保溫材料概述

1、保溫材料在電力行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展日期：2006-11-23點(diǎn)擊： 上傳者：來(lái)源：保溫在電力行業(yè)尤其是熱力發(fā)電廠如火力發(fā)電廠、核能電站、地?zé)犭娬镜日加兄匾牡匚唬哂泄?jié)約能源，降低熱損失，滿足電廠生產(chǎn)工藝要求，確保設(shè)備、生產(chǎn)、人身安全，改善環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益等作用，是電廠建設(shè)的重要組成部分。 目前全國(guó)總裝機(jī)容量已達(dá)3.5億kW，居世界第2位。新建一臺(tái)20萬(wàn)kW機(jī)組需用保溫材料4500m3，60萬(wàn)kW機(jī)組需1100012000m3。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)每年對(duì)現(xiàn)有設(shè)備檢修、改造和新增發(fā)電設(shè)備需用各種保溫材料40萬(wàn)45萬(wàn)m3。1保溫材料的應(yīng)用與改進(jìn)報(bào)據(jù)火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，電力行業(yè)保溫材料選擇如下：（

2、1）介質(zhì)溫度在350600的設(shè)備和管道選用硅酸鈣制品、硅酸鋁復(fù)合保溫；（2）介質(zhì)溫度小于350的設(shè)備和管道用巖、礦棉制品等保溫；（3）閥門(mén)、彎頭等異形件選用輕質(zhì)保溫材料或保溫涂料保溫；（4）外徑小于38mm的選用普通硅酸鋁纖維繩保溫；（5）潮濕環(huán)境中的低溫設(shè)備和管道選用憎水保溫材料保溫。按照當(dāng)前和今后發(fā)展，電力行業(yè)對(duì)保溫材料的需求可以說(shuō)：數(shù)量大，品種較多，質(zhì)量要求高，其中對(duì)纖維保溫材料的需求量最大，其次是硬質(zhì)材料，再是輕質(zhì)材料和保溫涂料。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，保溫材料的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，尤其是工業(yè)設(shè)備用保溫材料向低密度、低導(dǎo)熱率、多功能發(fā)展，以改善保溫性能，現(xiàn)介紹在應(yīng)用改進(jìn)中采

3、取的幾種措施和方法。1.1復(fù)合型保溫結(jié)構(gòu)復(fù)合的型式主要有硅酸鋁棉巖礦錦、硅酸鋁棉-泡床石錦、硅酸鋁棉玻璃棉制品、硅酸鋁棉硅酸鈣絕熱制品，及硅酸鹽復(fù)合氈與巖棉、玻璃棉制品的復(fù)合結(jié)構(gòu)。采用這些復(fù)合結(jié)構(gòu)充分考慮到使用溫度和經(jīng)濟(jì)的合理性能。根據(jù)電力設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，當(dāng)熱面溫度超討400，即不宜使用巖棉、玻璃棉、泡沫石錦制品。因此，在設(shè)計(jì)的熱設(shè)備溫度大于400時(shí)，內(nèi)層選用硅酸鋁棉和硅酸鹽復(fù)合氈作高溫層保溫，這種保溫結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)不大，較經(jīng)濟(jì)合理，能滿足工程的要求。在目前火電廠的高溫管道保溫，除硅酸鈣絕熱制品以外，采用這種保溫結(jié)均較多。1.2復(fù)臺(tái)結(jié)構(gòu)組成的保溫材料硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料、硅酸鹽復(fù)合絕熱制品、硅酸鹽復(fù)

4、合絕熱氈等類(lèi)型保溫材料，是由纖維材料和顆粒集料復(fù)合而成，顆粒材料內(nèi)部呈微小封閉多孔結(jié)鉤，顆粒之間為松散后的短纖維填充，粘結(jié)劑用量較少，對(duì)流和輻射傳熱小，綜合傳熱效率低，實(shí)際應(yīng)用中顯示出良好的保溫性能，尤其在150以上時(shí)，隨著溫度升高，導(dǎo)熱系數(shù)的增加比較平穩(wěn)。其導(dǎo)熱特性與硅酸鈣絕熱制品相似，但比硅酸鈣制品要小。這種復(fù)合型結(jié)構(gòu)的保溫材料恨據(jù)使用的要求可以做成涂料、制品及氈等多種形式，可以說(shuō)是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型保溫材料。硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料的出現(xiàn)對(duì)一些異型的設(shè)備如閥門(mén)彎頭、汽缸、水箱、容器等的保溫起過(guò)很好的作用。硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料保溫層無(wú)縫隙，因而提高了保溫效果，但也存在密度變化大、體積收縮大、冷態(tài)

