250度蒸汽管道保温方案
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D0：保温层外径，m； Di：管道外径，m；
：保温层外表面与大气层的换热系数，也称表面放热系数，W / (m 2 K )
根据管线散热损失及以下公式可推算管道温降：
cmT QLt
其中，Βιβλιοθήκη 4q线L 2 c D0 v
c : 介质比热，J /(kg ℃)；
:介质密度，kg /m3 ; D0：保温后直径，m；
备注：1）蒸汽价格：200 元/吨，年运行时间：8000 小时； 2）成本回收时间：不考虑传统保温材料因进水或管道振动而引起沉降，导致 10 年内 需重新保温的问题。
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L：管道长度，m； v：流速，m / s.
方案一 方案二 方案三 传统方案
保温总厚度，mm 外表面温度，℃ 面散热损失， W/m2 线散热损失，W/m 1km 温降，℃ 1km 终端温度，℃ 实际线散热 节能率
22 49.3 107.9 68.8 14.8 235.2 68.8 43.1%
52 49.6 110.2 91.0 19.6 230.4 91.0 24.6%
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纳诺高科保温方案
三、保温方案
采用气凝胶隔热毡作为保温材料，保温层外用 0.5mm 厚彩钢板进行防护，或采用气凝 胶隔热毡作为主体保温材料，结合岩棉辅助保温的方式进行保温，具体厚度见下表： 方案一 气凝胶厚度及层数 岩棉厚度，mm 保温层总厚度，mm 6mm*2 层 10mm*1 层 0 22 方案二 6mm*2 层 40 52 方案三 10mm*1 层 50 60 传统方案 0 100 100
60 49.3 108.1 94.7 20.4 229.6 94.7 21.6%
100 49.2 107.2 120.8 26.0 224.0 120.8 ——
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纳诺高科保温方案
以上计算条件为环境温度 35℃，基本无风，在有风的情况下，由于传统保温中岩棉的 表面积大，因此表面散热损失将更明显。
使用寿命
材料结构松散，自重、设备振动、材料 进水等易导致材料解体、沉降，保温效 1）整体性好，具有较好的抗 果明显下降。 震抗拉性，在使用过程中不 出现颗粒堆积、沉降等现象； 2） 20 年模拟测试收缩率小于 1%，导热系数无变化。
其
他
使用厚度小，可减少管道保 保温层厚，搭接处容易存在缝隙，较高 温厚度，减少蒸汽管道间距，的膨胀收缩系数易致使缝隙成为热桥， 减少厂房面积或管廊大小。 振动后更明显。
五、材料用量及成本预算
以 1000m 长管道为单位计算材料用量及工程投资，见下表： 气凝胶，（m2） 岩棉 玻璃布 6mm 10mm （m2） （m2） 方案一 方案二 方案三 传统方案 1132 1132 0 0 648 0 572 0 0 33.0 43.8 112.7 3202 2037 1030 0 彩钢板 材料价格 施工费用 总价格 （m2） （万元） （万元） （万元） 712 908 964 1240 41.9 25.2 22.8 11.5 4.0 4.0 3.0 2.5 45.9 29.2 25.8 14.0
0.017 0.019 0.021 0.025 30mm 650 180-200
憎水率≥99%，无需特殊防水 不完全防水，防护板表面需喷涂金属密 措施 封胶进行防水 可拆卸保温套，保温效果好， 喷涂方式或保温盒保温，保温效果差 使用方便 60Kpa 120Kpa ≥20 年 毡状制品：压缩形变大 板状制品：脆性大，易碎 3-5 年
纳诺高科保温方案
蒸汽管道保温方案
一、工况条件
管径：159mm；安装方式：室外架空，环境温度：35℃。 蒸汽温度：250℃，蒸汽压力：0.8MPa，流量：7.5t/h，流速：38.8m/s。 要求：表面温度不超过 50℃，尽可能节能。
二、传统保温材料与纳诺气凝胶绝热毡对比
传统保温材料：复合硅酸盐毡/管壳、高温玻璃棉毡/管壳、岩棉。出于对环境和操作人 员健康考虑，岩棉的用量逐渐减少。 纳诺气凝胶绝热毡：纳米孔气凝胶绝热材料，具有极低的导热系数和有效的防水性能。 与传统保温材料具体对比见表 1。 表 1 常规保温材料与纳诺气凝胶绝热毡对比
6
