中國北方的冬季供暖是由熱源通過管道進(jìn)行的℃上述熱水輸送到居民區(qū)用戶或社區(qū)熱交換站，由于東北冬季室外溫度較低，管道在輸送過程中，熱介質(zhì)溫度高于管外環(huán)境溫度和凍土層溫度，熱量將通過加熱管壁不斷傳遞到管外空氣或凍土層，稱為管道散熱損失。因此，通過絕緣加熱管來減少熱損失。

目前，即使采取了良好的保溫措施，集中供熱系統(tǒng)的熱水管網(wǎng)散熱損失仍占總輸入熱量的5%~8%左右。在未實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)的中小城鎮(zhèn)，采暖形式仍為獨(dú)立小鍋爐分片采暖。由于保溫材料選擇不合理，施工質(zhì)量不能滿足設(shè)計要求，保溫層損壞和維護(hù)不及時，散熱損失將大大增加，這種熱損失將繼續(xù)存在。它不僅會導(dǎo)致熱介質(zhì)參數(shù)的變化，影響供熱質(zhì)量，還會造成更大的能源浪費(fèi)。根據(jù)國家規(guī)定的城市供熱管網(wǎng)輸送熱效率達(dá)到90%以上的要求，合理選擇供熱管網(wǎng)保溫材料、保溫層厚度和保溫方法，對于有效減少熱介質(zhì)輸送過程中的散熱損失，節(jié)約燃料消耗尤為重要。

1 保溫材料的選擇

由于中國幅員遼闊，氣候條件差異較大，東北地區(qū)冬季室外溫度較低，應(yīng)考慮選用高效保溫材料對供熱管網(wǎng)進(jìn)行保溫。保溫范圍應(yīng)按照《熱網(wǎng)規(guī)范》規(guī)定℃熱管、閥門、設(shè)備一般應(yīng)進(jìn)行保溫。其目的是減少散熱損失，使熱介質(zhì)能夠保持一定的溫度和壓力，以滿足生產(chǎn)和生活的熱需求，節(jié)省燃料，確保熱管不受外部影響。目前，熱管工程常用的保溫材料種類較多，包括石棉、巖棉、珍珠巖、玻璃棉、泡沫橡膠、聚氨酯硬泡沫等產(chǎn)品。根據(jù)國家現(xiàn)行保溫材料標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)不得大于0.12(w/m·k)；體重不得超過300kg/m三、含水量小于7.5%；抗壓強(qiáng)度不小于0；.4 MPa。為滿足上述要求，選擇保溫材料時應(yīng)參考以下條件。

(1)導(dǎo)熱系數(shù)小

(2) 體重小

(3) 堅固耐用，有一定的抗壓強(qiáng)度

(4) 能承受一定的溫度，不燃或不燃

(5) 抗?jié)裥詮?qiáng)，吸水率低，不會因水泡受潮而變質(zhì)損壞

(6) 原料來源廣，制造施工方便，價格低廉。

幾種常用保溫材料的性能見表1。

表1 介紹了一些常用保溫材料的性能參數(shù)，可在相關(guān)設(shè)計手冊中找到表中未列出的其他保溫材料的性能參數(shù)。

聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料和泡沫橡塑材料根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對加熱管道保溫材料的選擇要求，考慮到材料的綜合性能和工程中實際應(yīng)用的保溫效果，近年來廣泛應(yīng)用于加熱管道保溫工程1。

聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料主要用于外網(wǎng)加熱管道的保溫。其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)小、重量輕、吸水率低，具有一定的抗壓強(qiáng)度。聚氨酯發(fā)泡后，由于附著力強(qiáng)，管道外表面不能進(jìn)行防腐處理，節(jié)省了防腐材料和人工成本。同時，外塑料保護(hù)層可防水阻燃，保護(hù)聚氨酯材料的完整性，延長使用壽命，大大降低了保溫材料的維護(hù)和更換成本。

泡沫橡膠管殼，由于材料抗壓強(qiáng)度低，主要用于溝槽、管井加熱管和支管保溫，其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)小、重量輕、安裝方便，容易包裝閥門、三、彎頭等不規(guī)則管件，達(dá)到減少散熱損失的目的，也是加熱管理想的保溫材料。

2 經(jīng)濟(jì)合理保溫層厚度的簡便計算

加熱管道保溫層的厚度由技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素決定。所謂保溫層經(jīng)濟(jì)厚度，是指保溫層厚度最小時的總成本，包括加熱管道保溫結(jié)構(gòu)的投資、折舊成本、年運(yùn)維成本和管道保溫后的散熱損失。保溫層厚度不夠，散熱損失增加

大，造成能源浪費(fèi)。保溫層厚度的增加可以減少散熱損失、燃料和運(yùn)行成本，但確實增加了對保溫結(jié)構(gòu)的一次性投資。因此，合理確定保溫層厚度不僅節(jié)約能源，而且降低工程成本，是供熱管網(wǎng)工程中非常重要的環(huán)節(jié)。

根據(jù)《設(shè)備及管道保溫設(shè)計指南》GB /T見表2。

管道的保溫層厚度與管道直徑、管道表面溫度、材料導(dǎo)熱系數(shù)、管道允許的最大散熱損失有關(guān)。

保溫層厚度經(jīng)濟(jì)合理的簡單計算方法可按以下類型計算：

式中：D—管道外徑(mm)；λ—保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)(w/m．k) 查表得出; t1-管道外表面溫度，(℃) 約等于管道內(nèi)介質(zhì)溫度； q—允許散熱損失最大化(w /m)表2 發(fā)現(xiàn) ；δ—保溫層厚度(mm)。

從上述類型可以看出，當(dāng)管道外徑、保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和輸送介質(zhì)溫度確定時，保溫層的厚度隨管道散熱損失的變化而變化。因此，根據(jù)表2，確定保溫層厚度是經(jīng)濟(jì)合理的。

3 結(jié)束語

在當(dāng)前節(jié)能減排的新形勢下，合理選擇供熱管道的保溫材料和保溫層厚度，減少供熱管道的散熱損失是非常重要的。為了達(dá)到降低能耗的目的，在設(shè)計過程中應(yīng)綜合考慮各地區(qū)的氣候、材料性能和保溫效果，選擇合理的保溫材料和經(jīng)濟(jì)的保溫層厚度。

本文作者玉滿，暖通南社整理編輯。