电力工程中保温材料特性探究

赵文涛

山东电力建设第三工程有限公司  266100

摘要：保温在电力行业尤其是热力发电厂如火力发电厂、核电厂都占有重要的地位，它具有节约能源，降低热损失，满足电厂工艺要求，确保设备，人身安全，改善环境，提高经济效益等作用，是电厂建设的重要组成部分。正确地选择管道和设备的保温材料，可以提高电厂的热经济性以及减少一定的投资费用。

关键词：绝热材料；电力行业；产品性能；应用技术

一、保温材料的概述

1、保温的作用保温的作用

（1）减少发电厂设备和管道的散热损失，提高电厂热经济性。

（2）保证设备的正常运行。例如，对于汽轮机而言，若保温装置结构设计不合理，保温材料选择不当，机组运行中上下缸温差大，汽缸内外壁，法兰内外壁温差大，机组严重变形，影响机组安全运行，降低汽轮机的热效率，甚至损坏机器而无法运行。

（3）设备和管道的保温可以减少环境热污染，维持正常的工作环境。对设备和管道进行保温同时也可以保证工作人员的安全，防止工作人员被烫伤。

2 保温材料的保温原理

一般来讲，热导率小于 0.174 W/(m.K)、对热流具有显著阻抗的材料被视为保温材料。保温材料普遍具备质轻、疏松、保温、保冷、隔热、吸声和消声等作用。评价保温材料的第一标准是热导率，热导率越小的材料保温性能越好。保温材料按其状态一般可分为纤维状、微孔状、气泡状等几种；按其化学性质可分为无机非金属、有机高分子材料和金属材料等几种；但不论哪一形式，其保温原理都是一样的：材料本身较小的热导率，在材料内部有大量细小且基本不发生对流的空气间隙，由于空气的热导率非常小[常温常压下仅为0.0257 W/(m.K)]，使得保温材料具有较低的热导率。保温材料的热导率不是固定的数值，它会随着温度变化而产生变化，并且不同保温材料热导率随温度变化的情况也是不同的。

3、保温材料的分类

在电力工程中，通常使用的保温材料有：膨胀珍珠岩制品，硅酸钙制品，硅酸铝制品，岩棉、矿渣棉及其制品，玻璃棉及其制品和复合硅酸盐涂料及其制品。

岩棉是以玄武岩或灰绿岩或其他硅酸盐岩石为主要材料，具有不燃，无毒，对金属不腐蚀，原材料丰富，成本低的特点，它的缺点就是施工时对皮肤有刺痒。在采用岩棉制品时，必须保证岩棉制品的品质，其渣球及其他有害物质含量应控制在许可范围内，以免对钢材造成腐蚀，从而确保保温工程施工质量。

玻璃棉的主要原料为石英石，长石，碳酸钠，硼酸等。高温玻璃棉保温材料是由均匀细长，富有弹性的玻璃纤维和特殊高温粘合剂组成的。它的特点是保温效率高，抗振性强，耐用性高。高温玻璃棉的PH值为7和8之间，其可溶出的氯离子含量极小，对设备，管道无腐蚀作用。据厂家资料介绍高温玻璃棉的最高使用温度538度，其制品管壳，板，毡等的使用温度为454度。硅酸铝纤维及制品是近几年来发展很快和应用很广的一种新型保温材料，它以焦宝石为主要原料，经过熔化，成纤，喷粘接剂，成形，固化等工序。

硅酸铝耐温高，导热系数小。有一定抗拉强度，可受气流冲击，是高温区域使用的一种理想材料，其在电力行业设备及管道保温中已经长期广泛使用。

若要合理地选择保温材料，应综合考虑以下问题：保温材料本身的使用条件及特点，选材料经综合比较是否经济，其中包括材料价格，热价，运输价格，适用年限，热损失大小，保温厚度等。在保温材料物理化学性能满足工艺要求的前提下，应优先选用热导率小，密度小，造价合理，施工方便的保温材料。

二、保温材料的应用与改进

报据"火力发电厂保温油漆设计规程"规定，电力行业保温材料选择如下:

