过程装备成套技术第八章

有保护层的泡沫塑料类绝热层材料不低于一般可燃性B2 级材料性能要求。
化学性能
绝热材料及其制品的化学性能应稳定，对金属不得有 腐蚀作用。
8.2.1 绝热层材料的性能要求
迄今，已研制出的绝热材料品种众多，可供不同 用途选择。工程中常用的绝热材料性能如课本表8.1 所示。 绝热材料的发展很快，研究方向有二： 一是高效能绝热材料，如超轻级绝热材料，真空保 温材料；
8.3.2 绝热结构形式
图8.5 带法兰的卧式圆筒形设备保温结构
1-弧形膨胀珍珠岩板；2-镀锌铁丝；3-镀锌 铁丝网；4-石板水泥；5-镀锌铁皮
8.3.3 绝热结构设计要求
(1) 绝热层的设计要求
绝热层分层 除浇注型和填充型外，绝热层总厚度≥80
mm时应分层敷设。
支承件设计 对立式设备、管道和平壁面以及立卧式
绝热是保温和保冷的统称。
概述
(2)目的
防止在生产过程中的设备和管道等向周围环境
散发或吸收热量，以节约能源，降低能耗，改善操 作条件，保护环境，保障设备和管道的安全运行。
绝热技术的理论基础是传热学。
8.1 概述
(3)绝热的基本结构 保温结构 一般情况：
概述
防锈层+保温层+ 保护层+修饰层（4层）
①外表面温度大于50℃以及外表面温度小于或等于50℃但
工艺需要保温的设备、管道及其附件。
②工艺生产中需要减少介质的温度降或延迟介质凝结时。 ③介质温度低于周围空气露点温度时；以及在环境温度下， 为防止设备或管道外表面凝露时。
8.1 概述
④对于工艺生产中不需要保温的设备、管道及其附件，当其 外表面温度超过60℃，而需经常操作维护时。 ⑤凡用绝热来提高设备的耐火等级时，例如直径大于或等于1.
5.绝热要简单结构，并应考虑施工简单。
6.绝热结构外表面应整齐美观，与周围布置相 协调。
8.3.2 绝热结构形式
绝热结构通常有以下几种形式：
充填结构 采用圆钢或扁钢做支承环，将环套或焊在管
道或设备外壁，在支承环外包上镀锌铁丝网或镀锌铁皮，
在中间充填疏松散状的绝热材料，使之达到规定的密度。 常用于表面不规则的设备、管道、阀门的绝热。 施工时很难做到充填均匀, 粉尘易于飞扬。因此，除了 局部异形部件保温及冷装置采用外，其余已很少采用。
埋地设备管道：防锈层+保温层+防潮层+保护层+修饰层 （5层） 保冷结构
防锈层+保冷层+防潮层+保护层+修饰层 （5层）
绝热结构
一个完整的绝热结构最多有5层组成，由里向外分 别是：防锈层、绝热层、防潮层、保护层、修饰层。
8.1 概述
(4)应采取绝热措施的情况
当设备、管道及其附件有下列八种情况之一 时，一般应采取绝热措施。
料，且在低温使用时不脆化、不开裂、不脱落的材料。

对于涂抹型防潮层材料，其软化温度不应低于65℃，粘
接强度不应小于0.15MPa；挥发物不应大于30％。
8.2.3 保护层材料的性能要求
保护层材料的性能要求如下： ①强度高，在使用的环境温度下不软化、不脆裂，且抗老 化，使用寿命不小于设计使用年限。 ②具有防水、防潮、抗大气腐蚀、化学稳定性好等性能； 并且不对防潮层或绝热层产生腐蚀或溶解作用。 ③采用不燃性材料或难燃性材料。
设备底面，其上的某些绝热结构，应设支承件。
绝热层用的钩钉和销钉设置 保温层用钩钉和销钉，可用
φ3～φ6mm的低碳圆钢制作，软质绝热材料采用下限。 硬质材料保温钉间距为300～600mm，软质材料 ≤350mm。
每平方米面积上钉的个数：侧部≥6个，底部≥8个。
保冷层不宜使用钩钉结构。
8.3.3 绝热结构设计要求
防刺破防潮层。
8.3.3 绝热结构设计要求 (3) 保护层设计
工艺开发
为阻挡环境和外力对绝热结构的破坏和影响，延 长绝热结构寿命并提高绝热效果，绝热结构外层 应设置保护层。 保护层结构应严密、牢固，一般情况下应选用金 属材料作为保护层，腐蚀性严重的环境下宜采用 耐腐蚀材料作保护层。 保护层的厚度可按表8.4选择
过程装备成套技术
第8章 绝热设计
8.1 概述
8.2 绝热材料的选择
8.3 绝热结构设计
8.4 绝热计算 8.5 绝热施工检验与验收
过程装备成套技术
8.2 绝热材料的选择
