CN108953845B - 分温度段的管道保温结构及管道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分温度段的管道保温结构及管道，属于管道保温技术领域。该管道保温结构包括使用温度大于等于250℃的高温段保温层、使用温度为50‑250℃的中温段保温层以及使用温度小于等于100℃的低温段保温层。高温段保温层用于包裹于管道的外表面，中温段保温层包裹于高温段保温层的外表面，低温段保温层包裹于中温段保温层的外表面。该管道保温结构，采用分温度段进行管道保温的方式，可降低总体成本并降低管道的散热损失，提高管道保温的经济效益。外表面包裹有上述分温度段的管道保温结构的管道，具有良好的保温效果，经济性能良好。

Description

分温度段的管道保温结构及管道

技术领域

本发明涉及管道保温技术领域，且特别涉及一种分温度段的管道保温结构及管道。

背景技术

炼化企业装置间及装置内存有大量的管道，管道良好的保温性能不仅能保证所需的工艺温度，确保装置的安全运行，而且能降低能源消耗。

目前，炼化企业部分管道存在表面散热超标的问题，造成了较大的热量损失。具体原因如下：1、管道保温层开裂、变形、破损，出现进水透气现象，降低了管道保温效果；2、保温材料单一，大部分只采用软质保温材料，普遍出现保温层下沉现象，致使管道上部散热增加；3、采用硬质保温材料，有热通道问题，使管道表面散热增加。

管道保温不仅与保温材料特性及保温结构有关，还与管道的表面温度有关，目前的保温技术未有根据保温管道的温度，按照不同温度区间进行精细化管道保温的技术。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种分温度段的管道保温结构，上述分温度段的管道保温结构采用分温度段进行管道保温的方式，可降低总体成本并降低管道的散热损失，提高管道保温的经济效益。

本发明的另一目的在于提供一种管道，其包括上述分温度段的管道保温结构，具有良好的保温效果，经济性能良好。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明实施例提出了一种分温度段的管道保温结构，其包括使用温度大于等于250℃的高温段保温层、使用温度为50-250℃的中温段保温层以及使用温度小于等于100℃的低温段保温层。

高温段保温层用于包裹于管道的外表面，中温段保温层包裹于高温段保温层的外表面，低温段保温层包裹于中温段保温层的外表面。

进一步地，在本发明较佳实施例中，中温段保温层包括反射层、折叠保温层和固定层。

反射层包裹于高温段保温层的外表面，折叠保温层设置于反射层与固定层之间，低温段保温层包裹于固定层的远离折叠保温层的一侧的表面。

进一步地，在本发明较佳实施例中，折叠保温层的折叠形状包括三角形、梯形或圆弧形。

进一步地，在本发明较佳实施例中，折叠保温层的厚度为1-10mm，优选为2-5mm。

进一步地，在本发明较佳实施例中，折叠保温层的折叠厚度为25-50mm和/或折叠保温层的折叠凸起个数为1-15个，优选为4-10个。

进一步地，在本发明较佳实施例中，折叠保温层的轴线方向每隔1-3m具有50-150mm的间隙，间隙以高温保温材料进行密封。

进一步地，在本发明较佳实施例中，低温段保温层包括低温段保温层、防水层和保护层。

低温段保温层包裹于固定层的远离折叠保温层的一侧的表面，防水层包裹于低温段保温层的远离固定层的一侧的表面，保护层包裹于防水层的远离低温段保温层的一侧的表面。

进一步地，在本发明较佳实施例中，低温段保温层的厚度为10-30mm。

进一步地，在本发明较佳实施例中，低温段保温层的材料包括岩棉、矿渣棉或玻璃棉制品。

进一步地，在本发明较佳实施例中，当管道的表面温度大于等于350℃时，高温段保温层的材质包括硅酸铝棉及制品、硅酸镁纤维毯、硅酸钙制品或复合硅酸盐制品中的任意一种；当管道的表面温度小于350℃时，高温段保温层的材质包括岩棉、矿渣棉或玻璃棉制品中的任意一种。

