傳統架空蒸汽熱力管道保溫技術特點分析

   熱力保溫管最常用于液體、氣體及其他介質的管道運輸，廣泛應用于石油、化工、集中供熱、市政等領域的隔熱保溫保冷工程。目前，集中供熱系統的熱水管網即使有良好的隔熱保溫措施，但其熱損仍占總輸入熱量的5%~8%，而對于溫度更高的蒸汽管道，其熱損將會更大。在電力快速發展“十三五”規劃中指出，促進集中供熱，逐漸取代燃煤小鍋爐，降低燃煤環境污染變成重要的發展趨勢。而集中供熱規模的不斷拓展必然使得熱力管網的管道運輸距離不斷地增長。此外，伴隨著我國經濟的快速發展，人工成本大多數上漲，長工期、高成本費用的安裝制作工藝也會愈來愈難于適應市場需求。因此，供熱管道的隔熱保溫性能、供熱管道安裝工序、工程施工工期等均會變成影響供熱管網系統效益性的重要指標。

　　依據工程施工環境的不同，保溫管的敷設方式分成地上（架空）敷設與地下敷設。地下敷設又分成埋地敷設與管溝敷設兩種。架空敷設具有工程施工維護保養的便利性與經濟性高的特性。而地下敷設因其經濟性、便利性均不如架空敷設，故只有在地面表面上不允許架空敷設時，才予以使用。保溫管的基本結構為：工作管—保溫層—外護管，保溫隔熱材料一般填充在保溫層。傳統式架空蒸汽保溫管內使用的保溫隔熱材料有巖棉、玻璃棉等軟質的保溫隔熱材料，也有硅酸鈣瓦塊、硬質聚氨酯泡沫等硬質的保溫隔熱材料。傳統式架空管保溫技術均使用現場敷設安裝的形式制作保溫層進行保溫，其一般特性如表1所示。

       如表1所展示，軟質保溫隔熱材料的主要優點是在于保溫性能方面好，傳統保溫材料巖棉和玻璃棉的導熱系數在0.03~0.06W/(m·K)之間。近年來出現了新型氣凝膠保溫隔熱材料，其導熱系數接近空氣，達到0.021W/(m·K)左右，但其成本較高，尚不宜大規模選用。傳統保溫軟質保溫隔熱材料的價格相對來說較低，成本較低。但其主要缺點是其抗壓能力差，易受外界力量作用而導致變形，在長久應后還易發生如圖1(b)所展示的下垂現象，形成保溫結構層上薄下厚，造成保溫性能下降。同時，在具體應用中，軟質保溫材料還易受到外力作用踩壓等損壞，發生嚴重的變形（如圖1(a)所展示），這將使其保溫性能方面驟減，使用壽命迅速減短。

　　硬質保溫隔熱材料則解決了軟質保溫隔熱材料容易坍塌、不抗壓的問題，但成本相對較高。同時，硅酸鈣瓦塊的塊狀結構導致相互留有間隙需要填充，即使在冷態安裝時解決了嵌縫工藝，但在熱態運行的過程中會因為受到熱膨脹的影響，導致塊間間隙將會變大，將加劇間隙的漏熱，降低保溫結構的整體保溫性能（如圖2所示）。即便這樣，硅酸鈣瓦塊保溫隔熱材料也有其特有的優勢，如硅酸鈣瓦塊在持續高溫環境下擁有良好的穩定性，整體保溫結構的保溫性能比軟保溫結構更穩定。

　　此外，不論是軟質隔熱保溫結構還是硬質隔熱保溫結枃，傳統隔熱保溫結構均采用現場敷設的安裝方式，而現場安裝條件差，主要依賴于施工人員手工操作，無機械設備輔助，操作難度系數髙、費時耗力，安裝標準和要求的管理難度系數大。這造成安裝工期長、成本高、質量可控性差，整體隔熱保溫性能不佳。歸根結底，傳統的架空蒸汽保溫管道在隔熱保溫結構和安裝上都存有一些長久未能解決的問題。這已經成為妨礙集中供熱行業迅速發展的一個難題。

　　為此，寧波萬里管道有限公司通過數年研發，克服諸多技術難題，發明了一種新型的預制保溫架空管結構以解決現有保溫管技術存在的不足。

　　通過使用新型預制架空蒸汽保溫管道，不僅可以有效改善熱力管道的保溫性能，還能有效促進熱力管道的質量穩定性，提升了總體建設的效率，減少總體建設周期。通過實際大量工程實踐證實，本文提到的新型架空蒸汽保溫管對不同的熱力工程施工項目都能提供有力支撐，對于節約煤炭資源，改善供供汽質量，減少環境污染具有有力的積極意義。

　　我們將在下一篇《新型預制架空蒸汽保溫管的設計特點》中詳細闡述新型的預制保溫架空管結構以及新型預制架空蒸汽保溫管道技術的優點。