(1)介质温度在350-600℃的设备和管道选用硅酸钙制品、硅酸铝复合保温；(2)介质温度小于350℃的设备和管道用岩、减棉制品等保温；(3)阀门、弯头等异形件选用三质保温材料或保温涂料保温；(4)外径小于38mm的选用普通硅酸铝纤维绳保温；(5)潮湿环境中的低温设备和管道选用憎水保温材料保温。

按照当前和今后发展，电力行业对保温材料时街求可以说：数量大，品种较多，质量要求高，其中对纤维保温材料的需求量最大，供状是硬质材料，再是轻质材料和保温涂料。

三、电力工程中保温材料的研发

喷涂保温是射流技术在绝热工程中的应用，它是20世纪70年代初发展起来的一项新技术，在国内冶金、石化、建筑、电力行业均有采用，如在大型火电厂、核电厂应用于汽机保温，近几年进口的发电设备汽机保温设计大多数采用喷涂保温，如大亚湾核电站汽机高压缸、低压汽门和汽动给水泵采用干式喷涂保温。美国FW公司供货的山东日照电厂2台35万kW机组，山西阳城电厂6台35万kW机组，邯峰电厂2台66万kW机组，以及法国、德国、英国供货的发电设备汽机汽缸保温也都采用矿纤维喷涂，并提供喷涂设备，配套喷涂材料，还派专门人员到现场指导。

低温保温保冷材料发展闭孔结构制品泡沫橡塑绝热制品、酚醛泡沫、SKJ-T发泡隔热材料均属于闭孔结构，它与玻璃纤维制品（开孔结构）、泡沫聚乙烯（连孔结构）相比有导热系数小、吸水率和水蒸气渗透率都较低的特点，因而非常适用于低温保温和保冷。

纳米绝热材料某纳米绝热材料性能如下：密度200～300kg/m3，抗压强度1.3MPa，使用温度1000℃，导热系数：100℃时0.022W/（m•K），400℃时0.029W/（m•K），800℃时0.04W/（m•K）。它的化学成分为：SiO259%～65%，TiO231%～37%，Al2O32.5%。该材料首先被应用于航天航空、核电站，现已应用于冶金、建材、石化、电力等行业，如电力行业应用于热力发电厂、核电厂管道及汽机保温。

金属反射型保温材料金属反射型保温材料是由多层铝或不锈钢重叠组合起来具有多层气隙结构的保温制品。利用金属反射的特性进行保温是很有效的方法。国外已把它用作压水堆和沸水堆核电站的设备和管道保温，随着我国核电工业发展，反射型保温材料和其应用也将成为电力建设中一个不可缺少的环节。

四、保温材料的未来发展趋势

根据有关资料统计，目前发达国家的保护层采用金属类已占据主导地位。我国现在新建，扩建的电厂中，采用金属类保护层已逐渐增多，传统的抹面及保护层材料已不能完全满足现代的要求，随着社会的发展，人们对保护层提出了更严格的要求：

（1）保护层应起到保护保温层使其结构密实，同时又要求其容重轻，有一定的机械强度，以便延长保温结构的使用寿命。

（2）具有一定的耐热性。在规定的温度范围内可长期使用，且不会分解出有害物质，不燃或阻燃。

（3）能防止雨水渗入保温结构，应具有防潮作用。（4）使保温结构外形整齐美观，具有工艺要求的标志或色彩，施工拆卸简便，快捷。

五、结束语

根据有关资料统计，目前发达国家的保温护层采用金属类已占据主导地位，我国现在新建，扩建的电厂中，采用金属类保护层已逐渐增多，传统的抹面及保护层材料已不能完全满足现代的各种要求工程中保护层的选材应考虑电厂的建设标准，摸清市场价格与供货情况，并根据使用环境恰当选用保护层材料，使工程效益达到最佳水平综上所述，保温技术是集生产，设计，施工于一体的综合性技术，要搞好保温工程，真正起到节能的作用，还需进一步地学习，摸索，提高设计水平。

参考文献：

[1]DL/T5072-2007火力发电厂保温油漆设计规程［S］

[2]吴川林.高温玻璃棉在电厂热力工程中的应用.电力建设，2005vol26（9）.