Guangzhou, Guangdong, Chiny.

Baner zakładu produkcyjnego aerożelu Guangzhou Anchor Technology

Zalety filcu aerożelowego w dziedzinie LNG

Obecny stan izolacji LNG:

W inżynierii LNG i innych projektach kriogenicznych temperatury związane z urządzeniami niskotemperaturowymi i ultraniskotemperaturowymi zazwyczaj mieszczą się w zakresie od -40 do -170 stopni Celsjusza. Najczęściej stosowane materiały do izolacji kriogenicznej obejmują PUR/PIR, szkło piankowe, gumę i tworzywa sztuczne, modyfikowaną piankę fenolową itp. Materiały te stanowią znaczącą poprawę zarówno pod względem wydajności, jak i konstrukcji w porównaniu do wcześniej stosowanych materiałów perlitowych. Skuteczność izolacji kriogenicznej nie tylko wpływa na ogólną wydajność urządzeń, ale odgrywa również kluczową rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa obiektu. Odpowiednie materiały izolacyjne nie tylko zmniejszają zużycie energii i minimalizują straty chłodnicze, ale także zapewniają zgodność z przepisami środowiskowymi, zapewniając bezpieczną produkcję i tworząc lepsze korzyści ekonomiczne. Pojawienie się materiałów izolacyjnych typu aerożelowego wydaje się być stworzone specjalnie do izolacji kriogenicznej i jest już szeroko stosowane zarówno w kraju, jak i za granicą.

Statek LNG

Obecny stan chłodzenia LNG:

  • Tradycyjne materiały ulegają szybkiemu pogorszeniu wydajności izolacyjnej, co skutkuje wysokimi kosztami konserwacji.
  • Nieodpowiednia wydajność izolacyjna i znaczne straty chłodnicze tradycyjnych materiałów stwarzają ryzyko dla przechowywania i transportu gazu ziemnego lub innych sprężonych gazów.
  • Duża grubość tradycyjnych materiałów komplikuje projektowanie gęsto rozmieszczonych rurociągów.
  • Słaba skuteczność izolacji prowadzi do korozji spowodowanej kondensacją na rurach.
  • Nadmierna woda kondensacyjna łatwo powoduje, że warstwa izolacyjna staje się nieskuteczna.
  • Właściwości wodoodporne materiałów organicznych są obecne, ale nie spełniają wymagań ochrony przeciwpożarowej.

Zalety supermateriału aerożelowego:

  • Optymalna stabilność w niskich temperaturach; zachowuje wydajność chłodniczą i doskonałą elastyczność nawet w -200℃ bez pękania.
  • Wybitna stabilność wymiarowa; nanoskopowa specjalna struktura jest odporna na naprężenia wewnętrzne powodowane rozszerzaniem rurociągu bez potrzeby stosowania kompensatorów.
  • Doskonała hydrofobowość materiału aerożelowego skutecznie zapobiega przenikaniu wody do powierzchni metalowych rurociągów, zapobiegając korozji i zachowując skuteczność izolacji.
  • Skład materiału nieorganicznego, głównie SiO2, bez spoiw, zapewnia stabilną wydajność, bezpieczeństwo, odporność ogniową i wydłużoną żywotność.
  • Wygodne cięcie materiału i montaż, co skutkuje niskimi kosztami konserwacji.
  • Doskonała wydajność chłodnicza; przewodność cieplna w temperaturze pokojowej wynosi tylko 0,018 W/m·k, a w ultraniskich temperaturach przewodność cieplna wynosi <0,01 W/m·k. Znacząco zmniejsza to wymaganą grubość warstwy chłodniczej, skutecznie obniżając straty chłodnicze i optymalizując projekt gęsto rozmieszczonych rurociągów.

Porównanie wydajności między aerożelem a tradycyjnymi materiałami chłodniczymi:

 

Filcowy kompozytowy koc aerożelowy

Szkło piankowe

Pianka PIR
Estry cyjanianowe polimeryczne

Przewodność cieplna
W/(m·K).

0.010~0.020

0.050~0.080

0.030~0.040

Gęstość nasypowa (kg/m³)

190

150~240

50~180

Grubość izolacji zimnej

0.50

2

1

Współczynnik absorpcji wody (obj.%)

0.36

2

1.5

Wodoodporność

Ogólna wodoodporność, hydrofobowość ≥ 99%, nanostruktura
Struktura skutecznie przeciwdziała tworzeniu się rosy i szronu

Słaba wodoodporność wymaga dodatkowych środków hydroizolacyjnych

Słaba wodoodporność wymaga dodatkowych środków hydroizolacyjnych

Możliwość zabudowy

Można zwijać w rolki, kształtować części, o dobrej elastyczności i łatwym montażu

Bardzo słaba, wysokie straty

Normalna, można spieniać na miejscu, ale równomierność spieniania jest słaba.

Stabilność w ultra niskich temperaturach

Doskonała, przewidywana żywotność 5-10 lat

Umiarkowana stabilność, z żywotnością około 2 lat

Łatwo ulega starzeniu, zmniejszona wytrzymałość, słaba stabilność, wymiana wymagana od 6 miesięcy do 1 roku

stabilność wymiarowa

0.45%

słaba

słaba

Możliwość ponownego użycia

Wielokrotnego użytku podczas demontażu i konserwacji

Delikatny podczas demontażu i niezdatny do użytku

Delikatny podczas demontażu i niezdatny do użytku

Porównanie ekonomiczne między aerożelem a tradycyjnymi materiałami chłodniczymi:

 Koc izolacyjny z aerożeluSzkło spienionePIR
Oczekiwana grubość warstwy izolacyjnej (mm)4016080
Oczekiwana temperatura powierzchni (℃)303030
Objętość materiału izolacyjnego (m³)17.514045.2
Koszt głównego materiału (w tysiącach juanów)18147
Koszt materiałów budowlanych i pomocniczych (w tysiącach juanów)385
Sytuacja strat chłodzeniaOkoło 1/321
Sytuacja konserwacjiPrawie pomijalne, nawet w przypadku uszkodzenia fizycznego. Łatwe do naprawyWymagana minimalna konserwacja; po osiągnięciu końca okresu eksploatacji zaleca się całkowitą wymianę.Znaczące problemy ze starzeniem się; wymaga poważnych napraw co 3-6 miesięcy, a koszty konserwacji wynoszą od 10 000 do 20 000 juanów za każde zdarzenie.
Rurociąg podziemnyMała objętość; jeśli prace ziemne stanowią jedną trzecią tradycyjnego prefabrykowanego rurociągu, skutkuje to niższymi kosztami transportu dzięki zmniejszonej objętości.Objętość jest zbyt duża, co czyni go niepraktycznym do stosowania jako prefabrykowany rurociąg.Objętość jest duża, co czyni ją niepraktyczną do produkcji prefabrykowanych rurociągów.

Uwaga: Obliczenia opierają się na rurociągu o średnicy 100 mm i długości 1 km