高溫管線“四毯兩布”保溫施工方法

李雷明

（大慶煉化公司煉油一廠汽柴油加氫車間，黑龍江大慶 163318）

1 煉化公司高溫管線的保溫現狀

受施工方法和施工材料限制，目前很多老企業的高溫管線外表面溫度仍然偏高，管線熱損失普遍偏大，降低了能源利用效率，對環境造成熱污染，增加企業生產成本。煉化公司目前高溫管線保溫材料主要采用硅酸鋁纖維管殼，采用16#鐵絲捆扎固定。這種施工方法主要存在以下缺點。

（1）管殼材料包覆的施工方法，雖然施工方便進度快，但保溫層間仍存在較大縫隙，因此高溫管線的大部分熱量是通過保溫層的縫隙間內的空氣以熱傳導方式流向大氣，造成熱量大量損失。

（2）保溫材料僅采用鐵絲捆扎，固定間隙會隨著管線的熱脹冷縮在重力作用下逐漸加大，造成管線熱量損失逐年加大。

（3）輻射熱由高溫區域單向地向低溫區域流動，缺乏有效反射與阻攔措施。

2 “四毯兩布”保溫方法介紹

2.1 “四毯兩布”保溫方法出現背景

經過多次實驗，發現采用“四毯兩布”的保溫方法，可有效減少高溫管線熱損失。2018 年8 月，煉油一廠汽柴油加氫車間采用“四毯兩布”施工方法對部分中壓蒸汽管線進行保溫升級試驗。實驗后效果明顯。現總結材料特性、施工方法和施工效果。

2.2 “四毯兩布”保溫方法的材料（表1）

表1 “四毯兩布”保溫方法的材料

2.3 “四毯兩布”保溫方法的施工步驟

第一層安裝厚度為20 mm 高鋁型陶瓷纖維凱盾毯1 層，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定；第二層纏裹鋁箔布，金屬面朝向高溫側，要將保溫材料緊緊地包裹嚴實，包裹嚴密后可對保溫棉起固定作用，同時可有效將輻射熱反射回到管線中；第三層安裝厚度為50 mm 的高純型陶瓷纖維陶盾毯，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定；第四層安裝厚度為50 mm 的高純型陶瓷纖維陶盾毯，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定，第四層縫隙要與第三層縫隙錯開20 cm；第五層纏裹鋁箔布，金屬面面向高溫側，要包裹嚴實；第六層安裝厚度為50 mm 的高純型陶瓷纖維陶盾毯，每隔30 cm 用16#鍍鋅鐵線捆扎固定；第七層安裝厚度為0.5 mm 鍍鋅鐵皮保護層。

3 “四毯兩布”保溫方法效果

汽油加氫裝置內中壓蒸汽管線主要為汽輪機提供動力，該管線設計溫度為350～440 ℃，日常運行時蒸汽溫度為320～410 ℃，管徑為DN200 長度為107 m。該管線原保溫采用硅酸鋁管殼，用16#鍍鋅鐵線捆扎固定，2013 年9 月施工完成。

保溫升級前后在環境溫度同樣為27 ℃時，在風速均為0.6 m/s 環境下，采用相同型號的熱成像儀，對相同位置的同樣長度的管線進行數據采集。管線外表面溫度降幅明顯，圖片對比如圖1 所示。

圖1 界區蒸汽管線保溫情況

4 經濟效益

依據GB 50264—2013《工業設備及管道絕熱工程設計規范》[1]。

式中 q——管線在大氣中的熱損失，MJ/s

T0——管線保溫更換前外表面平均溫度，℃

T1——管線保溫更換后外表面平均溫度，℃

αS——外表面換熱系數，W/（m2·℃）

Fw——管線保溫外表面積，m2

D——管線保溫外徑，m，本條管線參照DN200 管線計算

L——管線保溫長度，m

DN200 管線每米管線熱損失為q=11.6×3.14×0.559×（70-45）×10-6=0.000 509 MJ/s。DN200 管線每米每年可節約瓦斯成本PJ=［（q×3600×24×365）/（qF×η）］×PF，其中，PJ為每米每年可節約成本，萬元/（年·m）；qF為瓦斯熱值，29 309 MJ/t；PF為價格，0.04 萬元/t；η 為熱效率，0.8。

PJ=［（0.000 509×3600×24×365）/（29 309×0.8）］×0.04=0.027 4萬元/（年·m），由于DN200 管線施工成本PS約為每米0.07 萬元，t=PS/PJ=0.07/0.027 4=2.55 年，其中，PS為每米管線施工價格，萬元/m。因此，預計2 年半可以收回成本。

5 總結

“四毯兩布”保溫施工方法利用低導熱系數保溫材料可降低熱傳導速率；采用錯縫施工的方法可以有效封堵施工材料間的縫隙，降低熱量通過保溫材料間的縫隙流失；采用復合高硅氧鋁箔布緊緊地將保溫材料包裹嚴實，金屬面朝向高溫側，鋁箔布既可以對保溫棉起固定作用，防止日后保溫材料間的縫隙加大，同時可有效將輻射熱反射返回管線中。“四毯兩布”保溫施工方法可大大降低高溫管線的表面溫度，降低介質的溫降，減少高溫管線的熱損失，是公司節能降耗的一項先進措施。雖然“四毯兩布”的施工費用比以前保溫施工費用有所提高，但成本收回時間較短，而且一旦施工后會長期收益。