本发明实施例还提出了一种管道，其外表面包裹有上述分温度段的管道保温结构。

本发明实施例中分温度段的管道保温结构及管道的有益效果包括：

本发明实施例提供的分温度段的管道保温结构采用分温度段进行管道保温的方式，可降低总体成本并降低管道的散热损失，提高管道保温的经济效益。包括上述分温度段的管道保温结构的管道，具有良好的保温效果，经济性能良好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的包裹有管道保温结构的管道的结构示意图；

图2为本申请提供的管道保温结构的结构示意图；

图3为本申请提供的管道保温结构中折叠保温层的第一种折叠方式示意图；

图4为本申请提供的管道保温结构中折叠保温层的第二种折叠方式示意图；

图5为本申请提供的管道保温结构中折叠保温层的第三种折叠方式示意图；

图6为本申请提供的管道保温结构中折叠保温层在第一视角下的结构示意图；

图7为本申请提供的管道保温结构中折叠保温层在第二视角下的结构示意图。

图标：100-管道；200-管道保温结构；10-高温段保温层；20-中温段保温层；21-反射层；22-折叠保温层；23-固定层；24-折叠凸起；25-间隙；26-高温保温材料；27-折叠保温材料；30-低温段保温层；31-低温保温层；32-防水层；33-保护层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例进行具体说明。

请参照图1与图2，本申请涉及的管道100的外表面包裹分温度段的管道保温结构200。其中，分温度段的管道保温结构200包括使用温度大于等于250℃的高温段保温层10、使用温度为50-250℃的中温段保温层20以及使用温度小于等于100℃的低温段保温层30。

高温段保温层10用于包裹于管道100的外表面，中温段保温层20包裹于高温段保温层10的外表面，低温段保温层30包裹于中温段保温层20的外表面。

可参考地，当管道100的表面温度大于等于350℃时，高温段保温层10的材质例如可以包括硅酸铝棉及制品、硅酸镁纤维毯、硅酸钙制品或复合硅酸盐制品中的任意一种。当管道100的表面温度小于350℃时，高温段保温层10的材质例如可以包括岩棉、矿渣棉或玻璃棉制品中的任意一种。

在本申请中，中温段保温层20包括反射层21、折叠保温层22和固定层23。

反射层21包裹于高温段保温层10的外表面，折叠保温层22设置于反射层21与固定层23之间，低温段保温层30包裹于固定层23的远离折叠保温层22的一侧的表面。

在本申请中，反射层21的所使用的材料优选为发射率小于0.1的材料，例如可以为发射率小于0.1的涂层膜、反射膜或反射铝箔等。

在本申请中，折叠层沿管道100的轴向与反射层21呈线接触。作为可选地，折叠保温层22的折叠形状可以但不限于三角形(如图3所示)、梯形(如图4所示)或圆弧形(如图5所示)。

在一些实施方式中，折叠保温层22的厚度例如可以为1-10mm，如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。优选为2-5mm，如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm。

请结合图6，在一些实施方式中，折叠保温层22的折叠厚度可以为25-50mm，例如25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm。上述厚度可以理解为折叠凸起24的顶点到反射层21之间的距离(记作d)。

作为可选地，折叠保温层22的折叠凸起24个数(记作n)可以为1-15个，如1个、3个、12个、14个或15个。优选地，折叠保温层22的折叠凸起24的个数可以为4-10个，例如4个、6个、8个或10个。

请结合图7，在本申请中，折叠保温层22的轴线方向(也即管道100的轴线方向)每隔1-3m，例如1m、1.5m、2m、2.5m或3m具有间隙25。优选地，折叠保温层22的轴线方向每隔2m具有间隙25。

作为可选地，上述间隙25可以为50-150mm，例如50mm、70mm、90mm、110mm、130mm或150mm，优选为100mm。上述间隙25以高温保温材料26进行密封，可参考地，密封间隙25的高温保温材料26可采用上述高温段保温层10的材料。

