摘要：在熱力管網(wǎng)是個施工過程中有一道重要的工序就是熱力管道的保溫。熱力管道保溫后，可以比不保溫時減少90%左右的熱損失。本文從保溫材料的性能和保溫結(jié)構(gòu)等出發(fā)，探討各種因素對保溫節(jié)能效果的影響，并對強(qiáng)化保溫的節(jié)能效果進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：熱力管網(wǎng),保溫,必要性,因素,材料,措施

　　0前言

　　熱力管網(wǎng)在輸送熱介質(zhì)的過程中，由于介質(zhì)溫度高于周圍環(huán)境的溫度，將有一部分熱量沒有做功就白白地?fù)p失掉。因這部分熱量是通過表面散失的，很難回收和利用，對此，只有采用保溫隔熱的方式來減少損失。由此可見，保溫節(jié)能的效果是非常顯著的。

　　1熱力管網(wǎng)保溫的必要性

　　熱力管網(wǎng)處在外界空氣中，隨著介質(zhì)溫度升高，二者的熱損失量之差將越來越大，就會有一部分熱量被白白的浪費掉。這部分熱量是通過管道表面散失的，為了避免這部分白白浪費的熱量損失，在熱力管網(wǎng)采取保溫措施是非常必要的。

　　2影響熱力管網(wǎng)熱損失的因素

　　保熱力管網(wǎng)的熱損失受保溫材料性能、保溫結(jié)構(gòu)和施工質(zhì)量等方面的綜合影響。

　　2.1溫材料性能的影響。在保溫工程中，要想正確地選擇和使用保溫材料，必須了解保溫材料的各種性能。保溫材料的主要性能有容重、導(dǎo)熱系數(shù)、熱容、吸濕性和機(jī)械強(qiáng)度。保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)是影響熱力管道保溫節(jié)能效果的重要因素，然而，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)與保溫材料中的氣孔結(jié)構(gòu)和其它性能緊密相關(guān)，具體影響情況如下。

　　2.1.1保溫材料的氣孔結(jié)構(gòu)對導(dǎo)熱系數(shù)的影響。通常氣孔直徑愈小氣孔中的氣體分子的活動受到限制，材料的導(dǎo)熱系數(shù)也愈小;當(dāng)氣孔的直徑小于氣體分子平均自由行程時，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)就會大大減小。大量封閉氣孔的保溫材料的絕熱性能也比具有大量開口氣孔的要好一些。

　　2.1.2保溫材料固相和氣相材質(zhì)對導(dǎo)熱系數(shù)的影響。保溫材料中的熱傳遞有兩條線路，即固相中的傳導(dǎo)和氣孔內(nèi)氣體的傳熱，氣孔內(nèi)的傳熱包括高溫固體表面對氣體的輻射與對流，氣體本身的傳導(dǎo)與對流，氣體對低溫固體表面的輻射與對流，以及熱固體高溫表面和冷表面之間的輻射傳熱。因而保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)通常在固相導(dǎo)熱系數(shù)，和氣相導(dǎo)熱系數(shù)之間，并且固氣相導(dǎo)熱系數(shù)之比越小越好。

　　2.1.3容重對導(dǎo)熱系數(shù)的影響。一般容重越小則氣孔率就越大，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)也越小。除纖維材料外，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨容重的增加而增大。對于纖維材料，當(dāng)容重較小時，其導(dǎo)熱系數(shù)隨容重的增加而降低，然后再隨容重的增加而升高，存在一個最低的導(dǎo)熱系數(shù)容重值。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，是由于容重不同的纖維材料中的輻射傳熱所占比例不同而致。

　　2.1.4溫度對導(dǎo)熱系數(shù)的影響。隨著保溫材料溫度的升高，氣孔中的氣體對流與輻射傳熱作用不斷增強(qiáng)，因而保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)也急劇增大。通常情況下，導(dǎo)熱系數(shù)與溫度有直線關(guān)系。

　　2.1.5濕度對保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響。由于水的導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的25倍，冰的導(dǎo)熱系數(shù)更大，所以保溫材料吸水后的導(dǎo)熱系數(shù)會大幅度增加。吸水1%以后導(dǎo)熱系數(shù)提高25%，若吸水量達(dá)百分之幾，則其導(dǎo)熱系數(shù)可增大數(shù)倍。如果保溫材料中含有大量的開口連通氣孔，則水會在毛細(xì)管力的作用下，滲透到材料的其它部位，危害更大。此外，溫度的影響作用也很顯著，這是由于在高溫區(qū)產(chǎn)生的水蒸氣，在低溫區(qū)凝結(jié)成水，水如在毛細(xì)管力的作用下流向高溫區(qū)，如此反復(fù)循環(huán)，加速了傳熱過程。

　　2.2保溫結(jié)構(gòu)的影響。目前國內(nèi)熱力管道保溫多采用貼掛、綁扎、纏繞和包裹的方法，使整體保溫層內(nèi)部形成多層枝狀溝流，導(dǎo)致保溫層整體總導(dǎo)熱系數(shù)增大。保溫層或保溫瓦之間的溝縫處的散熱損失為無縫處散熱損失的22倍，如經(jīng)溝縫其散熱損失是無縫處的1.6倍。

