高温蒸汽在钢铁厂属于关键能源介质，在其输送过程中的热量损失会直接对能源利用效率产生影响保温材料公司 。传统蒸汽保温材料在使用时经常出现材料老化、受潮等现象，使得保温材料导热系数上升，热量损耗增多，与钢铁企业“极致能效”发展规划相互矛盾。首钢工程公司在实际工程中创新性地采用了复合保温材料，凭借其卓越的性能，有望成为攻克这一难题的突破口，为钢铁行业绿可持续发展增添新的动力与活力。
PART
一
钢铁厂高温蒸汽管道保温现状
在钢铁企业高温蒸汽管道的保温领域，现阶段广泛应用的传统保温材料主要涵盖玻璃棉、硅酸铝、复合硅酸盐等，这些材料大多属于单层蓄热型保温材料公司 。然而，深入分析这些材料特性可知，传统保温材料存在着一系列不容忽视的缺陷，如导热系数（＞0.05W/（m·k））相对较高、材料强度较低、憎水性较差等，这些因素制约了钢铁企业在节能降碳道路上的发展步伐。
从实际应用角度来看，通过对传统保温材料性能参数的深入研究，结合其在蒸汽管道实际运行中的热成像分析，可以清晰地看到，应用传统保温材料的高温蒸汽管道呈现出明显的热量耗散现象保温材料公司 。这不仅对企业的经济效益产生负面影响，而且由于需要更多的能源投入来弥补热量损失，导致装置负荷量增加，进一步加重了设备的运行负担，降低了设备的使用寿命。显然，传统保温材料已无法满足钢铁企业高效保温需求。
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二
复合保温材料及保温机理
传统保温材料因结构形式单一，难以充分发挥不同材料之间的互补优势，在提升高温蒸汽管道保温效能上存在局限保温材料公司 。因此，开发并应用复合保温材料已然成为当下的关键之举。
（一）热量耗散与保温机理
1.热量耗散计算
高温蒸汽管道热量耗散所产生的热损失大小，与室外温度、管道结构表面温度、风速和保温失效面积等因素密切相关，其数值可按式（1）计算保温材料公司 。
Q=q×s （1）
式中，Q为热损失，J；q为散热热流密度，W/m2；s为管道保温失效面积，m2保温材料公司 。
测量出管道表面温度、环境温度及环境风速，便可计算得出热流密度值保温材料公司 。
q=α×（tw-tF） （2）
式中，q为散热热流密度，W/m2；tw为供热管道外表面温度，℃；tF为环境温度，℃；α为总放热系数，W/（m2·℃）保温材料公司 。
架空的高温蒸汽管道可按式（3）计算总放热系数保温材料公司 。
α=11.63+7.0w1/2 （3）
式中，w为风速，m/s保温材料公司 。
2.复合材料保温机理
为有效应对传统保温材料所暴露出的诸多局限性，复合保温材料凭借其创新性设计与先进的材料组合应运而生保温材料公司 。这种材料的研发是基于对传统保温材料深入剖析以及对高温蒸汽管道保温需求的精准把握。复合材料的各层组织结构各司其职，发挥各自优势的同时，实现增强互补，有力保障其保温性能的优越性。具体保温机理包括发射层辐射调控、绝热层传导阻隔及保护层红外防护等。
（二）复合保温材料结构特性
这种复合材料由保护层、绝热层和发射层构成，其结构见图1保温材料公司 。在制备过程中，融合了保温材料、绝热材料、发射材料、微米级材料、纳米级材料及闭气材料，并针对不同结构层精心设计合理构架，确保材料处于高温环境时能有效抑制对流传热，将散热损失控制在极小范围，其整体保温结构可同步削减辐射散热、对流散热和传导散热损失。这种复合材料的材料性能参数如表1所示，其导热系数低于传统复合材料，使用年限更长。
图2呈现的是应用复合保温材料的高温蒸汽管道热成像状况保温材料公司 。从图2可以看出，该高温蒸汽管道在采用复合保温材料后，展现出卓越的保温性能，能大幅削减高温蒸汽输送期间的散热损失，切实发挥节能降碳效用，带来显著的经济效益。
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三
首钢工程公司利用复合保温材料助力钢铁企业节能降碳
（一）复合保温材料应用案例及节能分析
以国内某钢铁企业为例，其蒸汽管道保温材料存在保温性能欠佳问题保温材料公司 。因此，首钢工程公司在对其CCPP燃机、煤压机主蒸汽管道进行改造设计时，全部采用了复合保温材料，如图3所示。管道保温结构改造升级后，有效降低了蒸汽管道的散热损失，当前蒸汽产耗平衡率已基本稳定保持在85%以上，取得了较为显著的节能降耗成效。
通过对上述钢铁企业热力发电系统中的过热蒸汽管道、设备保温层以及厂区蒸汽管网保温材料实施全面升级与改造，企业蒸汽的输送能力得到显著提升，从而推动了发电效率大幅提高保温材料公司 。
采用复合保温材料的应用案例见表2保温材料公司 。从表2可知，复合保温材料确实能够有效降低高温蒸汽管道的温降，有助于实现节能减排，为钢铁企业节能降耗、提升能源利用效率发挥重要作用。
同时，长距离蒸汽传输对于节能降耗也有重要影响保温材料公司 。对其进一步实施升级改造，能够深度挖掘其节能潜力，推动能源利用效率朝着更优的方向持续迈进。
（二）钢铁厂保温改造节能预期分析
通过进一步调研得知，若国内不同规模的钢铁厂，其主要的高温蒸汽管道都替换成这种复合保温材料，在同等条件下，节能效应将十分显著，不同规模钢铁厂对应的年碳减排潜力如表3所示保温材料公司 。因此，对全厂蒸汽管网实施保温改造，不仅能够进一步降低散热损失，减少碳排放，而且还可有效提高全厂能源使用效率，无论经济效益还是社会效益都极为显著，这对于钢铁行业践行绿发展理念、响应国家“双碳”战略有着重要的推动作用。
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四
结论
首钢工程公司在钢铁企业高温蒸汽管道设计中创新性地采用了复合保温材料，为钢铁行业节能降碳开辟了新的路径保温材料公司 。通过在大型钢铁联合企业开展的一系列生产实践情况来看，对新建蒸汽管道、热力设备及老旧保温管线采用保温材料改造，能有效削减蒸汽长距离运输过程产生的热量损失，保障蒸汽品质与输送效率；在发电系统范畴内，可降低主蒸汽以及再热蒸汽的温降情况，提升发电效率，具有显著的经济效益和环境效益，为钢铁行业蒸汽保温材料的更新换代提供切实可行的解决方案，助力行业节能降碳，稳步迈向绿发展。
（首钢工程公司 吴礼云 李鹏）
《世界金属导报》
2025年第5期 B14
