氣凝膠絕熱氈替代傳統(tǒng)隔熱材料節(jié)能降耗山東金石氣凝膠絕熱氈在熱力管道保溫工程中的應(yīng)用
    隨著我國材料加工工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，保溫材料也有了長足的進(jìn)步和發(fā)展，新型二氧化硅金石氣凝膠保溫材料集導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫隔熱性能好、理化性能穩(wěn)定、高溫不燃、完全防水、無毒害、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)良性能于一身，目前部分高溫蒸汽管道及直埋蒸汽管道工程已經(jīng)率先使用。
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    為探究復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)實(shí)際保溫效果，金石小編通過模擬計算蒸汽管道傳熱工況，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、計算分析，得出基本結(jié)論，為今后復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供參考。
    氣凝膠材料簡介
    氣凝膠(aerogel)，1930年由美國人凱斯特首次合成，其成份98%為空氣，是一種由納米級粒子聚集并以空氣為分散介質(zhì)的新型非晶固態(tài)材料，是一類具有獨(dú)特光學(xué)、熱學(xué)及電學(xué)性能的輕質(zhì)納米多孔材料。氣凝膠是目前已知的導(dǎo)熱系數(shù)最低、保溫***的材料，納米多孔三維結(jié)構(gòu)，主要成份是二氧化硅，故也稱為二氧化硅氣凝膠。
    二氧化硅氣凝膠因其獨(dú)特納米多孔結(jié)構(gòu)，可有效阻止熱量傳輸?shù)娜N方式。凝膠包覆空氣，直徑在30-70nm可以無限降低熱對流(70nm時空氣靜止)納米多孔結(jié)構(gòu)致體積密度大，凝膠壁無限長，可以無限降低熱傳導(dǎo)弧面結(jié)構(gòu)多，有無數(shù)遮陽板效應(yīng)，可以無限降低熱輻射。
    二氧化硅氣凝膠保溫材料特性及對比分析
    1、導(dǎo)熱系數(shù)低
    氣凝膠絕熱氈具有其他傳統(tǒng)保溫材料不可比擬的低導(dǎo)熱系數(shù)，300℃時，材料導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.024w/(m?k)，大大低于其他材料。同等條件下保溫厚度僅為傳統(tǒng)材料的1/4～1/5，可大大降低保溫層厚度，應(yīng)用于直埋蒸汽管道時，能減小外套管尺寸，減少埋地開挖量，降低外套管材料、運(yùn)輸、施工成本。
    2、散熱損失小，節(jié)能率高
    表面溫度相同的條件下，氣凝膠保溫層厚度降低，散熱面積明顯減小，管道散熱損失減小，大大減小長距離蒸汽管道的溫降和壓降，有效減少能耗損失。
    3、防水性好
    氣凝膠絕熱氈憎水率≥99%，無需特殊防水措施，在雨天或潮濕的環(huán)境下仍可施工。而傳統(tǒng)材料不完全防水，防護(hù)板表面需噴涂金屬密封膠進(jìn)行防水。
    4、抗壓抗拉
    氣凝膠絕熱氈在10%形變下的抗壓強(qiáng)度≥100kpa，回彈性好，完全可支撐外套管的荷重。而傳統(tǒng)保溫材料結(jié)構(gòu)松散，壓縮形變大，受壓回彈性差，壓縮后導(dǎo)熱系數(shù)明顯上升。使用氣凝膠絕熱氈，可降低施工過程中一些不可控因素對保溫效果的影響。
    5、使用壽命
    氣凝膠絕熱氈整體性好，具有較好的抗震抗拉性，在使用過程中不出現(xiàn)顆粒堆積、沉降等現(xiàn)象20年模擬測試收縮率小于1%，導(dǎo)熱系數(shù)無變化。傳統(tǒng)保溫材料材料結(jié)構(gòu)松散，自重、設(shè)備振動、材料進(jìn)水等極易導(dǎo)致材料解體、沉降，保溫效果明顯下降。
    采用二氧化硅氣凝膠+復(fù)合硅酸鋁復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)能夠有效地減小管道保溫壁厚，針對高溫管道更有其實(shí)際運(yùn)用的條件，建議今后對于溫度較高的蒸汽管道(大于340℃)，適當(dāng)采用此種保溫形式。
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