煉化企業(yè)閥門保溫套方案的探索與研究

陳嶠郴，吳 帥，郭 鑒，張 磊，馬文禮

（1.中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003；2.延安大學，陜西延安 716000）

0 引言

隨著相關技術的發(fā)展，目前市面上出現了多種新型保溫材料，如硅膠布、絕熱玻璃纖維毯、氣凝膠玻璃纖維毯等[1]。這些新材料具有防火、防水、重量輕、保溫效果好、重復利用率高等特點，為煉油企業(yè)的設備、管線、閥門外保溫的設計和施工帶來新的思路和方法。通過對當前某煉化企業(yè)保溫現狀的探索與研究，本文提出4 種新型保溫方案，通過對比發(fā)現整體式柔性保溫套方案具有保溫效果好、耐高低溫、環(huán)保無污染、不含石棉及其他有害物質等優(yōu)點。

1 煉化企業(yè)保溫現狀

國內某石化公司的設備、管線、閥門保溫一般采用“硅酸鹽板+鍍鋅鐵皮”，即保溫層為單層或雙層硅酸鹽保溫板、保護層為鍍鋅鐵皮的方式。這層鋅層可以有效防止酸堿鹽等腐蝕性物質對金屬管道、機械設備的腐蝕，起到很好的防腐蝕保護作用。大多數的露天管道和設備管道選擇鐵皮保溫工程，而不選擇巖棉管等保溫方式，主要是因為鐵皮保溫施工能提高管道的耐火絕緣性能，鍍鋅鐵皮可以形成良好的保溫保護。管道鐵皮保溫工程主要有兩個作用：①有效防止熱量流失，防止管道出現凍結現象，而避免設備和管道內部液體凍結是鐵皮保溫施工的主要目的之一；②提高管道和設備的耐火絕緣性能，防止火災發(fā)生并減少熱能損失。為達到施工預期，施工人員應經過嚴格的專業(yè)培訓，并選用密度為80 kg/m3的巖棉、5 mm 厚的鍍鋅鐵皮以及阻燃壓延膜。由于這種保溫方式存在施工工序多、安裝工序復雜、拆裝不便等問題，因此急需找到一種拆裝方便、重復利用率高的保溫方法[2]。

2 現狀及需求

某煉廠目前的保溫現狀是，大量的外防護層鋁皮外朝上搭扣，不僅不符臺施工要求，一旦下雨或搭扣松開還易造成保溫浸雨，保溫效果急劇下降；經常可見鐵皮脫落或腐蝕，也是保溫失效很突出的一個問題。裝置現場可見多處裸露的管線和管件，原因可能是：①工藝要求臨時性敲開保溫層，但過后未及時修補；②土建施工搭腳手架，導致保溫層破損未及時修補；③保溫施工的遺漏點；④管線使用已超過服役期但未得到及時更新等。因臨近裝置檢修或因材料不易補修，放棄修補破損的保溫。

當前保溫材料主要分為兩大類，一類是軟質材料，保溫效果好但抗受力差；另一類是硬質塊狀材料，外觀漂亮、抗受力強。由于軟質材料的損壞程度大大超過硬質材料，拆裝不便，基本上一次性報廢，重復利用率幾乎為零。為此，尋求一種拆裝方便、重復利用率高的閥門、法蘭保溫方法迫在眉睫。具體需求有：①該方法需拆裝方便，非專業(yè)保溫人員（公司一般員工）也可以進行拆裝作業(yè)；②所用保溫材料具備防火、防水性能好、耐油、耐高溫低溫、保溫效果好、化學穩(wěn)定性好、耐老化等特點；③可重復拆裝，重復利用率高；④具備易拆卸方式的自粘扣安裝，不需要任何工具即可拆卸安裝；⑤被油污染后易清洗；⑥可以疊加堆放占地面積小，易堆放儲存。

