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復(fù)合硅酸鹽保溫材料在蒸汽管道保溫中的應(yīng)用

時(shí)間:2024-09-04 05:29:48 材料畢業(yè)論文 我要投稿
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復(fù)合硅酸鹽保溫材料在蒸汽管道保溫中的應(yīng)用

  摘 要:對(duì)電廠主蒸汽管道外表面溫度超標(biāo)現(xiàn)象進(jìn)行分析,提出改造技術(shù)方案及施工工藝要求,介紹復(fù)合硅酸鹽保溫材料在蒸汽管道節(jié)能改造中的成功應(yīng)用。

  關(guān)鍵詞:汽管道 保溫節(jié) 能環(huán)保 應(yīng)用

  一、改造前保溫存在的問題

  電廠12MW 次高溫次高壓機(jī)組主蒸汽管道,原設(shè)計(jì)保溫材料是硬質(zhì)成型微孔硅酸鈣,在運(yùn)行中由于機(jī)組啟、停時(shí)管道產(chǎn)生熱位移,交變擠壓;管道的輕微震動(dòng);長期高溫使用等原因,造成硅酸鈣碎裂粉化,形成很多裂縫,保溫材料的熱密封性能下降,蒸汽管道熱能容易向外散發(fā)。同時(shí)保溫材料塌陷出現(xiàn)空洞,特別是在水平管與垂直管段交接的彎頭處出現(xiàn)脫節(jié),保溫效果很不理想,外表面溫度平均55℃,局部溫度高達(dá)150℃以上,散熱損失較大。

  按GB4272 - 92《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》,在設(shè)備或管道外表面采取保溫措施后,其保溫層外表面溫度必須小于50℃的規(guī)定,外表面溫度已經(jīng)超標(biāo)。因此,節(jié)能降耗工作成為需要解決的當(dāng)務(wù)之急,同時(shí)管道的保溫節(jié)能改造既是技術(shù)的需要,是企業(yè)管理的重要內(nèi)容,也是節(jié)能降耗的重要途徑,因此電廠于2005 年對(duì)1#、2# 機(jī)組主蒸汽管道進(jìn)行了保溫節(jié)能改造。

  二、保溫材料的選擇

  (一)保溫材料性能對(duì)比成型微孔硅酸鈣產(chǎn)品具有質(zhì)地較硬、抗熱震性、可塑性差,容易碎裂粉化、容重較高、材料規(guī)格種類多、材料管理工作量大等缺點(diǎn)。

  復(fù)合硅酸鹽纖維板和復(fù)合硅酸鹽膏產(chǎn)品具有質(zhì)地柔軟、密度低、導(dǎo)熱系數(shù)小、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及抗熱震性、優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度、無腐蝕無污染、施工簡便可塑性強(qiáng)、使用壽命長,受熱膨脹小,外包鐵皮不會(huì)有拉裂、凹凸等優(yōu)點(diǎn),其保溫效果特別好。

  (二)產(chǎn)品綜合經(jīng)濟(jì)效益

  復(fù)合硅酸鹽纖維板和復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料在相同工藝條件下,其使用厚度為硬質(zhì)成型微孔硅酸鈣保溫材料的五分之三,可使管道外保護(hù)層用量相應(yīng)減少18%,散熱損失相應(yīng)減少20%。無論是一次性投資,還是每年的散熱損失費(fèi)用等方面,均以使用復(fù)合硅酸鹽纖維板和復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料為最經(jīng)濟(jì),且具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

  (三)保溫材料的選擇

  通過以上對(duì)比,主蒸汽管道的保溫材料采用復(fù)合硅酸鹽纖維板和復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料。

  三、改造的施工技術(shù)方案及工藝要求

  (一)拆除從鍋爐主蒸汽出口集箱至汽輪機(jī)高壓缸范圍內(nèi)管道上的原保溫結(jié)構(gòu),清除干凈管道表面的灰塵和鐵銹。

  (二)使用復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料直接在管道、閥門表面進(jìn)行涂抹,形成厚度為20mm 的基礎(chǔ)保溫層。

  (三)在主蒸汽管道基礎(chǔ)保溫層上用細(xì)鐵絲捆扎3 層復(fù)合硅酸鹽纖維板,每層厚度為25mm,將它錯(cuò)縫粘貼,并用復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料涂抹保溫層的縫隙,保證其保溫的密封性能。在第1、2、3 層復(fù)合硅酸鹽纖維板外用細(xì)鐵絲網(wǎng)整體捆扎、勒緊,防止保溫層滑動(dòng)、錯(cuò)位。外使用復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料進(jìn)行厚度為20mm 的密封涂抹,形成厚度為95mm 的主保溫層。

