CN103968190A - 一种预制架空保温管 - Google Patents

Abstract

为解决架空管长距离输送热气的热损高，施工周期长的问题，本发明提出了这样一种方案：一种预制架空保温管，所述预制架空保温管包括工作管,其特征在于：所述工作管外部依次包裹无机保温层、有机保温层和外护管，所述无机保温层和工作管之间设有保护层；所述无机保温层.有机保温层和外护管的纵缝和横缝均呈阶梯状的错缝搭接，所述保护层采用压接方式连接，无机保温层.有机保温层搭接处设有缝隙。本发明通过上述措施，使得本预制架空管的热损比传统的要小，施工周期短，更加环保。

Description

一种预制架空保温管

技术领域

本发明涉及一种优化的热力输送管道技术，尤其涉及一种传输蒸汽的优合型预制架空保温管道。

背景技术

热力公司的管网建设时，管道的热损是管道建设的一个十分重要的指标。我随着社会各界对环境保护的重视，用于区域供热的燃煤小锅炉将逐渐拆除，所需热能将由大电厂使用长输热网集中供应，这对保温管道的热损控制要求将更高。传统的架空敷设蒸汽输送管道在传输过程中，由于温差等原因，所输送的介质与周围环境发生热交换，必然产生大量的热损失。为了抑制蒸汽在传输过程中的热损，对传输管道必须进行保温处理。

中国专利（专利号： ZL 201320125698）公开了这样一种装置：一种新型供热管道保温装置，其特征在于，包括保温层（1）.铝箔层（4）和发泡层（2），所述保温层（1）由多块硅酸钙瓦块以错缝搭接的形式包附于供热管道工作管（3）的外围，所述铝箔层（4）设置于保温层（1）的外围，所述发泡层（2）采用聚氨酯发泡剂涂覆于所述铝箔层（4）的外围，所述发泡层（2）外部设置有保护层外套层（5）。该方案为目前保温管比较常见的一种结构，主要就是热损大，对于距离短的传输尚可，但是对于距离较长的则无法满足实际应用。

中国专利（专利号:ZL201220524001.2）公开了这样一种装置：一种能消除膨胀的管道保温结构，包括有包裹在管道外部的镀锌铁皮，其特征在于：所述镀锌铁皮与管道外壁之间设有间隙，所述间隙中填充有保温材料，所述管道外壁上焊接有间隔排列的支撑杆，所述镀锌铁皮卷绕后上下依次搭接与管道配合，且搭接处通过固定件固定安装在对应位置的支撑杆上，所述下端部分分别设有扁长孔，且搭接后扁长孔位于相邻镀锌铁皮的外侧。该方案用于解决保温管的受热膨胀的问题，但是该方案施工困难，现场施工工期长，成本高。

中国专利（专利号：ZL201010159458）公开了这样一种保温管制作方法：一种耐高温复合保温管的制造方法，其特征是：在钢管(1)的管腔(1.1)的管壁外侧依次设有无机耐高温保温层(2)、聚氨酯保温层(3)和胶套(4)；1）无机耐高温保温泥浆构成：在100公斤膨胀珍珠岩颗粒中加入5-15公斤的膨润土，然后再加水20-50公斤，搅拌成为无机耐高温保温泥浆；(2)、无机耐高温保温片材制作：用玻璃纤维布四面缝合制成与钢管长相等的布袋，将无机耐高温保温泥浆均匀装入到布袋中，在双辊均厚碾厚，成为无机耐高温保温片材；(3)、无机耐高温保温层包覆：将无机耐高温保温片材沿钢管外壁进行包裹，两侧缝合缝(2.1)相互搭接，形成无机耐高温保温层；(4)、无机耐高温保温层烘干：在钢管管腔中通过热空气及电热、气热原件，对钢管管腔内加热，使无机耐高温保温层中的水分蒸发，形成干态的无机耐高温保温层；(5)、聚氨酯保温层的充填：在充填架上，将胶套套在无机耐高温保温层的外侧，向胶套与无机耐高温保温层之间的间隙中充填聚氨酯发泡材料，通过其在间隙中发泡与固化，将胶套与无机耐高温保温层之间粘结成为整体的保温管。该加工工艺工时长，产品成型也不美观，一致性差。

