設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評(píng)價(jià) 編制說明

1隨著世界范圍碳中和、碳減排的推廣，我國也制定了相應(yīng)的節(jié)能減排目標(biāo)。工業(yè)節(jié)能作為我國碳達(dá)標(biāo)中的重要組成，需要從各方面提升節(jié)能水平。石油、化工、電力、冶金、建筑、建材等多行業(yè)的設(shè)備及管道絕熱工程是保障和提升工業(yè)《設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評(píng)價(jià)》是我國涉及絕熱效果現(xiàn)場測試的第一項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，給出了現(xiàn)場測試的方法，測試分級(jí)、測試周期，規(guī)定了現(xiàn)場測試各環(huán)節(jié)的要求。該標(biāo)準(zhǔn)首本標(biāo)準(zhǔn)是我國工業(yè)設(shè)備絕熱系列標(biāo)準(zhǔn)中重要的一項(xiàng)，是絕熱效果測試的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋各類絕熱工程，涉及多種測試方法。本標(biāo)準(zhǔn)給出的測試分級(jí)、測試點(diǎn)選取、測試條件等基礎(chǔ)、原則要求，被GB/T28638-2023《城鎮(zhèn)供熱管道保溫結(jié)構(gòu)散熱損失測試與保溫效果評(píng)定方法》、DL/T936-2005《火力發(fā)電廠熱力設(shè)備耐火及隨著我國質(zhì)量提升工作的開展和絕熱工程要求的提升，國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保、工程安全等要求的不斷提高，絕熱效果的測試有利于評(píng)價(jià)絕熱設(shè)計(jì)，摸排絕熱工程情況并開展節(jié)能改造工作，測試結(jié)果也可為絕熱工程質(zhì)量提升提供依據(jù)。由于目前工程情況趨于復(fù)雜化和多樣化，多重工況使得絕熱設(shè)計(jì)考慮因素增多，絕熱復(fù)合結(jié)構(gòu)和新型絕熱材料的使用對測試方案的制定影響較大，加上測試原件預(yù)埋、在線實(shí)時(shí)監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)，為測試工作提供了較大便利，標(biāo)準(zhǔn)亟需根據(jù)絕熱工程實(shí)際情況的變化進(jìn)行修訂，以更好的適用于當(dāng)前的實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前工業(yè)企業(yè)由于對絕熱效果的重視程度不足，通常不會(huì)因?yàn)榻^熱結(jié)構(gòu)缺陷對工藝運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，故而對設(shè)備、管道的絕熱工程的管理重視不足，對維護(hù)維修重視程度不夠，近地面管線和管廊中的管線都有踩塌痕跡。對一處踩塌位置進(jìn)行紅2管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求：“當(dāng)環(huán)境溫度低于等于2該處已不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，理論上應(yīng)進(jìn)行維修，但由于外保護(hù)層完好，僅有一處小的凹陷，所以容易忽略該問題，長此以往，積少成多，管線將大面積超溫，散熱損失將持續(xù)增大，不利于工業(yè)節(jié)能。如果該問題出現(xiàn)在已發(fā)火災(zāi)的區(qū)域，其在一處保冷裝置中，發(fā)現(xiàn)一根正在滴水的管線，該管線位于裝置五層平臺(tái)上，觸碰外護(hù)層時(shí)，滴水情況更加嚴(yán)重，可見保護(hù)層內(nèi)部已經(jīng)積聚較多的凝結(jié)水。由于依舊不能打開外保護(hù)層觀察內(nèi)部情況，對該處管線進(jìn)行了外表面溫度和冷損失量的現(xiàn)場測試，測試結(jié)果顯示管道下方滴水位置的平行處冷損失量遠(yuǎn)大于其他部位。