文 献 综 述

1.选题依据和背景

随着世界经济的发展，能源的短缺问题日显突出。进入21世纪来，我国的能源产业面临着严峻的挑战，能源短缺问题己经成为了我国国民经济发展中重要的制约因素，如何直接有效地提高能源利用率己经成为了一个不可忽视的问题。节能和环保是实现国家经济可持续发展的关键^[1]。节能被称为世界第五能源，提离保温技术水平是节约能源、提高经济效益的有效途径。管道作为五大运输方式之一，其在输送液体、气体物质等方面具有独到优势^[2]。管道运输在世界上被公认传输能力最为安全经济的方法，在供热管道输送热媒过程中，减少供热管线热损失是提高供热系统效率的关键因素之一。随着供热面积的不断增大，另外对于供热系统中的管道、设备等必须进行保温，所以研究供热系统中管道以及设备等的保温将具有重要意义^[3]。

2.国外对管道保温结构的研究现状

2.1填充式与诱灌式保温结构

热力管道保温技术的发展是随着管道保温材料的发展而发展的。20世纪30年代，前苏联最开始采用泥煤作为保温绝热材料，40年代则采用综灌混凝土作为直埋管线的保温材料。这也就是早期使用的填充式与诱灌式保温结构^[4]。在填充式保温结构中采用泥煤作为保温材料存在导热系数大、易燃以及随着管线长时间的运行其保湿性能逐渐下降等缺陷。而对于浇灌泡沫混凝土保温结构存在吸水率大等缺点，在管线长时间运行过程中易受环境中水分的侵蚀，导致保温管线热损失增大，同时易对工作钢管腐蚀，严重降低了管线的使用寿命。所以随着保温技术的发展这两种保温结构己很少在保温工程中应用。

2.2 真空保温结构

随着热力管道输送的热媒温度的提升和压力的增大，热力管道中采用真空保温技术是提高管道保温性能、保障热媒热力参数的新技术。1893年，英国学者杜瓦在低温容器的保温结构设计中采用真空保温技术使储存液态空气成为可能。随后，真空技术也逐渐引起人们的重视。二十世纪五十年代，真空保温技术开始在空间技术、低温液体的储存和运输等领域应用。1950年，Herrick L. Johnson将真空保温板应用于低温流体的保温中，并进行了试验。随后1969年Tautz A和Malina G将真空保温结构应用于热力管线保温中的可行性进行了研究^[16]。20世纪70年代德国等西方国家开始尝试在热力管线保温工程中采用真空保温技术，并对真空保温技术应用于热力管线保温工程所涉及的有关真空抽取、配套设施、保温性能及保温结构等问题进行研究探讨。很大程度上促进了真空保温技术在热力管线中的应用。1992年德国的ＦＷ－运行输送技术股份公司对不同结构参数以及不同真空度下的真空保温管产品进行了传热损失实验^[5]。这些对真空保温管传热性能的研究，使真空保温技术成功应用于热力管线保温工程中，并取得了良好的保温效果。

3.国内对管道保温结构的研究现状

20世纪50年代我国科研人员就开始应用填充矿渣棉以及预制泡沫混凝土瓦块来进行热力管线保温。但是，在实际工程应用中存在防水性差、使用寿命短、腐蚀严重等问题，严重影响了保温技术的推广应用^[6]。在20世纪80年代以后，通过引进国外先进的隔热保温技术和设备，供热管道保温技术得到了快速发展。这期间石油工业部管道勘察设计院对供热管网直埋的可行性进行了研究并且在工程实际中成功应用；天津大学研制出的”聚氯塑”预制保温管的成功应用有效提高了热力管线的保温性能。大连科华研制出多屏复合保温＋离心玻璃棉＋高反射材料的复合保温结构等^[7]。我国对于真空保温结构的研究起步较晚。2000年天津桑莱特节能材料有限公司从德国的ＦＷ－运行输送技术股份有限公司＂钢套外滑动－抽真空＂保温结构技术，并进行了传热性能的工程试验^[12]。2001年北京豪特耐集中供热设备有限公司与德国汉诺威工程咨询事务所签订保温技术协议，引进了钢外护管真空保温管的产品，并对钢外护管真空保温结构的传热特性进行了研究与实验^[8]。