一種多功能性復合保溫層的制作方法

一種多功能性復合保溫層的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種多功能性復合保溫層，包括管道或設備基體、至少為一層以上的保溫層、至少為一層以上的起到吸收膨脹、支撐整體保溫結構不坍塌作用的內保護層、以及至少為一層以上的耐高溫發射材料的具有防腐、閉氣、減小金屬材料傳熱系數、導熱系數，隔離管道支吊架的熱傳導、冷熱橋以及提高熱屏障的效果的隔離層；其中，管道或設備基體外側依次貼附有隔離層、內保護層、保溫層，內保護層、保溫層復合使用相互作用，交替排列以解決輻射、傳導、對流的散熱損失，每層的接縫處互相錯開以實現結構的無對流散熱，相鄰兩層選擇不同的材料。本發明的多功能性復合保溫層解決了輻射、傳導、對流的散熱損失的問題。
【專利說明】
一種多功能性復合保溫層
技術領域
[0001 ]本發明涉及管道和設備保溫領域，具體而言，涉及一種多功能性復合保溫層。
【背景技術】
[0002]現如今，鋼廠、電廠、石油化工廠以及諸多生產企業由于生產裝置上的管道眾多，因此對管道采取良好的保溫措施不僅具有節能降耗的現實意義，而且還能從源頭上降低生產成本，從而達到節能減排的目的。選擇管道保溫材料時，除了考慮材料的導熱系數外，還應考慮材料的吸水率、燃燒性能、強度等指標。
[0003]現有技術中，管道保溫主要采用巖棉、硅酸鋁纖維等傳統單一蓄熱型材料，單一的結構不僅保溫性能較差，熱損失較大，而且這樣的結構在使用1-2年之后保溫效果急速下降，保溫層外表面溫度逐漸升高，熱損失非常嚴重，這樣不僅提高了生產成本，而且增加了裝置的負荷量，生產裝置在這種情況下長期運行也會存在安全隱患。
[0004]有鑒于此，特提出本發明。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種多功能性復合保溫層，該復合保溫層結構通過將隔離層、保溫層、內保護層進行復合使用的同時，解決了輻射、傳導、對流的散熱損失，同時保證整體保溫結構最小的散熱面積及散熱損失，以及保證了在管道中輸送的物料不會外滲對外層的保溫材料造成任何影響，減小金屬材料傳熱系數、導熱系數，隔離管道支吊架的熱傳導、冷熱橋，并在安裝時采用獨特的錯縫結構以實現保溫結構無對流散熱達到更好的保溫效果，使保溫層的使用壽命、保溫效果得到顯著提升，保證了最小的散熱損失，為企業的熱力設備、管道提供了更好的保護，降低了企業的燃料消耗節約了經常更換保溫材料的費用，同時也節約了生產時間，提高了生產效率，應用也非常廣泛，既可以在管道上使用還可以在閥門等設備上進行保溫處理使用。
[0006]為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案:
[0007]本發明提供了一種多功能性復合保溫層，包括管道或設備基體、至少為一層以上的保溫層、至少為一層以上的內保護層以起到吸收膨脹、支撐整體保溫結構不坍塌的作用、以及至少為一層以上的耐高溫發射材料的隔離層以具有防腐、閉氣、減小金屬材料傳熱系數、導熱系數，隔離管道支吊架的熱傳導、冷熱橋以及提高熱屏障的效果；
[0008]其中，管道或設備基體外側依次貼附有隔離層、內保護層、保溫層，內保護層、保溫層復合使用相互作用，交替排列以解決輻射、傳導、對流的散熱損失，每層的接縫處互相錯開以實現結構的無對流散熱，相鄰兩層選擇不同的材料。
[0009]所謂高溫管道是指輸送高溫高壓的金屬(其它耐高溫材料)熱力工程管道，這種管道在鋼廠、電廠、石油化工廠以及諸多生產企業都非常常見，應用非常廣泛，正因為其使用頻率高，因此如何能夠切實提高保溫管道本身的保溫性能成為當今領域比較重要的研究方向，現有技術中管道保溫主要采用巖棉、硅酸鋁纖維等傳統單一蓄熱型材料，單一的結構不僅保溫性能較差，熱損失較大，而且這樣的結構在使用1-2年之后保溫效果急速下降，保溫層外表面溫度逐漸升高，熱損失非常嚴重，這樣不僅提高了生產成本，而且增加了裝置的負荷量，生產裝置在這種情況下長期運行也會存在安全隱患，因此發明一種保溫性能好、熱損失小又低成本的復合保溫層是當今亟待解決的技術問題。
[0010]并且現有技術中，并沒有關于對需保溫處理的管道或設備中的介質做任何隔離處理的相關技術，如果不做隔離處理會很容易使得管道或設備中的物料外滲，尤其是輸送的物料為高溫水蒸汽時，常年日積月累水蒸氣會通過管道滲出對外側的保溫結構造成非常嚴重的腐蝕破壞，嚴重影響保溫結構本身的使用壽命。