针对传统架预制空管道的保温结构热损偏高、且保温结构容易被破坏的不足，本发明通过对现有的管道进行改造，将热损降低到一个较高的水平。

发明内容

本发明的目的是：针对传统架空管道保温结构热损偏高、保温结构容易被破坏，保温管道的制作只能在施工现场生产，生产效率低而且产品质量难以保证等问题，提供一种保温效果非常好且内部抗压强度较高的预制架空保温管。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种预制架空保温管，所述预制架空保温管包括工作管,其特征在于：所述工作管外部依次包裹无机保温层、有机保温层和外护管，所述无机保温层和工作管之间设有保护层；所述无机保温层.有机保温层和外护管的纵缝和横缝均呈阶梯状的错缝搭接，所述保护层采用压接方式连接，无机保温层.有机保温层搭接处设有缝隙。

本发明的预制架空管保温管，采用无机保温层和有机保温层对工作管进行保温的同时，在工作管外增加了保护层，满足预制架空管保温要求的同时提高了其内部结构的稳定性。无机保温层和有机保温层均采用阶梯状的错缝搭接，工作管内的热气散发时，如果不错缝设置缝隙，热气从直通的缝隙中散发出去，就会形成热桥效应，热损比较大。采用错缝搭接的方式，热气在几层保温层之间呈迷宫状流动，可以有效较少热桥效应。

在无机保温层和有机保温层之间设置缝隙，以及在保护层采用压接方式连接，主要是为了解决当工作管中有高热气体通过时，不同材质的保温层以及工作管的膨胀系数不同，而导致保温层发生形变。当根据工作条件设计预留缝隙后，可以有效解决膨胀问题。

作为优选，所述无机保温层和有机保温层搭接处的缝隙为1-20mm。由于工作管内的气体通常为高温气体，温度可以达到400℃,通过设计无机保温层和有机保温层搭接处的缝隙大小，可以保证保温层和工作管的膨胀基本保持一致，而保温层不至于发生变形。整个工作管的长度根据施工要求设定一定的长度，在工作管的连接处，再集中进行保温处理。

作为优选，所述保护层为1-25mm的气凝胶层。气凝胶层由气凝胶包卷而成。气凝胶是一种新型的保温材料，由于气凝胶中一般80%以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。通过增加该层，比传统的保温管的热损大大减少。

作为优选，所述保护层压接处的两段保护层重叠5-100 mm。在工作管外面包设的保护层为气凝胶层。气凝胶层根据工作管的长度，由多段气凝胶层压接而成，也就是在相邻的两段保护层的连接处重叠5-100mm。当受热受冷时，气凝胶层膨胀收缩或拉伸，该重叠的气凝胶之间在压接处不会形成缝隙，能有效保证隔热效果。

作为优选，所述无机保温层为多层硅酸钙保温层，每层包裹若干块硅酸钙，无机保温层的厚度为20-100mm。硅酸钙管壳耐温高、能抗压、缝隙较多，用在保温层中间。

作为优选，所其特征在于：所述有机保温层为聚氨酯发泡层，有机保温层的厚度为20-500mm。聚氨酯硬脂泡沬整体性好、抗压强度高、但耐温低，用在最外层。根据管道的设计选择不同厚度，在增加保温性能的同时，也使得整个保温管的刚性得到大大加强。

作为优选，所述外护层为钢管、塑料外护管、镁钢或者玻璃钢等组成。一般采用玻璃钢制成。

作为优选，其特征在于：所述保护层和无机保温层之间设有铝箔层。增加铝箔层可以将保护层的热量进行热量反射，减少热辐射，增加保温效果。

作为优选，其特征在于：所述无机保温层和有机保温层之间设有铝箔层。可以将无机保温层的热量进行热量反射，减少热辐射，增加保温效果。同时在有机保温层进行发泡时，可以避免聚氨酯发泡时进入无机保温层的缝隙中。

作为优先，一种预制架空保温管的加工工艺，其特征在于：

1)工作管进行清洁，去除工作管外表面,利用喷砂除锈，达到SA2.5级;

2）对工作管外表面涂一层耐高温油漆，厚度在1-5mm;

