專利名稱：一種直埋式蒸汽節能輸送方法
技術領域：
本發明涉及一種蒸汽節能輸送方法，更具體地說，尤其涉及一種直埋式蒸汽節能輸送方法，屬于熱力工程技術領域。
背景技術：
目前，在熱力行業的蒸汽直埋輸送技術中，直埋式保溫輸送管道的應用形式主要是鋼套預制保溫管道，即內工作管和外保護管均為鋼制管道，保溫層采用耐高溫離心玻璃棉、娃Ife招棉及其制品、娃Ifef丐制品等。傳統鋼套鋼蒸汽直埋管道的結構形式主要有內滑動式和外滑動式兩種，內滑動式即為內工作鋼管與保溫結構層是脫開的，工作鋼管受熱膨脹時，鋼管運動，發生位移，而保溫結構層與外套管成為一整體結構，不產生運動，保溫結構內層采用耐高溫的硬質微孔硅酸鈣瓦或硅酸鎂瓦作為隔熱層，外層采用熱導率低、防水防腐性能好的聚氨酯泡沫塑料作為保溫層。上述內滑動式蒸汽直埋管道在施工和應用中存在以下缺點:第一，硅酸鈣瓦或硅酸鎂瓦在作為內層硬質隔熱層時，由于其結構不致密，在包裹過程中容易產生縫隙，造成不均勻，局部散熱量較大；第二，硅酸鈣瓦或硅酸鎂瓦的密度較大，造成管道整體重量較重，不利用管道運輸和吊裝；第三，管道的使用受到了高溫下硅酸鈣瓦等的導熱系數較高，保溫性能較差，而外層的聚氯酯保溫層耐溫較低等因素的制約。因此，在現有技術中已經基本不采用內滑動式的蒸汽直埋管道，而多采用外滑動式的蒸汽直埋管道。外滑動式蒸汽直埋管道，其結構由內向外依次為內工作鋼管、保溫層、外套鋼管和外防腐層，此結構能夠滿足高溫蒸汽直埋輸送的要求，并且使用也較為方便，但是，這種管道也存在較大缺點:例如，保溫層主要為硅酸鋁棉及其制品和離心玻璃，這些保溫材料多為不防水材料，在運輸及施工過程中保溫層容易進水，這不僅影響了保溫材料的保溫性能和使用壽命，在運行初期還會·造成大量熱能的損失，熱能損失率高；另外，因為受保溫材料保溫性能的約束，外套鋼管的規格較內工作鋼管的規格要大很多，直接增加了材料成本及一系列的工程成本，也影響了運輸及地下敷設。

發明內容
本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種能夠有效降低長距離蒸汽輸送過程中的熱能損耗、提高管道輸送能力，同時還能降低運輸、施工等一系列工程費用的直埋式蒸汽節能輸送方法。為實現上述目的，本發明所提供的直埋式蒸汽節能輸送方法，采用了直埋式保溫輸送管道，所述管道包括由內到外依次設置的內工作管、保溫層和外防護管，所述保溫層包括有內保溫層和外保溫層，其中，內保溫層為二氧化硅氣凝膠保溫層，外保溫層為超細玻璃棉保溫層，同層及不同層間保溫材料錯縫包扎；所述外防護管包括有設置在外保溫層外部的外套管和覆于該外套管外表面的外防腐層。
優選地，所述內保溫層采用的二氧化硅氣凝膠保溫材料為二氧化硅氣凝膠納米復合絕熱保溫棉氈。優選地，所述外保溫層采用的超細玻璃棉保溫材料為憎水型耐高溫超細玻璃棉。優選地，在所述內工作管的外表面包覆有熱熔摩擦減阻層，所述熱熔摩擦減阻層可采用熱熔性塑料薄膜。優選地，在所述內保溫層和外保溫層外均包覆有反射層，所述反射層可采用阻燃招箔玻纖布。優選地，在所述外保溫層與外套管之間還設有真空層，真空可進一步降低管道熱能損失。優選地，所述內工作管及外套管均采用鋼管；所述外防腐層為3PE或者聚脲防腐層。本發明采用上述直埋式保溫輸送管道，將現有技術中應用于航空航天、煉油、冶金等領域的二氧化硅·氣凝膠保溫材料制成的耐高溫復合絕熱保溫棉氈作為內保溫層、同時將具有體質輕、導熱系數低、熱絕緣和吸聲性能好、耐腐蝕、憎水率高等優點的超細玻璃棉作為外保溫層，形成雙層結構的保溫層，從而大大提高了保溫層的保溫性能，有效降低了長距離蒸汽輸送過程中的熱能損耗、提高了管道輸送能力，并且降低了管道運輸成本及土建、安裝等費用。


圖1是本發明中保溫輸送管道的結構示意圖。圖中:1 一內工作管；2 —熱熔摩擦減阻層；3 —內保溫層；4 一外保溫層；5 —反射層；6 —真空層；7 —外套管；8 —外防腐層。
