摘 要 本文主要对蒸汽热力管道的保温材料、保温形式进行探讨分析，结合目前常用保温材料，推荐采用合适的保温结构。 关键词 绝热材料的技术要求、保温结构 散热损失计算 1.
概述
公交车线路牌2021年24号文《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》指出：“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。”随着“碳达峰、碳中和”概念的提出，节能降耗重归大众视野。保温作为蒸汽管道节能的重要举措，根据保温材料的性能合理选择保温材料及保温结构的形式，很大程度影响着保温的效果。
根据《工业设备及管道绝热工程设计规范》要求，满足以下要求应对管道进行保温：
(1)供热介质温度大于50℃或按要求减少热损失的管道，应进行保温。
(2)不要求进行保温的管道，但外表面温度大于60℃，对需要操作的部位，为防止人员烫伤，应进行防烫伤保温措施。
蒸汽管道作为输送热能介质的管道，是需要而且是必须对其进行保温。
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保温材料
2.1保温材料的分类
保温材料根据七组成的成分可分为无机材料和有机材料两大类。
蒸汽热力管道由于其敷设方式的特殊性（一般室外架空或地埋敷设），需要考虑保温的耐腐蚀、憎水性，一般采用无机保温材料。蒸汽管道常用的保温材料有：纳米气凝胶、长丝超细纤维毡、硅酸镁纤维保温毯、硅酸铝针刺毯、微孔硅酸钙、高温玻璃棉等。液压滑环
保温材料的性能与其容重和使用温度密切相关，不同的使用温度，保温材料的导热系数也大不相同，一般使用温度在250℃以下的蒸汽管道，保温材料一般采用高温玻璃棉、硅酸钙等；温度高于250℃的蒸汽管道，一般采用硅酸镁纤维保温毯、硅酸铝针刺毯。对于有特殊要求的蒸汽管道保温（如现场空间尺寸受限，定向钻穿越类蒸汽管道，需减小管道外径或超高温管道），内层可采用纳米气凝胶、长丝超细纤维毡。
2.2保温材料的技术要求
选用保温材料除根据介质温度外，还需满足以下要求：
(1)导热系数小。在平均温度70℃时，导热系数λ值不应大于0.08W/(m·k )。
(2)密度小。硬质保温材料密度应不大于220kg/m³，半硬质保温材料密度应不大于200kg/m³，软保温材料密度应不大于150kg/m³。
(3)耐燃性。保温材料在高温作用下，其性能不应发生改变或燃烧，同时应选择不低于《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的材料。
(4)具有一定的抗拉强度。保温材料应具有一定的抗拉强度，这样才能保证保温材料在外力及自重作用下不产生破坏或变形。
(5)憎水效果好。蒸汽管道一般在室外露天布置，不可避免的，保温材料在空气中吸水或降雨后吸水，这时保温材料中气孔的空气将被会水排挤出来，由于水的热导率是空气的24倍，导致吸水后的保温材料的性能变坏，无法达到预期的保温效果。
(6)环保性能好。保温材料的选用还应满足当地的环保要求，不应使用明令禁止或已经被环保部门淘汰的保温材料。
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管道的保温结构
3.1对保温结构的要求
保温结构的合理性，直接关系到保温效果、使用年限、投资大小等问题合理选择保温材料至关重要。
根据《工业设备及管道绝热工程设计规范》的要求应，蒸汽管道的保温结构应采用多层结构，保温层应分层施工，且各层的厚度宜接近。对于超高温的管道，可选用不同保温材料的复合结构。
3.2管道的保温结构
当温度低于250℃时，可采用高温玻璃棉一种保温材料，保温分层施工，各层厚度宜接近。
当温度高于250℃时，可采用两种以上不同的保温材料，如硅酸铝针刺毯+高温玻璃棉、硅酸镁保温毯+高温玻璃棉、气凝胶纳米+硅酸铝针刺毯+高温玻璃棉，保温应分层施工，各层厚度宜接近。
保温施工时，同层应错缝，上下应压缝，其搭接长度不应小于100mm。这种布置可有效减少保温缝隙带来的散热损失。
水平管道的纵向接缝位置不得布置在管道垂直中心线45°范围内，由于热量的散发方向是往上的，所以水平管道的纵缝一般设置在在管道垂直中心线下方45°范围内。
软质保温材料,保温采用三层结构时,在保温层最外层上部1/2处加一层保温层。保温采用三层以上结构时,在保温层最外层上部240°和150℃处各加一层保温层，这样可有效减少上部的散热损失。
各层保温层之间可设置反辐射层，以减少保温材料之间热传导引起的散热损失，根据实验数据，反射层带来的散热损失减少一般在5%~15%之间。
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保温的计算
蒸汽管道保温的厚度根据《工业设备及管道绝热工程设计规范》要求进行计算，由于远距离输送需要保证较低的能量损失，根据规范计算的保温厚度并不能满足实际的需要，本文从起点参数、末端参数以及工艺的要求进行对已经确定保温厚度，核算散热损失，保证既满足末端用户的温度要求，也满足外表面温度不应超过50℃。
4.1基本计算公式
管道的单位长度热损失计算：
式中：q--管道单位长度热损失（W/m）
t0--环境温度（℃）
t--供热介质温度（℃）
多媒体控制器 --总热阻（m·℃/W）
L-蒸汽管道长度（m）搪瓷标牌
--管道附件的热损失附加系数，架空敷设0.15~0.20，管沟敷设0.15~0.20，地埋敷设0.10~0.15
--管道热损失（W）
--管道终点热量（W）
--管道起点热量（W）
管道起点和终点热量可根据管道的起点和终点的蒸汽参数、流量计算获得。
4.2热损失计算
4.2.1架空管道热损失计算
架空管道的热损失按下式计算，环境温度取周围空气温度，蒸汽管道总热阻：
式中： --保温层热阻（m·℃/W），
--保温层热阻（m·℃/W）
--保温层外径（m）
花生油 --管道外径（保温层内径）（m）
--外表面至环境的热阻（m·℃/W），
--外表面至环境的表面传热系数（W/㎡·℃）， ，其中w为当时风速（m/s）。
4.2.2直埋管道热损失计算
式中：tt--管中心土壤温度（℃）
t--供热介质温度（℃）
--保温层热阻（m·℃/W），
--土壤热阻（m·℃/W），
4.2.3保温材料的导热系数
硅酸铝针刺毯的导热系数与其容重和平均温度有关，根据GB/T 16400-2003附录C，表C.2可采用内插法计算不同容重、不同温度下硅酸铝针刺毯的导热系数。
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