作为可选地，在本申请中，折叠保温层22可以由折叠保温材料27如岩棉、气凝胶或硅酸盐制品等压制而成。固定层23的材料可以为防水布，设置固定层23主要用于起到减震和防水的作用。

进一步地，本申请中，低温段保温层30包括低温保温层31、防水层32和保护层33。

低温保温层31包裹于固定层23的远离折叠保温层22的一侧的表面，防水层32包裹于低温保温层31的远离固定层23的一侧的表面，保护层33包裹于防水层32的远离低温保温层31的一侧的表面。

作为可选地，低温段保温层30的厚度可以为10-30mm，例如10mm、15mm、20mm、25mm或30mm。

作为可选地，低温保温层31的材料可以为软质保温材料中的一种，例如可以为岩棉、矿渣棉或玻璃棉制品。防水层32可采用软质防水隔热材料，保护层33可采用铝皮或镀锌铁皮等金属材料。

承上，本申请采用分温度段的保温结构，高温段采用耐高温保温材料，中温段采用折叠保温结构，低温段采用价格低廉的保温材料。对于使用低价保温材料的中低温管道100，中温段采用折叠保温结构替代相同厚度的低温常规保温层，可使中温段保温材料的用量至少减少80％，从而使管道100保温总体造价降低5-10％。对于高温管道100，采用分温度段的保温结构，与全部采用耐高温保温材料相比，仅低温段就可使管道100保温造价降低5％-10％。因此，分温度段的保温结构整体上可较现有技术中采用单一保温材料的方式使管道100保温总体成本降低5％-20％。

本申请中，中温段采用独特的折叠保温结构替代常规保温层，折叠保温层22与反射层21之间线接触，接触面积极小，保温层导热量可忽略。折叠保温结构使用温度小于250℃，此时辐射传热量较高温段大幅减少，加之反射层21的辐射率小于0.1，此时折叠保温结构的辐射传热量很小，可忽略不计。同时，折叠保温层22形成了多个空气空腔，抑制了空气的自然流动，使得折叠保温结构传热近似为相同厚度空气层的导热。由于空气导热系数比常规保温材料小30％以上，因此，相同厚度保温层的情况下，折叠厚度为25-50mm的保温结构整体上可较现有技术减少5-30％的管道100的散热损失。

并且，折叠保温结构可对包裹在其外的低温段保温层30有较好的支撑作用，提高管道保温结构200的抗热震性，有效防止了低温段保温材料的下沉。同时低温段保温层30通过采用低温保温层31(软质)和防水层32，有效防止了热通道及透气漏风现象的发生，提高了管道100保温的整体性能。

此外，本申请属于复合保温结构，不同温度区间的保温材料各向异性，阻碍了热量的传递，降低了散热损失。多层保温材料复合增加了层间热阻，进一步降低了热量的传递。同时，保温层之间设有反射层21和固定层23，阻隔了保温材料内气体的流动和辐射传热，有效提高了管道100保温层的保温性能。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种高温蒸汽管道100，其包括蒸汽管道100、包裹蒸汽管道100的高温段保温层10、包裹高温段保温层10的中温段保温层20及包裹中温段保温层20的低温段保温层30。

蒸汽管道100管径为325mm，管内介质温度为400℃；包裹蒸汽管道100的高温段保温层10为厚度70mm的硅酸铝针刺毯；包裹高温段保温层10的中温段保温层20为反射铝箔层、折叠厚度为30mm的气凝胶保温层和防水层32；折叠气凝胶保温层折叠为三角形，折叠气凝胶间隔2m固定一个宽度为100mm、厚度为30mm的硅酸铝针刺毯；包裹中温段保温层20的低温段保温层30包括20mm厚的玻璃棉、软质防水层32和铝皮保护层33，管道100保温后外表面热流为165w/m²。

常规保温结构在蒸汽管道100外包裹厚度120mm的硅酸铝针刺毯保温层，在保温层外包裹防水布和铝皮保温层，管道100的外面热流为200w/m²。与常规保温结构相比，分温度段的保温结构，使管道100表面散热损失减少了17.5％，管道100保温整体成本减少了20％，并且有效避免了常规管道100保温层下沉、进水以及热通道等问题。

