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谈化工设备和管道绝热结构设计的理解与应用

摘要：本文根据作者多年工作经验，从化工设备和管道绝热机构的要求和种

类谈起，论述了绝热结构设计的相关规定和要求，并提出了自己的见解。

关键词：化工；设备和管道；绝热；结构设计

引言

绝热是保温和保冷的统称。为了防止生产过程中设备和管道向周围环境散发

或吸收热量，绝热工程已成为生产和建设过程中不可缺少的一部分。我国已制订

绝热工程的各种标准及规定，以便统一和应用。正确的选择绝热结构，直接关系

到绝热效果，投资费用，能量耗损，使用年限及外观整洁美观等问题。

1.绝热结构的设计要求

①保证热损失不超过国家规定的允许最大热损失值，热损失取决于保温材料

的热导率，热导率越小，保温厚度就越薄。.

②绝热结构应有足够的机械强度，能承受自重及外力的冲击，在受风力、雪

载荷、空气温度波动及雨水的影响下不致脱落，以保证结构的完整性。

③要有良好的保护层，使外部的水蒸气、雨水以及潮湿泥土的水分不能进人

绝热材料内，否则会使绝热材料的热导率增加，还会使其变软、腐烂、发霉，降

低机械强度，破坏绝热结构的完整性，同时也增加了散热损失。

2.绝热结构的种类

化工、医药生产中所用的各类装置，其管道、容器、反应器、塔器、加热炉、

泵和鼓风机等的绝热结构组成如下。根据采用保温材料的性质、保温层的结构形

式和安装方法不同，保温结构通常有：胶泥涂抹结构、填充结构、包扎结构、复

合结构、浇灌式结构、喷涂结构、预制块结构等。

3.绝热结构设计的规定和要求

（1）防锈层设计

对碳钢、铸铁、铁素体合金钢管道和设备，在清除其表面铁锈、油脂及污垢

后，保温时应涂1~2道防锈底漆，保冷时应涂两道冷底子油。在使用非腐蚀性绝

热材料和大气中不含腐蚀性气体的环境下，常年运行介质温度T0120℃时，可

不涂防锈底漆（施工裸露期超过一年者例外）。不锈钢、镀锌钢管、有色金属及

非金属材料表面，不涂防锈漆。

（2）绝热层设计

绝热层厚度一般按10mm为单位进行分档。硬质绝热材料制品最小厚度为

30mm，硬质泡沫塑料最小厚度可为20mm。

①绝热层分层规定

除浇注型和填充型外，绝热层应按下列规定分层。

a.绝热层总厚度大于80mm时，应分层敷设，当内外层采用同种绝热材料时，

内外层厚度宜大致相等。

b.当内外层为不同绝热材料时，内外层厚度的比例应保证内外层界面处温度

不超过外层材料安全使用温度的0.9倍（以℃计算）。

c.需要蒸汽吹扫的保冷设备和管道的保冷层，其材料应在高温区及低温区内

均能安全使用；在不能承受吹扫介质温度时，应在内层增设保温层，保温层与保

冷层的界面温度应低于保冷材料的最高使用温度，在经济合理前提下，超高温和

深冷介质管道及设备的绝热，可选用异材复合结构或异材复合制品。

d.采用同层错缝，内外层压缝方式敷设。内外层接缝应错开100~150mm；水

平安装的管道和设备，最外层的纵缝拼缝位置应尽量远离垂直中心线上方，纵向

单缝的缝口朝下。

e.保冷管道和设备的支座等凸出物，应按上述分层规定进行保冷，其保冷层

长度为保冷层厚度的4倍或至垫座底部。

②绝热结构支承件对立式设备，管道和平壁面以及立卧式设备的底面上的绝

热结构，应设支承件。支承件应符合下列规定。

a.支承件的支承面宽度应控制在小于绝热层厚度10~20mm以内。

b.支承件的间距立式设备和管道（包括水平夹角大于45°的管道）支承件的

间距，保温时，平壁为1.5~2m；保温圆筒，在高温介质时为2~3m，在中低温

介质时为3~5m；保冷时，均不得大于5m。卧式设备应在水平中心线处设支承架，

承受背部及兜挂腹部的绝热层。

c.立式圆筒绝热层可用环形钢板、管卡顶焊半环钢板、角铁顶焊钢筋等做成

的支承件支承。

d.底部绝热层支承底部封头可用封头与圆柱体相切处附近设置的固定环或

设备裙座周边线处焊上的螺母来支承绝热层，对有振动或大直径底部封头，可用

在封头底部点阵式布置螺母或带环、销钉来兜贴绝热层。

e.保冷层支承件应选冷桥断面小的结构形式。若管卡式支承环的螺孔端头伸

出绝热层外，应把外露处的保冷层加厚，封住外露端头。

f.支承件的位置应避开法兰、配件或阀门，对立管和设备支承件应设在阀门、

法兰等的上方，其位置应不影响螺栓的拆卸。