[0011]因此，本發明為了解決現有技術中存在的諸多技術問題，本發明提供了一種結構新穎的多功能性復合保溫層，在管道基體的外側依次包覆有隔離層、內保護層、保溫層，并且每層的接縫處需要互相錯開，這種結構現有技術中還沒有任何相關的報道，其中內保護層除了具有吸收線性膨脹，防止管道與材料之間相互擠壓碰撞的作用外，還可以保證保溫層維持一定的低傳熱系數、導熱系數，減小散熱面積和散熱損失，更重要的在于可以起到支撐整個保溫結構不坍塌，切實延長保溫結構使用壽命的作用。即使高溫管道、高溫設備的工藝操作溫度區間變化比較大，也可以保證有良好的保溫效果，另外內保護層的接縫處與保溫層的接縫處需要互相錯開，這是在實際施工過程中比較微小但是經常被忽略的環節，本發明通過限定這樣的結構可以防止對流散熱以引起的不必要的熱損失，從而增強了保溫性會K。
[0012]其中內保護層為陶瓷纖維、含鎬纖維、晶體纖維、氣凝膠、硅酸鋁、巖棉、硅酸鈣、多凝泡沫玻璃、熱屏障發射玻璃、泡沫玻璃、發射材料的內保護層中的其中一種，既可以為軟質材料也可以為硬質材料，具有一定的保溫隔熱效果，并且內保護層的厚度有一定的控制范圍，最好在2_15Ctam之間，更優的為6_2Ctam，還可以為15_、25_、3Ctoim、4Ctoim、5Ctoim、6Ctoim、70mm、80mm等，內保護層同時還具有減壓減震的效果，可以防止管道的震動對外層的保溫層有影響，當然內保護層的厚度不宜過厚、也不宜過薄，因為厚度達不到可能起不到防震減壓以及維持外面的保溫層一定的傳熱系數、導熱系數的效果，厚度太厚既不經濟還會增加散熱面積和高溫管道本身的負擔，降低生產企業的安全性，因此需要根據具體工況調整適宜的厚度，但是最好控制在上述要求的適宜厚度范圍內。內保護層一般選用具有耐高溫性能的隔熱保溫材料作為保護層。利用軟質材料作為硬質材料與基體之間、硬質材料與硬質材料之間的保護層吸收線性膨脹保護材料的完整性。按照設備管道的介質溫度材料的耐高溫性能選用布置保護層材料，選用布置的保護層材料在高溫條件下應保證保護層材質及結構的完整。
[0013]除了內保護層，保溫層為陶瓷纖維、含鎬纖維、晶體纖維、氣凝膠、硅酸鋁、巖棉、硅酸鈣、多凝泡沫玻璃、熱屏障發射玻璃、泡沫玻璃、發射材料的保溫層中的其中一種，巖棉、硅酸鈣、硅酸鋁保溫層雖然熱損失比較大，但是通過與適宜厚度的保護層相搭配使用也可保證一定的低導熱系數，而氣凝膠保護層以及多凝泡沫玻璃保溫層本身具有良好的保溫性能，尤其多凝泡沫玻璃保溫層本身的憎水性能與活性較好，導熱系數低，發射率高，這樣對與其配套的保護層的要求則相對不高，需要根據實際情況調整搭配使用，本發明的方案中揭示的每一種內保護層與保溫層均可以互相搭配使用，沒有具體要求，操作靈活，需要根據實際工況進行調整。另外，保溫層的厚度最好控制在一定的范圍內，保溫層的厚度控制在2-200mm，更優的控制在50-150mm，還可以為35mm、40mm、60mm、80mm、90mm、100mm、120mm等，厚度控制適宜的原因在于厚度達不到可能會影響保溫的效果，厚度太厚既不經濟還會增加高溫管道本身的負擔，增加散熱面積，降低生產企業的安全性，因此需要根據具體工況調整適宜的厚度，但是最好控制在上述要求的適宜厚度范圍內。內保護層與保溫層協同作用共同達到保溫的效果。保溫層的選取是按照內保護層與保溫層之間溫度和保溫層階梯溫度的導熱系數、傳熱系數，以最大程度的減少復合保溫層體積以及減小散熱面積和散熱損失，以保護下一層的導熱系數、傳熱系數。而現有技術中普通纏巖棉保溫的措施散熱面積大，包裹保溫材料比較厚重，只能起到一定的防燙傷的作用，完全達不到節能標準。
[0014]隔離層的材質需要為耐高溫發射材料，選用這種材料的隔離層直接貼附于管道或設備基體的外側，從而具有防腐、閉氣以及提高熱屏障的效果，選擇這種材質作為隔離層在本領域中屬于首創，現有技術中的一般閉氣層根本不可能達到這樣的效果，不能從根本上實現閉氣防腐的功能，但是本發明的發明人通過大量的實踐發現這種材質的隔離層可以很好的實現隔離物料、防腐的效果，使得輸送的物料不會對外部的保溫結構產生任何影響，本發明的隔離層的總厚度最好控制在1-1OOmm之間，優選10-80mm之間，還可以選擇20mm、30mm、40mm、50mm、60mm等，隔離層可以分成1-5層不等進行貼附，但是厚度不宜太厚，控制在適宜的厚度內不會影響后續保溫結構的應用性能，所述隔離層的法向全發射率最好控制在0.8-0.99之間。還有，為了提高防腐閉氣效果，可以先將隔離層涂覆于鋼板(鋼板的厚度為
