3保溫材料在目前電廠熱力裝置與管道保溫中的應用情況
近幾年來，在大型火力發電廠的熱力裝置與管道保溫中，應用較為廣泛的保溫材料有如下幾種：矽酸鋁纖維、巖礦棉、玻璃棉、微孔矽酸鈣等。
矽酸鋁纖維保溫材料常用的有矽酸鋁板、矽酸鋁毯、矽酸鋁管殼、矽酸鋁編繩等形式，矽酸鋁保溫材料的適用範圍較廣，它的最高使用溫度一般認為有1000℃，可以適用於溫度較高的裝置與管道的保溫。該材料屬於軟質材料，且**相對較低，因此應用上有優勢。
岩棉保溫材料常用的有岩棉板、岩棉氈、岩棉管殼等形式，岩棉保溫材料一般來講最高使用溫度為350℃，在火力發電廠中主要用於低溫裝置與管道的保溫。岩棉類保溫材料**便宜，保溫效能優良，缺點是汙染環境，影響人員健康，特別是生產和施工人員。
玻璃棉是近十多年來國際和國內新興的一種高效節能保溫材料，常用的有玻璃棉板、玻璃棉氈、玻璃棉管等形式。目前一般用於溫度不高於350℃的裝置和管道的保溫。
微孔矽酸鈣保溫材料常用的有矽酸鈣平板和矽酸鈣瓦塊等形式，主要適用於介質溫度大於350℃的熱力裝置與管道的保溫。近幾年，微孔矽酸鈣的使用呈現明顯的縮小趨勢。
另外，在一般電廠熱力裝置和管道保溫中可能見到的保溫材料還有泡沫石棉、膨脹珍珠岩、矽酸鹽、膨脹蛭石等，這幾種材料在目前大多數電廠熱力系統的保溫施工中應用較少。
保溫層表面一般採用抹面護層或金屬護層。金屬護層包括防鏽鋁合金護層和鍍鋅鐵皮護層（彩色鋼板）兩種。
4幾種常用保溫材料的效能比較
現將幾種電廠常用的保溫材料的效能列表進行比較（見表1；表2）。通過比較，我們可以得到如下結論：選擇保溫材料時，首先考慮使用溫度，當介質溫度或裝置表面溫度高於350℃時，應選用微孔矽酸鈣或者矽酸鋁纖維作為保溫材料，而前者屬硬質材料，強度大，結構不易被破壞，但施工較複雜，後者屬軟質材料，施工靈活性強，使用方便，但強度較小，易破壞；在材料**上，微孔矽酸鈣的**要比矽酸鋁纖維的**高很多。
當介質溫度或裝置表面溫度等於或小於350℃時，可選用玻璃棉、岩棉或其它類材料；不論從保溫效能方面還是施工、運輸方便程度等方面，玻璃棉都有較大優勢，**要比岩棉**高，特別是離心高溫玻璃棉，**比岩棉差距很大。
表1：保溫材料效能列表一
表2：保溫材料效能列表二
5保溫材料技術經濟性計算分析
確定保溫層厚度的方法通常有三種：經濟厚度法、表面溫度法、允許散熱損失法。在以下的計算分析中，將這三種方法都予以使用。
5.1 第一種方法：經濟厚度法
經濟厚度法，是保溫結構表面散熱損失年費用和保溫結構投資的年分攤費用之和為最小值時的保溫層計算厚度。
按照平面進行考慮。公式如下：
δ=1.897 1/2-(1000λ/α)
計算、選取的物件是：（裝置，介質溫度400℃）。比較微孔矽酸鈣與矽酸鋁纖維兩種保溫材料（外護層為鍍鋅鐵皮）
（1）微孔矽酸鈣：
λ=0.054+0.00011tm w/(
tm=(400+20)/2=210℃
λ=0.0771 w/( ；
τ取值 8000h；
t=400℃；
p1=(1+ad)pm+pe=1.1*1100+285=1495元；
α取5 w/(
s取0.17
ph熱價取值16元/gj
ae取1
ta 環境溫度取20℃
計算可得
δ1=1.897 1/2-(1000λ/α)
=1.8971/2-(1000*0.0771/5)=215(mm) 取值220mm
（2）矽酸鋁纖維：
λ=0 .035+1.65*10-4tm+1.242*10-7t2m w/(
tm=(400+20)/2=210℃
λ=0.0751 w/( ；
τ取值 8000h；
t=400℃；
p1=1.05*600+300=930元；
α取5 w/(
δ2=1.897 1/2-(1000λ/α)
=1.8971/2-(1000*0.0751/5)=272(mm) 取值270mm
假設該裝置總面積200m2，使用微孔矽酸鈣和矽酸鋁纖維保溫分別需要保溫材料44m3和54m3。
微孔矽酸鈣造價（含材料費和人工費）44*1495=65780元；矽酸鋁纖維造價（含材料費和人工費）54*930=50220元，兩者差（65780-50220）/50220=31%
