供熱系統(tǒng)關(guān)系到千家萬(wàn)戶的切身利益，因此，作為供熱系統(tǒng)中的重要組成部分，如何采取有效的措施防止熱量的流失，減少熱量的損耗是一個(gè)重要問題。在新時(shí)期，加強(qiáng)對(duì)直埋保溫管的保溫施工，對(duì)節(jié)約能源，保證居民的安全有促進(jìn)作用。本文將從保溫材料性能等開始做出分析，并探討直埋保溫管保溫技術(shù)要點(diǎn)，展望其發(fā)展趨勢(shì)。

一、前言

直埋保溫管保溫技術(shù)對(duì)于提高直埋保溫管的使用效果很有幫助，因此，我們需要進(jìn)一步的研究和分析直埋保溫管的保溫技術(shù)，以減少直埋保溫管使用過程中熱量的散失。近些年來，雖然我國(guó)的直埋保溫管相關(guān)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，為我國(guó)居民生活水平的提高奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，但從從整體上而言，依然存在很多問題，比如直埋保溫管保溫性能較差，供熱途中熱量損耗大等問題，隨著建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的理念逐步推廣，加強(qiáng)讀直埋保溫管保溫技術(shù)的探討已經(jīng)勢(shì)在必行。

二、常用保溫材料的主要性能及價(jià)格

保溫設(shè)計(jì)包括主保溫材料的選擇，保溫厚度的確定和保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。熱力直埋保溫管的保溫結(jié)構(gòu)可根據(jù)管道敷設(shè)方式(室內(nèi)，室外，架空，地溝，直埋等)，氣象條件(降雨量，室外溫度，大氣濕度等)和環(huán)境條件(周圍是否有腐蝕性氣體等)選擇。

熱力直埋保溫管的保溫層厚度一般按年最小費(fèi)用法確定:使管道散熱損失年費(fèi)用與保溫投資年折舊費(fèi)之和為最小的保溫層厚度為經(jīng)濟(jì)保溫厚度。管道的經(jīng)濟(jì)保溫厚度主要與介質(zhì)溫度、環(huán)境溫度、年運(yùn)行時(shí)間、保溫材料導(dǎo)熱性能、熱價(jià)及保溫材料與保護(hù)層的價(jià)格有關(guān)。對(duì)于某項(xiàng)具體工程，前四項(xiàng)參數(shù)為定值;所以，經(jīng)濟(jì)保溫厚度僅隨熱價(jià)、保溫材料和保護(hù)層價(jià)格而改變。熱力直埋保溫管的經(jīng)濟(jì)保溫厚度是通過計(jì)算機(jī)用解非線性方程組的方法求得的。由上可知，對(duì)于管道保溫設(shè)計(jì)，保溫結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)保溫厚度都有一定的規(guī)則可循，重點(diǎn)和難點(diǎn)就在于保溫材料的選擇。

目前，工程中使用的管道保溫材料種類很多，有些是正在或即將被淘汰的材料:如礦渣棉，泡沫混凝土，蛙石等;有些是剛剛開發(fā)的新型材料:巖棉，超細(xì)玻璃棉，硅酸鋁纖維，微孔硅酸鈣，聚氨脂泡沫塑料等。選擇保溫材料時(shí)，為了用盡可能少的投資取得盡可能好的保溫效果，也就是選擇出性能價(jià)格比**的保溫材料，我們應(yīng)詳細(xì)掌握常用保溫材料的性能和價(jià)格，然后再據(jù)此對(duì)具體工程做出判斷。對(duì)市場(chǎng)做了廣泛調(diào)查后，得出幾種常用保溫材料的性能及價(jià)格表，如表1

室外架空蒸汽管道保溫比較

由于熱價(jià)及保溫材料價(jià)格不斷變化，現(xiàn)有保溫設(shè)計(jì)手冊(cè)的數(shù)據(jù)己不適用當(dāng)前情況，如果沿用以前的保溫厚度，勢(shì)必造成散熱損失費(fèi)用過大，因此我們根據(jù)最近的熱價(jià)及保溫厚度，保溫投資及熱損失進(jìn)行了大量計(jì)算。為了說明不同保溫材料的經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)以D219 x6mm，300℃室外架空蒸汽管道為例，將計(jì)算結(jié)果列于表2。

由表2可以看出，對(duì)于溫度較高的蒸汽管道的保溫，投資**的是玻璃棉管殼，其次是巖棉管殼和超細(xì)玻璃棉、珍珠巖管殼。硅酸鋁纖維氈的投資明顯高于其他材料。從保溫效果看，散熱最少的是玻璃棉管殼，其次是巖棉和超細(xì)玻璃棉管殼，硅酸鋁纖維氈的散熱損失**。從保溫年費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)損失綜合來看，**的保溫材料為玻璃棉管殼，其次是巖棉，超細(xì)玻璃棉，玻璃珍珠巖管殼。保溫費(fèi)用**、經(jīng)濟(jì)損失**的是硅酸鋁纖維氈。

