管道保溫結構的優化設計及節能分析

薛鑫鑫

摘 要：保溫結構是當前工業管道設計中的一項重點內容，在具體設計的過程中，要通過多種角度和手段進行分析和處理，對于表面溫度的分布情況和規律進行掌握和了解，通過對設計進行優化改進，更好地實現節能的應用目標。

關鍵詞：管道保溫；結構優化設計；節能分析

1 前言

管道保溫的控制是管道設計中所必須關注的一部分內容，為了對于保溫效果進行提高，減少熱量的損失，當前在管道保溫結構設計中，要對于經濟保溫層的厚度進行嚴格控制，并且結合安全保溫層的厚度進行合理調整，確保經濟管徑和保溫層得到科學的設計。基于傳統的等厚度保溫層結構的特點，我們要通過合理的優化設計，更好地提高整體的節能效果。管道保溫技術是一項綜合性的系統技術，其涉及了材料學、熱能動力學等多個專業領域方面的內容。在管道保溫結構的設計中，要對于相關節能保溫需求進行明確，通過技術手段，對于保溫結構設計進行優化，提高設計的準確性和科學性，對于設計的效能進行全面的發揮。當前我國的保溫材料制造水平和施工工藝技術水平還有待進一步的提高，通過合理優化設計手段，提高保溫的綜合效果，達到減少能耗的目的。

2 管道保溫材料的合理選擇

在管道保溫材料的選擇上，要通過全面的考量和分析，結合整體管道結構的設計需求和實際情況，選擇具有較強保溫效果和經濟性的保溫材料。現階段，較為常見的管道保溫材料主要包括了泡沫型、符合硅酸鹽以及硅酸鈣絕熱制品等多種材料類型。泡沫石棉和聚合物發泡是較為常見的保溫材料的選擇，其本身具有相對穩定的保溫效果，施工相對方便，并且保溫性能強，導熱系數較小，具有較好的推廣與應用效果。但是其材料本身也容易受到潮濕問題的影響，同時也不能應用于穿墻管的部位，需要做好相應的消防管理。復合硅酸鹽材料本身具備較強的耐高溫能力，并且也具有較強的可塑性，稀土復合保溫材料、硅酸鋁以及硅酸鎂等材料是當前較為主流的材料種類。與此同時，海泡石保溫隔熱材料的出現，獲得了良好的應用效果，受到了市場的廣泛歡迎。這種材料無毒無味，并具有較強的抗衰老、阻燃以及隔音的特點，整體質量較輕，耐酸堿，整體造價成本較低。這種材料也是現階段保溫隔熱與節能研究中較為重視的一種材料類型。另外，硅酸鈣絕熱制品材料是20世紀較為常用的材料，其本身具有較強的抗壓能力和收縮率，但是在近年來已經逐漸被其他類型的材料所取代。

3 優化設計思路

3.1 保溫層的設計優化

在保溫層的設計上，要結合管道的具體特點，對于復合結構的具體情況進行明確，并盡可能地選擇具備更強保溫能力的結構形式。一般來說，復合結構是由多種材料構成的，針對于不同保溫需求來說要進行科學、合理地選擇。例如，外層為礦渣棉，內層為硅酸鋁的保溫復合材料大多應用于管道保溫層施工中，而復合施工則大多應用在平面壁、爐墻等保溫中。搭扣結構的設計上，要對于接縫位置做好相應的搭扣，減少熱量在接縫處的損失。在硅酸鋁復合制品中，這種搭扣結構已經得到了廣泛的應用。微孔硅酸鈣外復巖棉結構的設計上，要對于接縫處進行嚴格地處理，通過利用膠泥批砌的方式，實現對接縫處導熱效果的有效控制。結合結構表面散熱情況的控制需求，可以適當地采取薄巖棉覆蓋的方式，實現對保溫結構表面的合理控制。對于一些口徑較大管道的保溫結構設計上，可以增加棉氈和纖維氈纏繞的方式來進行施工，可以讓絕熱效果得到更好的保障。在具體施工中，也可以設計成為利用鍍鋅鐵絲與包帶進行固定。在伸縮縫的設計上，要額外添加保溫層，對于散熱損失進行有效控制。對于然后管道的保溫結構設計上，要對于保溫材料進行合理選擇，避免選擇有樹脂的礦物棉制品，可以利用改性聚氨脂泡沫塑料和憎水膨脹珍珠巖進行保溫施工。在保溫層設計的過程中，要對于一些彎頭、閥門等構件采取保溫涂料的應用，確保構件的保溫效果。對于軟質和硬質的涂料進行應用。在支吊架保溫結構的設計上，要做好重點的加固，避免其受到干擾出現擺動，避免吊桿對保溫層造成破壞。

3.2 保護層的設計優化

在保護層設計的過程中，要對于防濕需求、防水需求、防火需求進行明確，并且重視對能耗問題的合理控制。保護層材料的選擇上，要關注保溫結構的整體壽命和保護效果，避免外界環境和外力的影響，并且確保保溫層管道的美觀、整齊。對于一些位于室內的主要管道上，要適當地利用金屬保護層進行保護。金屬保護層設計的過程中，結合施工的具體情況，對硬質保溫材料利用折邊工藝，對軟質材料利用柳釘和落實進行固定。對于位于室外的管道保護上，要做好相應的防雨和防風操作，及時地進行密封，并對接縫要仔細處理。

4 結束語

總而言之，在社會發展中，能源緊缺問題已經成為了當前社會的重要問題之一。在人口增長和能源需求量不斷增加的情況下，環境問題和能源問題逐漸受到了更多的關注。新的發展形勢下，節能已經成為了各行各業的重要發展內容和研究課題。在工業管道設計的過程中，要對保溫問題進行有效的解決，更好地幫助企業實現節能減排，降低能源消耗，提高整體效益。

參考文獻

[1]馬明杰.蒸汽管線保溫經濟性分析[J].齊魯石油化工，2015，（4）：321-324.

[2]周立金.電廠熱力設備及管道保溫節能探討[J].山東工業技術，2015，（5）：88.

（作者單位：河南第二火電建設公司）