纳米气凝胶绝热材料传热方程拟合及结构设计

纳米气凝胶绝热材料是一种具有纳米多孔结构、导热系数最低的固体新型材料,由于缺乏传热基础参数,造成使用厚度偏差较大,成为制约该材料推广应用的瓶颈。文中利用管道保温试验装置模拟工况,采用纳米气凝胶绝热材料作为保温层,使用稳态法测量表面热流量,通过傅里叶定律计算得到纳米气凝胶绝热材料在t_m温度时的导热系数,从而拟合出纳米气凝胶绝热材料的传热方程,再利用Excel软件结合试差法自编程序对纳米气凝胶复合保温结构各层厚度进行计算。纳米气凝胶绝热材料和传统保温材料形成复合保温结构是最优使用方式,其中“纳米气凝胶毡+硅酸铝针刺毯”、“纳米气凝胶毡+硅酸钙”综合费用最小,可作为设备及管道保温的优选结构。     

蒸汽管道保温技术优化研究

针对目前石油化工企业蒸汽管道散热损失较大的现状,从蒸汽管道保温层材料、结构的选择以及经济厚度算法进行研究,设计了5种不同保温结构的试验方案,在中石化某企业一段中压蒸汽管道上进行了工业试验。相比改造前的保温结构,采用经济厚度、双层异材和复合保温结构减小了散热损失;气凝胶毡保温结构可有效地减少保温层厚度,提高管道的排布效率。     

注蒸汽管线复合反射式保温结构经济厚度优化计算

新疆油田注蒸汽管线采用复合反射式保温结构,自内向外依次为纳米气凝毯、复合铝箔、硅酸盐棉毡、橡塑、玻璃丝布和铝箔.输汽管线管径已定时,保温结构决定了管线的投资费用和运行费用,即年总费用.基于热经济学原理建立了稠油注汽管线复合保温结构经济厚度优化计算的数学模型,利用该模型可以得到不同情况下的经济保温层厚度.输汽管径、输汽温度以及保温材料的价格等因素都会影响到保温层的经济厚度.针对某一工况得到的经济厚度在工况改变时,未必能保证经济上的最优.     

二氧化硅气凝胶绝热毡的应用及性能分析

介绍二氧化硅气凝胶绝热毡在中国石化塔河炼化有限责任公司2~#常压焦化装置的应用,对管道保温节能改造后的效果及技术经济性能进行了评价分析。结果表明:对高温管道采用二氧化硅气凝胶绝热毡改造后,管道外表温度明显下降,节能效果明显,经济效益显著。     

矿棉制品与管道保温外层护套

工业设备的外绝热保温,以往常用的材料为草绳、蛭石、石棉、泡沫混凝土、膨胀珍珠岩等。但这些材料一般都具有容重大、强度低、导热系数大等缺点,因而保温层自重较大,破损率较高。目前许多工业设备采用了“三棉”(矿棉、玻璃棉、耐火纤维棉)型保温材料。保温工程实测表明:当管道上采用同样厚度的保温材料时,矿棉毡可比膨胀珍珠岩制品减少热损失50%以上,也就是说,要得到同样的保温效果,采用矿棉毡比用膨胀珍珠岩厚度减少1/2。如果计算单位面积保温层的重量,则矿棉制品只是珍珠岩制品的1/5～1/6。与蛭石制品保温相比,矿棉制品也有同样的优点。对用于工业设备外保温的矿棉制品,以前普遍反映手感性差,施工不便。最近,由南京“三棉”保温材料容重小、导热系数低、耐高温、化学稳定性好、无毒,此外还有良好的吸声性能。从单价看,“三棉”保温材料比较贵,但如果从实际铺盖的面积计算保温投资,则是便宜的。采用”三棉”保温材料可取得较好的技术经济效益(见表)。     

埋地集输管道防水保护层材料应用现状

管道保温工程的质量在很大程度上取决于防护层质量的好坏。由于目前大多数保温材料吸水率较大，一旦防护层破坏，水很容易侵入保温层内部，保温层一旦受潮，就失去了干态时的优良性能，导致热损失增大，管道腐蚀加速，管道运行就会偏离最佳工况，因此国内外都很重视保温防水材料的开发和应用。本文重点介绍国内外埋地集输管道的几种常用防水保护层材料的种类、结构、性能及其应用状况。     

高温蒸汽管道复合保温结构厚度优化

为了达到高温蒸汽管道保温的经济性，要求保温工程投资年分摊费用与年维修费用之和不超过每年节省燃料的费用。因此，最经济的保温层厚度是指在给定管径和保温材料的条阵下，不同保温厚度时，对年散热损失费用、保温工程投资的年分摊费用、年维修管理费用的总和(年总工作费用)加以比较，年总工作费用为最低值时对应的保温层厚度，称为“最佳经济厚度”，其基本原理如图l所示。     

高温管道直埋保温技术的研究与应用

借鉴１２０℃以下的低温直埋保温管道的成熟试验，并结合高温管道实际情况，研制成功由有机、无机材料组成的高温直埋管道复合保温结构，即：在工作钢管外先敷设减阻层，再敷设无机保温层，然后是有机保温层，最外层加设外护防水层。经实际应用证明效果良好。其中有机材料是有机泡沫保温材料，无机材料是次超轻微孔硅酸钙。但在管道敷设中要注意，无机隔热层的缝隙处理，采取减阻措施、保温层潮湿气体的排放方法，以及控制有机保温层     

石化企业高温管道复合保温结构厚度的计算方法及其应用

分析了复合保温材料内部温度的分布特点,提出了利用Microsoft excel的“规划求解”工具计算复合保温结构内外层保温材料厚度的方法。通过在实际工程的应用,证实了采用复合保温结构,能够以较低的投资获得较好的保温效果,同时指出了在保温施工中应注意的事项。     

