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若你身處在北方,你可以在寒冷的冬日享受到愜意的溫暖,你可能看不到埋藏在地下的數不清的聚氨酯管道,而正是它們讓集中供熱成為可能。若你身處在南方,你或許享受不到集中供暖的福利,而保溫管道依舊和我們的生活息息相關。集中供熱和製冷、石油和天然氣、工業管道、低溫運輸都離不開管道保溫技術,聚氨酯是保溫管道的首選材料,在歐美等國家的應用比例占據半壁江山,而在我國仍屬於起步階段。聚氨酯保溫管在中國的發展尚有很大的空間,也承載了我們無限的期許……

聚氨酯保溫管的結構

管道保溫技術發展史

管道保溫材料的發展曆史為:

人類應用保溫材料已有一千多年的曆史,工業保溫出現在1853年。第一次世界大戰中德意誌大規模使用石棉作為艦船保溫隔熱材料,美國在二戰開始就用矽酸鈣。
1948年,美國開始工業性應用生產。
1962年,日本開始使用矽藻土和岩棉作為保溫材料。隨後泡沫玻璃、泡沫塑科等新型保溫材料相繼問世,礦物纖維製品有了新的改進和發展。
1973年,世界能源危機後,保溫材料進一步向係列、多孔、微粒反射方向發展並出現了新的動向。如美、英、德、日等國發表了泡沫瀝青保溫材料專利,蘇聯研製了蜂窩多孔矽及美、英、法等國研究應用瀝青、焦油和天然石油烴預聚物等。

我國管道保溫材料的發展曆史為:

引進 50年代保溫工程所用的管道保溫材料主要為矽藻土製品和石棉碳鎂板或石棉白雲石板,采用砌塊式保溫,外裹鋼絲網再用保溫灰漿抹麵並包纏棉布作保護層。
60年代時保溫工程主要采用鼓脹蛭石製品、玻璃棉製品、泡沫混凝土,兼用矽藻土製品、輕型粘土磚及礦渣棉瀝青製品等材料。采用幹式保溫及濕式保溫並行,取消了棉布包纏,改用玻璃絲布包纏或油氈包裹。
改進 70年代保溫工程主要采用膨脹珍珠岩製品,兼用膨脹蛭石製品、矽藻土製品、微孔矽酸鈣,各種礦質纖維製品,以及合成樹脂泡沫塑料等材料。引進一些國外優質管道保溫材料,並進行國內新產品的研製、開發及改進。例如,耐高溫的岩棉、泡沫玻璃等。除采用幹法、濕法和抹麵層外,逐漸推廣了金屬護殼、鋁箔等。
發展 近年來,隨著經濟的發展,我國建築工業的迅猛發展,新型建築材料不斷上市,促進了管道保溫材料的發展,是我國的保溫技術及生產能力顯著提高。

聚氨酯應用於管道保溫

全球能源需求上升,需要人們大量投資建設環保型供應基礎設施。自聚氨酯合成料誕生以來,逐漸被運用到管道保溫領域,且應用範圍越來越廣泛。

聚氨酯硬質發泡保溫管自三十年代聚氨酯合成料誕生以來,一直作為一種優良的絕熱保溫材料而得到長足的發展,其應用範圍也是越來越廣泛,更由於其施工簡便,節能防腐效果顯著而被大量地用於各種供熱,製冷、輸油、輸氣等各種管道。特別是在集中供熱係統中,聚氨酯泡沫材料保溫管大展身手,是很多工程的青睞之選。同樣,在門類繁多的行業中,聚氨酯都是管道和儲罐的首選材料。

集中供熱和製冷

集中供熱和製冷係統必須具有極高效率,才能將冷熱水從集中來源配送至居民、商業或工業用戶。由於采用規模優化的工廠,能源主要用於按所需方向泵送熱能。熱水或冷卻水是這些管網中使用的標準介質,而聚氨酯保溫是盡量高效地將能源輸送至所需地點的關鍵。

石油和天然氣

在各大洲都有數千公裏的管道為石油和天然氣行業提供服務。陸上和海底輸送管道、平台和油輪組成的複雜網絡,構成現代能源供應行業的基礎。聚氨酯保溫幫助工程師優化該網絡的高效表現,使他們更容易讓整條供應鏈保持理想的溫度效率。

