一种新型保温材料在火力发电厂的应用

昵称7215684 2014-11-11

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摘要：在现代火力发电厂的热力设备上大量使用了各种类型的保温材料，这些保温材料能够有效地减少热量损失、节约能源，提高热源的利用效率，保证机组经济运行；同时确保了设备、人身安全，改善了工作环境。本文介绍了一种新型保温材料在火力发电厂热力设备上的应用。

关键词：火力发电厂、保温材料；

邯峰发电厂一期2×660MW火力发电机组是河北南网单机容量最大的机组，锅炉选用的是美国福斯特惠勒能源公司（FWEC）设计制造的直吹式、“W”火焰、2020T/H、亚临界、自然循环汽包炉，磨煤机是双进双出中速钢球磨；汽轮发电机组为德国西门子公司制造，汽轮机为HMN系列单轴四排汽纯凝汽反动式，发电机为THDF115/67型，冷却方式为水-氢-氢，容量为660MW。

设备的保温材料是热力设备必不可少的组成部分，它对火力发电厂的安全经济运行发挥着重要作用。由于设备和管道的保温不良所造成的散热损失是巨大的，以亚临界300WM机组为例，主蒸汽温度每降低1℃，汽轮机热耗率增加0.28%，再热蒸汽温度每降低1℃，热耗率增加0.2%。保温不良最直接的表现是保温结构外表面温度超标。

邯峰发电厂汽轮机中压缸保温材料原应用的是玻璃纤维保温被，这种保温材料保温效果较好，但是随着运行时间的推移，这种保温材料逐渐老化，保温性能下降，特别是这种保温材料不耐水，当汽缸接合面或测点孔有漏汽时，这种保温材料的性能极速下降，迅速老化，不能再重复使用；另外，为了达到汽机中压缸的保温效果，这种保温材料的厚度较大，达到240mm。

2013年9月份邯峰发电厂#1机组进行了投产以来的首次揭缸大修，大修完成后，在汽轮机中压缸上首次试用了一种新型保温材料----阿斯彭超临界气凝胶保温毯（如图1所示）。

图1：现场施工照片

阿期彭超临界气凝胶保温毯是一种柔性、无机环保、易于施工的隔热毯，它是由非晶体型硅胶和无机纤维用超临界流体萃取技术生产而成，它既拥有气凝胶的纳米结构的隔热性能，又同时具有弹性的毯状形体特色，革命性地改变了传统保温材料的种种缺陷，是目前最好的工业保温材料（如图2所示）。

图2：阿期彭超临界气凝胶保温毯

与工业用传统保温材料相比，阿期彭超临界气凝胶保温毯有如下优点：

1、优异的隔热效果和防火性能：在0-100℃时，阿期彭超临界气凝胶保温毯的导热系数只有0.01-0.02W/（m·k），隔热效果是传统隔热材料的2-5倍，对电厂设备使用传统保温材料实际测量数值为：介质温度：320℃ 环境温度：30℃

设备表面温度在70℃-80℃之间，最高部位达到90℃以上。通过以上数据可以得出热损失为：716 w/㎡小时，热效率仅为；90%。这个表面温度远远高于《火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定SDGJ59—84》设备保护层表面温度不得高于50℃的技术要求。在同等介质温度和环境温度情况下，使用Aspen气凝胶保温材料40㎜（气凝胶厚度10㎜）厚度对设备进行保温改造。通过计算可以得出以下数据：介质温度：320℃ 环境温度:30℃ 设备表面温度：46℃ 热损失：217w/㎡小时热效率为97%。这个温度不但低于《SDGJ59—84》所规定的设备表面温度，减少热损失：499 w/㎡小时，提高了7%热效率

把减少的热损失:499 w/㎡小时结合设备运行时间和能耗成本可以看出使用气凝胶作为保温材料大幅度减少的能耗成本，节省了资金。为节能减排做出了很大的贡献。下图3为阿期彭超临界气凝胶保温毯与传统的岩棉、玻璃棉、硅酸钙、膨胀珍珠岩保温材料应用方案对比。这一特性使得设备或管线在狭窄或复杂弯曲的空间中轻松达到保温效果。同时阿斯彭超临界气凝胶保温毯还具有国内A1级防火性能，并且已经通过国际最严格的的高危防火等级UL1709标准。

2、优良的憎水性和防腐性：阿斯彭超临界气凝胶保温毯的纳米

特性带来的防水优势可有效应对潮湿环境、间歇操作流程及蒸汽管线设备（如图4所示），有效地预防管线、设备的腐蚀，特别适合露天潮温环境管线、设备的保温。