热媒管道保温材料选择的经济性探讨(2)
(4)保温结构外表面温度t,可按下式计算:
ts==29.37℃
采用上述方法,可对每种保温材料的散热损失进行计算,如散热损失大于表2所示时,则可适当降低管道表面温度,或采用导热系数更小的材料,直至散热损失控制在表2的范围内。表4是处于装置平均风速、平均气温状况下,对?273mm热媒管道使用常用保温材料的计算数值比较。
表4常用热媒管道保温材料的计算数值比较
2.热媒管道保温材料的分析
2.1经济性分析
以2#聚酯联合装置为例。根据表4可以看出,超细玻璃棉的最高使用温度为400℃,与装置的热媒温度较为接近,暂不考虑。在散热损失基本相等的情况下,采用岩棉保温材料要比硅酸铝保温材料保温厚度少10mm,且岩棉的导热系数比硅酸铝低。参照表1,岩棉的价格只是硅酸铝的40%左右。高温管道采用性能较好的保温材料,低温管道采用性能合格,价格较低的保温材料,达到经济节能目的。对于装置300℃左右的热媒温度,岩棉的最高使用温度600℃完全符合要求。表5是某单位装置2010年热媒管道日常维修和4系列检修时调换?219mm以下热媒管道保温材料,所用硅酸铝制品与假设使用岩棉制品的数量和费用比较。
表5硅酸品制品与岩棉制品的数量和费用比较
注:(1)保温厚度以硅酸铝制品80mm,岩棉制品70mm计算。
(2)费用仅算主材料费,未包括表面保护辅材及人工等。
2.2节能性分析
热媒管道的保温材料大部分为膨胀珍珠岩价格低廉,应用广泛。珍珠岩保温材料多出于珍珠岩与水泥结合体,吸水率与导热系数普遍较高,从而降低了材料的保温性能,因此国家建设部已下文限制使用膨胀珍珠岩作为内保温材料。岩棉来自天然矿物、无毒无害、防火性好、价格低廉,在满足保温隔热性能的同时还能起到隔音效果。必须注意的是,岩棉的质量相差很大,耐久性也相差很大。
根据测量,装置?273mm热媒管道使用的膨胀珍珠岩保温材料,外表面平均温度在40℃左右,保温层厚度为170mm。如能用岩棉保温材料进行整改施工,保温层厚度为70mm,考虑到管道支架、阀门等不可避免的散热损失,设定岩棉的外表面温度为33℃左右,则节能计算公式为:
Q=aπD1L(ts-ta)
W=0.86Q/1000
式中:Q-管道外保温层表面散热总量,W;
D1-管道保温层外径,m;
L-管道长度,m;
W-耗油量(标油),kg/h。
针对装置热媒管道的多样性。现通过等散热量的计算方式,全装置热媒管道相当于?273mm管线8000m,计算结果见表6。
表6热媒管道的节能计算
从表6可以看出,如将保温结构外表面温度降低至35℃左右,可节约标油200kg/h。每小时装置产量40t计,可降低能耗5kg/t。而保温结构外表面温度降低1℃,至少可节约标油12kg/h,折合能耗为0.31kg/t。目前,装置的能耗由现在的101.1kg/t降至96.0kg/t,降低能耗有可能受到技术的限制,降低保温结构外表面温度可能更为有效。
3.结论
(1)热媒管道保温材料的选择,应结合装置实际情况,通过合理计算,选择合理的保温材料和最佳的保温层厚度。
(2)选择合理的保温材料,不仅能减少热损失,还起到保护环境的目的。
(3)选用合理的保温方法,能达到节约能源、降低施工费用,节省资金的目的。
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