三、直埋保溫管保溫技術(shù)要點(diǎn)

1.管道保溫材料的選擇

對(duì)保溫材料的要求：(l)導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫性能好。在常溫下,導(dǎo)熱系數(shù)小于0.14w/m.℃(0.5KJ/m.h·℃)；(2)密度小。一般不宜超過400Kg/m3；(3)硬質(zhì)成型制品的抗壓強(qiáng)度大于3Kgf/cm3時(shí)；(4)有相當(dāng)?shù)哪蜔崮芰?能滿足管道**使用溫度范圍)；(5)具有較好的耐火性,即在空氣中遇火不燃燒或難燃燒；(6)應(yīng)用較高的化學(xué)穩(wěn)定性,耐腐蝕性,可選用PH≥8的弱堿性材料；(7)熱膨脹系數(shù)??；(8)收縮率低；(9)吸水率低；(10)對(duì)于保護(hù)層應(yīng)有良好的防水、防腐性能。

2.保溫結(jié)構(gòu)

（一）架空敷設(shè)

由于受自然環(huán)境的侵襲,考慮到檢修不方便,因而要求強(qiáng)度較高的保護(hù)層及好的防水層。為減輕支架負(fù)擔(dān),保溫材料應(yīng)選擇重量輕的。

（二）室內(nèi)和通行地溝

因檢修方便,不受較大的機(jī)械性負(fù)荷,又很少潮濕的影響,因而保溫結(jié)構(gòu)可較簡(jiǎn)單(在熱介質(zhì)300℃以內(nèi)的管道保溫可選擇氣孔多,含水性大、價(jià)格低廉的保溫材料,并可在保溫外層附加玻璃鋼或鍍鋅鐵皮等,既美觀又經(jīng)濟(jì))。

（三）不通行地溝

由于地溝內(nèi)溫度高,濕度大,常有水侵人,甚至可能有水暫時(shí)淹沒管道,又不能進(jìn)行經(jīng)常的維護(hù),因此要求保溫材料既要保溫效果好又要有良好的防水、防潮及防腐性能。

（四）管道直埋

保溫結(jié)構(gòu)承受土壤及地面負(fù)荷,同時(shí)檢修困難,因此要求較高的機(jī)械強(qiáng)度,穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能與可靠的防水性(應(yīng)選吸水率低,透氣性小耐腐蝕的硬質(zhì)保溫材料)。

（五）對(duì)熱介質(zhì)溫度300℃以上的管道保溫用復(fù)合式保溫結(jié)構(gòu),求得**的保溫經(jīng)濟(jì)效果。例如:把耐高溫、熱穩(wěn)定性好的保溫材料用在內(nèi)層,把價(jià)格低廉并在低溫時(shí)隔熱性能良好的保溫材料用在外層。

3.保溫層厚度的選擇

保溫層厚度的選取可由保溫經(jīng)濟(jì)厚度與安全生產(chǎn)需要的厚度(即保溫層外表面溫度)比較后確定。保溫層越厚,則熱損失越小,節(jié)約了燃料;但由于保溫層厚度的增加,則增加了投資。故最終選定的保溫厚度要由工藝要求、運(yùn)行安全、投資合理、節(jié)能顯著等綜合因素分析后確定。經(jīng)濟(jì)厚度為保溫后的年散熱損失費(fèi)用和投資的年分?jǐn)傎M(fèi)用之和最小值即為保溫層的計(jì)算厚度。選擇保溫材料的原則:在物理、化學(xué)性能滿足工藝要求的前提下,應(yīng)選用經(jīng)濟(jì)保溫材料判別系數(shù)值最小的材料。熱力直埋保溫管即使有良好的保溫,也會(huì)存在散熱損失,其熱損失量約占熱量的5%一9%。直埋保溫管損失與熱網(wǎng)長(zhǎng)度、管道結(jié)構(gòu)、管道附件、絕熱保溫情況、傳熱溫差等因素有關(guān)。

4.常用的施工方法

（一）涂抹式

將濕的保溫材料(如石棉粉、石棉硅糟土)直接分層抹于管上。

（二）預(yù)制式

將預(yù)制成塊狀、扇型、半圓型的保溫材料直接扎于管上。

（三）填充式

將保溫材料充填于管子四周特制的套子式鐵絲網(wǎng)中,或?qū)⒈夭牧现苯映溆诘販匣驘o(wú)溝敷設(shè)的槽內(nèi),松散的纖維狀的材料都可用來填充。

（四）澆灌式

常用在不通行地溝及無(wú)溝敷設(shè)中。澆灌材料大多是泡沫混凝土,為了保溫管道在熱脹冷縮時(shí)能自由移動(dòng),應(yīng)在管上涂以重油或其它油脂。

（五）捆扎式

利用成型的柔軟而具有彈性的保溫織物直接包裹在管道上。

5.保溫施工

管道保溫施工應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,一般按保溫層,防潮層,保護(hù)層的順序施工。