5、施工固化時(shí)問(wèn)長(zhǎng)等問(wèn)題，針對(duì)上述問(wèn)題各科研單位和工廠作了大量改進(jìn)研究，并取得了成效：1.3纖維類(lèi)保溫材料質(zhì)量的提高對(duì)于纖維類(lèi)保溫材料在減小纖維直徑、增加纖維長(zhǎng)度、降低渣球含量、提高使用溫度方面，有關(guān)生產(chǎn)企業(yè)做了大量工作。因渣球含量對(duì)高溫下的導(dǎo)熱系數(shù)影響很大，修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)對(duì)渣球含雖作了較大的修改，如巖礦棉原標(biāo)準(zhǔn)渣球含量不大于12、15、18，現(xiàn)規(guī)定為不大于12；而硅酸鋁棉渣球含量目前定為不大于15、18、25，看來(lái)指標(biāo)太高也應(yīng)修訂?，F(xiàn)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定干法不大于12、濕法不大于15。減小纖維直徑、增加纖維長(zhǎng)度又可進(jìn)一步改善纖維材料的保溫性能和使用性能，如離心去生產(chǎn)的硅酸鋁錦纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，能制成45

6、cm厚的氈應(yīng)用于管道保溫。使用溫度的提高對(duì)于纖維材料擴(kuò)大使用范圍非常有利，目前提高使用溫度的主要途徑是改進(jìn)固化劑，選用耐溫?zé)o機(jī)粘結(jié)劑等。近年來(lái)歐文斯科寧公司、北京依素維爾公司，為提高玻璃棉及制品的使用溫度，改進(jìn)配方和粘結(jié)劑及加入量，生產(chǎn)耐溫500的玻璃棉及450的制品，其性能為：纖維長(zhǎng)度1520cm，纖維直徑小于5m，無(wú)渣球，導(dǎo)熱系數(shù)：0.0240.00022tmW/(mK)，使用溫度450。.該產(chǎn)品1997年進(jìn)入電力工程中應(yīng)用，并在30萬(wàn)kW、60萬(wàn)kW機(jī)組鍋爐爐墻、熱風(fēng)道、電除塵器作主保溫層，在540主蒸汽道作復(fù)合保溫層，至今已有20多臺(tái)機(jī)組使用。在電力工程中實(shí)際使用表明，耐高溫玻璃棉制品

7、應(yīng)用效果是好的，其保溫性能好于硅酸鋁棉制品，能在400的設(shè)備管道上作主保溫層，但有機(jī)物的含量不應(yīng)超過(guò)5，密度不宜太小，施工時(shí)應(yīng)有510的壓縮量。1.4硬質(zhì)材料向低密度、低導(dǎo)熱發(fā)展在確保其性能滿足國(guó)標(biāo)的要求下，目前不少生產(chǎn)廠家努力降低硅酸鈣絕熱制品、珍珠巖制品的密度和導(dǎo)熱系數(shù)。如硅酸鈣絕熱制品，寶雞特種絕熱材料廠產(chǎn)品密度為130kg/m3，70時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0.0455W/(mK)；中國(guó)建材院產(chǎn)品密度為115kg/m3，23時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.035W/(mK)，70時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0.042W/(mK)；現(xiàn)國(guó)際上已研制出密度為l10kg/m3的產(chǎn)品，其常溫（20）時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0.034W/(mK)，7

8、0時(shí)為0.040W/(mK)。又如復(fù)合硅酸鹽管殼（板）制品是用復(fù)合硅酸鹽絕熱涂料經(jīng)模具加工，烘干脫模而成的制品，其性能丸密度150160kg/m3，70時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0480.055W/(mK)，憎水率不小于98，使用溫度-40600，適用于熱網(wǎng)管道及熱力設(shè)備管道保溫。2進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)低導(dǎo)熱率多功能保溫材料2.1輕質(zhì)鎂鋁輻射絕熱材料該材料由南京康保玻璃纖維制品廠與重慶北碚長(zhǎng)江節(jié)能研究所共同研制，其對(duì)輻射熱屏蔽能力高達(dá)5060（巖棉只有36.2）。該材料同時(shí)具有對(duì)輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流3種傳熱形式的屏蔽功能，常溫導(dǎo)熱系數(shù)0.032W/(mK)，使用溫度-601250，尤其是高溫導(dǎo)熱系數(shù)較低，350