方案二 857 418 8.4 15.2 1.8 68.5
方案三 751 367 7.3 11.8 1.6 61.6
1499 732 14.6 31.9 2.2 114.4
实际上，岩棉在使用 2、3 个月后，保温效果开始变差，损失的热量也逐渐增大，因此， 对实际应用过程中的线散热损失进行修正，并计算经济效益如下： 方案一 0～3 年 3～6 年 6～10 年 线散热损失，W/m 线散热损失，W/m 线散热损失，W/m 回收时间，年 10 年经济效益，万元 68.8 68.8 68.8 2.2 156.2 方案二 91.0 98.3 112.0 1.8 80.6 方案三 94.7 102.3 115.5 1.6 73.5 传统方案 120.8 131.7 149.8 —— ——
纳诺气凝胶绝热毡
常温 导热系数， 100℃ W/(m•K) 200℃ （热面温度） 300℃ 300℃下保温厚度 最高使用温度，℃ 容重，kg/m 防水性 三通、阀门等保温 抗压强 度 形变 10% 形变 25%
3
传统保温材料
复合硅酸盐 高温玻璃棉 0.036 0.056 0.075 0.09 120mm 800 120-150 0.034 0.050 0.070 0.100 150mm 400 40-60 岩棉 0.035 0.055 0.080 0.110 150mm 400 100-120
备注：按以下价格计算材料费用：10mm 厚气凝胶价格：300 元/m2，6mm 厚气凝胶价 格：180 元/m2，岩棉：800 元/m3，玻璃布：2 元/m2，0.5mm 厚彩钢板：20 元/m2。
六、节能效益
根据气凝胶绝热毡保温后的效果及材料的用量、 0.8MPa、 250℃过热蒸汽的汽化潜热等， 计算各保温方案的节能效益如下： 方案一 年节能，10 kJ 折合蒸汽，t 节能，万元/年 投资增加，万元 回收时间，年 10 年节能，万元
四、保温效果
参照 GB/T 8175-2008《设备及管道绝热设计导则》计算散热损失，并根据实验结果及 工程经验进行修正。
q线
2 (T T ) 1 D0 2 ln Di D0
其中： q线：管道线散热损失，W / m; T：介质温度，℃； T：环境温度，℃
：导热系数，W / (m K )；
：保温层外表面与大气层的换热系数，也称表面放热系数，W / (m 2 K )
根据管线散热损失及以下公式可推算管道温降：
cmT QLt
其中，Βιβλιοθήκη 4q线L 2 c D0 v
c : 介质比热，J /(kg ℃)；
:介质密度，kg /m3 ; D0：保温后直径，m；
备注：1）蒸汽价格：200 元/吨，年运行时间：8000 小时； 2）成本回收时间：不考虑传统保温材料因进水或管道振动而引起沉降，导致 10 年内 需重新保温的问题。
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L：管道长度，m； v：流速，m / s.
方案一 方案二 方案三 传统方案
保温总厚度，mm 外表面温度，℃ 面散热损失， W/m2 线散热损失，W/m 1km 温降，℃ 1km 终端温度，℃ 实际线散热 节能率
22 49.3 107.9 68.8 14.8 235.2 68.8 43.1%
52 49.6 110.2 91.0 19.6 230.4 91.0 24.6%
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纳诺高科保温方案
三、保温方案
采用气凝胶隔热毡作为保温材料，保温层外用 0.5mm 厚彩钢板进行防护，或采用气凝 胶隔热毡作为主体保温材料，结合岩棉辅助保温的方式进行保温，具体厚度见下表： 方案一 气凝胶厚度及层数 岩棉厚度，mm 保温层总厚度，mm 6mm*2 层 10mm*1 层 0 22 方案二 6mm*2 层 40 52 方案三 10mm*1 层 50 60 传统方案 0 100 100
60 49.3 108.1 94.7 20.4 229.6 94.7 21.6%
100 49.2 107.2 120.8 26.0 224.0 120.8 ——
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纳诺高科保温方案
以上计算条件为环境温度 35℃，基本无风，在有风的情况下，由于传统保温中岩棉的 表面积大，因此表面散热损失将更明显。
使用寿命
