天然气作为优质、高效、便捷的清洁能源和化工原料,应用潜力巨大,其中市场化程度较高的液化天然气(LNG)作为传统气源的补充也开始受到关注。

由于液化天然气(LNG)管道属于典型的低温介质输送管道,管道输送的LNG通常处于低温液态。一旦外部热量侵入,LNG极易汽化,导致单相液体流动转变为气液两相流动,甚至出现气锁,造成局部管段压力升高、流量下降,严重影响LNG的正常输送。因此,必须严格控制LNG的汽化。LNG管道保温可以有效防止外部热量侵入和LNG汽化,其保温效果主要取决于LNG管道的保温质量。因此,LNG管道必须采取保温措施,其保温质量不仅影响LNG的输送效率,而且对整个系统的正常运行也具有重要影响。
LNG管道保温类型
真空绝热:其原理是将绝热结构制成密封夹层,将内部空间抽真空至一定真空度,以减少热传递。在国内LNG系统中,其使用时间长,保温效果明显,能量损失小。但由于价格较高、制造周期长,多用于重点工程,无法大规模推广应用。
堆叠保温:堆叠保温是一种传统的保温方法,即在管道外部设置多孔保温材料,并通过孔道内充入常压空气(或其他气体)实现保温。其保温效果略低于真空保温,但结构简单、价格低廉、操作维护方便。目前,国内LNG管道大多采用此方法进行管道保温。
目前市场上现有的堆叠式保温材料,根据LNG温度的不同,多采用聚氨酯、泡沫玻璃材料。与聚氨酯、泡沫玻璃等传统保温材料相比,三聚氰胺泡沫更具优势。三聚氰胺泡沫耐候范围广(零下196摄氏度至200摄氏度),在高低温条件下保持稳定的物理化学结构,并提供优异的导热系数(导热系数,0.032 W/(m*K))和吸音性能(0.95NRC),重量轻、环保安全,是不可替代的LNG管道保温材料。
在LNG厂站工程设计中,应针对项目的实际情况进行具体分析,选择使用合适的保温、保冷材料。其设计要点包括:
- 保冷材料的最低安全使用温度应低于正常运行时介质的最低温度;
- 保冷材料的防火性能应符合国家现行标准的要求;
- 优先采用抗水汽渗透性能优良的保冷材料,保证材料性能的长期稳定性;
- 保冷材料应具有良好的现场切割或切削加工性能,施工方便,简化现场安装难度;
- 优先选择综合经济效益高的材料或产品;
- 减少冷却系统投入生产后的日常维护工作量,提高材料的重复利用率。
基于上述要求,三聚氰胺泡沫可用作液化天然气管道的隔热保冷材料,并在液化天然气管道的隔热保冷中发挥重要作用。三聚氰胺泡沫是一种具有三维网络结构的柔性弹性体塑料材料,即使在零下196摄氏度的低温下仍能保持完整的物理化学结构,因此在低温下仍具有优异的导热性能,并能有效抑制内外环境的对流。具有传导和辐射导热性能、优异的耐火性能(B1、UL94 V0 和 HL-1)和绝缘性能(不产生静电和抗静电)、耐酸碱、耐腐蚀、耐老化、重量轻、低温柔韧性等优点。由于三聚氰胺树脂泡沫是一种弹性但无纤维的材料,不含任何粉尘、卤素、碳氢化合物、阻燃剂和/或有毒重金属,因此特别适用于对环保要求特别高的场所,例如冷库(制药加工厂、果蔬保鲜加工厂、食品加工厂、肉类加工厂和冷饮厂)的冷保温(隔热和隔音)、冷藏/冷冻室的冷保温(隔热和隔音)、LNG液化储罐的冷保温(隔热和隔音)、LNG液化运输车辆或船舶的冷热保温(隔热和隔音)。
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