0.5-1.5_)之上，然后包裹于管道或設備基體的外側以增強防腐閉氣的效果。
[0015]另外，在距離所述管道或設備基體最遠的內保護層的外側，還附有外保護層，外保護層為金屬材質的外保護層或樹脂材質的外保護層，如果保溫層與內保護層設計得當，夕卜保護層最好采用樹脂材質的外保護層，樹脂材質的外保護層可以減輕高溫管道本身的重量，減輕負擔，金屬材質的外保護層則比較容易散熱，保溫性能不佳，但是現有技術中普遍的高溫管道最外層均是采用金屬材質的外保護層，因為保溫性能不佳傳出的余熱會損壞樹脂材質的外保護層。但是，利用本發明這種結構的復合保溫層，最外層的外保護層完全可以采用樹脂材質的外保護層，因為本發明這種復合保溫層結構保溫性能好，熱損失小，因此不會有樹脂材質的外保護層被損壞的情況發生。本發明的外保護層還可為具有相變效果制作的外保護層，其散熱速度小于最外層的內保護層、保溫層的散熱速度。外保護層具有防腐、美觀、還具有降低散熱速度、吸音降噪的作用。
[0016]優選地，本發明的隔離層除了直接附在管道或設備基體上，還可以在外保護層的內外壁附有至少為一層以上具有防腐、閉氣、減小金屬材料傳熱系數、導熱系數，隔離管道支吊架的熱傳導、冷熱橋以及提高熱屏障的效果的隔離層，還可以在本身為硬質材料的保溫層、內保護層的內壁上附有一層隔離層，這些方式的實施可以擴大本身隔離層的應用范圍，并且還能起到防水的效果。外保護層需要拼接時，板塊與板塊之間采用高溫防水材料密封、樹脂材料密封或高溫防水膠條，環形、橫向縱向、異型的密封圈，密封條，密封墊密封處理，對于相對容易滑動的板塊之間最好采用膠條，采用一般的防水膠可能還會存在板塊之間發生滑動的現象。拼接的方式可包括插槽式連接、對接式連接、搭接式連接、子母扣式連接、粘結式連接中的其中一種。隔離層涂覆的方式可以為噴涂、涂刷以及表面熔融的任意一種方式，所謂表面熔融是指先將待涂覆面熔融后，噴涂或涂刷隔離層之后再熔融，然后自然降溫干燥即可，這種方式較前兩種涂刷以及噴涂的方式能夠將隔離層更緊密的與待涂覆面結合，不易脫落。
[0017]值得注意的在于，保溫層是由若干保溫瓦、板、毯、氈、塊拼接而形成的，保溫瓦、板、毯、氈、塊之間的連接包括插槽式連接、對接式連接、搭接式連接、子母扣式連接、粘結式連接中的其中一種。為了便于安裝，保溫層本身是切割成若干瓦或板或塊然后拼接的，并且是按照保溫管道的尺寸進行切割成兩個半圓或多個弧狀，然后以插槽式、對接式、搭接式、子母扣式、粘結式進行安裝對接，這樣安裝對接后可以保證沒有任何空隙，避免熱損失的現象發生，具體安裝時要保證和內外層進行錯縫，以防止對流散熱，本發明這種保溫瓦、板之間的拼接結構是現有技術中沒有任何記載的，只有參照本發明的技術方案才能得以實施，通過實現本發明的發明目的。
[0018]同樣的，內保護層最好也是由若干保護瓦、板、毯、氈、塊拼接而成的，所述保護瓦、板、毯、氈、塊之間的拼接方式包括插槽式連接、對接式連接、搭接式連接、子母扣式連接、粘結式連接中的其中一種。
[0019]優選地，本發明還包括環形、螺旋形的緊固層，所述緊固層貼附于所述保護層和/或保溫層的外側以起到緊固作用。
[0020]優選地，本發明的復合保溫層結構還包括配合內保護層支撐整體保溫結構不坍塌變形，因材料吸濕或材料本身含有水分，制作的防水層，保護相鄰層和整體保溫結構不受影響，當保溫層需要防水時最好制作防水層以提高保溫層的使用持久度，所述防水層緊貼所述保溫層的外壁，所述防水層包括防水涂料、樹脂材質的防水層、防水織布的防水層、金屬材質的防水層中的其中一種。
[0021]最后，還可包括用于提高熱屏障效果的發射層，所述發射層緊貼所述管道基體，和/或所述發射層設置于所述內保護層與所述保溫層之間，和/或所述發射層設置于距離所述管道基體最遠的內保護層與所述外保護層之間。發射層本身具有一定的發射率，可以解決高溫管道熱輻射的問題，具體操作時可以涂一層具有發射率的材料或者包覆發射材料均可。其具體設置位置也比較靈活，根據具體工況結合實際工藝操作溫度，進行調整。按照所選材料的發射率合理布置發射層可以解決設備管道的輻射散熱損失。發射層具有全法相發射率0.80-0.99之間。多功能性復合保溫層的保溫范圍控制在-273?1350 °C之間。
[0022]另外，內保護層、保溫層、具有熱屏障效果的發射層按照材料階梯溫度的傳熱系數、導熱系數、全法相發射率合理布置保護下一層的材料性能，可以最大的解決輻射、傳導散熱損失，減小保溫結構體積減小最外層的散熱面積。內保護層、保溫層、具有熱屏障效果的發射層每層之間搓縫安裝，硬質或軟質保溫材料的材料與材料之間選用插槽式連接、對接式連接、對接式粘結鏈接、搭接式連接、子母扣式連接、粘結式連接中的其中一種，解決對流散熱的損失。