8.2.1 绝热层材料的性能要求 8.2.2 防潮层材料的性能要求 8.2.3 保护层材料的性能要求
8.2.1 绝热层材料的性能要求
④考虑成本。
过程装备成套技术
第8章 绝热设计
8.1 概述 8.2 绝热材料的选择
8.3 绝热结构设计
8.4 绝热计算 8.5 绝热施工检验与验收
过程装备成套技术
8.3 绝热结构设计
8.3.1 绝热结构的基本要求
8.3.2 绝热结构形式 8.3.3 绝热结构设计要求
8.3.1 绝热结构的基本要求 绝热结构的基本要求如下：
华东理工大学
East China University of Science And Technology
过程装备成套技术
第8章 绝热设计
过程装备成套技术
第8章 绝热设计 8.1 概述
8.2 绝热材料的选择
8.3 绝热结构设计
8.4 绝热计算 8.5 绝热施工检验与验收
8.1 概述
(1) 定义
1.除平面外，设备或管道的直径小于或等于1020mm时， 绝热层厚度应按圆筒面（即管道）计算，否则按平面计算。 2.保温计算：根据工艺要求和技术经济分析选择保温计算 公式，无特殊工艺要求时，用“经济厚度”法计算，若经济 厚度偏小以致散热损失量超过最大允许散热损失量标准（表8.
2或表8.3）时，用最大允许热损失量下的厚度；防止人身遭 受烫伤部位，其保温层厚度按表面温度法计算，且外表面的 温度＜60℃；当需延迟冻结、凝固和结晶的时间及控制物料 温降时，保温厚度应按热平衡方法计算。
8.3.2 绝热结构形式
复合结构
工艺开发
一种耐高温的高效绝热结构，适用于较高温
度的设备及管道的保温。施工时将耐热度高的材料作为 里层，耐热度低的材料作为外层，组成双层或多层复合 结构，既满足保温要求，又可以减轻保温层的重量。
1-管子； 2-内层硅酸钙绝热层； 3-外层硅酸铝纤维制品绝热层； 4-聚氨酯泡沫涂层；
设伸缩缝，伸缩缝宽度不宜小于20mm。
工艺开发
绝热层的伸缩缝设置 绝热层为硬质制品时，应留
(2) 防潮层设计
设备或管道保冷层和敷设在地沟内管道的保温层， 其外表面均应设置防潮层。
防潮层材料应符合选材规定，防潮层在环境变化 与振动情况下应能保持其结构的完整性和密封性。 防潮层外不得设置铁丝、钢带等硬质捆扎件，以
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二是廉价绝热材料
8.2.2 防潮层材料的性能要求
防潮层材料的性能要求如下：
具有抗蒸汽渗透性能、防水性能和防潮性能，吸水率≤1％。


防潮层材料的燃烧性能应与绝热层材料的规定相同。
防潮层材料应选用化学性能稳定、无毒且耐腐蚀的材料，
并且不能对绝热层和保护层材料产生腐蚀或溶解作用。 防潮层材料应选择在夏季不软化、不起泡和不流淌的材
5m的设备支架和裙座需双面绝热，直径小于1.5m的设备支架 和裙座只要在外侧绝热。
⑥减少冷介质在生产或输送过程中的冷量损失以及制冷系统
中的冷设备、冷管道等。
⑦与保冷设备或管道相连的仪表及其管道。
⑧防止0℃以上常温以下的设备或管道外表面凝露时。
8.1 概述
(5)不应采用绝热措施的情况
① 要求散热或必须裸露的设备和管道； ② 要求及时发现泄漏的设备和管道法兰； ③ 工艺上无特殊要求的放空、排凝管道； ④ 要求经常监测，防止发生损坏的部位。
防烫伤厚度计算中，环境温度取最热月平均温度。防冻： 取冬季历年极端平均最低温度。保冷：取历年最热月平均 温度。
8.4.2 绝热计算数据的选取
绝热层外表面温度 绝热层外表面温度的确定，关
系到热损失和绝热厚度。一般情况下防烫伤绝热层 取为60℃，保冷层外表面温度取为露点温度。
保冷硬质材料
含水率
≥0.15MPa。
保温材料
保冷材料
≤7.5%；
≤1%。
8.2.1 绝热层材料的性能要求 可燃性
按被绝热的工艺设备和管道外表面温度不同，应符合 现行国准《建筑材料燃烧性能分级方法》（GB8624）规 定的燃烧等级，并符合如下规定： 被绝热的设备与管道外表面温度＞100℃时，绝热层 材料应符合不燃类A级材料性能要求；温度≤100℃时，绝 热层材料不低于难燃类B1级材料性能要求；温度≤50℃时，
