民營企業(yè)加入節(jié)能技術(shù)應(yīng)用開發(fā)隊伍中來

“中煤新集利辛電廠多腔孔陶瓷復合絕熱材料應(yīng)用”入選了國家節(jié)能中心2017年“重點節(jié)能技術(shù)應(yīng)用典型案例”名單。該項技術(shù)的發(fā)明人名叫張笑歌，是中海潤達新材料科技有限公司的總工程師。雖已年逾花甲，但他做技術(shù)研發(fā)時，依然嚴謹挑剔、一絲不茍。

張笑歌與保溫材料結(jié)緣始于2000年的一次同學會。當時遼寧金城造紙廠的廠長是他的同學，通過與同學的交談，他得知在造紙行業(yè)，因設(shè)備保溫需要，人們不得不把保溫磚砌到一個高溫球罐外面，保溫磚的外面再用鋼絲網(wǎng)加水泥覆蓋?？墒菚r間長了，鋼絲網(wǎng)會出現(xiàn)熱變形、開裂，嚴重時保溫材料全部坍塌。就在他到訪企業(yè)的前幾天，因為球罐保溫材料坍塌，還砸傷了兩個工人，了解到這個情況，他決心為朋友排憂解難。為了開闊思路，他去市里以及高校的圖書館翻遍了與硅酸鹽材料有關(guān)的書籍。試驗條件有限，他就自己動手，改進試驗用具。當時實驗室用的砂漿攪拌機太小，中試用的又太大，幾種材料復合到一起，總是分布不均勻，經(jīng)過多次試驗，不斷調(diào)整原料加入順序、攪拌時間等參數(shù)，終于得到了滿意的試驗結(jié)果。

經(jīng)過大量的實驗室工作后，多腔孔復合保溫漿料終于研制成功。這種保溫漿料涂刷到球罐外側(cè)，所有保溫材料連成一體，干燥后形成堅固的殼體，既保溫效果好，又安全耐用，徹底解決了問題。

在有第一次的嘗試后，老同學又請他幫解決沸騰爐保溫難題。當時硫酸沸騰爐的保溫是一個行業(yè)難題。硫酸沸騰爐因酸性腐蝕，其爐壁磚壽命一般只有三年左右，爐壁磚的損壞漏熱，以及修補更換都讓生產(chǎn)組織頭痛不已。為了解決這個難題，他研發(fā)出遠紅外反射材料，加入到原保溫漿料中，這種新型保溫漿料在高溫下，燒結(jié)成一層瓷釉，密封了爐內(nèi)熱環(huán)境。既隔熱又防腐，沸騰爐爐壁的壽命在使用七年后經(jīng)檢查，仍完好無損。同時爐內(nèi)溫度上升均勻也增加了硫酸產(chǎn)量，為企業(yè)增加效益。

在2004年，中海油基地集團找到了張笑歌。中海油的埕北—B平臺，當時使用已達15年以上（日本城建），其中儲油大罐的外防腐及保溫層進行了多次修補，但都無法阻止海上惡劣的工作環(huán)境對罐體造成的嚴重腐蝕，如不能盡快修復，有倒罐危險。了解到這個情況后，第二天他就坐直升飛機上了海上平臺，踏勘現(xiàn)場?，F(xiàn)場打開原有保溫層，發(fā)現(xiàn)原保溫層的巖棉及硅酸鈣板，在長時間的使用中，遇到了潮濕氣體及少量外殼漏進的雨水后，已結(jié)團、粉化。從這種保溫材料上流下的水及遇熱后產(chǎn)生的氣體與鹽霧混合，對罐體造成嚴重的腐蝕，罐頂部已出現(xiàn)大小幾百處孔洞，大部分有氣體溢出。另外，罐的根部鋼板較厚，雖沒形成漏洞但腐蝕已很深。另外，業(yè)主還提出了嚴格的施工條件：既不能停產(chǎn)也不能在罐上動火。

經(jīng)過再三思索，他提出在頂及根部先做一層罐體加固層，然后再做保溫層及外護層。在加固層實際施工完成后，經(jīng)各部門檢驗、鑒定、達到了罐體的強度、防漏等要求。保溫層厚度為1.5cm，它的保溫效果比巖棉、硅酸鈣板6cm厚相比還要好。材料結(jié)構(gòu)為閉腔孔結(jié)構(gòu)，熱流失大大減少。外護層為高分子防水抗裂層，結(jié)構(gòu)非常堅固，與基體形成了一個整體，又十分美觀。中海油公司對這個項目十分滿意，專門為此項目還召開了慶功大會。

2013年，中海潤達新材料科技有限公司組建完成。張笑歌作為總工程師、技術(shù)帶頭人，帶領(lǐng)公司與北京科技大學、中國電力科學研究院、山東電力工程咨詢院共同合作，不斷改進產(chǎn)品技術(shù)。張笑歌說，目前的傳統(tǒng)保溫材料大多是纖維狀、絮狀保溫，就跟冬天我們穿的棉衣、毛衣類似，都是用纖維織起來的，而新型的多腔孔陶瓷復合絕熱材料，是由纖維和多腔孔（微孔、納米孔）復合而成，類似羽絨服，既輕薄又保溫。這個羽絨服效果往深了說就是傳熱學的中熱傳遞的三種方式（熱傳導、熱對流、熱輻射）的改進。

