1. 前言
在工业上输送蒸汽或热水的管道称为热力管道，在某些大型工业园区，供给企业热力的热力管道可长达数十公里，在热力输送的途中将损失大量热力能源。为减小热力管道热损失量，大型企业一般都要对热力管道进行保温处理。但选用何种保温材料、如何制定保温方案，才能在达到预期的节能效果的同时，尽快收回保温投资？这是大型企业在实施保温工程前不得不解决的问题。当今保温材料种类繁多（且应用条件不同）、保温工程设计及施工团队的水平参差不齐，进而造成这样两个主要问题：一是高性能保温材料用于低要求保温工程，造成材料浪费、保温工程投资回收慢；二是高要求保温工程却为节约保温成本，使用低效保温材料，达不到预期节能要求，浪费热力能源。而应用高性价比的保温材料则是解决上述两个问题的有效方法。
2. 保温要求及保温厚度、表面温度计算
2.1 最大允许热损失
根据GB 50264-2013《工业设备及管道绝热工程设计规范》[1]，热损失应该控制在表 1要求的范围内，热损失过大将造成过多的能源浪费。表中各温度下的最大热损失量都在1997年的标准[2]基础上有所降低，这也表示国家对热力管道保温工程更加重视，更注重工业节能。
表 1 保温结构最大允许热损失量[1]
管道温度T/℃ 热损失量q(W/m2) 管道温度T/℃ 热损失量q(W/m2)
常年运行 季节运行 常年运行 季节运行
50 52 104 250 147 251
100 84 147 300 167 272
150 104 183 350 188 —
200 126 220 400 204 —
2.2 保温厚度、表面温度计算
保温结构热损失应控制在表 1 要求的范围内，圆筒面热损失计算公式[3]：
式中：
单位均为国际单位制（温度单位可以采用摄氏度）
可以在已知热损失要求时，由得到保温层的表面温度，也可以由反解保温层厚度（对保温层表面温度有进一步要求时，可以由得到满足表面温度要求的热损失，进而由得到保温层厚度）。
3. 高性价比纳米铝镁质绝热毡介绍及其应用案例
3.1 高性价比纳米铝镁质绝热毡的性能及价格
高性价比纳米铝镁质绝热毡以优质氧化铝、氧化镁，氧化硅等符合环保要求和人体健康的原材料，经过特殊的成型工艺获得的灰色卷毡材，能在-40℃至 650℃之间使用，是轨道交通、新能源汽车、空调风管、储罐、蒸汽管道等领域性价比极高的保温材料。该产品具有耐高温，耐辐射，不燃烧，不含石棉、重金属等违禁物质、低 VOCS等特点，对环境和动植物没有危害。
高性价比纳米铝镁质绝热毡保温性能优异，导热系数随温度增加不明显，且价格远低于气凝胶绝热毡，表 2为高性价比纳米铝镁质绝热毡与常用保温材料的保温性能及价格对比（纳米铝镁质绝热毡以成都硕屋科技产品CAS纳米铝镁质绝热毡为例）。
表 2常用保温材料的保温性能与价格（为材料的平均温度）
材料 导热系数() 价格(元/m3)
气凝胶绝热毡 15000
CAS纳米铝镁质绝热毡 8800
硅酸铝 750
岩棉 300
3.2高性价比纳米铝镁质绝热毡应用案例
大庆某节能公司某工艺需要80℃的热水，热力管道参数如下：
介质温度：80℃
环境温度：30℃
管道直径：219 mm
介质流量：30 t/h
最大温降：5℃
在 80℃时保温层平均温度为：71℃ CAS 纳米材料导热系数：0.034 W/(m.k)，硅酸铝材料导热系数：0.056 W/(m.k)；气凝胶毡导热系数：0.025 W/(m.k)。如果只考虑用单一材料，CAS 纳米材料使用厚度为 80mm，硅酸铝使用厚度为 150mm，气凝胶毡使用厚度为 60mm。
根据以上数据，结合工程经验和实际需要，建议采取复合施工方案，最终方案确定为：10mm CAS 纳米铝镁质绝热毡+反射层+50mm 硅酸铝+反射层+彩钢板。保温结构参考图 2 ，方案及造价参考表 3 。
图 2 复合式热 管道保温节能技术示意图
该复合施工方案中若CAS纳米铝镁质绝热毡以气凝胶绝热毡替换，总造价将增加约33万元，保温成本增加约33%；若以硅酸铝替代，总造价降低约15万元，但保温层厚度将增加约40mm，总热损失增加约23.6%；岩棉材料不环保且使用寿命短，不建议使用。综合来看，CAS纳米铝镁质绝热毡是当前长距离热力管道极具性价比的高性能保温材料。
表 3 保温方案及造价分析
4. 总结与展望
纳米铝镁质毡材是由优质改性纳米纤维材料在特殊纤维定向排列工艺下无纺成型的，通过调整生产工艺可以获得极低的面刚度及空气吸声性能，使其成为一种高性能的吸声材料。毡材复合有高密度填料的阻尼材料后，还可以制成隔声、吸声功能兼备的隔声毡，有望应用于设备、管道等的工业隔声降噪领域。
参考文献
[1] GB 50264-2013 工业设备及管道绝热工程设计规范，2013
[2] GB 50264-1997 工业设备及管道绝热工程设计规范，1997
[3] GB 8175-2008 设备及管道保温设计导则，2008
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