因此該管線也應(yīng)進(jìn)行維護(hù)檢修，上述情況的出現(xiàn)，除業(yè)主方對絕熱工程在實(shí)際運(yùn)行中效果的關(guān)注度不足外，也是由于絕熱效果的測試無論是在工程驗(yàn)收還是日常維護(hù)檢修中都沒有強(qiáng)制規(guī)定必須進(jìn)行，加上現(xiàn)場測試對環(huán)境條件要求較多，實(shí)際開展耗時(shí)較長，業(yè)主方考慮到生產(chǎn)管理和人員安全管控等方面，對該項(xiàng)工作配合較低。僅在需要進(jìn)行技改大修時(shí)，會(huì)定向?qū)σ恍┰O(shè)備和管道進(jìn)行絕熱效果的測評(píng)，以制定改造方案。但其實(shí)絕熱效果的測試能夠有效驗(yàn)收材料選購、施工多環(huán)節(jié)中是否均按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，也能夠驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否滿足實(shí)際運(yùn)任務(wù)下達(dá)后，項(xiàng)目牽頭單位建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心梳理了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中收省泰州市召開修訂工作組成立暨第一次會(huì)議。逐條討論了標(biāo)準(zhǔn)草案稿，確定了各單位的分3探討現(xiàn)場測試方案。為了進(jìn)一步了解國內(nèi)工程實(shí)際情況和目前測試方法的適本標(biāo)準(zhǔn)因涉及多環(huán)節(jié)的內(nèi)容，為更加全面、快速、高質(zhì)量完成修訂工作，召集了生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工、檢測、絕熱效果測試等行業(yè)的代表性企業(yè)組建了起草組，各單位及負(fù)責(zé)人參與了標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中各次工作會(huì)議，對修改點(diǎn)和技術(shù)內(nèi)本標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)備及管道絕熱效果測試的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，影響十分廣泛，指導(dǎo)了其他行業(yè)的絕熱效果測試標(biāo)準(zhǔn)的制定和相關(guān)測試方法標(biāo)準(zhǔn)的制定。其內(nèi)容在符合國家現(xiàn)行的方針、本標(biāo)準(zhǔn)適用于采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)的絕熱工程、新建、改建、擴(kuò)建及大修后絕熱工程的驗(yàn)收測試和日常普查及定期監(jiān)測。包含各類測試要求，涉及多種項(xiàng)目類型，即對絕熱設(shè)計(jì)的符合性進(jìn)行評(píng)價(jià)也對使用中絕熱結(jié)構(gòu)的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。需要考慮上述各種情況的要求和現(xiàn)場測試中可能遇到的各類情況，才能確保測試方法合理可行，測試能夠得出42.2主要內(nèi)容及其確定依據(jù)《火力發(fā)電廠熱力設(shè)備耐火及保溫檢修導(dǎo)則》等行業(yè)此外，還查閱了VID2055Part3Thermaliindustryandthebuilfthermotechnicalpropertiesofinsulationsystems,determinationoftotalheatlosses的相關(guān)要求，以保證標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性。2.2.2主要修訂內(nèi)容說明本標(biāo)準(zhǔn)主要涉及設(shè)備及管道絕熱效果的測試方法、測試要求、數(shù)據(jù)處理、測試不確定隨著工程項(xiàng)目工作溫度的升高，例如：火電行業(yè)已投運(yùn)的超臨界二次再熱機(jī)組，其設(shè)計(jì)工作溫度目前已達(dá)到660℃,將超過700℃。隨著介質(zhì)溫度范圍的升高，本系列標(biāo)準(zhǔn)GB/T4272-2024《設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》中已將溫度上限提升至850℃,為了保持協(xié)調(diào)統(tǒng)一，本次也將標(biāo)準(zhǔn)適用的溫度范圍調(diào)整為-196℃~850℃。