การประยุกต์ใช้วัสดุฉนวนเอโรเจลในอุตสาหกรรมท่อ

สถานะปัจจุบันของฉนวนท่อ:

อุณหภูมิของท่อทำความร้อนในอุตสาหกรรมในปัจจุบันมีตั้งแต่ 50 ถึง 600 องศา วัสดุซิลิกา-อะลูมินาแมกนีเซียมและวัสดุไฟเบอร์กลาสถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการฉนวนของท่อเหล่านี้ เมื่อประมาณ 30 ปีที่แล้ว โครงการฉนวนกันความร้อนใช้เฉพาะวัสดุใยหินและใยแร่เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ฉนวนใยหินกำลังถูกยกเลิกในโครงการฉนวนอุตสาหกรรมในปัจจุบัน แม้ว่าโครงสร้างและประสิทธิภาพการกันน้ำจะคล้ายคลึงกัน แต่เหตุผลหลักคือความแตกต่างในการนำความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุต่างๆ ที่อุณหภูมิต่างๆ มีดังนี้:

ปัญหาปัจจุบันของโครงการฉนวนท่อ:

โครงสร้างฉนวนที่ไม่สมเหตุสมผล ความหนาของฉนวนที่ไม่ได้มาตรฐาน และการก่อสร้างฉนวนที่ไม่เพียงพอ
ไม่คาดว่าจะมีผลต่อการป้องกันความร้อนในระยะยาว เนื่องจากการเสียรูป การทรุดตัว ขาดเสถียรภาพทางความร้อน และอัตราความเสียหายที่สูง และไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการ
การป้องกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพจะเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาและเพิ่มต้นทุนการดำเนินการอุปกรณ์
มีอายุการใช้งานเพียงไม่กี่ปีเท่านั้นและต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งหมดเมื่อหมดอายุการใช้งาน
หากอุณหภูมิของน้ำในท่อเกิน 100 องศา ชั้นฉนวนจะต้องมีความหนาอย่างน้อย 200 มม. ซึ่งจะส่งผลให้สูญเสียความร้อนสูงเนื่องจากอัตราการไหลของความร้อนที่สูงในท่อ

ข้อดีของวัสดุเอโรเจล:

มีประสิทธิภาพในการกันความร้อนดีกว่าวัสดุฉนวนแบบเดิม 2 ถึง 5 เท่า และมีข้อได้เปรียบที่พิเศษคือทนต่ออุณหภูมิสูงและมีอายุการใช้งานยาวนาน
วัสดุนี้มีคุณสมบัติกันน้ำ ป้องกันความชื้นไม่ให้เข้าไปในท่อและอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทนไฟได้ระดับ A1
มีน้ำหนักเบา ตัดง่าย ปรับให้เหมาะกับฉนวนท่อและอุปกรณ์ต่างๆ และใช้เวลาในการติดตั้งและแรงงานน้อย
ปริมาตรและน้ำหนักบรรจุภัณฑ์ของวัสดุฉนวนลดลงซึ่งช่วยลดต้นทุนการขนส่งวัสดุฉนวนได้อย่างมาก
ช่วยปรับปรุงคุณภาพสิ่งแวดล้อมและปกป้องอุปกรณ์ด้วยการดูดซับเสียง ลดเสียง และลดการสั่นสะเทือนในขณะที่ทำฉนวนอุปกรณ์
เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในการเป็นฉนวน จำเป็นต้องใช้ความหนาเพียง 1/2 ถึง 1/5 ของวัสดุแบบเดิม ซึ่งช่วยลดการสูญเสียความร้อนให้น้อยที่สุดและใช้พื้นที่ได้มากขึ้น

ค่าการนำความร้อน mw/m k	25℃	100℃	200℃	400℃
แอโรเจล	18	21	25	34
ผ้าห่มใยเซรามิค	37	55	72	110
ใยแก้ว	42	50	70
ด้านมืด	55	70	92	140
วัสดุโฟม	36