具體實施例方式下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的詳細說明，但并不構成對本發明的任何限制。參閱圖1所示，本發明直埋式蒸汽節能輸送方法中所采用的直埋式保溫輸送管道，包括由內到外依次設置的內工作管1、保溫層和外防護管，所述保溫層包括有內保溫層3和外保溫層4，其中，內保溫層3為二氧化硅氣凝膠保溫層，外保溫層4為超細玻璃棉保溫層，同層及不同層間保溫材料錯縫包扎。所述外防護管包括有設置在外保溫層4外部的外套管7和覆于該外套管7外表面的外防腐層8。此外，在內工作管I的外表面包覆有熱熔摩擦減阻層2，該熱熔摩擦減阻層2在蒸汽管道暖管時即熔化或炭化，為內工作管I提供了因受熱膨脹而需要伸縮的空間，并起到減小內工作管I與內保溫層3間的摩擦作用。在內保溫層3和外保溫層4外均包覆有反射層5，用于反射熱輻射，以增強保溫效果O在外保溫層4與外套管7之間還設有真空層6，以備抽真空，真空可進一步降低管道熱能損失。作為本實施例的一個實現方式，所述內工作管I及外套管7均可采用鋼管；所述熱熔摩擦減阻層2可采用熱熔性塑料薄膜；所述內保溫層3采用的二氧化硅氣凝膠保溫材料為二氧化硅氣凝膠納米復合絕熱保溫棉氈；所述外保溫層4采用的超細玻璃棉保溫材料為憎水型耐高溫超細玻璃棉；所述反射層5可采用阻燃鋁箔玻纖布；所述外防腐層8可采用3PE或者聚脲防腐層。本實施例中的內保溫層3采用的二氧化硅氣凝膠保溫材料作為現有技術中主要應用于航空航天、煉油、冶金等領域的納米級耐高溫絕熱保溫材料，其納米效應所帶來的優越保溫性能主要表現在以下兩個方面:
A、零對流效應:當絕熱材料中的氣孔直徑均為小于50nm的閉孔理想狀態時，絕熱材料內部的氣體分子就基本失去了宏觀運動能力，因此也就失去了熱對流運動和對流傳熱的能力；
B、無窮多面遮熱效應:當絕熱材料中的氣孔直徑減小時，其氣孔壁的表面積會急劇增力口，在材料內形成無窮多的氣一一固界面，熱輻射的射線在傳遞過程中會發生近乎無窮多次的反射、吸收、透射和再輻射過程，使熱輻射能力迅速衰減，最后大部分被吸收在絕熱材料的靠近熱面一側的表面，然后再以熱輻射的方式返回原有的熱發射體。二氧化硅氣凝膠納米復合絕熱保溫棉氈是二氧化硅氣凝膠的復合制品，其保溫性能非常優越，在常溫下其導熱系數λ <0.02 W/m*K，耐溫最高可達650°C，有較好的韌性和抗拉強度，作為本實施例中內保溫層2的保溫材料，具有極為顯著的優越性。本實施例中的外保溫層4采用的超細玻璃棉保溫材料是將熔融狀態的玻璃用離心法制作而成的棉絮狀玻璃纖維，其纖維平均直徑為2.5 5μπι，纖維與纖維間立體交叉纏繞，具有大量的內外連通的微小孔隙和孔洞，具有體質輕、導熱系數低、熱絕緣和吸聲性能好、耐腐蝕、憎水率高等優點。在常溫下其導熱系數λ ^0.038 W/m*K，密度范圍在24 80 kg/m3,阻燃等級達到A級，憎水率彡99%，最高耐溫為420°C，經常使用溫度彡350°C，通過復合保溫結構，內層的二氧化硅氣凝膠保溫層完全可以將溫度降低到超細玻璃棉的安全使用范圍。 在具體施工時，內保溫層3和外保溫層4的厚度可視實際需要設置。本發明采用上述直埋式保溫輸送管道，利用內層的納米高性能復合絕熱保溫棉氈將內工作管外表面溫度降至某一滿足外層的超細玻璃棉耐溫要求的溫度范圍，使得內、夕卜保溫層能充分發揮各自優越的保溫性能，不僅能很好的降低蒸汽輸送過程中的熱量損失，還能降低外套管的口徑規格并降低因此而帶來的一系列的工程造價(如溝槽開挖、安裝、運輸等)，同時也減少了直埋管道在埋地時所占據的空間大小，提高了地下空間利用率。與現有技術相比，本發明具有以下優點:
1、二氧化硅氣凝膠納米復合絕熱保溫棉氈的導熱系數低、保溫性能極好，大大減少了蒸汽輸送過程中的熱量損失，增長了蒸汽輸送距離；