相同的條件下，使用經濟厚度法分析的結論：微孔矽酸鈣保溫施工造價較矽酸鋁保溫施工造價高31%。使用矽酸鋁保溫的經濟性更好。
5.2表面溫度法
保溫層厚度按表面溫度法計算是現行保溫設計中較為常用的一種方法。使用這種方法有利於裝置或管道保溫外表面溫度的控制。
按照平面進行考慮。公式如下：δ=1000*λ*(t-ts)/
計算：選取的物件是：（裝置，介質溫度280℃）。比較岩棉板和離心玻璃棉板（普通玻璃棉板）兩種保溫材料。
（1）岩棉板：
λ=0 .037+6.81*10-5tm+2.999*10-7t2m w/(
tm=(280+42)/2=161℃
λ=0.056 w/(
t=280℃；
α取5 w/(
δ1=1000*λ*(t-ts)/= 1000*0.056*(280-42)/=121mm，取值130mm。
（2）離心玻璃棉板：
λ=0 .026+0.00015tm w/(
tm=(280+42)/2=161℃
λ=0.05 w/(
t=280℃；
α取5 w/(
δ2=1000*λ*(t-ts)/= 1000*0.05*(280-42)/=108mm 取值110mm。
假設該裝置總面積200m2，使用岩棉板和玻璃棉板保溫分別需要保溫材料26m3和22m3。
單位岩棉板保溫造價(含材料和人工費)=1.05*260+300=573元/m3；岩棉保溫造價573*26=14898元。單位玻璃棉板保溫造價(含材料和人工費)=1.
05*400+300=720元/m3；玻璃棉板保溫保溫造價720*22=15840元。兩者差：(15840-14898)/14898=6%
相同的條件下，使用外表面溫度法分析的結論：玻璃棉板保溫施工造價較岩棉保溫施工造價高6%。使用岩棉保溫的經濟性更好，但是區別不大。
本次比較的是普通玻璃棉板，而非高溫離心玻璃棉板，如果採用後者，**差異會非常大。
5. 3允許散熱損失法
保溫層厚度按允許散熱損失方法計算。
管道使用同一種保溫材料施工計算公式：d1ln（d1/d0）=2000λ
管道使用復合保溫材料施工計算公式：d2ln（d2/d0）=2000
計算：選取的物件是：（管道；介質溫度540℃；管道外徑426mm）。計算並比較使用矽酸鋁纖維保溫和使用矽酸鋁纖維與岩棉複合材料保溫。
（1）矽酸鋁纖維單獨保溫
已知公式：d1ln（d1/d0）=2000λ
t=540℃
ta=20℃
q保溫結構外表面最大允許散熱損失，查閱保溫油漆設計規程，取值248w/m2
α取值5.51w/(m2k)
λ=0.035+1.65*10-4tm+1.242*10-7t2m w/(
tm=(540+20)/2=280℃
λ=0.035+1.65*10-4280+1.242*10-72802 w/(
套入公式：d1ln（d1/d0）=2000*0.0909*=348.2
查閱《d1ln（d1/d0）與δ的關係表》，可得δ=136mm，根據設計人員經驗，實際採用的厚度較計算厚30%，136*1.3=180mm，確定的保溫層厚度為180mm。
（2）矽酸鋁-岩棉復合保溫
已知公式：d2ln（d2/d0）=2000
t=540℃
ta=20℃
tb取值300℃
q保溫結構外表面最大允許散熱損失，查閱保溫油漆設計規程，取值248w/m2
α取值5.51w/(m2k)
因內層矽酸鋁纖維導熱係數λ1=0.035+1.65*10-4tm1+1.242*10-7t2m1 w/(
tm1=(540+300)/2=420℃
故λ1=0.035+1.65*10-4*420+1.242*10-7*4202 =0.12621 w/(
因外層巖棉纖維導熱係數λ2=0 .037+6.81*10-5tm2+2.999*10-7t2m2 w/(
tm2=(300+20)/2=160℃
故λ2=0.056 w/(
套入公式：d2ln（d2/d0）=2000
=2000=369
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