Ứng dụng của vật liệu cách nhiệt aerogel trong ngành công nghiệp đường ống

Tình trạng cách nhiệt đường ống hiện tại:

Nhiệt độ đường ống sưởi ấm công nghiệp hiện nay dao động từ 50 đến 600 độ. Vật liệu silica-nhôm magnesia và vật liệu sợi thủy tinh được sử dụng rộng rãi trong các dự án cách nhiệt đường ống này. Khoảng 30 năm trước, các dự án cách nhiệt hầu như chỉ sử dụng vật liệu bông khoáng và len đá. Tuy nhiên, vật liệu cách nhiệt bằng len đá đang dần bị loại bỏ trong các dự án cách nhiệt công nghiệp hiện nay. Mặc dù có cấu trúc và khả năng chống thấm nước tương tự, lý do chính là sự khác biệt về độ dẫn nhiệt. Hệ số dẫn nhiệt của các vật liệu khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau như sau:

Các vấn đề hiện tại với các dự án cách nhiệt đường ống:

Cấu trúc cách nhiệt không hợp lý, độ dày cách nhiệt không chuẩn và kết cấu cách nhiệt không đủ.
Không đạt được hiệu quả cách nhiệt lâu dài do biến dạng, lún, thiếu độ ổn định nhiệt và tỷ lệ hư hỏng cao, không đáp ứng được yêu cầu của quy trình.
Cách nhiệt hiệu quả làm tăng chi phí bảo trì và chi phí vận hành thiết bị.
Chúng chỉ có tuổi thọ vài năm và phải được thay thế hoàn toàn khi hết tuổi thọ.
Nếu nhiệt độ nước trong đường ống vượt quá 100 độ, lớp cách nhiệt phải dày ít nhất 200 mm, điều này sẽ dẫn đến thất thoát nhiệt lớn do lưu lượng nhiệt lớn trong đường ống.

Ưu điểm của vật liệu aerogel:

Nó có tác dụng cách nhiệt tốt hơn vật liệu cách nhiệt truyền thống từ 2 đến 5 lần, có ưu điểm đặc biệt lớn ở nhiệt độ cao và tuổi thọ cao.
Vật liệu này kỵ nước, ngăn chặn hiệu quả hơi ẩm xâm nhập vào đường ống và thiết bị, đồng thời có khả năng chống cháy Cấp A1.
Sản phẩm này nhẹ, dễ cắt, phù hợp với nhiều loại ống và thiết bị cách nhiệt, đồng thời tiết kiệm thời gian và nhân công lắp đặt.
Thể tích và trọng lượng đóng gói của vật liệu cách điện được giảm xuống, giúp giảm đáng kể chi phí vận chuyển vật liệu cách điện.
Nó cải thiện chất lượng môi trường và bảo vệ các thiết bị bằng cách cung cấp chức năng hấp thụ tiếng ồn, giảm tiếng ồn và giảm rung động trong khi cách nhiệt cho thiết bị.
Để đạt được hiệu quả cách nhiệt, chỉ cần độ dày bằng 1/2 đến 1/5 vật liệu truyền thống, giúp giảm thiểu thất thoát nhiệt và tăng diện tích sử dụng.

Độ dẫn nhiệt mw/m k	25℃	100℃	200℃	400℃
Cảm thấy khí gel	18	21	25	34
Chăn sợi gốm	37	55	72	110
sợi thủy tinh	42	50	70
Mặt tối	55	70	92	140
Vật liệu bọt	36

So sánh hiệu suất của vật liệu cách nhiệt composite aerogel với các vật liệu cách nhiệt khác:

	Chăn cách nhiệt composite Aerogel	Sợi gốm	Mặt tối
Độ dẫn nhiệt (ở nhiệt độ phòng)	18	36	55
Độ dẫn nhiệt ở 350℃	30	110	130
Độ dày cách nhiệt ở 350℃	30mm	100mm	110mm
Khối lượng riêng, kg/m3	200	128	110
Không thấm nước	Tỷ lệ kỵ nước ≥ 99%, không cần biện pháp chống thấm đặc biệt.	Do khả năng chống thấm không hoàn chỉnh nên dễ xảy ra tình trạng hấp thụ độ ẩm, hút ẩm và ăn mòn đường ống. Nên phun chất trám kim loại lên bề mặt tấm bảo vệ để chống thấm nước.
Cách nhiệt của tee và van	Ống cách nhiệt có thể tháo rời mang lại khả năng cách nhiệt tuyệt vời và dễ sử dụng.	Hiệu quả cách điện của phương pháp sạc hoặc hộp cách điện không tốt.
Tuổi thọ sử dụng	20 năm	3~5 năm	3~5 năm
Quy trình sử dụng	Tính toàn vẹn tổng thể là tuyệt vời, khả năng chống chịu động đất và kéo rất tốt, không có hiện tượng tích tụ hạt, lắng đọng hoặc các hiện tượng khác trong quá trình sử dụng.	Do cấu trúc vật liệu lỏng lẻo nên vật liệu dễ bị phân hủy và lắng xuống do các yếu tố như trọng lượng bản thân, độ rung của thiết bị và sự xâm nhập của nước, có thể làm giảm đáng kể hiệu quả cách nhiệt và gây ra tình trạng mất nhiệt quá mức.
Sử dụng so sánh	Sử dụng thước đo mỏng hơn giúp giảm độ dày lớp cách nhiệt trong đường ống, thu hẹp khoảng cách giữa các đường ống hơi và diện tích xây dựng nhà máy nhỏ hơn.	Vì lớp cách nhiệt dày nên dễ hình thành khe hở ở những khu vực chồng lên nhau. Hệ số giãn nở và co lại càng cao thì khe hở càng dễ trở thành cầu nhiệt, điều này thể hiện rõ hơn sau khi rung động.

So sánh lợi ích kinh tế của vật liệu cách nhiệt composite aerogel và vật liệu cách nhiệt thông thường:

	Chăn cách nhiệt composite Aerogel	Nỉ silicat tổng hợp
Nhiệt độ bề mặt dự kiến (℃)	35	35
Độ dày cách nhiệt mm	120	300
Tổng thể tích lớp cách nhiệt m ³	83	377
Chi phí vật liệu chính (10.000 nhân dân tệ)	85	45
Chi phí xây dựng và vật liệu (10.000 nhân dân tệ)	11	20
Mật độ thông lượng nhiệt đường ống (W/m)	130	300
Tỷ lệ mất nhiệt	1	3
Tổng lượng nhiệt năng mất mát (%)	3%	10%

Lưu ý: (Ví dụ tính toán dựa trên đường ống sưởi ấm có đường kính 1 km, đường kính 100 mm, nhiệt độ 300 độ) Trong các ứng dụng thực tế, hiệu quả cách nhiệt của vật liệu nỉ silicat tổng hợp sẽ giảm sau 2-3 tháng, dẫn đến tăng thất thoát nhiệt.

Đã gắn thẻ Khí gel