熱損失現(xiàn)場測定熱流計(jì)法和面溫度法》執(zhí)行，道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場測定紅外熱像法》，本次修訂為進(jìn)一步明確測試方法新增驗(yàn)收測試的時(shí)間應(yīng)在項(xiàng)目工況運(yùn)行了一段時(shí)間，負(fù)荷達(dá)到要求時(shí)進(jìn)行；普查和定期監(jiān)測的測試，應(yīng)在工況正常連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行72h以上進(jìn)行。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一定程度5②新增了測試參數(shù)，并給出對應(yīng)的測試儀器，提高了儀器儀表本次根據(jù)數(shù)據(jù)處理中，需要現(xiàn)場測試的參數(shù)，給出了測試儀器及對應(yīng)的準(zhǔn)確度要求。修訂后準(zhǔn)確度不再分級(jí)，有利于現(xiàn)場測試的準(zhǔn)確性。且目前使用的儀器儀表的準(zhǔn)確度均有現(xiàn)場測試中，由于各類項(xiàng)目情況不同，涉及的設(shè)備、管道類型較多。例如化工生產(chǎn)裝置中，可能多達(dá)幾千條管線。又由于工藝、安全等因素，有許多設(shè)備和管線不便于進(jìn)行現(xiàn)場測試。還有許多管線敷設(shè)在管廊中，測試人員需要搭設(shè)腳手架或使用升降機(jī)才可接觸到，即需要測試人員具備高空作業(yè)資質(zhì)和能力，又對測試安全保障提出了較高的要求，使得業(yè)主方對該類型的測試存有較大疑慮。因此，如何選取具有代表性的、數(shù)量足夠用于評(píng)價(jià)整體的樣本是本次修訂的重點(diǎn)。本次修訂針對一、二、三級(jí)的不同測試目的，分類給出了測在一級(jí)或二級(jí)的驗(yàn)收測試中，應(yīng)先制定分組方案，從每一組別中抽取符合要求的設(shè)備和管段。分組方案可以根據(jù)絕熱類型、介質(zhì)溫度、絕熱結(jié)構(gòu)等參數(shù)進(jìn)行劃分，管道輸送的介質(zhì)類型、管徑等也可以作為分組的一個(gè)考慮因素。在設(shè)備測試中，只有處在工況運(yùn)行條件下的設(shè)備，才能較好的評(píng)價(jià)絕熱結(jié)構(gòu)本身的效果。因此，設(shè)備應(yīng)選擇處于工況運(yùn)行中的。在工業(yè)管道中，測試驗(yàn)收針對絕熱結(jié)構(gòu)本身，因此閥門、檢修口、分支、彎頭等熱橋位置的存在，會(huì)對絕熱結(jié)構(gòu)測試效果產(chǎn)生不利影響，不能較好的評(píng)價(jià)絕熱結(jié)構(gòu)本身的效果。但其他類型的管道如城鎮(zhèn)供熱管道的驗(yàn)收，需要整體綜合評(píng)價(jià)管網(wǎng)輸送效率，此時(shí)，薄弱環(huán)實(shí)際測試中也存在按一、二級(jí)要求進(jìn)行的定向測試，主要用于進(jìn)行技改、大修等的測評(píng)。此時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的測試目的，擬定測試清單并選取有代表性的能滿足測試目標(biāo)的測試對象。根據(jù)調(diào)研情況，供熱、長輸、生產(chǎn)裝置涉及的管線類型有較大的區(qū)別，測試方案也不同。供熱的絕熱效果測試多針對輸送管線，介質(zhì)主要有熱水和蒸汽，溫度變化主要在分支或變徑后，管線多為埋地；長輸管線因在野外，可能跨越農(nóng)田、水面等，維護(hù)不易，測試時(shí)也需要測試人員沿管線長距離的探查；生產(chǎn)裝置中的設(shè)備和管線種類較多，情況復(fù)雜，排布較密，彼此之間影響較大。例如化工生產(chǎn)裝置，又涉及危險(xiǎn)品、易燃易爆品等，在測三級(jí)測試主要針對普查或定期監(jiān)測，應(yīng)根據(jù)每次測試的不同要求選取數(shù)量滿足要求的617357測試方法標(biāo)準(zhǔn)中，也僅給出“沿管長取若干個(gè)測定界面，在每個(gè)界面的圓周上布置驗(yàn)驗(yàn)證情況，發(fā)現(xiàn)如圖所示的三個(gè)點(diǎn)位的測試結(jié)果的平均值和等分法結(jié)果的平均值接近。