LNG加氣站保冷材料的選擇及應(yīng)用

摘 要

本文在分析了真空管保冷方式存在的問題， 探討了各保冷材料各項(xiàng)性能的優(yōu)劣， 文中對(duì)保冷材料的熱力分析做了大量工作為絕熱設(shè)計(jì)提供了理論前提。研究中結(jié)合熱力分析結(jié)果及材料各性能的對(duì)比分析.

 低溫設(shè)備及管道保冷簡(jiǎn)稱保冷， 而熱力設(shè)備及管道保溫簡(jiǎn)稱保溫， 兩者在工程上合稱為絕熱。 通常按設(shè)備及管道貯存和輸送的介質(zhì)溫度劃分， 把介質(zhì)溫度低于常溫的絕熱措施稱為保冷， 把介質(zhì)溫度高于常溫的絕熱措施稱為保溫。 絕熱是利用一些具有特殊性能的工程材料構(gòu)成的絕熱結(jié)構(gòu)來減少其結(jié)構(gòu)內(nèi)外因溫差形成的熱流傳遞的措施。 絕熱的目的是滿足工藝生產(chǎn)， 保持和發(fā)揮生產(chǎn)能力； 減少冷(熱) 損失， 節(jié)約能源； 以及防止表面凝露或燙傷， 改善工作環(huán)境等。 因此， 同屬于絕熱工程的保冷和保溫具有基本相同的絕熱原理、 基本相同的絕熱結(jié)構(gòu)與絕熱措施以及基本一致的絕熱目的。 習(xí)慣上常將保冷與保溫統(tǒng)稱為保溫。

保冷區(qū)別于保溫， 主要有三點(diǎn)： 一是傳熱的方向相反， 保冷是由外向里， 保溫則是由里向外， 因此保冷工程不僅受到外部熱流向內(nèi)傳遞的影響， 同時(shí)受到外部環(huán)境的濕空氣所含的水蒸氣向內(nèi)滲透的影響； 二是保冷采取的結(jié)構(gòu)， 由于要阻止外部水蒸氣向內(nèi)滲透， 需要在保冷層外敷設(shè)防潮層； 三是保溫介質(zhì)常用一次能源(指煤、 油等) ， 保冷介質(zhì)常用二次(蒸汽) 或二次(電) 能源， 由于設(shè)備折舊及能源多次轉(zhuǎn)換消耗， 冷價(jià)一般為熱價(jià)的 4—6 倍， 因此減少單位冷損失對(duì)于節(jié)約能源具有更高的經(jīng)濟(jì)附加值。 今年由保冷和保溫的三點(diǎn)區(qū)別衍生出幾類課題： 水蒸氣滲透的傳濕理論、 防潮材料的選擇與防潮層設(shè)置的技術(shù)措施以及保冷防潮設(shè)計(jì)計(jì)算與施工的相關(guān)技術(shù)問題等。

摘 要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II
1 緒論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. 1 課題的研究背景和意義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. 1. 1LNG 發(fā)展概況 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. 1. 2 LNG 管道保冷的目的和意義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. 2 相關(guān)工作回顧和研究現(xiàn)狀 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1. 3 本文主要工作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 真空管在 LNG 保冷中的運(yùn)用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2. 1 真空管的絕熱原理及安裝工藝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2. 2 真空管的制造工藝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2. 3 真空管在 LNG 保冷中的優(yōu)越特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2. 4 真空管在 LNG 保冷中存在的問題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2. 5 本章小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 真空管替代材料的研究 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. 1 確定備選材料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. 1. 1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3. 1. 2 泡沫玻璃 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3. 1. 3 丁晴橡膠與二烯烴低溫閉泡聚合物 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3. 2 針對(duì)保冷材料的熱力分析與計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3. 2. 1 導(dǎo)熱系數(shù)分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3. 2. 2 保冷管道熱力計(jì)算公式分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3. 3. 3 保冷管道保溫層厚度計(jì)算及數(shù)值模擬驗(yàn)證 . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3. 3 性能對(duì)比與材料選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3. 4 本章小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4 Armaflex 低溫保冷系統(tǒng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4. 1 Armaflex 低溫保冷系統(tǒng)性能分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4. 1. 1 Armaflex 低溫系統(tǒng)簡(jiǎn)介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4. 1. 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)完整性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4. 1. 3 抗水汽滲透性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4. 1. 4 內(nèi)置膨脹伸縮性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1
4. 1. 5 吸音絕熱系統(tǒng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4. 2 Armaflex 低溫系統(tǒng)安裝工藝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4. 4 本章小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5 新型保冷材料在青島某 LNG 加氣站的應(yīng)用及保冷改造的效果評(píng)價(jià) . . 38
5. 1 外觀評(píng)價(jià) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5. 2 應(yīng)用及保冷改造處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. 2. 1 復(fù)雜部分處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. 2. 2 接縫等細(xì)節(jié)部位處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. 2. 3 材料品質(zhì)保障及配套輔材 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5. 2. 4 防潮特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5. 3 節(jié)能效果及分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5. 4 本章小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6 結(jié)論與展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6. 1 主要結(jié)論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6. 2 展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
參考文獻(xiàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
致謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
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