[0023]本發明在對整個復合保溫層結構進行合理布局時是需要考慮以下幾方面的內容:I.介質溫度;2.高溫時材料本身的對流傳熱;3.設備及管道的震動及溫度變化時的形變;4.使用材料在溫度變化時的形變;5.發射層、保護層、保溫層的結構布置為下一層材料考慮最佳的性能;6.每層材料的厚度;7.材料的耐高溫性能;8.階梯溫度的傳熱系數、導熱系數;9.階梯溫度的全法向發射率;10.防潮防水防腐閉氣的性能；11.融凍循環對材料質量的影響；12.最外層的最小散熱面積、散熱損失、防潮防水防腐、吸音降噪；13.總傳熱系數；14.支撐固定設備及管道支吊架的熱傳導及冷熱橋；15.保證整體結構的完整性；16.復合布置使用的節能經濟效益。在進行實際施工操作時只有在充分考慮這幾方面之后進行綜合考量后，才會進行搭建復合保溫層結構，而不是簡單隨便的進行選擇就可以得出方案的。
[0024]綜上，本發明較優的一種實施方案可以為:三層內保護層、二層保溫層，一層隔離層，依次為管道基體、隔離層、內保護層、保溫層、內保護層、保溫層、內保護層，內保護層外側再包有外保護層，這種實施方案基本可以滿足任意溫度要求(-273?1350°C)的高溫設備及管道，屬于具體安裝操作時比較優選的一種操作方式。更優的實施方案為在三層內保護層、兩層保溫層的基礎上，緊貼管道基體的外側再設置一層發射層，以解決熱輻射的問題，這樣可以使得保溫性能達到最佳。
[0025]其中，保護層材料包括:陶瓷纖維、含鎬纖維、晶體纖維、氣凝膠、硅酸鹽、硅酸鋁、巖棉。
[0026]保溫層材料包括:氣凝膠、硅酸鹽、硅酸鋁、巖棉、硅酸鈣、多凝泡沫玻璃、多凝泡沫玻璃、氣凝膠。
[0027]發射層材料包括:高發射率材料等。
[0028]另外，本發明的多功能性復合保溫層還包括用于固定支撐的內支吊架、外支吊架，內支吊架設置于管道或設備基體的底部或頂部用于固定支撐管道或設備基體，外支吊架設置于所述復合保溫層的底部或頂部用于固定支撐整個保溫結構，內支吊架與外支吊架之間采用可調節距離的螺栓貫穿固定，位于螺栓兩側的螺母分別陷于內支吊架、外支吊架的內部，這樣能夠保證螺母不會與支吊架接觸以達到隔熱的效果。
[0029]為了進一步提高隔熱保溫的效果，內支吊架與外支吊架之間最好采用保溫材料填充隔離以防止熱傳導及冷熱橋，還有螺栓上的螺栓套、螺栓墊、阻塞也最好采用保溫材料的材質。
[0030]如果待保溫設備為異型結構，為了提高保溫效果，需要按照設備管道支吊架的外形結構制作成一層以上的外衣，而不能直接將保溫層包覆在外側，否則有空隙的情況下會影響保溫效果。
[0031]現有技術相比，本發明的有益效果為:
[0032]I)本發明實施例的復合保溫層結構通過將保溫層與內保護層進行復合使用的同時，并在安裝時采用獨特的錯縫結構以實現了保溫效果良好，保溫層使用耐久度得到顯著提升，熱損失小；
[0033]2)本發明這種特定的保溫層結構具有階梯溫度較低的傳熱系數、導熱系數，同時解決了熱傳導、熱輻射以及熱對流三方面的問題，減小散熱面積、散熱損失，全方位的保證了保溫效果，這種復合保溫層結構在本領域中尚屬首創，現有技術中有沒有任何記載，值得大力推廣應用，為生產企業的保溫問題提供了一種可解決的途徑，成本低，使用便捷，持久度高。
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0035]圖1為本發明實施例一的多功能性復合保溫層的每層結構圖；
[0036]圖2為本發明實施例一的復合保溫層中的保溫瓦之間的對接結構圖；
[0037]圖3為本發明實施例二的多功能性復合保溫層的每層結構圖；
[0038]圖4為本發明實施例二的復合保溫層中的保溫板之間的對接結構圖；
[0039]圖5為本發明實施例二的多功能復合保溫層的內、外支吊架的結構圖；
[0040]附圖標記:
[0041]101-管道或設備基體；102-內保護層；
[0042]103-保溫層；104-外保護層；
[0043]105-發射層；106-隔離層；
[0044]107-內支吊架；108-外支吊架；
[0045]109_ 螺檢；110_ 螺母；
[0046]111-螺栓套、阻塞。
【具體實施方式】
[0047]下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限制本發明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