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของฉนวนคอมโพสิตแอโรเจลกับวัสดุฉนวนอื่นๆ:

	ผ้าห่มฉนวนคอมโพสิตแอโรเจล	เส้นใยเซรามิค	ด้านมืด
ค่าการนำความร้อน (ที่อุณหภูมิห้อง)	18	36	55
การนำความร้อนที่ 350℃	30	110	130
ความหนาของฉนวนที่ 350℃	30มม.	100มม.	110มม.
ความหนาแน่นรวม, กก./ม.3	200	128	110
กันน้ำ	อัตราส่วนการกันน้ำ ≥ 99% โดยไม่ต้องใช้มาตรการกันน้ำพิเศษ	เนื่องจากการกันซึมไม่สมบูรณ์ การดูดซึมความชื้น การดูดความชื้น และการกัดกร่อนของท่อจึงอาจเกิดขึ้นได้ง่าย ควรฉีดพ่นสารปิดผนึกโลหะลงบนพื้นผิวแผ่นป้องกันเพื่อกันน้ำ
ฉนวนของทีและวาล์ว	ปลอกฉนวนที่ถอดออกได้เพื่อการฉนวนที่ยอดเยี่ยมและใช้งานง่าย	ผลการป้องกันฉนวนของวิธีการชาร์จหรือกล่องป้องกันฉนวนไม่ดี
อายุการใช้งาน	20 ปี	3~5 ปี	3~5 ปี
ขั้นตอนการใช้งาน	ความสมบูรณ์โดยรวมเป็นเลิศ ทนทานต่อแผ่นดินไหวและแรงดึงเป็นเลิศ และไม่มีอนุภาคสะสม การทรุดตัว หรือปรากฏการณ์อื่นใดในระหว่างการใช้งาน	เนื่องจากโครงสร้างวัสดุมีความหลวม วัสดุจึงสามารถแตกหักและทรุดตัวได้ง่ายเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น น้ำหนักของตัวเอง การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ และการแทรกซึมของน้ำ ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพของฉนวนลงได้อย่างมากและทำให้สูญเสียความร้อนมากเกินไป
การใช้การเปรียบเทียบ	การใช้เกจวัดที่บางลงช่วยลดความหนาของฉนวนในท่อ ช่องว่างระหว่างท่อไอน้ำน้อยลง และขนาดพื้นที่ของอาคารโรงงานเล็กลง	เนื่องจากชั้นฉนวนมีความหนา จึงอาจเกิดช่องว่างได้ง่ายในบริเวณที่ทับซ้อนกัน ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวและหดตัวสูงขึ้น ช่องว่างก็สามารถกลายเป็นสะพานความร้อนได้ง่ายขึ้น และจะเห็นได้ชัดเจนขึ้นหลังการสั่นสะเทือน

การเปรียบเทียบผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของฉนวนคอมโพสิตเอโรเจลและฉนวนธรรมดา:

	ผ้าห่มฉนวนคอมโพสิตแอโรเจล	แผ่นซิลิเกตคอมโพสิต
อุณหภูมิพื้นผิวที่คาดหวัง (℃)	35	35
ความหนาของฉนวน มิลลิเมตร	120	300
ปริมาตรรวมของชั้นฉนวน m³	83	377
ค่าวัตถุดิบหลัก(10,000หยวน)	85	45
ค่าก่อสร้างและค่าวัสดุ(10,000หยวน)	11	20
ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนของท่อ (W/m)	130	300
อัตราการสูญเสียความร้อน	1	3
การสูญเสียพลังงานความร้อนรวม (%)	3%	10%

หมายเหตุ: (ตัวอย่างการคำนวณโดยใช้ท่อส่งความร้อนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 กม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. อุณหภูมิ 300 องศา) ในการใช้งานจริง ประสิทธิภาพของฉนวนของแผ่นซิลิเกตคอมโพสิตจะลดลงหลังจากผ่านไป 2-3 เดือน ส่งผลให้สูญเสียความร้อนเพิ่มขึ้น

ติดแท็ก แอร์โรเจล