工業管道

管道在化工園區和化工廠中發揮關鍵作用,廣泛用於高效運送流體。對這些管道進行保溫可減少能量散失,節省泵壓成本。石化、製藥、食品、飲料和采礦行業經常配備聚氨酯保溫的管道。

低溫運輸

液化天然氣是極其重要的能源,用量不斷增長,但必須在低溫條件下運輸。在這個領域,聚氨酯廣泛用於管道和儲罐的保溫。

聚氨酯保溫管的優勢

管道保溫材料對比

材料名稱 經濟指標
水泥珍珠岩管 不適用 施工采用鐵絲固定,鐵絲易腐蝕,易出現脫落。 施工時會汙染身體及衣物。 吸水率較高,保溫管含水後失去絕熱保溫作用,且會腐蝕管道。
岩棉保溫管 綜合成本高
矽酸鋁纖維管 價格較高
聚苯乙烯塑料管 價格適中
聚氨酯預製保溫管 成本高 性能優,是室外供熱管道保溫材料的首選。接頭材料由兩種揮發性化學原料混合配置,屬有毒性作業,可能會作業人員身體健康。
橡塑絕熱保溫管 價格相對低廉 使用壽命長,性能較好。主要用於各種管道、空調風道保溫層、石油化學品輸送管道、熱力管道、冷熱風道保溫。

我在北方的寒夜裏四季如春

  • “我是一匹來自北方的狼,卻在南方被凍成了狗。”這個在網上流傳頗廣的段子,是不少北方人長期以來對南方冬天的印象。

    在南方有些城市,90%以上的城市家庭配有取暖設備,冬天開始變得並不那麼難熬。“南北方供暖之爭”已經演化為“集中與分散”的供暖模式之爭。

  • 在北方現行的集中供暖模式下,受樓層、樓體質量、管網等因素影響,即使處於同一熱網內的住戶,取暖效果也往往大不相同。交同樣的取暖費但“冷暖各異”,這往往令居民對供熱公司產生怨氣。

  • 根本原因是這種係統的效率低,效果沒有供暖的明顯。

    這樣一套係統的建設與維護費用昂貴。太原市有個地方就真的建了個這樣的係統,無奈負責人說“收來的電費還不夠買煤”。

    冬季供熱取暖屬於“溫飽型”的消費需求,夏季供冷屬“享受型”的消費範疇。

“被動房”的前世今身

2010年,我國名義上的第一棟“被動房”漢堡館在上海世博會亮相,開啟了我國“被動房”建設的潮流。各個氣候環境下的被動房如雨後春筍般出現,烏魯木齊幸福堡被動式商業綜合樓、威盧克斯公司辦公樓、秦皇島在水一方居住建築、朗詩布魯克被動式酒店、CABR近零能耗辦公建築就是目前的代表之作。

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政策風向

日前,我國發布了住房建設領域的“十三五”規劃綱要,計劃在“十三五”期間發展綠色建築以及建築節能事業,穩步提升我國的建築節能水平,並推動綠色建築的普及。並設定了建築節能行業的發展目標:要求到2020年,城鎮綠色建築在建築增量中的比重要達到50%,綠色建材的使用比例要達到40%。

我國建築節能進展

“十二五”時期,我國建築節能和綠色建築事業取得重大進展,建築節能標準不斷提高,綠色建築呈現跨越式發展態勢,既有居住建築節能改造在嚴寒及寒冷地區全麵展開,公共建築節能監管力度進一步加強,節能改造在重點城市及學校、醫院等領域穩步推進,可再生能源建築應用規模進一步擴大,圓滿完成了國務院確定的各項工作目標和任務。