[0048]實施例1
[0049]首鋼煉鋼RH爐過熱蒸汽管道保溫改造工程，管徑DN325，長度906m，介質溫度285°C，實驗實施步驟如下:
[0050]1、緊貼管道或設備基體101安裝一層耐高溫發射材料的隔離層106，再安裝一層含鎬纖維材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在12mm，隔離層的厚度控制在Imm;
[0051]2、按照內保護層與保溫層之間的溫度安裝全法向發射率選用熱屏障發射玻璃的發射層105，厚度為50mm，根據熱力設備及管道的表面形狀切割成多個保溫瓦，互相搭接式連接；
[0052]3、緊貼全法向發射率選用熱屏障發射玻璃的發射層105的外側再安裝一層陶瓷纖維材料的內保護層102，厚度為6mm;
[0053]4、按照前一層的外表面溫度，再安裝多凝泡沫玻璃絕熱材料保溫層103，厚度為50mm；
[0054]5、再安裝一層纖維材料的內保護層102，厚度為20mm;
[0055]6、內保護層的最外層使用金屬鋁皮外保護層104加以包覆，層與層之間的接縫處互相錯開錯縫安裝以實現無對流散熱。
[0056]實施例2
[0057]30麗機組主蒸汽管道保溫改造工程，管徑DN325，長度170m，介質溫度545°C，實驗實施步驟如下:
[0058]1、緊貼管道或設備基體101安裝耐高溫發射材料的隔離層106，再安裝晶體纖維的內保護層102，內保護層的厚度控制在12mm以作為管道基體與保溫層之間的保護層吸收熱膨脹并減壓減震，支撐整體保溫結構不坍塌，以保護管道基體與保溫層，隔離層的厚度控制在10mm分為三層涂刷；
[0059]2、根據第一層內保護層102的外表面溫度，再安裝一層硅酸鈣材質的保溫層103，保溫層的厚度控制在50mm，根據熱力設備及管道的表面形狀切割成多個保溫板，互相插槽式連接；
[0060]3、緊貼硅酸鈣內層絕熱材料保溫層103再安裝一層含鋯纖維材料的內保護層102，厚度為1mm;
[0061]4、根據第三層的外表面溫度，保溫材料的階梯溫度的導熱系數再安裝硅酸鈣材質的保溫層103，厚度為50_，保溫層的外側包覆金屬材質的防水層；
[0062]5、再安裝一層含鋯纖維材料的內保護層102，厚度為1mm;
[0063]6、內保護層的最外層使用耐高溫樹脂板制作的外保護層104加以包覆，層與層之間的接縫處互相錯開錯縫安裝以實現無對流散熱，每一層均需加緊固層進行緊固處理。
[0064]7、為了起到加固效果，管道或設備基體101的底部設置有內支吊架107，外保護層104的底部設置有外支吊架108，內支吊架與外支吊架之間采用螺栓109貫穿固定，位于螺栓兩側的螺母110分別陷于內支吊架107、外支吊架108的內部，內支吊架與外支吊架之間最好采用保溫材料填充，還有螺栓上的螺栓套111、螺栓墊、阻塞為保溫材料材質。
[0065]實施例3
[0066]北京市熱力集團有限公司月壇聯通線主線改造工程，管徑DN720,長度3920m，介質溫度103°C，實驗實施步驟如下:
[0067]1、緊貼管道或設備基體101安裝耐高溫發射材料的隔離層106，再安裝氣凝膠的內保護層102，內保護層的厚度控制在2mm以作為管道基體與保溫層之間的保護層吸收熱膨脹并減壓減震，支撐整體保溫結構不坍塌，以保護管道基體與保溫層，隔離層的厚度控制在80mm分為兩層通過表面熔融的方式附于管道或設備基體表面；
[0068]2、根據第一層內保護層102的外表面溫度，再安裝一層泡沫玻璃材質的保溫層，保溫層的厚度te制在40_ ；
[0069]3、內保護層的最外層使用耐高溫樹脂板制作的外保護層104加以包覆，外保護層的內壁噴涂有一層1mm厚的隔離層用于防水，層與層之間的接縫處互相錯開錯縫安裝以實現無對流散熱，每一層均需加緊固層進行緊固處理，外保護層切割成多個板塊，板塊之間采用防水膠條或防水膠密封處理。
[0070]實施例4
[0071]京唐公司冷乳部罩式爐改造工程，介質溫度1250°C，實驗實施步驟如下:
[0072]1、緊貼管道或設備基體101安裝一層耐高溫發射材料的隔離層106，再安裝一層耐高溫涂料噴涂形成的內保護層102，內保護層的厚度控制在1mm以作為管道基體與保溫層之間的保護層吸收熱膨脹并減壓減震，以保護管道基體與保溫層，隔離層的厚度控制在1mm通過噴涂的方式附于管道或設備基體表面；
