节能降耗是所有企业关注的焦点之一，化工企业高温管道上散失的热量也一直是企业隐蔽的节能黑洞，如何为高温管道提供合适的“保暖服”是企业乃至科研院所探索的管道节能方向。本版从保温材料行业现状和技术两个方面，向读者展现管道保温行业的发展趋势和前沿领域。

给管道保温是化工企业提高能效、降低能耗的关注点之一，但这也是企业的痛点。管道保温到底难在哪儿？

据介绍，高温管道是化工企业和油田里最常见的设备之一。一般规模以上的化工企业其高温管道长度从几千米到几十千米不等；而在油田，地面输汽管线一般都长达几十千米。为了提高热经济性和安全性，企业一般都会对高温管道进行保温。可以说，在大型装置云集的化工厂里，管道保温这项常规操作只能算是很不起眼的存在。然而，专家却透露，高温管道散失的热量品质很高，具有一定的隐蔽性，很容易被忽略。这类管道保温整改技术要求低、投资少，有很高的经济效益，现在越来越多的企业开始关注如何通过管道保温来减少热量损失。

从事保温材料研发20余年的沈阳理工大学材料科学与工程学院教授魏莉介绍说，国内传统保温材料主要分两类，一类是纤维类，包括岩棉及其制品、玻璃棉及其制品、硅酸铝棉及其制品等；另一类是板材类，包括硅酸钙绝热制品、珍珠岩及其制品、膨胀蛭石及其制品等。

在炼化企业，蒸汽系统是全厂能耗大户，如果蒸汽管道的保温效果很差，不仅会造成巨大的散热损失，还无法满足生产的工艺要求，影响企业经济效益。中石化洛阳技术研发中心对中石化蒸汽管道保温效果调研测试结果表明，约40%的中压蒸汽管道散热量超过标准最大允许值。

以山东一家石化企业烯烃厂为例，该厂高温热力蒸汽管网系统主要由超高压蒸汽管网系统和高压蒸汽管网系统组成，管网温度高于300℃。随着装置的长周期运行，一些管道保温层年久失修，蒸汽管网系统保温效果不好，致使管道保温层表面温度升高，一方面增加了散热损失和蒸汽耗量，导致能耗上升；另一方面，众多局部高温点的存在也增加了发生烫伤事故的可能性，产生安全隐患。

煤化工企业也面临同样的问题。一位河南煤化工企业的技术人员表示，煤化工系统流程长，高低温介质多，管道保温效果对生产成本的影响很大。部分管道由于年久失修、保温层破损、保温材料下沉、保温厚度选取不合理、恢复保温不及时、异形件未保温等原因，增加了散热损失。因此，对现有保温不合理的地方进行整改是企业节能减排工作的一项重要内容。

油田企业也有类似情况发生。在辽河油田稠油开采的热注系统中，输送油气过程中的热量损失是能量无法得到有效利用的一个重要因素。调研数据表明，辽河油田48条总长23千米的地面输汽管线平均散热损失为298瓦/平方米，折算成本600余万元/年，严重影响热采的经济效益。

此外，据中国石油和化学工业联合会节能与低碳发展处处长李永亮介绍，目前国内高温管道保温存在如下问题：保温材料种类和保温结构单一，普遍存在软质保温结构松垮下沉、硬质保温结构“热通道”和局部过热的现象；管道保温选材时保温层厚度计算方法和参数取值范围模糊，导致保温层厚度不达标。此外，保温材料性能下降、保护层开裂以及保温材料防水性能差等不利因素也是管道散热超标的原因。

李永亮表示，随着企业对安全生产、节能降耗工作的重视，迫切需要对高温管道进行外保温节能改造。企业应重视保温材料的更换和选择，对于保温不良处进行保温修复，并根据实际情况进行论证。同时，由于保温设备属于易损部件，对保温进行有效防护能够提高保温效果，企业应重视保温管理，建立针对性的专项管理制度。

高温管道的保温作业对企业来说虽然是一项常规操作，但是可挖掘的节能潜力巨大。随着我国化工产业的快速发展，为节约能源，起来越多的企业对保温材料性能提出了更高要求。那么，目前国内高温管道保温主要有哪些技术?有哪些更环保节能的保温材料能够助力企业节能减排？

据魏莉介绍，目前国内主流的保温技术主要有两类，一类是岩棉/硅酸铝棉+铁皮包覆的方法，另一类是硅酸钙板+铁皮包覆的方法。具体来看，岩棉/硅酸铝棉+铁皮包覆方法的主要问题是：管道震动和热胀冷缩导致保温棉与管道分离，影响保温效果；铁皮外壳缝隙雨雪浸入造成保温材料导热增大，雨雪浸泡使硅酸铝纤维下沉，与管道缝隙加大，产生热桥；异型部位无法保温；弯头、阀门处无法严密包裹；废弃的保温棉只能填埋，无法回收利用。

而硅酸钙板+铁皮包覆方法的主要问题是：管道震动和热胀冷缩引起应力变化以及材料本身强度原因，导致硅酸钙板破碎；硅酸钙板错缝搭接形成热桥，保温层破碎形成更多热桥；材料与管线之间不能无缝贴合造成空气对流;管线弯头处应力大，长期使用造成开裂；板材类保温材料不适合异型部件，异型部位多为简单包裹或不包裹，造成管线整体热损失高；铁皮外壳缝隙会导致雨雪浸入造成保温材料导热增大，雨雪浸泡使硅酸钙板破裂。

针对传统保温材料的痛点，魏莉团队研发出了一种新型生态保温材料，该材料以硅质材料为主料，通过催化反应，可达到良好隔热效果。该材料的主要成份是硅钙石，在常温或高温下无气味，也无有害气体产生。其长时间耐温达200℃~600℃，导热系数0.05~0.06W/（m·k），较传统保温材料更低，能够抑制热传导和辐射热；阻燃防火，防火等级为A级，且能够耐长时间烘烤；集低导热、抗热辐射于一体，绝热效果出色。

“与传统保温材料相比，这种新材料有以下特点：一是无缝连接，可避免热桥，提高保温效率；二是异型件、弯曲表面、阀门等板材类材料无法包覆的部件都能严密包覆保温。”魏莉说。

除了保温材料自身绝热效果好，保温结构的设计也至关重要，这关系到保温效果、投资费用、使用年限等问题。据业内专家介绍，保温结构通常要满足以下条件：保证管线热损失不超过标准热损失，在标准热损失允许范围内，保温层越薄越好；需有足够的机械强度，较好的防水保护层，可避免管线受到腐蚀且所产生的应力不能传递到管线上;结构简单，尽量减少材料消耗量，所需材料应就地取材；施工操作简单，维护检修方便。

“我们研发的新材料可以和目前常用的保温材料进行搭配，不同导热系数材料通过复合结构进行优化，能获得比使用单一材料更佳的保温效果和经济性。”魏莉说。

据了解，胜利油田新疆新春石油开发有限责任公司的保温管线采用了这种新型保温材料，对原有保温结构和新材料保温的节能效果进行第三方检测。结果显示，每千米管道新材料保温结构与原有保温结构对比年可节能94.8吨标准煤当量。宁波联泰化学热蒸汽管道阀门采用这一新型保温材料后，与原保温措施相比较，单套阀门(阀体+法兰)每年可节约10214.4千瓦时电能。

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