长距离供汽管道保温优化的研究及应用

以实体模型和计算机数值模拟对蒸汽管道保温状况进行实验,分析保温层的材料、厚度、结构,保温结构外表面黑度,环境温度和环境风速对保温效果的影响。对蒸汽管道保温结构的优化设计和施工提供了有针对性和指导性的建议。研究证明当采用优质硅酸铝陶瓷纤维保温时,保温层厚度不低于180mm时可满足φ530mm×20mm长距离供汽管道保温优化的要求。在保温层中加铝箔层可使散热量减少5%左右。这一研究成果已应用于中国石油化工股份有限公司广州分公司热电站向乙烯供汽管道保温工程,得到了充分验证,取得良好的经济效益。     

有机—无机复合高效保温结构

聚氨酯泡沫料的应用,标志着保温材料已发展到了一定的水平。目前由于聚氨酯泡沫料紧缺,价格昂贵,而新型廉价高效的保温材料还没有出现,因此在现有的保温材料基础上,研制开发复合保温材料是重要的课题。 1复合材料保温结构散珍珠岩导热系数低,如用其代替泡夹管中的泡沫料,在不增加保温层厚度的情况下,可以得到与泡夹管同样的保温和防腐效果。该保温结构的成型工艺与管中管类同,具有成型     

钢网水泥矿棉复合结构保温材料

本文介绍了以酚醛树脂胶结的矿棉半硬板为保温层、钢网水泥薄壳为保护层的大块复合结构保温材料的性能,并与水泥蛭石等保温材料的性能相比较;同时对保温层厚度及散热损失等进行了设计计算并与实测散热损失值做了对比。该保温材料采用点焊拼装工艺,真有工厂预制、集装运输的特点。     

油浸罐保温技术的探讨

油浸罐是比较理想的井下工具室内试验装置。在对井下工具进行高温高压试验过程中，为了减少热损失，必须对油浸罐进行隔热保温。保温技术包括：选择最优保温材料，确定最佳保温层厚度，先进的保温结构及工艺等。通过矿渣棉、石棉绳、超细玻璃棉三种保温材料热性能的对比，确定出了技术性能好、节电、经济性能好的工艺方案。     

石油化工企业管道保温工程典型问题分析

石油化工企业管道保温的效果关系到安全、节能、投资经济性等诸多方面,对装置操作安全、工艺介质温度、降低能耗等方面均具有重要意义。文章总结了27家石油化工企业保温工程的典型问题,在材料及结构选用方面,存在保温材料选用不当、保温层厚度不合理及保温结构单一的问题。施工过程质量方面,针对保温层施工、保护层施工等环节统计了各类问题出现的频次,数据表明弯头施工为保温施工过程中的薄弱环节。探讨了各类问题发生的原因和可能产生的后果,并针对成品保护环节提出了相应的改进措施与建议。     

管道保温计算方法问题的探讨

关于管道经济保温厚度计算，在《设备与管道保温设计导则（GB8175－87）》（以下简称为“导则”）中规定按下式计算式中符号意义详见“导则”，以下末注者均同。按以上方法计算，笔者认为有几点供研究。1．保温结构的维修费用如何考虑保温结构的维修费用是指在保温结构施工完毕后，随运行的延续，维修管道和为使保温结构长期运行仍达到设计指标进行的维护引起的对保温工程的二次投资。此费用的投入是必须的，因此在经济保温厚度计算中应予以考虑，根据经济保温层计算原则，推导经济保温层厚度的计算公式应为下式武中：尸——一平均近年维修…     

海底输油管道聚氨酯弹性体保温材料抗蠕变性能试验研究

聚氨酯弹性体用作海底湿式保温输油管道保温层,其力学性能、蠕变性能是重要参数。文章对聚氨酯弹性体保温管道保温层在海底的受力情况进行分析,计算了保温层在海底的压缩形变,设计了聚氨酯弹性体保温管道保温材料的蠕变试验装置,并通过具体实例给出了试验方法与试验结果。     

惠州26-1N水下开发出油管道系统保温层优选设计

在对惠州26-1N水下开发出油管道多相流模拟分析的基础上,对该项目采用的单层管及其接头的保温材料和保温层厚度作进一步探讨,使管道保温在保证工艺要求的基础上投资费用进一步降低,同时也为今后深水海管的保温层设计提供依据。     

惠州26-1N水下开发出油管道系统保温层优选设计

在对惠州26-1N水下开发出油管道多相流模拟分析的基础上,对该项目采用的单层管及其接头的保温材料和保温层厚度作进一步探讨,使管道保温在保证工艺要求的基础上投资费用进一步降低,同时也为今后深水海管的保温层设计提供依据。     

陆地直埋双层管锚固件保温结构设计

双层管在陆上主要用于对保温材料的保护,以及防止内管泄漏后对环境造成污染。锚固件作为双层管的重要管件,由钢锻造而成,热阻非常小,易在外表面形成局部高温,损坏外涂层或对地表植物正常生长造成影响。结合某埋地油砂输送管道,运用FLUENT数值模拟计算方法,对直埋双层管道锚固件的保温结构进行设计,确定出保温层厚度及保温长度,可为今后同类工程的设计提供借鉴。     

稠油热采注汽管线新型节能保温材料

针对稠油热采注汽管线保温技术差,散热损失大等问题,从影响注汽管线保温效果的关键环节入手,采用先进的保温工艺和材料,重点做好管线保温材料的优选、保温层结构的优化和管线支架的散热保温三个方面工作。通过应用效果比较,对注汽管线保温采用纳米气凝毯复合反射式保温结构和节能支架进行技术改造,节能效果明显。