[0073]2、根據第一層內保護層102的外表面溫度，再安裝一層含鋯纖維材質的保溫層103，保溫層103的厚度控制在150mm，根據熱力設備及管道的表面形狀切割成多個保溫板，互相粘結形成；
[0074]3、緊貼硅酸鈣內層絕熱材料保溫層103再安裝一層含鋯纖維材料的內保護層102，厚度為1mm;
[0075]4、根據第三層的外表面溫度，安裝一層含鋯纖維材質的保溫層，保溫層的厚度控制在200mm，根據熱力設備及管道的表面形狀切割成多個保溫板，互相粘結形成，利用含鋯的多個模塊的保溫形成保護下一層；
[0076]5、再安裝一層氣凝膠材料的內保護層102，厚度為10mm;
[0077]6、內保護層的最外層使用310S耐高溫不銹鋼的外保護層104加以包覆，層與層之間的接縫處互相錯開，錯縫安裝以實現無對流散熱，每一層均需加緊固層進行緊固處理。
[0078]以上實施例中，內保護層、保溫層均具有保溫的功效，因此厚度尺寸上，兩者是可以互換的。
[0079]實施例5
[0080]首鋼1.2煉鋼聯通管道改造工程，管徑DN377，長度1300m，介質溫度210°C，實驗實施步驟如下:
[0081]1、緊貼管道或設備基體101安裝一層氣凝膠的內保護層102，內保護層的厚度控制在12mm;
[0082]2、按照內保護層102的表面溫度，保溫材料的階梯溫度的傳、導熱系數，安裝全法向發射率選用熱屏障發射玻璃的發射層105，發射層的厚度控制在60_，管殼或瓦形單層搭接與保護層之間錯縫安裝(需要緊固)；
[0083]3、最外層采用耐高溫樹脂板材制作的外保護層104，相較于傳統的鍍鋅鐵皮、鋁皮最大的降低了散熱損失。
[0084]實施例6
[0085]京唐公司30麗機組再熱蒸氣管道改造工程，管徑DN325，長度170m，介質溫度545°C，實驗實施步驟如下:
[0086]1、緊貼管道或設備基體101安裝一層多晶纖維材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在12mm，以保護保溫層的傳熱系數和導熱系數；
[0087]2、根據第一層內保護層102的外表面溫度，再安裝一層硅酸鋁材質的保溫層103，保溫層的厚度控制在50mm，根據熱力設備及管道的表面形狀切割成多個保溫板，互相插槽式連接，利用硅酸鋁的保溫性能保護下一層；
[0088]3、再安裝一層含鎬纖維材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在10mm;
[0089]4、按照上一層的外表面溫度，再安裝一層硅酸鋁材質的保溫層103，保溫層的厚度控制在30_，利用硅酸鋁的保溫性能保護下一層；
[0090]5、再安裝一層陶瓷纖維材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在5mm;
[0091]6、根據上一層的表面溫度，保溫材料的階梯溫度的導熱系數選用巖棉材質的保溫層103，保溫層的厚度為50mm;
[0092]7、再安裝一層陶瓷纖維材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在5mm;
[0093]8、根據上一層的表面溫度，保溫材料的階梯溫度的導熱系數選用巖棉材質的保溫層103，保溫層的厚度為30mm;
[0094]9、玻璃絲布、耐高溫樹脂制作的防水層；
[0095]10、最外層采用鋁皮制作的外保護層104。
[0096]實施例7
[0097]京唐公司熱乳1580粗乳保溫罩改造工程，介質溫度1350°C ；
[0098]1、緊貼管道或設備基體101安裝一層GH99板材的內保護層102，內保護層的厚度控制在20mm，子母扣連接，具有高溫耐腐蝕功能；[0099 ] 2、安裝一層燒結發射材料的發射層105，阻隔高溫輻射；
[0100]3、再安裝一層多晶纖維材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在12mm;
[0101]4、按照上一層的外表面溫度，再安裝一層含鎬纖維材質的保溫層103，保溫層的厚度控制在30mm，利用含鎬模塊的保溫性能保護下一層；
[0102]5、再安裝一層陶瓷纖維材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在12mm;
[0103]6、根據上一層的表面溫度，保溫材料的階梯溫度的導熱系數選用氣凝膠材質的保溫層103，保溫層的厚度為6-12_，利用氣凝膠的保溫性能保護下一層；
