高温管线“四毯两布”保温施工方法

李雷明

（大庆炼化公司炼油一厂汽柴油加氢车间，黑龙江大庆 163318）

1 炼化公司高温管线的保温现状

受施工方法和施工材料限制，目前很多老企业的高温管线外表面温度仍然偏高，管线热损失普遍偏大，降低了能源利用效率，对环境造成热污染，增加企业生产成本。炼化公司目前高温管线保温材料主要采用硅酸铝纤维管壳，采用16#铁丝捆扎固定。这种施工方法主要存在以下缺点。

（1）管壳材料包覆的施工方法，虽然施工方便进度快，但保温层间仍存在较大缝隙，因此高温管线的大部分热量是通过保温层的缝隙间内的空气以热传导方式流向大气，造成热量大量损失。

（2）保温材料仅采用铁丝捆扎，固定间隙会随着管线的热胀冷缩在重力作用下逐渐加大，造成管线热量损失逐年加大。

（3）辐射热由高温区域单向地向低温区域流动，缺乏有效反射与阻拦措施。

2 “四毯两布”保温方法介绍

2.1 “四毯两布”保温方法出现背景

经过多次实验，发现采用“四毯两布”的保温方法，可有效减少高温管线热损失。2018 年8 月，炼油一厂汽柴油加氢车间采用“四毯两布”施工方法对部分中压蒸汽管线进行保温升级试验。实验后效果明显。现总结材料特性、施工方法和施工效果。

2.2 “四毯两布”保温方法的材料（表1）

表1 “四毯两布”保温方法的材料

2.3 “四毯两布”保温方法的施工步骤

第一层安装厚度为20 mm 高铝型陶瓷纤维凯盾毯1 层，每隔30 cm 用16#镀锌铁线捆扎固定；第二层缠裹铝箔布，金属面朝向高温侧，要将保温材料紧紧地包裹严实，包裹严密后可对保温棉起固定作用，同时可有效将辐射热反射回到管线中；第三层安装厚度为50 mm 的高纯型陶瓷纤维陶盾毯，每隔30 cm 用16#镀锌铁线捆扎固定；第四层安装厚度为50 mm 的高纯型陶瓷纤维陶盾毯，每隔30 cm 用16#镀锌铁线捆扎固定，第四层缝隙要与第三层缝隙错开20 cm；第五层缠裹铝箔布，金属面面向高温侧，要包裹严实；第六层安装厚度为50 mm 的高纯型陶瓷纤维陶盾毯，每隔30 cm 用16#镀锌铁线捆扎固定；第七层安装厚度为0.5 mm 镀锌铁皮保护层。

3 “四毯两布”保温方法效果

汽油加氢装置内中压蒸汽管线主要为汽轮机提供动力，该管线设计温度为350～440 ℃，日常运行时蒸汽温度为320～410 ℃，管径为DN200 长度为107 m。该管线原保温采用硅酸铝管壳，用16#镀锌铁线捆扎固定，2013 年9 月施工完成。

保温升级前后在环境温度同样为27 ℃时，在风速均为0.6 m/s 环境下，采用相同型号的热成像仪，对相同位置的同样长度的管线进行数据采集。管线外表面温度降幅明显，图片对比如图1 所示。

图1 界区蒸汽管线保温情况

4 经济效益

依据GB 50264—2013《工业设备及管道绝热工程设计规范》[1]。

式中 q——管线在大气中的热损失，MJ/s

T0——管线保温更换前外表面平均温度，℃

T1——管线保温更换后外表面平均温度，℃

αS——外表面换热系数，W/（m2·℃）

Fw——管线保温外表面积，m2

D——管线保温外径，m，本条管线参照DN200 管线计算

L——管线保温长度，m

DN200 管线每米管线热损失为q=11.6×3.14×0.559×（70-45）×10-6=0.000 509 MJ/s。DN200 管线每米每年可节约瓦斯成本PJ=［（q×3600×24×365）/（qF×η）］×PF，其中，PJ为每米每年可节约成本，万元/（年·m）；qF为瓦斯热值，29 309 MJ/t；PF为价格，0.04 万元/t；η 为热效率，0.8。

PJ=［（0.000 509×3600×24×365）/（29 309×0.8）］×0.04=0.027 4万元/（年·m），由于DN200 管线施工成本PS约为每米0.07 万元，t=PS/PJ=0.07/0.027 4=2.55 年，其中，PS为每米管线施工价格，万元/m。因此，预计2 年半可以收回成本。

5 总结

“四毯两布”保温施工方法利用低导热系数保温材料可降低热传导速率；采用错缝施工的方法可以有效封堵施工材料间的缝隙，降低热量通过保温材料间的缝隙流失；采用复合高硅氧铝箔布紧紧地将保温材料包裹严实，金属面朝向高温侧，铝箔布既可以对保温棉起固定作用，防止日后保温材料间的缝隙加大，同时可有效将辐射热反射返回管线中。“四毯两布”保温施工方法可大大降低高温管线的表面温度，降低介质的温降，减少高温管线的热损失，是公司节能降耗的一项先进措施。虽然“四毯两布”的施工费用比以前保温施工费用有所提高，但成本收回时间较短，而且一旦施工后会长期收益。