3)在工作管外表面包裹敷设气凝胶层，厚度5-25mm，气凝胶为软布状，沿工作管采取多段连接，连接处下一段压着上一段，两相邻气凝胶层连接处重叠5-25mm;

4）在气凝胶层外包裹敷设铝箔层；

5）无机保温层为若干块预制好的硅酸钙瓦片组成，硅酸钙层铺设若干层，硅酸钙保温层材料外层应压在内层的纵缝、环缝，即将外层的纵缝、环缝与内层的相互错开,环缝、纵缝均要嵌缝，然后采用钢丝捆扎牢；

6）在无机保温层外部包裹敷设铝箔层;

7）有机保温层的敷设，有机保温层材料由聚氨酯组成，聚氨酯保温层的充填：根据预制保温管的长度和直径制作模具，该模具分上模和下模，先将模具内表面涂满脱模剂，然后将半成品架空管放入模具下模中，再按下上模压模按钮，将上下模正确合模；

根据架空管保温外径与模具内径之间的体积，由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速混合，再将混合液注入模具中，发泡保持10分钟后脱模，脱模后将成品架空管移出；

8)工作管的外护管采用机械半自动缠绕玻璃钢，然后在玻璃钢外面滚刷油漆。

本产品的加工工艺与传统工艺相比，采用了专用的模具进行了发泡工艺的完成，产品的一致性更好，适合批量生产，工期短。同时在无机保温层和工作管之间增加了气凝胶保护层，增加了保温效果。

本发明的有益效果是：由于本发明采用多层保温层结构，并且利用了新型保温材料，合理的优化了不同保温材料的保温效果，既增加了保温性能，也保证了保温层的强度和密封性；同时无机保温层和有机保温层的纵缝和横缝均采用搭接或嵌缝的方式连接，有机保温层将整个管道外的保温层毫无任何缝隙的包裹成一个整体，不会直接将热量散发到外保护层，也解决了不同材质的保温管受热膨胀发生形变的可能。同时，预制架空管可以在车间内制作完成，有自动化生产设备与先进的生产工艺，产品质量得以控制，不仅提高了生产效率，制造成本大为降低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2 本发明保温管搭接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述发明。应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，一种预制架空保温管，包括工作管1、保护层2、有机保温层3、无机保温层4、外护管5.

本发明的预制架空管，包括工作管1，工作管1外包裹有保护层2，保护层2外依次再包裹有无机保温层3、有机保温层4和外护层5。因此，本发明的架空管保温管与传统架空管保温管相比，长距离保温效果突出，强度是传统架空保温管所没有办法相比的，保证了工作管1输送介质在输送过程的保温要求和预制架空管强度的要求。

本发明中，保护层2是工作管1与保温层之间防止因工作管1位移而损伤无机保温层3的夹层，对于保护层2较好的是采用气凝胶层，硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2—3个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。硅气凝胶的折射率接近l，而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上，能有效地透过太阳光，并阻止环境温度的红外热辐射，成为一种理想的透明隔热材料，在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。通过掺杂的手段，可进一步降低硅气凝胶的辐射热传导，常温常压下掺碳气凝胶的热导率可低达0．013w/m·K，是目前热导率最低的固态材料。保护层2密封隔热性能好，耐温高，挤压性能差，用在最高温的内层，不能太厚。

本发明中，对于无机保温层3较好的是采用硅酸钙保温层，硅酸钙是一种白色、硬质的新型保温材料，具有容重轻、强度高、导热系数小、耐高温、耐腐蚀、能切、能锯等特点。硅酸钙管壳耐温高、能抗压、缝隙较多，用在保温层中间。

本发明中，对于有机保温层4较好的是采用具有阻燃性的聚氨酯发泡层，聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅0.022～0.024W/（m·Κ），相当于挤塑板的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的，因此具备较好的保温效果。聚氨酯硬脂泡沬整体性好、抗压强度高、但耐温低，用在最外层。

本发明中，对于外护管5根据实际需要可以采用钢管、塑料外护管、镁钢、或者玻璃钢等具有防火与防水性和整体性的硬质保护层，例如，在高水位或地表水丰富的地区必须采用钢外护管，钢外护管材料性能和公差尺寸应当符合相关国家或行业标准，钢管外表面做抛光除锈处理。对于塑料外护管可以采用高密度聚乙烯塑料外护管、玻璃纤维增强塑料外护管、复合外护管等。玻璃钢外护层密度低，强度高，耐酸、碱腐蚀，是优良的外防腐材料。