[0104]7、再安裝一層多凝泡沫玻璃材料的內保護層102，內保護層的厚度控制在50mm，子母扣式連接；
[0105]8、最外層采用厚度5mm蓋板的外保護層104。
[0106]實施例8
[0107]航天三期羽流導流深冷工程，介質溫度-265°C，直徑159長度105米，保溫層外表面無結霜冰凍溫升2 °C ;
[0108]1、緊貼管道或設備基體101安裝一層晶體纖維的內保護層102，內保護層的厚度控制在2mm;
[0109]2、根據第一層內保護層102的外表面溫度，再安裝一層多凝泡沫玻璃材質的保溫層103，保溫層103的厚度控制在50mm;
[0110]3、安裝一層晶體纖維的內保護層102，內保護層的厚度控制在2mm;
[0111]4、根據內保護層102的外表面溫度，再安裝一層多凝泡沫玻璃材質的保溫層103，保溫層103的厚度控制在50_;
[0112]5、最外層采用鋁板制作的外保護層104。
[0113]比較例I
[0114]應用實驗地點選擇在大唐國際迀安熱電220MW機組大修停運期間，開展了復合保溫層實施結構改造，對機組蒸汽以及再熱蒸汽部分管道進行了保溫改造，實驗實施步驟如下:
[0115]1、緊貼管道安裝兩層減壓減震層與含鋯氧化鋁纖維過渡層；
[0116]2、安裝巖棉蓄熱材料進行防護；
[0117]3、保溫材料最外層使用金屬鋁皮加以包覆。
[0118]實驗例I
[0119]將上述實施例1與比較例I的應用實驗的保溫材料的性能進行對比后:檢測標準:依據國家標準 GB/T4272-1992、GB/T8174-1987、GB/T18021-2000、GB/T16617-1996、CJ/T140-2001。比較例I的實施方案外表面平均溫度為165 °C，散熱面積為408平米。實施例1的外表面平均溫度為50°C，散熱面積為397平米。降低散熱損失115°C，減小散熱面積11平米。國家標準GB/T15910-2009熱力輸送系統節能監測標準中的常年運行的熱力輸送系統的保溫結構表面溫升的最大允許值中規定的最高介質溫度為350°C，使用壽命比比較例I的保溫結構至少延長5-10年。
[0120]經濟效益方面:按照國家標準GB/T15910-2009計算，按照30MW發電機組散熱面積4600平米計算，與比較例I相比，每年可節約標準煤13616噸，直接經濟效益680萬元人民幣。
[0121]實驗例2
[0122]將上述實施例2與比較例I的應用實驗的保溫材料的性能進行對比后:檢測標準:依據國家標準 GB/T4272-1992、GB/T8174-1987、GB/T18021-2000、GB/T16617-1996、CJ/T140-2001。比較例I的實施方案外表面平均溫度為165°C，散熱面積為408平米。實施例2的外表面平均溫度為50°C，散熱面積為397平米。降低散熱損失115°C，減小散熱面積11平米。國家標準GB/T15910-2009熱力輸送系統節能監測標準中的常年運行的熱力輸送系統的保溫結構表面溫升的最大允許值中規定的最高介質溫度為350°C，使用壽命比比較例I的保溫結構至少延長5-10年。
[0123]經濟效益方面:按照國家標準GB/T15910-2009計算，按照30MW發電機組散熱面積4600平米計算，與比較例I相比每年可節約標準煤13616噸，直接經濟效益680萬元人民幣。
[0124]本發明實施例的復合保溫層的保溫性能較傳統的蓄熱型單層保溫結構優勢明顯，節能效果顯著，為企業新型保溫系統的更新換代提供了新的選擇，為有效降低企業能耗水平，提升效益空間提供了有效途徑。
[0125]盡管已用具體實施例來說明和描述了本發明，然而應意識到，在不背離本發明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中包括屬于本發明范圍內的所有這些變化和修改。
【主權項】