9、時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.064W/(mK)，比硅酸鋁棉和硅酸鈣絕熱制品低得多。這種材料的保溫機(jī)理尚需進(jìn)一步研究，關(guān)于導(dǎo)熱系數(shù)值建議應(yīng)經(jīng)有關(guān)部門(mén)復(fù)測(cè)。2.2噴涂保溫噴涂保溫是射流技術(shù)在絕熱工程中的應(yīng)用，它是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，在國(guó)內(nèi)冶金、石化、建筑、電力行業(yè)均有采用，如在大型火電廠、核電廠應(yīng)用于汽機(jī)保溫，近幾年進(jìn)口的發(fā)電設(shè)備汽機(jī)保溫設(shè)計(jì)大多數(shù)采用噴涂保溫，如大亞灣核電站汽機(jī)高壓缸、低壓汽門(mén)和汽動(dòng)給水泵采用干式噴涂保溫。美國(guó)FW公司供貨的山東日照電廠2臺(tái)35萬(wàn)kW機(jī)組，山西陽(yáng)城電廠6臺(tái)35萬(wàn)kW機(jī)組，邯峰電廠2臺(tái)萬(wàn)kW機(jī)組，以及法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)供貨的發(fā)電設(shè)備汽機(jī)汽缸保溫也都采用礦纖維

10、噴涂，并提供噴涂設(shè)備，配套噴涂材料，還派專(zhuān)門(mén)人員到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。噴涂保溫的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）噴涂保溫可使汽機(jī)停機(jī)后的冷卻速度大大降低，消除冷卻過(guò)程中各部件間溫差過(guò)大，改善了汽機(jī)啟停條件。（2）噴涂保溫能使保溫材料與汽缸緊貼在一起，從而消除了保溫層與汽缸產(chǎn)生脫殼現(xiàn)象，尤其是解決了下缸保溫層容易脫落的問(wèn)題。（3）噴涂保溫結(jié)構(gòu)整體性好，由于纖維呈三維排列，承受高溫后保溫結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生定向收縮從而消除裂紋，改善保溫效果，降低散熱損失。（4）噴涂保溫尤其適用于外形復(fù)雜的設(shè)備部位。（5）噴涂保溫可以節(jié)省保溫材料，保溫厚度可減少15，節(jié)省人力1/#，提高保溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體性、密封性和抗震性。2.3低溫保溫保冷材料發(fā)

11、展閉孔結(jié)構(gòu)制品泡沫橡塑絕熱制品、酚醛泡沫、SKJ-T發(fā)泡隔熱材料均屬于閉孔結(jié)構(gòu)，經(jīng)與玻璃纖維制品（開(kāi)孔結(jié)構(gòu)）、泡沫聚乙烯（連孔結(jié)構(gòu)）相比有導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率和水蒸氣滲透率都較低的特點(diǎn)，因而非常適用于低溫保溫和保冷。由上可見(jiàn)，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，可獲得各項(xiàng)性能較優(yōu)的保溫材料。2.4納米絕熱材料納米絕熱材料是建立在低密度和超級(jí)細(xì)孔（小于50nm）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的。某納米絕熱材料性能如下：密度200300kg/m3，抗壓強(qiáng)度1.3Mpa，使用溫度1000，導(dǎo)熱系數(shù)：100時(shí)0.022W/(mK)，400時(shí)0.029W/(mK)，800時(shí)0.040W/(mK)。它的化學(xué)成分為：SiO259%65%，TiO

12、231%37%，Al2O32.5%。該材料首先被應(yīng)用于航天航空、核電站，現(xiàn)已應(yīng)用于冶金、建材、石化、電力等行業(yè)，如電力行業(yè)應(yīng)用于熱力發(fā)電廠、核電廠管道及汽機(jī)保溫。美國(guó)奧特斯丁工業(yè)有限公司北京公司提供的威盾納米絕熱材料經(jīng)國(guó)家電力公司檢測(cè)中心測(cè)定，密度200250kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)（常溫20）0.0210.022W/(mK)，使用溫度8001000，并在南京鋼廠自備電廠汽機(jī)抽汽管159mm6m中應(yīng)用，管道溫度350，保溫厚度25mm，經(jīng)實(shí)測(cè)表面溫度沒(méi)有超過(guò)50，其保溫厚度只需常規(guī)保溫材料厚度的1/31/4。2.5金屬反射型保溫材料的應(yīng)用金屬反射型保溫材料是由多層鋁或不銹鋼重疊組合起來(lái)具有多層氣隙結(jié)構(gòu)的保溫制品。利用金屬反射的特性進(jìn)行保溫是很有效的方法。國(guó)外已把它用作壓水堆和沸水堆核電站的設(shè)備和管道保溫，隨著我國(guó)核電工業(yè)發(fā)展，反射型保溫材料和其應(yīng)用也將成國(guó)電力建設(shè)中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。金屬反射模型保溫結(jié)構(gòu)最高使用溫度在700以上，核電站的設(shè)備與管道的介質(zhì)溫度多在350以上，在平均工作溫度200左右時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)不但低于無(wú)機(jī)多孔顆粒材料，而且也低于礦棉。對(duì)核電站而方，反射型保溫結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)