实施案例2

请参照图1，本实施例提供一种中温蒸汽管道100，其包括中温管道100、包裹中温管道100的高温段保温层10、包裹高温段保温层10的中温段保温层20及包裹中温段保温层20的低温段保温层30。

中温管道100管径为325mm，管内介质温度为320℃；包裹管道100的高温段保温层10为厚度40mm的岩棉毡；包裹高温段保温层10的中温段保温层20为反射铝箔层，折叠厚度为45mm的岩棉保温层和防水层32；折叠岩棉保温层折叠为三角形，折叠岩棉间隔2m固定一个宽度为100mm、厚度为45mm的岩棉毡；包裹中温段保温层20的低温段保温层30包括15mm厚的岩棉毡、软质防水层32和铝皮保护层33，管道100保温后外表面热流为120w/m²。

常规保温结构在中温管道100外包裹厚度100mm的岩棉制品保温层，在保温层外包裹防水布和铝皮保温层，管道100的外面热流为150w/m²。与常规保温结构相比，分温度段的保温结构，使管道100表面散热损失减少了20％，管道100保温整体成本减少了15％，并且有效避免了常规管道100保温下沉、进水以及热通道等问题。

综上，本发明实施例提供的分温度段的管道保温结构200较为简单、操作方便，采用分温度段进行管道100保温的方式，可降低总体成本并降低管道100的散热损失，提高管道100保温的经济效益。包括上述分温度段的管道保温结构200的管道100，具有良好的保温效果，经济性能良好。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种分温度段的管道保温结构，其特征在于，所述管道保温结构包括使用温度大于等于250℃的高温段保温层、使用温度为50-250℃的中温段保温层以及使用温度小于等于100℃的低温段保温层；

所述高温段保温层用于包裹于管道的外表面，所述中温段保温层包裹于所述高温段保温层的外表面，所述低温段保温层包裹于所述中温段保温层的外表面；所述中温段保温层包括反射层、折叠保温层和固定层；

所述反射层包裹于所述高温段保温层的外表面，所述折叠保温层设置于所述反射层与所述固定层之间，所述低温段保温层包裹于所述固定层的远离所述折叠保温层的一侧的表面；

所述折叠保温层的厚度为2-5mm；所述折叠保温层的折叠厚度为25-50mm和/或所述折叠保温层的折叠凸起个数为4-10个；所述折叠保温层的轴线方向每隔1-3m具有50-150mm的间隙，所述间隙以高温保温材料进行密封。

2.根据权利要求1所述的分温度段的管道保温结构，其特征在于，所述折叠保温层的折叠形状包括三角形、梯形或圆弧形。

3.根据权利要求1所述的分温度段的管道保温结构，其特征在于，所述低温段保温层包括低温段保温层、防水层和保护层；

所述低温段保温层包裹于所述固定层的远离所述折叠保温层的一侧的表面，所述防水层包裹于所述低温段保温层的远离所述固定层的一侧的表面，所述保护层包裹于所述防水层的远离所述低温段保温层的一侧的表面。

4.根据权利要求3所述的分温度段的管道保温结构，其特征在于，所述低温段保温层的厚度为10-30mm和/或所述低温段保温层的材料包括岩棉、矿渣棉或玻璃棉制品。

5.根据权利要求1所述的分温度段的管道保温结构，其特征在于，当所述管道的表面温度大于等于350℃时，所述高温段保温层的材质包括硅酸铝棉及制品、硅酸镁纤维毯、硅酸钙制品或复合硅酸盐制品中的任意一种；当所述管道的表面温度小于350℃时，所述高温段保温层的材质包括岩棉、矿渣棉或玻璃棉制品中的任意一种。

6.一种管道，其特征在于，所述管道的外表面包裹有如权利要求1-5任一项所述的分温度段的管道保温结构。

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