1.一種多功能性復合保溫層，其特征在于，包括管道或設備基體、至少為一層以上的保溫層、至少為一層以上的起到吸收膨脹、支撐整體保溫結構不坍塌作用的內保護層、以及至少為一層以上的耐高溫發射材料的隔離層，所述隔離層具有防腐、閉氣、減小金屬材料傳熱系數、導熱系數，隔離管道支吊架的熱傳導、冷熱橋以及提高熱屏障的效果； 其中，所述管道或設備基體外側依次貼附有所述隔離層、內保護層、保溫層，所述內保護層、保溫層復合使用相互作用，交替排列以解決輻射、傳導、對流的散熱損失，每層的接縫處互相錯開以實現結構的無對流散熱，相鄰兩層選擇不同的材料； 所述內保護層的材質為陶瓷纖維、含鎬纖維、晶體纖維、氣凝膠、硅酸鋁、巖棉、硅酸鈣、多凝泡沫玻璃、熱屏障發射玻璃、泡沫玻璃、發射材料中的其中一種； 所述保溫層的材質為陶瓷纖維、含鎬纖維、晶體纖維、氣凝膠、硅酸鋁、巖棉、硅酸鈣、多凝泡沫玻璃、熱屏障發射玻璃、泡沫玻璃、發射材料中的其中一種，所述內保護層、保溫層復合使用，以保證階梯溫度時所使用的材料本身無對流傳熱和保證階梯溫度的傳熱系數、導熱系數。2.根據權利要求1所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，所述內保護層的厚度控制在2_150mm之間，優選6_20mm之間； 所述保溫層的厚度控制在2-200mm之間，優選50-150mm之間； 所述隔離層的厚度控制在1-1OOmm之間，優選10-80mm之間。3.根據權利要求2所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，所述隔離層采用噴涂、涂刷以及表面熔融的任意一種方式附于所述管道或設備基體的外側； 優選地，所述隔離層的層數控制在1-5層，隔離層的總厚度控制在1-1OOmm之間； 優選地，所述隔離層的法向全發射率控制在0.8-0.99之間。4.根據權利要求1-3任一項所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，所述保溫層由若干保溫瓦、板、毯、氈、塊拼接而成，所述保溫瓦、板、毯、氈、塊之間的拼接方式包括插槽式連接、對接式連接、搭接式連接、子母扣式連接、粘結式連接中的其中一種； 優選地，所述內保護層由若干保護瓦、板、毯、氈、塊拼接而成，所述保護瓦、板、毯、氈、塊之間的拼接方式包括插槽式連接、對接式連接、搭接式連接、子母扣式連接、粘結式連接中的其中一種。5.根據權利要求1-3任一項所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，還包括外保護層，所述外保護層包覆于距離所述管道或設備基體最遠的內保護層或保溫層的外側； 優選地，所述外保護層的內外壁附有至少為一層以上的隔離層； 優選地，所述外保護層至少為一塊以上的板塊拼接而成，板塊與板塊之間采用高溫防水材料、樹脂材料密封或高溫防水膠條，環形、橫向縱向、異型的密封圈，密封條，密封墊密封處理； 優選地，所述拼接的方式包括插槽式連接、對接式連接、搭接式連接、子母扣式連接、粘結式連接中的其中一種。6.根據權利要求5所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，所述外保護層為金屬材質的外保護層、樹脂材質、吸音材料的外保護層或者相變材料的外保護層。7.根據權利要求1-3任一項所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，還包括環形、螺旋形的緊固層、配合內保護層支撐整體保溫結構不坍塌變形，因材料吸濕或材料本身含有水分制作的防水層，以保護相鄰層和整體保溫結構不受影響，所述緊固層、防水層貼附于所述保護層和/或所述保溫層的外側。8.根據權利要求7任一項所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，還包括用于提高熱屏障效果的發射層，所述發射層緊貼所述管道基體，和/或所述發射層設置于所述內保護層與所述保溫層之間，和/或所述發射層設置于距離所述管道基體最遠的內保護層與所述外保護層之間； 優選地，所述多功能性復合保溫層的保溫范圍控制在-273-1350°C之間。9.根據權利要求8所述的一種多功能性復合保溫層，其特征在于，還包括內支吊架、夕卜支吊架； 所述內支吊架設置于所述管道或設備基體的底部或頂部用于固定支撐所述管道或設備基體，所述外支吊架設置于所述復合保溫層的底部或頂部用于固定支撐整個保溫結構，所述內支吊架與所述外支吊架之間采用可調節距離的螺栓貫穿固定，位于螺栓兩側的螺母分別陷于所述內支吊架、外支吊架的內部。10.根據權利要求9所述的一種多功能復合保溫層，其特征在于，所述內支吊架與外支吊架之間采用保溫材料填充隔離以防止熱傳導及冷熱橋； 優選地，螺栓上的螺栓套、螺栓墊、阻塞的材質為保溫材料。
【文檔編號】F16L59/14GK105864581SQ201610409204
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】韓松
【申請人】韓松