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保温棉应用于直埋蒸汽管保温设计

近年来,蒸汽管道直埋敷设技术在我国城镇供热工程中得到了广泛应用。预制直埋蒸汽管(以下简称直埋蒸汽管)的保温性能直接影响用户侧蒸汽品质,因此直埋蒸汽管保温结构的逐步改进成为最火爆的赌博游戏的研究方向。

目前,国内直埋蒸汽管主要采用钢套钢、外滑动内固定结构形式,当管道升温时,工作钢管与保温层一起移动,外护钢管相对静止。从20世纪90年代开始,国内不少科研单位、生产厂家开始研制、生产适用于直埋蒸汽管的保温材料和保温结构。本文对采用钢套钢、外滑动内固定结构形式的直埋蒸汽管保温结构的优化设计进行探讨。

保温棉用于直埋蒸汽管保温常规设计

保温棉用于直埋蒸汽管保温常规设计

直埋蒸汽管常规保温结构见图1。由图1可知,直埋蒸汽管常规保温结构采用耐保温棉+空气层的结构形式。在工作钢管外表面包裹保温棉并设置滑动装置(滑动装置与保温材料管夹焊接连接),在耐保温棉与外护钢管之间的环状空间内形成空气层。直埋蒸汽管主要通过耐保温棉进行保温,并利用空气层良好的隔热性来降低热损失,空气层还可提高排潮能力。

保温棉用于直埋蒸汽管保温优化设计

保温棉用于直埋蒸汽管保温优化设计

在多层保温结构中,宜将热导率低的保温材料放置在高温侧,将热导率高的保温材料放置在低温侧。因此,最内层保温层采用气凝胶毡,外层采用耐保温棉。这样,可以充分发挥气凝胶毡在高温环境中的隔热优势,使外层耐高温保温棉的厚度大幅降低,以免过厚的耐保温棉因自重出现下垂,影响保温效果。选取控制单位管长温降法,对直埋蒸汽管的保温层厚度进行计算,优化设计后的直埋蒸汽管保温结构见图2。优化设计前后,保温结构的结构参数见表1。直埋蒸汽管保温结构优化设计与常规设计不同之处在于,将气凝胶毡作为保温材料的最内层,耐保温棉厚度有所降低。

利用保温棉对于直埋管保温结构进行优化设计,可有效减小蒸汽管道温度,降低管网热损失,节省运行成本,有助于提高热网利用率与输送距离。