鋼鐵公司蒸汽管道保溫情況的探討★

王鐵民，張庭鈺

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北 唐山063200）

1 某鋼鐵公司蒸汽管道保溫情況

1.1 管道保溫情況簡介

保溫材料一般是指導熱系數小于或等于0.2 W/（m2K）的材料。在建筑和工業中采用良好的保溫技術與材料，往往能起到事半功倍的效果。在民用建筑領域，使用1 t優質的絕熱制品，1 a可節約1 t石油。工業設備與管道的保溫，采用良好的絕熱措施與材料，可顯著降低生產能耗和成本，改善環境，同時有較好的經濟效益。

根據目前鋼鐵工業進行的保溫材料前期調研，以及現場運行及檢修人員的反饋信息，現在廣泛使用的巖棉、硅酸鋁纖維等傳統保溫材料，在使用一定時間后，會出現表觀結構的變化，如硅酸鋁纖維毯硬化變薄導致容重升高，或者部分部位纖維松散膨脹脫落等現象，這說明材料會因為長周期的使用較新安裝時發生一定的變化。

由于每一種保溫材料，其在高溫環境下都會發生一定的物理性能和化學結構的變化，對保溫效果造成一定的影響，大多引起導熱系數的升高保溫效果降低，如果短時間內發生變化，則代表保溫材料的保溫時效性較差。鋼鐵行業中普遍存在蒸汽管道保溫材料保溫性能差的問題。

1.2 某鋼鐵公司保溫情況調研

某鋼鐵公司與我國鋼鐵工業使用的保溫材料基本相同，廣泛使用礦物棉類，如巖棉、玻璃絲綿以及硅酸鋁毯等材料作為主要的保溫材料（設計導熱系數為0.045 W/（m·K），存在保溫性能不良、能耗較大現象，按照國標采取抽樣測試的方式對煉鋼蓄熱器、燒結環冷余熱鍋爐煙道等典型熱力設備及蒸汽管網進行保溫性能測試、分析，測試結果如表1，表2，下頁表3，表4。

表1 蓄熱器本體試驗測試結果

表2 管網試驗測試結果

2 分析結論

由以上統計表數據可看出，目前散射損失均超過相應介質溫度下國標GB/T 8174—2008《設備及管道絕熱效果的測試與評價》中規定的最大允許散射損失值，其位置及超標情況如下頁表5所示。

表3 燒結煙風煤管道試驗測試結果

表4 現場使用保溫材料浸泡及形變測試結果

表5 散熱損失超標情況統計表

目前散熱損失超過相應介質溫度下國標GB/T 15910—2009《熱力輸送系統節能監標準》中規定的最大允許散射損失值的位置及超標情況如表6所示。

表6 散熱損失超耗能效益計算

通過對保溫層外表面溫度測溫數據、現場材料導熱系數測試數據分析及散射損失計算結果可知，現有熱力設備、蒸汽管道的保溫材料導熱系數較高、隔熱能力較差，同時因受潮濕、老化等因素影響散熱損失較大，須改進優化保溫材料、保溫方法減少散熱損失、降低能耗。

3 某鋼鐵公司蒸汽管道保溫改造情況

3.1 供煉鋼RH蒸汽管道保溫改造

某鋼鐵公司啟動鍋爐供煉鋼RH用DN300蒸汽管道（長度1 066 m）是保證煉鋼RH穩定高產的重要蒸汽輸送管道。目前，受潮濕、老化及材料性能等因素影響，管道保溫層保溫隔熱能力下降。按國標GB 18021—2000—T設備及管道絕熱層表面熱損失現場測定表面溫度法測定，在不同工況下管道兩端蒸汽溫降達70～110℃，測量管道保溫層表面平均溫度為110℃，存在較大的熱量損失，既浪費能源又不利于煉鋼RH生產保障，而且給職工的日常檢查、操作帶來了安全隱患。

目前，2臺啟動鍋爐是煉鋼RH供汽的主要設備，因供汽管道散熱大致使鍋爐主汽溫度須保持330℃才可保證煉鋼使用，同時主汽以減溫減壓形式外送S2管網（須減至200～300℃，0.8～1.0 MPa）。因煉鋼RH用汽量波動大，致使主汽以減溫減壓形式外送S2管網量變化較大、減溫裝置無法快速跟進調節汽溫，偶有外送S2蒸汽略超300℃現象，給設備帶來了一定的安全隱患。

2019年12月完成該蒸汽管道保溫改造：主要是是將管道現有的硅酸鋁保溫棉改為導熱系數更小、保溫性能更好、使用壽命更長的多凝熱屏障發射玻璃保溫材料。改造完畢后，蒸汽管道保溫層表面溫度由112℃下降至14℃，管道兩端溫降由75℃下降至17℃（見圖1），效果達到預期，通過對比近三個月的數據，兩月累計節約折合高爐煤氣355 m3。高爐煤氣按照0.12元/m3進行計算，預計全年可實現效益200余萬元。

圖1 蒸汽管道保溫改造

3.2 后期計劃

通過對某鋼鐵公司各熱力設備及煙風管道、蒸汽管道全面測試分析，按散熱損失輕重程度及生產使用重要性安排陸續進行高性能保溫改進，近期可采取措施如表7。

表7 散熱損失超耗能效益計算

4 結論

蒸汽管道的保溫意義十分重大，尤其是我國將節能減排納入長期國策之后保溫意義顯得更為重要，保溫性能的好壞直接關系著鋼鐵行業能否完成節能降耗的工作。本文通過對某鋼鐵公司蒸汽管道等熱力設備保溫情況的調研，發現該鋼鐵公司熱力設備保溫情況非常不理想。通過對蒸汽管道保溫進行改造，將管道現有的硅酸鋁保溫棉改為導熱系數更小、保溫性能更好、使用壽命更長的多凝熱屏障發射玻璃保溫材料，保溫性能得到大幅度的提升，為后續其他熱力設備保溫改造提供借鑒依據。