3 閥門保溫套方案的探索

根據該企業(yè)以往的閥門保溫經驗，參考借鑒地煉閥門保溫的新型方法，提出并制定了4 種可行的閥門保溫方案。

（1）整體式鍍鋅鐵皮保溫盒。此種保溫盒外形美觀，拆除較為方便，但制作工藝復雜，安裝需要專業(yè)技術工人，一般人員無法安裝，安裝困難（圖1）。

圖1 整體式鍍鋅鐵皮保溫盒

（2）分體式鍍鋅鐵皮保溫盒。該方案是將閥門的3 個法蘭分別制作法蘭盒分別安裝，保溫盒制作復雜、安裝困難，并且手輪部分無法安裝法蘭盒（圖2）。

圖2 分體式鍍鋅鐵皮保溫盒

（3）分體式柔性保溫套。該保溫套具有安裝、拆卸方便，保溫效果好的優(yōu)點，但制作工藝復雜，很難避免閥門漏包現象（圖3）。

圖3 分體式柔性保溫套

（4）整體式柔性保溫套。該方案有易于安裝、拆卸，方便維修、保養(yǎng)、清洗、保溫效果好等特點（圖4）。

圖4 整體式柔性保溫套

圖2 分體式鍍鋅鐵皮保溫盒

4 閥門保溫套方案的優(yōu)化與研究

4.1 方案對比研究

柔性保溫套又稱保溫包、保溫罩、保溫被、保溫衣等，分為可拆卸式和固定式兩種。采用特種防火保溫材料由內襯、中間保溫層、外保護層3 層組成；保溫層根據客戶的實際工作條件選擇不同的材料或多種材料多層優(yōu)化復合，達成最合理的保溫結構。根據管道或設備的具體形狀及使用環(huán)境，經過精密測量、設計、精心縫制而成。有研究表明，保溫套具有耐高溫、耐油污、絕緣性能好、保溫性優(yōu)、使用壽命長等優(yōu)點，可用在不同溫度、不同形狀的管道和各種冷熱設備的絕熱保溫。對于要經常拆卸、維修保養(yǎng)、清洗的管道設備尤為實用，綜合經濟效益好，是工業(yè)節(jié)能保溫理想選擇。該產品還可用于管道、罐體、柜體、箱體的保溫。保溫內芯層可根據實際應用條件更換不同的保溫材料，從而改變厚度與尺寸來滿足設備間緊密空間的保溫安裝。

查閱相關資料可知，柔性保溫套是由絕熱層和保護層組成，絕熱層為玻璃纖維毯、保護層為硅膠布。常溫下玻璃纖維毯的導熱系數為（0.035±0.005）W/（m·K），其他參數見表1。

表1 玻璃纖維毯的相關參數

對以上4 種閥門保溫方案進行對比后發(fā)現，最理想的是整體式柔性保溫套方案（表2）。

表2 4 種類型保溫使用情況

4.2 柔性保護套方案特性

（1）保溫效果好，耐高低溫（耐高溫180～2000 ℃（保溫后溫度防燙傷50 ℃以下），耐低溫-200 ℃），化學穩(wěn)定性好，耐各種化學腐蝕，防蟲蛀、防霉變。

（2）防火阻燃（防火A 級不燃，GB 8624—2006）。

（3）易于安裝，便于拆卸，方便維修、保養(yǎng)、清洗、升級改造，耐老化、耐氣候性、使用壽命長。

（4）具有憎水性能較好，防水、防油污，防凍效果好，適用于寒冷的區(qū)域及有特殊保冷要求的設備。

（5）環(huán)保無污染，不含石棉及其他有害物質，產品外觀漂亮整潔（表面可擦拭）。

（6）強度高、韌性好，易彎曲、好安裝，可以根據保溫部位量身定做，加工非標產品。

4.3 柔性保護套方案的優(yōu)點

（1）由柔性布料加工而成，按合理化使用魔術貼合或拉扣，可以重復拆裝組合。相較于傳統(tǒng)的金屬保護層，本產品布料耐高溫、耐酸堿腐蝕，所以使用周期更長。

（2）為避免保溫套表面被油污染，布料表面涂層采用硬質材料，不易發(fā)生化學反應，貼合結實、可擦洗、方便快捷，可以采用車間清洗油污清潔劑或蒸汽吹洗。

（3）柔性保溫套與管道連接部分根據現場施工方便可調節(jié)。由于管道的保溫厚度不同目前暫定為連接處采用復合硅酸鹽漿料涂抹封口[3]。

5 結束語

通過對某煉化企業(yè)保溫工作中存在的問題進行探索與研究，提出4 種可行性的保溫方案并進行實踐對比。全面分析后發(fā)現，柔性保溫方案最佳，保溫效果好、拆卸方便，重要的是環(huán)保、無污染、經濟性好。通過改進閥門保溫方案，不僅改善了員工的工作環(huán)境、有效降低室內溫度，還防止人員燙傷，提高企業(yè)安全和平穩(wěn)生產水平，為煉化企業(yè)同類保溫問題提供參考。