施工要求：保溫施工應(yīng)在管道試壓及防腐合格后進(jìn)行,施工前管道表面應(yīng)保持清潔干燥。熱保溫厚度大于100mm和冷保溫厚度大于75mm時(shí),應(yīng)分層施工。垂直管道的保溫應(yīng)自下而上地進(jìn)行。垂直高度超過5m的,施工時(shí)每隔3m一5m焊接1個(gè)支撐托板,支撐托板應(yīng)焊在管壁上,寬度為保溫厚度的1/3一1/2,保溫管道支架處應(yīng)留有膨脹伸縮縫,并用石棉繩或玻璃棉填塞。若用預(yù)制保溫管殼(瓦)應(yīng)錯(cuò)縫,縫隙熱保溫為5mm,冷保溫為2mm(管道內(nèi)介質(zhì)溫度高于300℃則適當(dāng)增加),并每層縫隙應(yīng)用導(dǎo)熱系數(shù)相近的保溫材料填充密實(shí)；內(nèi)外層應(yīng)蓋縫,外層的水平接縫應(yīng)在側(cè)面。防水層在搭接時(shí),其寬度應(yīng)為30mm一50mm,并縫口朝下,與保溫層應(yīng)捆扎牢固。防水層應(yīng)完整嚴(yán)密、厚度均勻、無(wú)氣孔、鼓泡和開裂等缺陷。保護(hù)層在搭接時(shí),其寬度應(yīng)為30mm一50mm，端部應(yīng)封閉。若用金屬作為保護(hù)層,應(yīng)壓邊,箍緊,不得有脫殼或凹凸不平,其環(huán)縱縫應(yīng)搭接或咬口,縫口朝下。用石棉水泥,麻刀石灰作保護(hù)層時(shí),保護(hù)層外應(yīng)有鍍鋅鐵絲網(wǎng),保護(hù)層抹面應(yīng)分兩層進(jìn)行。當(dāng)保護(hù)層外徑小于350mm時(shí)，厚度不小于10mm，當(dāng)保護(hù)層外徑為350mm時(shí),厚度為15mm一20mm(無(wú)地溝埋設(shè)的管道),當(dāng)保護(hù)層為纏繞式時(shí),重迭部分為其帶寬度的l/2,纏繞時(shí)應(yīng)裹緊,不得有松脫、翻邊、皺褶和鼓包，起點(diǎn)和終點(diǎn)必須用鍍鋅鐵絲捆扎牢固，并應(yīng)密封。

四、直埋保溫管保溫技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.對(duì)保溫材料進(jìn)行憎水改性。

有機(jī)硅類憎水劑是保溫材料通用的一種高效憎水劑，它的機(jī)理是利用有機(jī)硅化合物與無(wú)機(jī)硅酸鹽材料之間較強(qiáng)的親和力，來有效改變材料的表面特性，使之達(dá)到憎水效果。它具有穩(wěn)定性好、成本低、施工工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。如巖棉制品、玻璃棉制品經(jīng)憎水處理后，其憎水率可高達(dá)90%甚至**。提高保溫材料的憎水性，降低吸水率是保溫材料的主要發(fā)展方向之一。

2.納米孔絕熱材料。

絕熱材料的傳熱主要由氣體分子的熱傳導(dǎo)、氣體的對(duì)流傳導(dǎo)、固體材料的熱傳導(dǎo)和紅外輻射傳熱組成。近期在研制的納米孔硅質(zhì)絕熱材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能使其導(dǎo)熱系數(shù)降到了很低的水平。因此，納米孔硅質(zhì)絕熱材料在其使用溫度范圍（-190℃～1050℃）內(nèi)具有優(yōu)異的保溫性能。隨著使用溫度的提高，納米孔硅質(zhì)絕熱材料的絕熱保溫優(yōu)勢(shì)將更加明顯。

3.積極開發(fā)新型保溫材料及相關(guān)技術(shù)。

如低輻射傳熱材料及結(jié)構(gòu)的研制，高效薄層熱防腐一體化涂料，多層熱隔斷結(jié)構(gòu)，真空絕熱結(jié)構(gòu)，隔熱管托材料及結(jié)構(gòu)，異型保溫，補(bǔ)口技術(shù)等。有針對(duì)性的研制價(jià)廉適用的外護(hù)層材料及施工工藝，如復(fù)合隔熱外護(hù)涂層、復(fù)合增強(qiáng)塑料布、仿金屬材、無(wú)機(jī)玻璃鋼、噴涂聚脲彈性體等。

五、結(jié)束語(yǔ)

直埋保溫管的性能將會(huì)很大程度的影響到供熱的效果和供熱的安全性，因此，在進(jìn)行供熱管理過程中，只有不斷提高直埋保溫管的保溫技術(shù)水平，才能夠提高直埋保溫管的使用效果，對(duì)于我國(guó)的供熱工程來說是非常有利的。在今后的直埋保溫管建設(shè)中，我們要堅(jiān)持這個(gè)原則，同時(shí)，在施工過程中，要不斷嚴(yán)格施工標(biāo)準(zhǔn)，提高施工質(zhì)量。

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