2、保溫層厚度大大降低，外套鋼管的規格相應地改小，從而降低了管道運輸成本及土建、安裝等費用；
3、減少了蒸汽直埋管道在埋地時所占據的空間大小，提高了地下空間利用率；
4、二氧化硅氣凝膠納米復合絕熱保溫棉氈和憎水型耐高溫超細玻璃棉雙層保溫結構的運用，合理的發揮了各層保溫材料的保溫性能，并且最大限度的降低了保溫結構的造價；5、直管段的保溫層即可作為內工作管的工作導向和滑動支架，無需另設，降低了管道生產制作難度；
6、保溫層的防水效果極好，大大降低了管道在施工、運輸過程中保溫層進水的可能性，解決了傳統直埋式蒸汽輸送管道因保溫層防 水效果差而造成的熱量損失的問題。
權利要求
1.一種直埋式蒸汽節能輸送方法，采用了直埋式保溫輸送管道，所述管道包括由內到外依次設置的內工作管、保溫層和外防護管，其特征在于:所述保溫層包括有內保溫層和外保溫層，其中，內保溫層為二氧化硅氣凝膠保溫層，外保溫層為超細玻璃棉保溫層，同層及不同層間保溫材料錯縫包扎；所述外防護管包括有設置在外保溫層外部的外套管和覆于該外套管外表面的外防腐層。
2.根據權利要求1所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:所述內保溫層采用的二氧化硅氣凝膠保溫材料為二氧化硅氣凝膠納米復合絕熱保溫棉氈。
3.根據權利要求1所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:所述外保溫層采用的超細玻璃棉保溫材料為憎水型耐高溫超細玻璃棉。
4.根據權利要求1所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:在所述內工作管的外表面包覆有熱熔摩擦減阻層。
5.根據權利要求4所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:所述熱熔摩擦減阻層為熱熔性塑料薄膜。
6.根據權利要求1所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:在所述內保溫層和外保溫層外均包覆有反射層。
7.根據權利要求6所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:所述反射層為阻燃招箔玻纖布。
8.根據權利要求1所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:在所述外保溫層與外套管之間還設有真空層。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:所述內工作管及外套管均為鋼管。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的直埋式蒸汽節能輸送方法，其特征在于:所述外防腐層為3PE或者聚脲防腐層。
全文摘要
本發明公開了一種直埋式蒸汽節能輸送方法，采用了直埋式保溫輸送管道，所述管道包括由內到外依次設置的內工作管、保溫層和外防護管，所述保溫層包括有內保溫層和外保溫層，其中，內保溫層為二氧化硅氣凝膠保溫層，外保溫層為超細玻璃棉保溫層，同層及不同層間保溫材料錯縫包扎；所述外防護管包括有設置在外保溫層外部的外套管和覆于該外套管外表面的外防腐層。本發明采用上述直埋式保溫輸送管道，能夠大大提高保溫層的保溫性能，有效降低長距離蒸汽輸送過程中的熱能損耗、提高管道輸送能力，并且降低管道運輸成本及土建、安裝等費用。
文檔編號F16L9/14GK103244758SQ20131016652
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月8日 優先權日2013年5月8日
發明者徐斌, 李關, 鄧永高, 覃宏 申請人:武漢德威工程技術有限公司