產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)劣由工程效果來檢驗。說到工程應(yīng)用，第一關(guān)就是相關(guān)標準。公司伊始，因為多腔孔陶瓷復合絕熱材料是新型材料，沒有相關(guān)行業(yè)標準。于是無論新建項目或是改造的示范項目，就都需要與業(yè)主、設(shè)計人員、技術(shù)人員、施工人員進行多次技術(shù)溝通交流，或是研討辯論，直到材料行業(yè)標準正式下發(fā)實施。

石油大儲罐保溫項目至今仍讓他記憶猶新。石油大儲罐，直徑四十幾米，高度二十幾米，由于是改造項目，儲罐里面裝著石油，不允許動火，這就意味著不能在光滑的鐵板上面焊制鉤釘，只能用漿料產(chǎn)品與型材產(chǎn)品配合使用。該工程施工期間，夜里下起了大暴雨，業(yè)主的技術(shù)負責人給他打電話，擔心已經(jīng)粘貼上的保溫材料會被暴雨沖掉，但張笑歌仍然對產(chǎn)品的耐水性能有信心。第二天，經(jīng)檢驗，所有保溫材料未有脫落、未有松動。

2016年在中煤新集利辛電廠1000MW超超臨界1臺機組四大管道及在國投電力湄州灣電廠1000MW超超臨界2臺機組主汽再熱管道的保溫工程規(guī)模使用后，經(jīng)西安熱工研究院進行了現(xiàn)場測試和評估，在與傳統(tǒng)保溫材料使用相同厚度時，設(shè)備外表溫度比國標設(shè)計溫度低平均10.6攝氏度。即每使用1立方“多腔孔陶瓷復合絕熱材料”，每年可節(jié)約標煤0.3噸、減少二氧化碳排放量0.79噸；按1臺機組的四大管道設(shè)備全壽期計算，可節(jié)約資金630萬元。由于1000MW機組規(guī)模使用后節(jié)能減碳的突出貢獻，榮獲電力工程科技技術(shù)進步一等獎。

經(jīng)了解，此技術(shù)有以下先進性：

應(yīng)用范圍廣泛。保溫材料的溫度適用范圍廣，覆蓋保溫乃至絕熱領(lǐng)域，從海上到陸地、從室內(nèi)到室外，從南方到北方，耐酸堿腐蝕，耐鹽霧污染，長期使用不變形不脫落；保溫壽命是傳統(tǒng)纖維材料5—10倍。

技術(shù)標準領(lǐng)先。公司取得國家發(fā)明專利和實用新型專利數(shù)十項，參與多項電力行業(yè)標準的主編和修訂工作，技術(shù)能力與產(chǎn)品水平被中國電力企業(yè)聯(lián)合會、中國電力規(guī)劃設(shè)計協(xié)會等部門評價為具有國內(nèi)領(lǐng)先水平。

施工簡便快捷。按產(chǎn)品系列制作成不同厚度、不同形態(tài)的板材、卷材、管殼、漿料等，適用各類型設(shè)備使用；循環(huán)回用率高，尤其管殼可回收使用零損耗；提高施工效率，大幅度節(jié)省人工工時。

高性價比優(yōu)勢。在設(shè)備全壽命期，與傳統(tǒng)保溫工程建設(shè)投資費用相同情況下，運維費僅是傳統(tǒng)材料費的20%；由于所有溫度區(qū)均使用同一材質(zhì)，解決不同保溫材料應(yīng)用不同設(shè)計的傳統(tǒng)模式，大量減少了設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)的人力、物力。

生產(chǎn)高效環(huán)保。生產(chǎn)全過程物理成型綠色環(huán)保、無三廢排放；生產(chǎn)中還可按比例回用其他固廢材料，變廢為寶，徹底解決了傳統(tǒng)材料生產(chǎn)、施工過程中纖維易逸出，消除了傳統(tǒng)保溫材料對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害。

循環(huán)利用率高。對在生產(chǎn)、施工、過輸?shù)冗^程中產(chǎn)生的余料、拆除的舊料和損耗，收集后全部以混合漿料用于回用，徹底解決了傳統(tǒng)材料固廢處理難的問題。

節(jié)能效果突出。若選取傳統(tǒng)纖維類保溫材料相同厚度時，節(jié)能效果25%；若選取與國標表面溫度相同條件時，厚度減薄30%以上，重量減輕20%，節(jié)能10%。

市場前景廣闊。自主創(chuàng)新技術(shù)的推出，給社會帶來的不單是一項新的產(chǎn)品，更是一系列的創(chuàng)新變革。創(chuàng)建設(shè)計規(guī)程規(guī)范標準、創(chuàng)立技術(shù)實施的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及工裝設(shè)備、制定檢測標準和檢測設(shè)備等。

總結(jié)過去，張笑歌認為，作為一個民營企業(yè)，每一步都走地很難，需要一邊籌集資金，一邊做技術(shù)研發(fā)、一邊做示范項目、一邊做產(chǎn)品銷售，各個方面相輔相成，層層遞進。展望未來，他又信心滿滿。在國家節(jié)能減排大形勢下，優(yōu)秀的節(jié)能技術(shù)一定全國遍地開花。