煉化企業(yè)閥門保溫套方案的探索與研究

陳嶠郴，吳 帥，郭 鑒，張 磊，馬文禮

（1.中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003；2.延安大學(xué)，陜西延安 716000）

0 引言

隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，目前市面上出現(xiàn)了多種新型保溫材料，如硅膠布、絕熱玻璃纖維毯、氣凝膠玻璃纖維毯等[1]。這些新材料具有防火、防水、重量輕、保溫效果好、重復(fù)利用率高等特點(diǎn)，為煉油企業(yè)的設(shè)備、管線、閥門外保溫的設(shè)計(jì)和施工帶來新的思路和方法。通過對(duì)當(dāng)前某煉化企業(yè)保溫現(xiàn)狀的探索與研究，本文提出4 種新型保溫方案，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)整體式柔性保溫套方案具有保溫效果好、耐高低溫、環(huán)保無污染、不含石棉及其他有害物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。

1 煉化企業(yè)保溫現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)某石化公司的設(shè)備、管線、閥門保溫一般采用“硅酸鹽板+鍍鋅鐵皮”，即保溫層為單層或雙層硅酸鹽保溫板、保護(hù)層為鍍鋅鐵皮的方式。這層鋅層可以有效防止酸堿鹽等腐蝕性物質(zhì)對(duì)金屬管道、機(jī)械設(shè)備的腐蝕，起到很好的防腐蝕保護(hù)作用。大多數(shù)的露天管道和設(shè)備管道選擇鐵皮保溫工程，而不選擇巖棉管等保溫方式，主要是因?yàn)殍F皮保溫施工能提高管道的耐火絕緣性能，鍍鋅鐵皮可以形成良好的保溫保護(hù)。管道鐵皮保溫工程主要有兩個(gè)作用：①有效防止熱量流失，防止管道出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，而避免設(shè)備和管道內(nèi)部液體凍結(jié)是鐵皮保溫施工的主要目的之一；②提高管道和設(shè)備的耐火絕緣性能，防止火災(zāi)發(fā)生并減少熱能損失。為達(dá)到施工預(yù)期，施工人員應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)，并選用密度為80 kg/m3的巖棉、5 mm 厚的鍍鋅鐵皮以及阻燃?jí)貉幽?。由于這種保溫方式存在施工工序多、安裝工序復(fù)雜、拆裝不便等問題，因此急需找到一種拆裝方便、重復(fù)利用率高的保溫方法[2]。

2 現(xiàn)狀及需求

某煉廠目前的保溫現(xiàn)狀是，大量的外防護(hù)層鋁皮外朝上搭扣，不僅不符臺(tái)施工要求，一旦下雨或搭扣松開還易造成保溫浸雨，保溫效果急劇下降；經(jīng)?？梢婅F皮脫落或腐蝕，也是保溫失效很突出的一個(gè)問題。裝置現(xiàn)場(chǎng)可見多處裸露的管線和管件，原因可能是：①工藝要求臨時(shí)性敲開保溫層，但過后未及時(shí)修補(bǔ)；②土建施工搭腳手架，導(dǎo)致保溫層破損未及時(shí)修補(bǔ)；③保溫施工的遺漏點(diǎn)；④管線使用已超過服役期但未得到及時(shí)更新等。因臨近裝置檢修或因材料不易補(bǔ)修，放棄修補(bǔ)破損的保溫。

當(dāng)前保溫材料主要分為兩大類，一類是軟質(zhì)材料，保溫效果好但抗受力差；另一類是硬質(zhì)塊狀材料，外觀漂亮、抗受力強(qiáng)。由于軟質(zhì)材料的損壞程度大大超過硬質(zhì)材料，拆裝不便，基本上一次性報(bào)廢，重復(fù)利用率幾乎為零。為此，尋求一種拆裝方便、重復(fù)利用率高的閥門、法蘭保溫方法迫在眉睫。具體需求有：①該方法需拆裝方便，非專業(yè)保溫人員（公司一般員工）也可以進(jìn)行拆裝作業(yè)；②所用保溫材料具備防火、防水性能好、耐油、耐高溫低溫、保溫效果好、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐老化等特點(diǎn)；③可重復(fù)拆裝，重復(fù)利用率高；④具備易拆卸方式的自粘扣安裝，不需要任何工具即可拆卸安裝；⑤被油污染后易清洗；⑥可以疊加堆放占地面積小，易堆放儲(chǔ)存。

3 閥門保溫套方案的探索

根據(jù)該企業(yè)以往的閥門保溫經(jīng)驗(yàn)，參考借鑒地?zé)掗y門保溫的新型方法，提出并制定了4 種可行的閥門保溫方案。

（1）整體式鍍鋅鐵皮保溫盒。此種保溫盒外形美觀，拆除較為方便，但制作工藝復(fù)雜，安裝需要專業(yè)技術(shù)工人，一般人員無法安裝，安裝困難（圖1）。

