不同的视角:绝缘在发电行业的好处

看蒸汽发电厂的绝缘用途

加里基地

Gary Bases是BRIL公司的总统,该公司是一家独立咨询公司,专门从事砖、耐火材料、绝缘材料和保温材料。他也是the Bril Book的作者(关于砖、耐火材料、隔热和隔热系统的完整指南);Bril Book II(包括发电行业Bril应用图纸的技术手册);布里尔之书三——布里尔之书;和Bril Book IV-Boiler Construction。可以通过brilincbases@gmail.com联系到他。

2021年5月1日

在整个发电行业中使用的绝缘的许多益处已经考虑了近100年。三个主要效益正在防止热量损失,提供人员保护和保存/节约能源。

自20世纪20年代初以来,实现这些效益仍然是锅炉设计中的夹具,随着管道和瓷砖锅炉 - 在9“ - 中心,以及广泛间隔的管壁上使用6英寸--diameter管的锅炉,以帮助冷却表面瓷砖的温度(见图1)。

用保温材料代替全砖墙的原因是显而易见的。这种绝缘材料保护了电厂人员免受高温外壳的伤害,通过降低燃料成本来产生蒸汽容量,它保持了锅炉的能源效率。另外的好处是降低了建筑成本(免去了22英寸厚的砖外墙),提高了锅炉设计能力,为设计具有更高蒸汽出口的更大的锅炉打开了大门。

上面的例子只是一种方式,使用绝缘材料的益处可以随着所提出的绝缘变化而变化。另外,绝缘材料用于防止热量损失。问题仍然可以接受多少热量损失?蒸汽管上的热量损失将使蒸汽发生器变成电力应该比
烟道上的热量损失进入烟道气约150of的堆叠。(见图2和3)

在任何电厂,都有许多用于绝缘使用的应用,其中大部分具有不同的目的和益处。以下部分详细介绍了当今现代锅炉设计中的一些最常见的绝缘应用,以及所使用的绝缘的相应益处。

锅炉壁

蒸汽锅炉是有史以来设计最严谨的发明之一。为了发电,原始设备制造商必须考虑一定量的热损失。锅炉壁上的热量损失将是锅炉尺寸和蒸汽容量的主要因素。锅炉的质量保证取决于其设计要求,包括热损失。对于锅炉墙体保温,通常是4 "厚,8#公称密度,满足ASTM C612 IVB,这三个关键的好处是相等的。但是对锅炉壁进行保温还有其他好处吗?答案是肯定的。因为锅炉热损失是按照设计建立/预测的,所以保温厚度的设置要满足该损失。安装的任何额外的保温厚度超过了设计的厚度,都需要改变锅炉的其他部分,可能会提高锅炉的整体成本,并使安装外部护套更加昂贵。此外,目前所选择的绝缘材料,无论安装在双层还是单层,都易于安装,并提供相同的绝缘值(K值)。 So, the hidden benefits of using insulation (mineral wool board, 8# nominal density, meeting ASTM C612 IVB) on boiler walls is its ability to keep installation costs down and to maintain the expected heat loss over long periods of time— as long as the insulation is installed correctly (see Figure 4).

伸缩接头绝缘

大多数大型蒸汽发生锅炉都设计为顶部支撑,允许锅炉向下膨胀。随着锅炉向下发展,所以,所有连接到锅炉的设备也是如此。

个别烟道和风管也有自己的膨胀要求,由于烟道或风管携带的烟气或空气的温度。这种膨胀是由“伸缩缝”处理的。伸缩缝常用的有两种:非金属伸缩缝和金属伸缩缝。非金属伸缩缝采用厚橡胶材料跨越伸缩缝框架,不需要外部绝缘,最常用于温度为350oF及以下的地方。金属膨胀接头最常用于运行在350oF以上的所有热系统,并且需要外部绝缘(见图5和图6)。

绝缘体必须足够灵活,弯曲时不得撕裂,并且必须朝向将其保持在夹层结构中(由于外滞后不与绝缘体直接接触)。再次,绝缘业提供了可接受的产品(用鸡丝面向两侧的鸡丝C592 ISI II的1,200颗矿物羊毛毯。当该绝缘用于绝缘膨胀接头时,它提供了绝缘的三个主要益处(防止热损失,保护植物人员和节约能源)。

用于绝缘膨胀接头的绝缘还有一个额外的好处——即。,即绝缘材料自身弯曲而不撕裂的能力。这使得OEM设计师可以灵活地改变伸缩缝之间的距离,并在确定折叠数时使用不同尺寸的伸缩缝。如果隔热层没有灵活性,就需要更复杂、更昂贵的伸缩缝设计(见图7)。

汽包头和汽包壳

几乎所有用于发电的大型蒸汽锅炉都有一个汽包。汽包的作用是收集和储存水和蒸汽,供分配到锅炉的不同水和蒸汽系统。一个蒸汽桶的直径可达5英尺,它的各个侧面和顶部都有很多连接,有弯曲的锥形头部,还有一个人工通道,这使得它很难隔热。绝缘材料的选择是硅酸钙块材料,ASTM C533。矿棉板已经过试验,但由于剧烈的振动和与滚筒温度(通常在700oF左右)有关的粘结剂烧坏,不能维持很长一段时间。当然,保温材料的选择也满足了三个关键的保温好处。然而,还有一个好处:绝缘材料可以剃光或切割成钝角形状和大小,仍然保持其绝缘特性。例如,绝缘一个鼓头,需要许多切割和形状来绝缘弯曲的,锥形的形状(图8和9)。

总结

所描述的情景仅提供三个在蒸汽发电厂使用绝缘时所达到的益处的示例。还有许多其他需要绝缘的系统和设备示例。从向空气加热器和风扇的管道和管道,绝缘材料在锅炉的设计和操作中起着关键作用。绝缘的价值超出了防止不期望的热量损失的三个关键益处,保护植物人员免受热表面,并保持能量成本下降(节省燃料)。多年来,它变得更加明显,绝缘最有价值的属性是其多样性,这允许锅炉设计和操作来产生满足我们电能要求所需的蒸汽。