在热工或制冷行业中,管道是主要组成部分。管道系统是将原材料从一处输送到另一处的重要环节。无论是发电厂、制糖厂还是制冰厂,都离不开管道系统。

管道内输送着各种用于后续利用的原料,包括发电厂和制糖厂的蒸汽管道,以及制冰厂的制冷剂管道。这两种类型的管道虽然温度差异巨大,但有一个共同点:都需要尽可能减少管道内的温度损失。

带保温层的管道

什么是管道系统保温?

管道系统分为热管和冷管两种类型。热管内输送的是温度在50-650度之间的热水或蒸汽,而冷管内则是温度在7-8摄氏度的冷水(用于冷水机组)或低于0摄氏度的制冷剂。

为了保持管道内的温度稳定以维持能源价值,保温材料成为了必不可少的解决方案。因此,选择适合管道系统的保温材料至关重要。

热水管和冷水管的保温有何不同?

在热管系统中,我们使用开孔型保温材料,如玻璃棉或岩棉。玻璃棉可耐受450摄氏度的温度,适用于-18至450摄氏度的温度范围;岩棉可耐受650摄氏度的温度,适用于0至650摄氏度的温度范围。如果遇到更高温度的应用,建议使用陶瓷纤维或硅酸钙保温材料。

 

材料 玻璃棉 岩棉
导热系数
Thermal Conductivity
0.043 – 0.058 W/m.K 0.037 – 0.083 W/m.K
使用温度 -18 – 450 摄氏度 -18 – 650 摄氏度
价格 100 泰铢/米 145 泰铢/米

* 1英寸管道,25毫米厚保温材料的价格

 

在冷管系统中,我们使用闭孔型保温材料,如黑色橡胶或PE保温材料。黑色橡胶的使用温度范围为-50至105摄氏度,而PE保温材料的使用温度范围为-80至100摄氏度。
因此不适用于热管系统。

PE保温材料的使用温度范围更广,适合温度变化较大的应用。但如果使用温度不需要低至-80摄氏度,使用黑色橡胶保温材料会更好,因为性能相近但价格更低。

 

材料 PE保温 黑色橡胶保温
导热系数
Thermal Conductivity
0.032 W/m.K 0.033 – 0.035 W/m.K
使用温度 -80 – 100 摄氏度 -50 – 105 摄氏度
价格 150 泰铢/米 143 泰铢/米

 

无论是热管还是冷管系统,都需要用铝制、镀锌或镀锌钢板外护层(Jacket)包覆,以延长保温材料的使用寿命。

保温管道下的防锈处理

在管道系统中,主要问题是生锈或腐蚀(Corrosion)。我们首先需要解释“生锈”是如何发生的。

锈(rust)是由铁与氧气或其他化学物质(氯、溴等)发生氧化反应而形成的。例如,自来水管道系统中的铁管,由于自来水中含有用于杀菌的氯,管道内部会与氯发生反应形成堵塞管道的锈。而管道外部则会因接触雨水和湿气在表面形成锈。

如果该管道是自来水管,那情况会比较简单,因为它不需要保温,我们可以直接从管道表面观察到生锈。但如果管道覆盖了保温材料,并且外面还包裹着保护层,我们又如何得知管道是否已经生锈了呢?我们将这种情况称为“绝缘层下腐蚀”或 CUI (Corrosion Under Insulation)。

 

管道腐蚀

我们可以通过以下方式防止热管锈蚀:

  1. 彻底清洁管道表面
  2. 在管道表面涂防锈漆
  3. 确保保温材料与管道表面紧密贴合
  4. 使用金属带牢固固定保温材料
  5. 用铝板覆盖,防止雨水和阳光损害

* 锈蚀需要三个条件:湿气、氯化物和铁。去除其中任何一个因素都可以防止锈蚀。因此,我们需要尽量消除湿气或氯化物。

* 我们通过使用玻璃棉或岩棉等开孔型保温材料来减少湿气,使水滴和水蒸气能够快速蒸发。同时添加防水剂防止水分渗透到铁管,并用铝板覆盖保温层以防止水分和湿气进入管道保温系统。

* 我们在生产保温材料时降低氯化物含量,使其低于10 ppm(百万分之十),以减少因保温材料导致的锈蚀。

管道间隔

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