圖1 整體式鍍鋅鐵皮保溫盒

（2）分體式鍍鋅鐵皮保溫盒。該方案是將閥門的3 個(gè)法蘭分別制作法蘭盒分別安裝，保溫盒制作復(fù)雜、安裝困難，并且手輪部分無法安裝法蘭盒（圖2）。

圖2 分體式鍍鋅鐵皮保溫盒

（3）分體式柔性保溫套。該保溫套具有安裝、拆卸方便，保溫效果好的優(yōu)點(diǎn)，但制作工藝復(fù)雜，很難避免閥門漏包現(xiàn)象（圖3）。

圖3 分體式柔性保溫套

（4）整體式柔性保溫套。該方案有易于安裝、拆卸，方便維修、保養(yǎng)、清洗、保溫效果好等特點(diǎn)（圖4）。

圖4 整體式柔性保溫套

圖2 分體式鍍鋅鐵皮保溫盒

4 閥門保溫套方案的優(yōu)化與研究

4.1 方案對(duì)比研究

柔性保溫套又稱保溫包、保溫罩、保溫被、保溫衣等，分為可拆卸式和固定式兩種。采用特種防火保溫材料由內(nèi)襯、中間保溫層、外保護(hù)層3 層組成；保溫層根據(jù)客戶的實(shí)際工作條件選擇不同的材料或多種材料多層優(yōu)化復(fù)合，達(dá)成最合理的保溫結(jié)構(gòu)。根據(jù)管道或設(shè)備的具體形狀及使用環(huán)境，經(jīng)過精密測(cè)量、設(shè)計(jì)、精心縫制而成。有研究表明，保溫套具有耐高溫、耐油污、絕緣性能好、保溫性優(yōu)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可用在不同溫度、不同形狀的管道和各種冷熱設(shè)備的絕熱保溫。對(duì)于要經(jīng)常拆卸、維修保養(yǎng)、清洗的管道設(shè)備尤為實(shí)用，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，是工業(yè)節(jié)能保溫理想選擇。該產(chǎn)品還可用于管道、罐體、柜體、箱體的保溫。保溫內(nèi)芯層可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件更換不同的保溫材料，從而改變厚度與尺寸來滿足設(shè)備間緊密空間的保溫安裝。

查閱相關(guān)資料可知，柔性保溫套是由絕熱層和保護(hù)層組成，絕熱層為玻璃纖維毯、保護(hù)層為硅膠布。常溫下玻璃纖維毯的導(dǎo)熱系數(shù)為（0.035±0.005）W/（m·K），其他參數(shù)見表1。

表1 玻璃纖維毯的相關(guān)參數(shù)

對(duì)以上4 種閥門保溫方案進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，最理想的是整體式柔性保溫套方案（表2）。

表2 4 種類型保溫使用情況

4.2 柔性保護(hù)套方案特性

（1）保溫效果好，耐高低溫（耐高溫180～2000 ℃（保溫后溫度防燙傷50 ℃以下），耐低溫-200 ℃），化學(xué)穩(wěn)定性好，耐各種化學(xué)腐蝕，防蟲蛀、防霉變。

（2）防火阻燃（防火A 級(jí)不燃，GB 8624—2006）。

（3）易于安裝，便于拆卸，方便維修、保養(yǎng)、清洗、升級(jí)改造，耐老化、耐氣候性、使用壽命長(zhǎng)。

（4）具有憎水性能較好，防水、防油污，防凍效果好，適用于寒冷的區(qū)域及有特殊保冷要求的設(shè)備。

（5）環(huán)保無污染，不含石棉及其他有害物質(zhì)，產(chǎn)品外觀漂亮整潔（表面可擦拭）。

（6）強(qiáng)度高、韌性好，易彎曲、好安裝，可以根據(jù)保溫部位量身定做，加工非標(biāo)產(chǎn)品。

4.3 柔性保護(hù)套方案的優(yōu)點(diǎn)

（1）由柔性布料加工而成，按合理化使用魔術(shù)貼合或拉扣，可以重復(fù)拆裝組合。相較于傳統(tǒng)的金屬保護(hù)層，本產(chǎn)品布料耐高溫、耐酸堿腐蝕，所以使用周期更長(zhǎng)。

（2）為避免保溫套表面被油污染，布料表面涂層采用硬質(zhì)材料，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，貼合結(jié)實(shí)、可擦洗、方便快捷，可以采用車間清洗油污清潔劑或蒸汽吹洗。

（3）柔性保溫套與管道連接部分根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工方便可調(diào)節(jié)。由于管道的保溫厚度不同目前暫定為連接處采用復(fù)合硅酸鹽漿料涂抹封口[3]。

5 結(jié)束語

通過對(duì)某煉化企業(yè)保溫工作中存在的問題進(jìn)行探索與研究，提出4 種可行性的保溫方案并進(jìn)行實(shí)踐對(duì)比。全面分析后發(fā)現(xiàn)，柔性保溫方案最佳，保溫效果好、拆卸方便，重要的是環(huán)保、無污染、經(jīng)濟(jì)性好。通過改進(jìn)閥門保溫方案，不僅改善了員工的工作環(huán)境、有效降低室內(nèi)溫度，還防止人員燙傷，提高企業(yè)安全和平穩(wěn)生產(chǎn)水平，為煉化企業(yè)同類保溫問題提供參考。