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，工業(yè)裝置中的管線排布情況復(fù)雜，多條管線并排布設(shè)情況較多。因此本標(biāo)準(zhǔn)的要求，以便于實(shí)際中根據(jù)管道的實(shí)測周長a)單管b)并排位于管溝、管廊、隧道中的設(shè)備、管道的環(huán)境溫度應(yīng)在環(huán)溝、廊、隧道內(nèi)壁附近測試埋地的設(shè)備和管道，應(yīng)測量地表大氣自然溫度和設(shè)備及管道周圍土壤自然溫度，土壤②調(diào)整了本章結(jié)構(gòu)。將保溫和保冷中散熱損失量和冷損失量的換算公式統(tǒng)一，其中，7P——傳熱系數(shù)，單位為瓦每平方米開爾文[W/(m2·K)]；Vm——介質(zhì)溫度，單位為攝氏度(℃);VM,x——測試時(shí)的介質(zhì)溫度，單位為攝氏度(℃);VL,x——測試時(shí)的環(huán)境溫度，單位為攝氏度(℃);Ri——絕熱結(jié)構(gòu)總熱阻，單位為平方米開爾文每瓦[(m2·K)/W]；αS——表面換熱系數(shù)，單位為瓦每平方米開爾文[W/(m2·K)]。VID2055Part3中還說明測試的外表面溫度與設(shè)計(jì)條件有偏差，應(yīng)進(jìn)行換算后才能與③本次還修改了各參數(shù)的代號(hào)，與GB/T8175協(xié)調(diào)一致，便于應(yīng)用。效果評(píng)價(jià)分為保溫工程、保冷工程、人身防護(hù)工程，根據(jù)三類工程的不同設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。其中，設(shè)計(jì)中有采用經(jīng)濟(jì)厚度法的，應(yīng)先按經(jīng)濟(jì)厚度計(jì)算外表面溫度再與處理后的實(shí)測值8絕熱效果受工程質(zhì)量好壞的影響較大，所以在測試時(shí)應(yīng)對工程質(zhì)量進(jìn)行分析，尤其是絕熱層的厚度、均勻性、縫隙的處理，對絕熱效果測試的影響較大。當(dāng)絕熱結(jié)構(gòu)已經(jīng)與設(shè)3.1測試整體情況試由北京市建設(shè)工程質(zhì)量第四檢測所有限公司和大連光明院節(jié)能技術(shù)研究檢測中心有限公司分別承擔(dān)。測試目的為：觀察測試全流程，研究測試對象的選擇，測點(diǎn)的布置、數(shù)據(jù)的25/633在現(xiàn)場測試中發(fā)現(xiàn)，化工生產(chǎn)裝置中的設(shè)備和管線情況較其他項(xiàng)目復(fù)雜的多，一個(gè)裝置區(qū)域的管線數(shù)量多達(dá)上千條，但其中有較長的直管段的、架設(shè)位置可以較輕易上人的、周圍沒有對其產(chǎn)生影響的設(shè)備和管線等等因素都滿足的管線非常少。多數(shù)管線在人可接觸的地面或平臺(tái)上都設(shè)有閥門、接口，直管段多在管廊中和其他管線并排敷設(shè)且間距較近，合考慮絕熱類型、介質(zhì)溫度、絕熱結(jié)構(gòu)等因素，對數(shù)量龐大的管線和設(shè)備進(jìn)行分組，再從在具體測試過程中，白天太陽輻射較強(qiáng)時(shí)或風(fēng)速較大時(shí)，對測試的影響極大，熱電偶和熱流傳感器布設(shè)后，測試受二者影響波動(dòng)很大，通常需要在天黑后等風(fēng)速變小后才能基本穩(wěn)定。白天使用紅外成像儀時(shí)，也受光照的影響，掃描結(jié)構(gòu)不準(zhǔn)確，成像不穩(wěn)。此外還受設(shè)備、管道周圍金屬護(hù)欄、閥門等影響較大。在室內(nèi)使用時(shí)，也受室內(nèi)燈光反射的影響9較大。因此實(shí)際操作時(shí)，要根據(jù)環(huán)境條件，有選擇的使用。當(dāng)環(huán)境條件不滿足時(shí)紅外成像儀的使用，又需要對某一設(shè)備或管道的外表面溫度進(jìn)行預(yù)測試，以判斷溫度分布，制定測測試中，兩家機(jī)構(gòu)使用了不同的熱流計(jì)、風(fēng)速儀、溫濕度計(jì)等設(shè)備，設(shè)備精度均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。使用的硅脂、導(dǎo)熱雙面膠等熱接觸材料也滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。