建築節能標準穩步提高 城鎮新建建築執行節能強製性標準比例基本達到100%,累計增加節能建築麵積70億平方米,節能建築占城鎮民用建築麵積比重超過40%。北京、天津、河北、山東、新疆等地開始在城鎮新建居住建築中實施節能75%強製性標準。 綠色建築實現跨越式發展 北京、天津、上海、重慶、江蘇、浙江、山東、深圳等地開始在城鎮新建建築中全麵執行綠色建築標,推廣綠色建築麵積超過10億平方米。截至2015年底,全國累計有4071個項目獲得綠色建築評價標識,建築麵積超過4.7億平方米。
既有居住建築節能改造全麵推進 截至2015年底,北方采暖地區共計完成既有居住建築供熱計量及節能改造麵積9.9億平方米,是國務院下達任務目標的1.4倍,節能改造惠及超過1500萬戶居民,老舊住宅舒適度明顯改善,年可節約650萬噸標準煤。夏熱冬冷地區完成既有居住建築節能改造麵積7090萬平方米,是國務院下達任務目標的1.42倍。 公共建築節能力度不斷加強 “十二五”時期,在33個省市(含計劃單列市)開展能耗動態監測平台建設,對9000餘棟建築進行能耗動態監測,在233個高等院校、44個醫院和19個科研院所開展建築節能監管體係建設及節能改造試點,確定公共建築節能改造重點城市11個,實施改造麵積4864萬平方米,帶動全國實施改造麵積1.1億平方米。
可再生能源建築應用規模持續擴大 截至2015年底,全國城鎮太陽能光熱應用麵積超過30億平方米,淺層地能應用麵積超過5億平方米,可再生能源替代民用建築常規能源消耗比重超過4%。 農村建築節能實現突破 截至2015年底,嚴寒及寒冷地區結合農村危房改造,對117.6萬戶農房實施節能改造。在青海、新疆等地區農村開展被動式太陽能房建設示範。

困境之中尋機遇

我國建築節能與綠色建築發展也麵臨不少困難和問題,主要是:

  • 建築節能標準要求與同等氣候條件發達國家相比仍然偏低,標準執行質量參差不齊;
  • 城鎮既有建築中仍有約60%的不節能建築,能源利用效率低,居住舒適度較差;
  • 綠色建築總量規模偏少,發展不平衡,部分綠色建築項目實際運行效果達不到預期;
  • 可再生能源在建築領域應用形式單一,與建築一體化程度不高;
  • 農村地區建築節能剛剛起步,推進步伐緩慢;
  • 綠色節能建築材料質量不高,對工程的支撐保障能力不強;
  • 主要依靠行政力量約束及財政資金投入推動,市場配置資源的機製尚不完善。

集中供熱作為城市能源建設的一項基礎設施以及國家能源合理分配和利用的一項重要措施,不僅提高能源利用率,還減輕大氣汙染、改善環境,隨著綠色建築的大力推進和發展,城鎮集中供熱普及率將得到進一步提升。聚氨酯在集中供熱領域備受青睞,提供了優異的保溫性能,大幅降低能耗。

國內外海底管道保溫技術現狀

隨著能源需求的日益增大,越來越多的海上油氣資源成為勘探開發的熱點。據統計,全球發現的油氣儲量中,有2/3來自深海。海底管線在輸送原油(氣)過程中不但要承受海洋環境中的低溫、靜壓力、洋流衝刷等惡劣條件,還要保證原油(氣)不能在運行或停輸過程中形成水合物阻塞管道,導致生產事故。因此,必須對輸送原油(氣)的管道進行有效保溫,以保證管道安全運行。本文介紹了國內外海底管道常用的管中管保溫結構、單壁管保溫結構、集束管保溫結構及其特點。

前沿分享

亨斯邁擁有超過10萬公裏管道工程應用領域的實踐經驗。

  • 亨斯邁設計和生產配方完整的多元醇係統,其中包含水、催化劑和表麵活性劑,用於任何管道不間斷連續和間斷生產。
  • 配方多元醇係統可以預混,亦可不預混物理發泡劑。
  • 無論何種技術要求、規範限製和澆築或噴塗生產線的建立,亨斯邁都可提供最先進的解決方案。
聚氨酯預製保溫管直管和接頭 直管是“管中管”係統,內管通常為鋼製;他們站預製保溫管道應用的大多數。管道的標準長度為6米、12米和16米,特種變形直管包括允許管路轉向的彎管和接頭。

