玻璃钢聚氨酯保温管在供热工程中的应用

2019-05-30

1 引言 玻璃钢 聚氨酯保温管 近几年来已应用于输送地热水、蒸汽凝结水和供热循环水管道中。供热工程中介质温度一般为50~90 ℃,压力为0. 6~1. 0MPa ,要求防腐与不结垢,因此,生产玻璃钢聚氨酯保温管的性能、安装、验收必须符合供热工程中的技术要求。下面对

1  引言
    玻璃钢聚氨酯保温管近几年来已应用于输送地热水、蒸汽凝结水和供热循环水管道中。供热工程中介质温度一般为50~90 ℃,压力为0. 6~1. 0MPa ,要求防腐与不结垢,因此,生产玻璃钢聚氨酯保温管的性能、安装、验收必须符合供热工程中的技术要求。下面对玻璃钢聚氨酯保温管在供热工程中的几个问题进行讨论。
2  结构和性能
(1) 玻璃钢聚氨酯保温管结构
    目前我国生产玻璃钢聚氨酯保温管管道的结构层次由内向外层依次分布为防腐层、防渗层、结构层、保护层→聚氨酯保温层→外保护层。纤维缠绕玻璃钢聚氨酯保温管管可以通过改变树脂或增强材料来调整玻璃钢聚氨酯保温管的物理和化学性能,以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角度和壁厚结构的设计来调整管体承载能力,制成不同压力等级或某种特殊性能的玻璃钢管,这是金属材料无法与其相比的。
(2) 与其他管道性能比较
    从玻璃钢聚氨酯保温管与其他材质管道性能的比较来看,缠绕玻璃钢聚氨酯保温管的密度为1. 8g/ cm3 ,是钢、铸铁的1/ 4 ,拉伸强度比钢低,但比强度是钢的3 倍、铸铁的10 倍,另外玻璃钢聚氨酯保温管的热导率只有钢的1 %(见表1) 。
表1  不同材质管道的性能
    表1  不同材质管道的性能

(3) 保温性能
    玻璃钢聚氨酯保温管管道的热导率为0. 355 W/ (m·K) ,硬质聚氨酯保温层的热导率为0. 033 W/ (m·K) ,玻璃钢聚氨酯保温管、聚氨酯复合保温管具有优良隔热保温性能,每公里温度降小于0. 5 ℃,是良好的隔热保温管道。
(4) 耐温性能
    玻璃钢聚氨酯保温管除某些物理性能优越外,在使用温度- 30~90 ℃范围内,不会产生结垢与腐蚀现象。
    从玻璃钢聚氨酯保温管的结构和性能来看,可以适用于一定温度、压力范围内的集中供热管网。
3  热应力分析
    玻璃钢聚氨酯保温管的线胀系数较大,但弹性模量较低,可抵消较高的线胀系数。玻璃钢聚氨酯保温管管道与钢管性能比较见表2。由计算可知,在相同的条件下,玻璃钢聚氨酯保温管的内应力为钢管的1/ 13. 5 ,由热膨胀所引起的应力一般仅为其许用强度的5 %~10 %。由于玻璃钢聚氨酯保温管道的弹性模量低,一般情况下可不必考虑膨胀节,就可以保证长期使用安全性,从而使工程简化,降低工程费用。
表2  玻璃钢聚氨酯保温管管道与钢管性能比较
    表2  玻璃钢聚氨酯保温管管道与钢管性能比较
4  在供热中的经济评价
    玻璃钢聚氨酯保温管道具有耐腐蚀性、轻质、高强、输水量大、安装容易、工期短和综合投资低等优点,但影响玻璃钢聚氨酯保温管保温管在供热工程中应用的主要原因是,人们关注其本身价格而忽视了综合技术经济评价,为此对供热工程中使用的玻璃钢聚氨酯保温管道进行分析。
    (1) 玻璃钢聚氨酯保温管与高密度聚乙烯套管—聚氨酯保温直缝钢管的价格比较见表3。由表3可看出管径越大,二者价格越接近。但由于玻璃钢聚氨酯保温管管道重量轻,所带来运输、装卸、安装方便,减少工作量约50 %以上。
表3  聚氨酯保温管与聚氨酯保温直缝钢管的价格比较表
    表3  聚氨酯保温管与聚氨酯保温直缝钢管的价格比较表 元/ m
    (2) 管道内径和流量比较:由于玻璃钢聚氨酯保温管的内壁光滑,阻力系数小,耐腐蚀性好,节省了工程初投资。同样直径的玻璃钢聚氨酯保温管比钢管节省用电约30 % ,这意味着流体压头损失小,降低运行成本,大大提高了工程的综合经济效益。
    (3) 使用寿命长,安全可靠。玻璃钢聚氨酯保温管可使用20 年以上,钢管使用年限约15 年。
5  结语
    玻璃钢聚氨酯保温管道在我国石油、化工、电力、冶金等行业成功应用已有十几年的历史,但玻璃钢聚氨酯保温管道在供热工程中的应用处于开始推广阶段。对于玻璃钢聚氨酯保温管道必须进一步提高制作和安装质量,降低成本,用于供热工程中是一个发展方向。近几年来,玻璃钢聚氨酯保温管道用于地热水供热已较为普遍,用于凝结水回收以及小区内二级供热管网等工程正在推广使用。