本发明中，有机保温层3为多层结构，每层之间均为错缝7搭接。同样，无机保温层4也采用错缝6搭接。

如图2所示，有机保温层3为错缝7搭接，无机保温层4也采用错缝6搭接。外护管5为错缝8搭接。软保温层为错缝9压接。预制架空管运行后（温差250℃）,每个接口处的保温之间会产生约18mm的缝隙，12米直管有20条缝隙，在两端做集中热损处理。芯管接口10为2根预制架空管的接口处，保温处理块11为现场施工时采取保温措施。预制架空管12在车间预制完成，由于有聚氨酯发泡层的存在，不会产生缝隙，减少热损。

实施例1;本产品在实际施工中，与传统的架空管相比热损明显小。实际热损如下。

本发明产品与传统相比，施工周期短，以规格1公里长蒸汽保温管道为例，即使在不考虑受天气因素影响的情况下，一个6人保温防腐班组的现场保温施工能力也不大于10米/天。

从上表上可以看出，由于本发明采取工厂车间预制成型，现场只需对接口处进行保温处理，保温施工长度比传统架空管的要少很多，因此保温施工周期短。

Claims (10)

1.一种预制架空保温管，所述预制架空保温管包括工作管,其特征在于：所述工作管外部依次包裹无机保温层、有机保温层和外护管，所述无机保温层和工作管之间设有保护层；所述无机保温层.有机保温层和外护管的纵缝和横缝均呈阶梯状的错缝搭接，所述保护层采用压接方式连接，无机保温层和有机保温层搭接处设有缝隙。

2.根据权利要求1所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述无机保温层和有机保温层搭接处的缝隙为1-20mm。

3.根据权利要求2所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述保护层为1-25mm的气凝胶层。

4.根据权利要求3所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述保护层压接处的两段保护层重叠5-100 mm。

5.根据权利要求4所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述无机保温层为多层硅酸钙保温层，每层包裹若干块硅酸钙，无机保温层的厚度为20-100mm。

6.根据权利要求5所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述有机保温层为聚氨酯发泡层，有机保温层的厚度为20-500mm。

7.根据权利要求6所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述外护管为钢管或塑料外护管或镁钢或者玻璃钢等组成。

8.根据权利要求7所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述保护层和无机保温层之间设有铝箔层。

9.根据权利要求8所述的一种预制架空保温管，其特征在于：所述无机保温层和有机保温层之间设有铝箔层。

10.一种预制架空保温管的加工工艺，其特征在于：

1)工作管进行清洁，去除工作管外表面,利用喷砂除锈，达到SA2.5级;

2）对工作管外表面涂一层耐高温油漆，厚度在1-5mm;

3)在工作管外表面包裹敷设气凝胶层，厚度5-25mm，气凝胶为软布状，沿工作管采取多段连接，连接处下一段压着上一段，两相邻气凝胶层连接处重叠5-25mm;

4）在气凝胶层外包裹敷设铝箔层；

5）无机保温层为若干块预制好的硅酸钙瓦片组成，硅酸钙层铺设若干层，硅酸钙保温层材料外层应压在内层的纵缝、环缝，即将外层的纵缝、环缝与内层的相互错开,环缝、纵缝均要嵌缝，然后采用钢丝捆扎牢；

6）在无机保温层外部包裹敷设铝箔层;

7）有机保温层的敷设，有机保温层材料由聚氨酯组成，聚氨酯保温层的充填：根据预制保温管的长度和直径制作模具，该模具分上模和下模，先将模具内表面涂满脱模剂，然后将半成品架空管放入模具下模中，再按下上模压模按钮，将上下模正确合模；

根据架空管保温外径与模具内径之间的体积，由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速混合，再将混合液注入模具中，发泡保持10分钟后脱模，脱模后将成品架空管移出；

8)工作管的外护管采用机械半自动缠绕玻璃钢，然后在玻璃钢外面滚刷油漆。