充填的绝热材料主要有岩棉、矿渣棉及玻璃棉等。
8.3.2 绝热结构形式
捆扎结构
利用毡、席、绳或带之类的半成品绝热 材料，在现场裁剪成所需要的尺寸，然后捆扎在管道 或设备上，外面用镀锌铁丝或镀锌钢带缠绕扎紧。
图8.1 捆扎绝热结构 1-管道；2-保温毡或布；3-镀锌铁丝网；4-保护层；5-镀锌铁丝
导热系数
绝热层材料应有随温度变化的导热系数方程
式或图表。
在运行中，保温材料的平均温度低于350℃时， 其导热系数值不应大于0.12W/(m· ℃)；
保冷材料的平均温度低于27℃时，其导热系
数值不应大于0.064W/(m· ℃)。
8.2.1 绝热层材料的性能要求
密度
保温硬质材料 保冷材料 抗压强度 保温硬质材料 ≥0.4MPa； ≤300kg/m3； ≤200kg/m3。 软质材料及半硬质制品 ≤200kg/m3；
8.3.2 绝热结构形式
浇注结构
将发泡材料在现场浇入被绝热的设备、 管道等的模壳中，发泡成绝热层结构。过去常用于地 沟管道，即在现场浇灌泡沫混凝土保温层。近年来随 着泡沫塑料工业的发展，对管道阀门、管件、法兰及 其他异形部件的保冷，常用聚氨酯泡沫塑料原料在现 场发泡，以形成良好的保冷层。 预制品结构 将绝热材料预制成硬质或半硬质的成 型制品，如管壳、板、块，及特殊成型材料，施工时 将成型预制品用钩钉或铁丝捆扎在管道或设备壁上构 成绝热层。使用的绝热材料主要有石棉硅藻土、玻璃 棉、岩棉、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙、硅酸铝纤维等 制成的预制品。 喷涂结构 将原料在现场喷涂于管道或设备外壁，使 其瞬时发泡，形成绝热层。这种结构施工方便，但要 注意生产安全。使用的材料主要为聚氨酯泡沫塑料。
5-镀锌铁皮护层
8.3.2 绝热结构形式
可拆卸式结构
用于设备和管道上的法兰、阀门以及需
要经常进行维护监视的部位和支吊架的绝热。
图8.3 小直径管道弯管绝热结构 1-填料绝热材料；2-预制管壳；3-镀锌铁丝；4-管道；5-铁皮壳
8.3.2 绝热结构形式
图8.4 阀门保温结构
1-玻璃棉毡；2-玻璃布保护层；3-铁壳保护层；4-保温板
3.保冷计算：保冷厚度应采用最大允许冷损失量下的厚度， 并用经济厚度调整；保冷的经济厚度必须用防结露厚度校核。
8.4.2 绝热计算数据的选取 绝热计算数据的选取：
设备或管道的外表面温度 无衬里的金属设备或管道的 外表面温度，取介质正常运行温度；有内衬的金属设备 或管道，应进行传热计算以确定外表面温度。 环境温度 室内：一般取20℃左右。室外：常年运行取 历年年平均温度； 通行地沟：当外表面温度为80℃时，取20℃；当温度 为81～110℃时，取30℃；当110℃时，取40℃。防烫伤：
1. 保证热损失不超过国家规定的热能最大损耗 允许值（表8.2，表8.3）。 2.绝热结构应有足够的机械强度，要能承受自重 及外力的冲击。 3.绝热结构应有良好的保护层，使外部的水蒸汽 等的水分不能进入绝热材料内
8.3.1 绝热结构的基本要求
工艺开发
4.绝热结构应满足使用寿命，至少在经济使用 寿命年限内绝热结构应能保持完整性。
表面温度等。 绝热层厚度，取决于所需施加的绝热层热阻大小，而 绝热层热阻则取决于由绝热目的所提出的要求和其它的限 制条件，如：限定外表面温度；限定散热热流密度；限定 内部介质温降；限定内部介质的冻结或凝固温度；获得最 经济效果（全年总费用最低）等。根据不同的目的和限制 条件，可采用不同的计算方法。
8.4.1 绝热厚度的计算原则 绝热厚度的计算原则：
过程装备成套技术
第8章 绝热设计
8.1 概述 8.2 绝热材料的选择 8.3 绝热结构设计
8.4 绝热计算
8.5 绝热施工检验与验收
过程装备成套技术
8.4绝热计算
8.4.1 绝热厚度的计算原则
8.4.2 绝热计算数据的选取
8.4.3 绝热厚度的计算
8.4绝热计算 前言
工艺开发
绝热计算的主要内容是计算绝热层厚度、散热损失、