　　2.3管托散熱的影響。熱力管道管托的散熱損失是影響熱力管道保溫節(jié)能效果的一個不可忽視的方面。有資料報道，普通型的熱力管托與保溫層之間往往有間隙，而且管托的下底部暴露在周圍環(huán)境中，其熱損失達(dá)到熱力管道保溫標(biāo)準(zhǔn)允許熱損失(兩管托之間總長度的散熱損失)的22%～24%。對各種類型管托的散熱損失進(jìn)行了試驗測試。

　　2.4風(fēng)速的影響。熱損失和風(fēng)速有著重要的關(guān)系，風(fēng)速越大，光管熱損失就越大。

　　2.5保溫厚度的影響。保溫厚度并不是越厚越好，否則適得其反，也就是說有個最佳厚度即“經(jīng)濟(jì)厚度”。保溫厚度增加超過一定厚度，會造成熱損失減少不多，而材料費劇增，從而顯得不經(jīng)濟(jì)的后果。

　　3保溫材料種類、性能、適用范圍

　　3.1巖棉制品。有管殼、板、氈、帶。抗壓強(qiáng)度低，容量小，導(dǎo)熱系數(shù)小，阻燃性小、防火性差，有刺皮膚感，纖維飛揚、施工管理不便，勞動保護(hù)費增加、成本較高。適用于保溫、保冷、隔音和隔熱。

　　3.2新型礦渣棉制品。是近代一種新型產(chǎn)品，性能勝過以往各種礦物棉制品。有管殼、板、氈、帶、粒狀棉。抗壓強(qiáng)度低，容量小，阻燃性大、防火性能好。導(dǎo)熱系數(shù)較小，最高使用溫度923K(650度)。板、氈、帶有刺皮膚之感，纖維有所飛揚、管理和施工稍有不便。但管殼經(jīng)特殊配方加工成型，無刺皮膚之感，是當(dāng)前管道保溫、保冷佳品。

　　3.3泡沫石棉制品。也是近代生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品，抗壓強(qiáng)度低，容重小，導(dǎo)熱系數(shù)小，最高使用溫度773K(500度)，阻燃性大，不刺皮膚，可依形包扎，柔軟無塵、對環(huán)境無污染，可重復(fù)使用。適用于大小管道及設(shè)備的保溫、保冷、隔熱、隔音、防火等方面。

　　3.4離心玻璃棉制品。品種有管殼、板、氈。抗壓強(qiáng)度低、容重小，導(dǎo)熱系數(shù)小，最高使用溫度623K(350度)，阻燃性大，防火性能好，有刺皮膚之感，纖維飛揚，影響環(huán)境，對施工管理部便，勞動保護(hù)費增加，成本高。適用于保溫、保冷、隔熱、隔音、防火方面，受到歡迎。

　　4熱力管網(wǎng)的保溫措施

　　管道一般采用普通型管托支撐，主要保溫材料為水泥膨脹珍珠巖制品，性能較差，并且硬質(zhì)制品保溫層溝縫較大，致使管網(wǎng)蒸汽輸送熱損失大，溫降大。為了提高蒸汽管網(wǎng)輸送效率，采用性能較優(yōu)的保溫材料進(jìn)行管道的保溫。因此在熱力網(wǎng)保溫施工中保溫材料的選擇就顯得非常重要。

　　4.1保溫材料的選用原則。在保溫材料的物理、化學(xué)性能滿足工藝要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用導(dǎo)電熱系數(shù)低、密度小、價格低廉、施工方便、便于維護(hù)的保溫材料。

　　4.2保溫厚度的計算原則。為了減少保溫結(jié)構(gòu)散熱損失，保溫厚度應(yīng)按“經(jīng)濟(jì)厚度”的方法計算，并且其散熱損失不得超過計算出的數(shù)值。“經(jīng)濟(jì)厚度”與投資的年分?jǐn)傎M用和保溫后的年散熱損失費用有關(guān)，當(dāng)二者之和即年總費用的值為最小時，其保溫厚度就是“經(jīng)濟(jì)厚度”。計算“經(jīng)濟(jì)厚度”是個較復(fù)雜的問題，他與能源價格、材料費、施工費、運輸管理費等諸因素有著互相密切的關(guān)系。在當(dāng)前改革開放的經(jīng)濟(jì)政策下，隨著時間的推移，這些因素的費用將不斷調(diào)整。

　　5總結(jié)

　　由上述分析可見，影響熱力管網(wǎng)保溫效果的因素較多，強(qiáng)化保溫應(yīng)從這眾多的因素入手，分析各因素的影響程度，抓住主要矛盾，達(dá)到以較少的投資獲取顯著的節(jié)能效果。由此可見強(qiáng)化熱力管網(wǎng)保溫對降低單位生產(chǎn)總成本提高整體經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。考慮到保溫材料的物化性能、勞動保護(hù)、施工管理方便、價格低廉、導(dǎo)熱系數(shù)等因素提出以下建議。

　　5.1管徑D小于等于350mm，表面溫度小于等于873K(600度)，應(yīng)采用新型礦渣棉管殼保溫。

　　5.2管徑D大于350mm，換熱設(shè)備表面溫度小于等于773K(500度)，應(yīng)采用泡沫石棉板保溫。