材料结构松散，自重、设备振动、材料 进水等易导致材料解体、沉降，保温效 1）整体性好，具有较好的抗 果明显下降。 震抗拉性，在使用过程中不 出现颗粒堆积、沉降等现象； 2） 20 年模拟测试收缩率小于 1%，导热系数无变化。
其
他
使用厚度小，可减少管道保 保温层厚，搭接处容易存在缝隙，较高 温厚度，减少蒸汽管道间距，的膨胀收缩系数易致使缝隙成为热桥， 减少厂房面积或管廊大小。 振动后更明显。
五、材料用量及成本预算
以 1000m 长管道为单位计算材料用量及工程投资，见下表： 气凝胶，（m2） 岩棉 玻璃布 6mm 10mm （m2） （m2） 方案一 方案二 方案三 传统方案 1132 1132 0 0 648 0 572 0 0 33.0 43.8 112.7 3202 2037 1030 0 彩钢板 材料价格 施工费用 总价格 （m2） （万元） （万元） （万元） 712 908 964 1240 41.9 25.2 22.8 11.5 4.0 4.0 3.0 2.5 45.9 29.2 25.8 14.0
0.017 0.019 0.021 0.025 30mm 650 180-200
憎水率≥99%，无需特殊防水 不完全防水，防护板表面需喷涂金属密 措施 封胶进行防水 可拆卸保温套，保温效果好， 喷涂方式或保温盒保温，保温效果差 使用方便 60Kpa 120Kpa ≥20 年 毡状制品：压缩形变大 板状制品：脆性大，易碎 3-5 年
纳诺高科保温方案
蒸汽管道保温方案
一、工况条件
管径：159mm；安装方式：室外架空，环境温度：35℃。 蒸汽温度：250℃，蒸汽压力：0.8MPa，流量：7.5t/h，流速：38.8m/s。 要求：表面温度不超过 50℃，尽可能节能。
二、传统保温材料与纳诺气凝胶绝热毡对比
传统保温材料：复合硅酸盐毡/管壳、高温玻璃棉毡/管壳、岩棉。出于对环境和操作人 员健康考虑，岩棉的用量逐渐减少。 纳诺气凝胶绝热毡：纳米孔气凝胶绝热材料，具有极低的导热系数和有效的防水性能。 与传统保温材料具体对比见表 1。 表 1 常规保温材料与纳诺气凝胶绝热毡对比
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方案二 857 418 8.4 15.2 1.8 68.5
方案三 751 367 7.3 11.8 1.6 61.6
1499 732 14.6 31.9 2.2 114.4
实际上，岩棉在使用 2、3 个月后，保温效果开始变差，损失的热量也逐渐增大，因此， 对实际应用过程中的线散热损失进行修正，并计算经济效益如下： 方案一 0～3 年 3～6 年 6～10 年 线散热损失，W/m 线散热损失，W/m 线散热损失，W/m 回收时间，年 10 年经济效益，万元 68.8 68.8 68.8 2.2 156.2 方案二 91.0 98.3 112.0 1.8 80.6 方案三 94.7 102.3 115.5 1.6 73.5 传统方案 120.8 131.7 149.8 —— ——
纳诺气凝胶绝热毡
常温 导热系数， 100℃ W/(m•K) 200℃ （热面温度） 300℃ 300℃下保温厚度 最高使用温度，℃ 容重，kg/m 防水性 三通、阀门等保温 抗压强 度 形变 10% 形变 25%
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传统保温材料
复合硅酸盐 高温玻璃棉 0.036 0.056 0.075 0.09 120mm 800 120-150 0.034 0.050 0.070 0.100 150mm 400 40-60 岩棉 0.035 0.055 0.080 0.110 150mm 400 100-120
备注：按以下价格计算材料费用：10mm 厚气凝胶价格：300 元/m2，6mm 厚气凝胶价 格：180 元/m2，岩棉：800 元/m3，玻璃布：2 元/m2，0.5mm 厚彩钢板：20 元/m2。
六、节能效益
根据气凝胶绝热毡保温后的效果及材料的用量、 0.8MPa、 250℃过热蒸汽的汽化潜热等， 计算各保温方案的节能效益如下： 方案一 年节能，10 kJ 折合蒸汽，t 节能，万元/年 投资增加，万元 回收时间，年 10 年节能，万元
四、保温效果
参照 GB/T 8175-2008《设备及管道绝热设计导则》计算散热损失，并根据实验结果及 工程经验进行修正。
q线
2 (T T ) 1 D0 2 ln Di D0
其中： q线：管道线散热损失，W / m; T：介质温度，℃； T：环境温度，℃
：导热系数，W / (m K )；