LNG加氣站保冷材料的選擇及應用

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性能的優劣， 文中對保冷材料的熱力分析做了大量工作為絕熱設計提供了理論前提。研究中結合熱力分析結果及材料各性能的對比分析.

 低溫設備及管道保冷簡稱保冷， 而熱力設備及管道保溫簡稱保溫， 兩者在工程上合稱為絕熱。 通常按設備及管道貯存和輸送的介質溫度劃分， 把介質溫度低于常溫的絕熱措施稱為保冷， 把介質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成的絕熱結構來減少其結構內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， 保持和發揮生產能力； 減少冷(熱) 損失， 節約能源； 以及防止表面凝露或燙傷， 改善工作環境等。 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、 基本相同的絕熱結構與絕熱措施以及基本一致的絕熱目的。 習慣上常將保冷與保溫統稱為保溫。

保冷區別于保溫， 主要有三點： 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傳遞的影響， 同時受到外部環境的濕空氣所含的水蒸氣向內滲透的影響； 二是保冷采取的結構， 由于要阻止外部水蒸氣向內滲透， 需要在保冷層外敷設防潮層； 三是保溫介質常用一次能源(指煤、 油等) ， 保冷介質常用二次(蒸汽) 或二次(電) 能源， 由于設備折舊及能源多次轉換消耗， 冷價一般為熱價的 4—6 倍， 因此減少單位冷損失對于節約能源具有更高的經濟附加值。 今年由保冷和保溫的三點區別衍生出幾類課題： 水蒸氣滲透的傳濕理論、 防潮材料的選擇與防潮層設置的技術措施以及保冷防潮設計計算與施工的相關技術問題等。

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 發展概況 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. 1. 2 LNG 管道保冷的目的和意義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. 2 相關工作回顧和研究現狀 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1. 3 本文主要工作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 真空管在 LNG 保冷中的運用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 針對保冷材料的熱力分析與計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3. 2. 1 導熱系數分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3. 2. 2 保冷管道熱力計算公式分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3. 3. 3 保冷管道保溫層厚度計算及數值模擬驗證 . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3. 3 性能對比與材料選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3. 4 本章小結 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4 Armaflex 低溫保冷系統 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4. 1 Armaflex 低溫保冷系統性能分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4. 1. 1 Armaflex 低溫系統簡介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4. 1. 2 機械結構完整性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4. 1. 3 抗水汽滲透性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4. 1. 4 內置膨脹伸縮性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1
4. 1. 5 吸音絕熱系統 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4. 2 Armaflex 低溫系統安裝工藝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4. 4 本章小結 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5 新型保冷材料在青島某 LNG 加氣站的應用及保冷改造的效果評價 . . 38
5. 1 外觀評價 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5. 2 應用及保冷改造處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. 2. 1 復雜部分處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. 2. 2 接縫等細節部位處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. 2. 3 材料品質保障及配套輔材 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5. 2. 4 防潮特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5. 3 節能效果及分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5. 4 本章小結 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6 結論與展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6. 1 主要結論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6. 2 展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
參考文獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
致謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
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