三個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場測試對設(shè)備/管線代號(hào)及名稱式℃上------ ----設(shè)備/管間%器/0.64汽管道/0.63道/0.74/0.74/1.64/道/(一平臺(tái))--54.23.2(二平臺(tái))--69.03.2--34.13.2--25.53.0-38.43.0-28.10.83.2主要試驗(yàn)及結(jié)論3.3.1布點(diǎn)位置在四川瀘州項(xiàng)目和浙江寧波項(xiàng)目中，分別對三根豎直管道的不同位置的管段截面進(jìn)行能根據(jù)層高預(yù)估距離，且由于測試管段分別位于室內(nèi)和室外，受風(fēng)速影響，測試結(jié)果差距較大。P-301106與P-301104并排架設(shè)在裝置平基本一致，此時(shí)測試結(jié)果較為接近。因此在測試段選取時(shí)，應(yīng)有足夠長的直管段，才能設(shè)置不同的測試截面以使測試數(shù)據(jù)具有一定的代表性，根據(jù)測-24.0-26.9-44.7-32.03.2.2傳感器貼敷方式以E-357設(shè)備進(jìn)行研究性測試，如圖所示，布設(shè)了三個(gè)不同位流傳感器，兩個(gè)熱流傳感器的之間布設(shè)熱電偶。熱流傳感器分別采用鋁箔膠帶包覆四周和鋁箔膠帶包覆整個(gè)傳感器兩種貼附方式進(jìn)行前后對照試驗(yàn)。同時(shí)監(jiān)測了實(shí)時(shí)風(fēng)速、環(huán)境溫?zé)犭娕疾捎娩X箔貼附在外表面上，在風(fēng)速變化時(shí)，熱電偶測出的外表面溫度受風(fēng)速變502 10熱流傳感器采用鋁箔膠帶包覆四周的方式貼附的，實(shí)時(shí)溫度變?yōu)榇怪痹O(shè)備長度方向的貼片，Qi9為水平于長度方向的貼片?？梢钥吹綗崃鱾鞲衅髟跍y試時(shí)讀數(shù)波動(dòng)較大，但不能看出整體隨風(fēng)速的變02100210采用鋁箔膠帶包覆整個(gè)貼片的方式貼附的熱流傳感器和實(shí)時(shí)溫度變化如圖6所示。其對各測試點(diǎn)位不同貼片方向是否采用鋁箔膠帶覆蓋整個(gè)測試片進(jìn)行結(jié)果對比，如圖ce）3號(hào)測試點(diǎn)位垂直長度方向的貼片f）3號(hào)測試點(diǎn)位水平于長度方3.2.3絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)1W/(m·K)2W/(m·K)3kg/m31W/(m·K)2W/(m·K)1W/(m·K)2W/(m·K)3kg/m3求時(shí)，將對測試結(jié)果產(chǎn)生一定影響。項(xiàng)目中，往往存在材料導(dǎo)熱系數(shù)與設(shè)計(jì)可能，在在測試值回歸計(jì)算中，應(yīng)考慮材料導(dǎo)熱系數(shù)偏差本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對推動(dòng)落實(shí)《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳23號(hào)）等政策文件的要求，降低能源消耗和碳排放，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展具有重要意造成的。設(shè)備和管道絕熱的一個(gè)重要目的正是節(jié)能、降耗。本次修訂，仍貫徹綜合考慮經(jīng)我國設(shè)備和管道每平方米節(jié)能20%以上。進(jìn)而將間接減少源頭能源消耗，為碳減排作出貢有效推動(dòng)優(yōu)質(zhì)絕熱材料在工程中的使用，進(jìn)而推動(dòng)我國產(chǎn)品質(zhì)量提升，打擊低價(jià)低品質(zhì)產(chǎn)無同類國際標(biāo)準(zhǔn)。與本標(biāo)準(zhǔn)相同的國外標(biāo)準(zhǔn)有VID2055Part3Thermalinsulationofheatedandrefrigeratedoperationalinstallationsintheindustryandthebbasicsfortheverificationofthermotechnicalpropertiesofinsulationsystems,determinheatlosses《工業(yè)和建筑加熱制冷操作裝置的絕熱——絕熱系統(tǒng)熱工性能驗(yàn)本標(biāo)準(zhǔn)與VID2055Part3就范圍在測試方法上，本標(biāo)準(zhǔn)明確提出了表面溫