亨斯邁在連續和剪短生產工藝中都賦予了管道非凡的熱傳導性能。
旋轉管道上的聚氨酯噴塗保溫 噴塗生產油漆適用於中到大直徑的管道,以及常規至重量級管道。旋轉噴塗保溫管道具備經濟優勢,因為可以使用較薄的外殼,並且更改管道直徑時設置時間更短,可提高生產效率。

亨斯邁的噴塗保溫聚氨酯係統,品質出色、表麵平整度佳、噴塗層數極少、適用於範圍極廣的管道密度。
聚氨酯預製保溫軟管 柔性管道是“管中管”係統,內部輸送管有交聯聚乙烯(PEX)、薄壁鋼、軟退火銅或鋁-PEX等軟性材料製成。由於施工容易並科節省成本,這種產品受承包商的歡迎。軟管可鋪設於狹窄的溝渠,並可彎曲繞過障礙物。分段展開的長度可達數百米,可以減少高成本的哈捏,並省去多個接頭。這個工藝要求使用特殊聚氨酯係統,實現高柔性與耐熱性的統一。

亨斯邁將硬質泡沫的出色保溫性與這種管道的高柔性相結合,度身定製滿足特定設備要求的解決方案。
用於接頭部的原位聚氨酯保溫 將直管和接放置好,隨後加以焊接,以確保內部管路緊固。接上並焊接好內管後,操作人員可以再接合部周邊安置HDPE外罩,灌注雙組份混合物,在原位產生保溫聚氨酯層,從而確保適當的保溫連續性。

亨斯邁提供填充管道接頭部的專用係統,以便在各種高低工作溫度中保持管道的保溫水平。
聚氨酯保溫護層 可以使用模製聚氨酯外層或護殼,對管道進行原位保溫或替代原位接頭。兩片護殼圍繞現有的管道接合起來,隨後固定,並用外罩包裹,外罩可用多種不同材料製成,但大多采用金屬或玻璃鋼。護殼可方便地用於改造舊式石棉或發泡水泥保溫的管道。

亨斯邁可提供聚氨酯保溫護層產品,以替代頭部填充物,並可作為陳舊管道的解決方案。

拜耳材料科技作為世界一流的創新企業,是首家為聚氨酯管道保溫應用提供多方位聚氨酯原材料解決方案的公司。其產品通過DAR德國認可委員會30年耐久性和MPA–Hanover德國漢諾威工程材料實驗室認證。公司積累了多年的項目經驗和穩定運行的良好記錄,成功案例遍布世界各地,為各種管道項目提供定製化的技術解決方案。

拜耳材料科技以其在歐洲長期使用的經驗技術,開發了適合中國客戶不同需求的保溫解決方案。從1998年開始,拜耳的聚氨酯材料就開始廣泛應用於區域供熱管道項目中。對於保溫管道項目來說,耐久性和穩定性對於能源的供應至關重要。拜耳材料科技的管道保溫業務進入中國近二十年,一直領導著管道保溫技術的創新和實踐,成功參與建設了一大批重點管道工程。

拜耳在石油和區域供熱高溫管道保溫領域尤其富有經驗。輸送介質溫度較高的管道,要求保溫材料要有很好的保溫性能,同時還要求保溫材料要有較高的耐溫性能。使用拜耳聚氨酯進行保溫的管道可以減少熱量損耗,減小管壁與輸送介質間的摩擦,提高輸送介質的流動性,更有助於能源的穩定輸送。

結語:

我們從一些行業領先企業窺見了前沿的管道保溫解決方案,然而很多現實的問題依舊擺在我們麵前。在保溫材料的選擇方麵,衡量聚氨酯本身價格和整體擁有成本的時候,仍存在偏差;在生產到施工的環節中,讓保溫管道適應各種苛刻自然環境,需要在實踐中不斷研究和改進;在降低能耗方麵,集中供熱的最終呈現效果還要建築本身的保溫性能作陪襯。聚氨酯如同保溫管道的“生命線”,在外界各種因素的影響下,忽明忽暗地跳動著,也賦予了保溫管道冰冷的軀殼之下,真正的價值……

策劃:馮天溢     設計:郎迪
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