计局数据，每节约 1GJ，1T蒸汽（400℃）焓值约2.5GJ，就相应节约了蒸汽：21.254/2.5=8.5T蒸汽，根据目前蒸汽结算价格，以蒸汽计算节省220*8.5=1870元，按500米估算，可节约93.5万元。采用纳米陶瓷保温层后，蒸汽管道保温层较轻，安装牢固，使用周期长。维护频次大降低，年均维修费用降至10万/百米（按8年一个周期），维护费用低。管道表温低于50℃，无烫伤风险。从维护及操作环节消除了安全陷患。推广价值及范围：纳米保温材料因其原理（涂抹在设备表面），除在管线、大平面具有明显的节能优势，在弯头、异径管、竖直管道、阀门、小管径管道等特殊位置的适用性有更大的优势。