  (四)在主蒸汽管道主保溫層上,用細(xì)鐵絲捆扎一層復(fù)合硅酸鹽纖維板,厚度為25mm,將它錯(cuò)縫粘貼,并用復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料涂抹保溫層的縫隙,保證其保溫的密封性能。在第4 層復(fù)合硅酸鹽纖維板外用細(xì)鐵絲網(wǎng)整體捆扎、勒緊,防止保溫層滑動(dòng)、錯(cuò)位。外使用復(fù)合硅酸鹽膏保溫材料進(jìn)行厚度為10mm 的密封涂抹,形成厚度為35mm 的加強(qiáng)保溫層。

  (五) 主蒸汽管道保溫層構(gòu)成為基礎(chǔ)保溫層(20mm)、主保溫層(95mm)和加強(qiáng)保溫層(35mm), 總厚度為150mm。

  ( 六) 最外層金屬保護(hù)層的材料用0.8mm 鋁皮封包, 相鄰搭接不小于40mm,并在適當(dāng)?shù)奈恢昧舫鲎杂膳蛎浻嗔。安裝時(shí),應(yīng)緊貼保溫層,環(huán)向接縫、縱向接縫和水平接縫必須上搭下,成順?biāo)较。彎頭鋁皮的外弧段另外增加一條寬度為50mm 的鋁皮縱向連接,使彎頭鋁皮的環(huán)向、縱向都能連接成牢固的整體,不會(huì)產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象。

  (七)施工后的保溫層,不得覆蓋設(shè)備的銘牌、儀表等。設(shè)備的名稱、介質(zhì)流向標(biāo)識(shí)、色標(biāo)及時(shí)按原樣恢復(fù)。

  四、改造后的效果及經(jīng)濟(jì)性分析

  (一)改造前后監(jiān)測點(diǎn)的外表面溫度對(duì)比將彎頭作為監(jiān)測點(diǎn), 對(duì)其改造前、后彎頭監(jiān)測點(diǎn)處的外表面溫度測溫。實(shí)施了保溫節(jié)能改造后,外表面溫度完全符合GB4272 - 92 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),原超溫點(diǎn)已經(jīng)消除,平均溫度下降22℃,保溫效果得到了明顯的提高。

  (二)改造前后的散熱損失對(duì)比

  散熱損失通常以熱流密度q(W/m2)表示。散熱損失與散熱面積之乘積,就是該面積的散熱量,所以散熱面積內(nèi)的散熱損失表示了該區(qū)域的保溫狀況,該項(xiàng)指標(biāo)是檢驗(yàn)熱力設(shè)備保溫效果的主要指標(biāo)1. 改造前散熱損失:主蒸汽溫度為550℃,平均外表面溫度為T w 前= 55℃,按同一環(huán)境溫度25℃計(jì)算:α 改造前為10.92W/(m2.k);q 改造前為327.6W/m2。

  可看出,改造前的散熱損失已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)值。

  2. 改造后散熱損失:

  平均外表面溫度為T w 后= 33℃,按同一環(huán)境溫度25℃計(jì)算:α 改造后為9.82W/(m2.k);q 改造后為78.56W/m2。

  可以看出,改造后的散熱損失比標(biāo)準(zhǔn)值降低。

  (三)改造后的經(jīng)濟(jì)性分析

  單位換熱量的對(duì)比分析計(jì)算, 其中主蒸汽管道保溫后外表面換熱面積A=900m2。

  降低散熱損失Δq = q 改造前-q改造后= 249.04W/m2, 降低率q % =76%,減少熱流量損失ΔΦ =A Δq =224136 W。

  改造后1h 內(nèi)減少散熱量,即節(jié)能Q=ΔΦ×h = 806889.6kJ, 以機(jī)組年運(yùn)行6000h,鍋爐熱效率η = 90%計(jì)算,運(yùn)行1 年即可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量B b =QbQη×h= 183540kg,燃煤單價(jià)按1000 元/t 計(jì)算,每年節(jié)約資金:183.54×1000 = 183540 元,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

  五、結(jié)束語

  (一)通過對(duì)1#、2# 機(jī)組主蒸汽管道進(jìn)行保溫節(jié)能改造后,平均外表面溫度由55℃下降至33℃,其能源利用率、環(huán)保性能都有較大的提高,減少了機(jī)組的散熱損失及對(duì)環(huán)境的熱污染。

  ( 二) 運(yùn)行1 年即可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量184t,節(jié)約燃煤資金約18 萬元,同時(shí)減少煙氣及硫化物的排放,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,復(fù)合硅酸鹽保溫材料值得在其他熱力管道保溫節(jié)能環(huán)保改造中推廣使用。

  參考資料:

  [1] 水利電力部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院,火力發(fā)電廠熱力設(shè)備和管道保溫油漆設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定,(SDGJ59-84)1984

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