8-张淑洁-基于CIPP技术减少供热管道热损失的新方案.pdf

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1、基于CIPP技术减少供热管道热损失的新方案 纺原理纺原理混合式一流课混合式一流课程程内容12435一、背景介绍供热管道系统是高耗能产业，供热管道系统是高耗能产业，对未来能源的对未来能源的脱碳脱碳起到至关重起到至关重要的作用。供热管道的质量无疑会对环境和能源效率产生影要的作用。供热管道的质量无疑会对环境和能源效率产生影响。从节能而言，供热管道应具有以响。从节能而言，供热管道应具有以低损耗低损耗分配热量的能力。分配热量的能力。在供热管道系统中，显著的能量损失与在供热管道系统中，显著的能量损失与管道传输管道传输有关。供热有关。供热管道管道老化老化导致了不必要的热损失。导致了不必要的热损失。一个因素是

2、一个因素是保温材料保温材料的退化。保温层的热导率将增加。的退化。保温层的热导率将增加。一个因素是老化管道的一个因素是老化管道的泄漏泄漏。泄漏造成了流体损失，和保温。泄漏造成了流体损失，和保温层进水引起等效导热率显著上升。层进水引起等效导热率显著上升。管道渗漏管道渗漏管道腐蚀管道腐蚀管道老化管道老化保温层退化保温层退化0.347.712.11621.442.649.301020304050601995200420082012201620202022集中供热管道长度/万公里年份严谨严谨 严格严格 求实求实 求是求是更换新管是直接有效的方法更换新管是直接有效的方法，但经济和社会成本高昂。，但经济和社

3、会成本高昂。使用使用CIPP内衬内衬可以可以成为一种经济高效的替代方案。成为一种经济高效的替代方案。传统传统CIPP内衬设计的目标是低厚度和高强度。内衬设计的目标是低厚度和高强度。在供热管道中应用在供热管道中应用CIPP内衬以减少热损失具有巨大潜力。内衬以减少热损失具有巨大潜力。设计了一种设计了一种CIPP内衬，通过内衬，通过发泡防渗膜发泡防渗膜来增强来增强保温功能保温功能。该内衬可以该内衬可以修复老化管道修复老化管道防止泄露并提供额外的防止泄露并提供额外的保温能力保温能力。开挖修复新管开挖修复新管非开挖修复管道非开挖修复管道对比修复方法埋地埋地管网管网开挖开挖修复修复非开挖非开挖修复修复二、

4、内衬材料的设计内衬材料由防渗膜、织物和树脂粘合剂组成。内衬材料由防渗膜、织物和树脂粘合剂组成。严谨严谨 严格严格 求实求实 求是求是二、内衬材料的设计防渗膜采用防渗膜采用使用可膨胀微球作为发泡剂来增加保温功能。使用可膨胀微球作为发泡剂来增加保温功能。基布为耐湿热高强纤维织物。基布为耐湿热高强纤维织物。粘合剂为耐湿热高强树脂。粘合剂为耐湿热高强树脂。严谨严谨 严格严格 求实求实 求是求是三、内衬材料性能的测试分析严谨严谨 严格严格 求实求实 求是求是防渗膜的泡孔结构是防渗膜的泡孔结构是封闭封闭的，泡孔被微球的外壳包的，泡孔被微球的外壳包裹，并且彼此独立。孔洞裹，并且彼此独立。孔洞的封闭性有助于的

5、封闭性有助于防水防水。3 wt%的微球含量被认为的微球含量被认为是评估微观结构稳定性的是评估微观结构稳定性的临界值。过高的负载量会临界值。过高的负载量会使微球被挤压变形，并出使微球被挤压变形，并出现团聚。现团聚。1.泡孔结构严谨严谨 严格严格 求实求实 求是求是2.热导率可膨胀微球的加入显著提高了防渗膜的隔热性可膨胀微球的加入显著提高了防渗膜的隔热性能。微球膨胀形成的孔隙阻碍了材料中的热传能。微球膨胀形成的孔隙阻碍了材料中的热传递。递。不含微球的防渗膜样品的热导率为不含微球的防渗膜样品的热导率为0.162 W m1 K1。当微球含量为。当微球含量为3wt%时，防渗膜的热导率时，防渗膜的热导率为

6、为0.105 W m1 K1，降低了低，降低了低35.2%。当微球含量继续增加到当微球含量继续增加到6wt%时，样品的热导时，样品的热导率仍以几乎相同的速率降低，表明微球在基质率仍以几乎相同的速率降低，表明微球在基质中未达到饱和状态。中未达到饱和状态。严谨严谨 严格严格 求实求实 求是求是3.3.拉伸性能拉伸性能对于防渗膜样品，当加入微球对于防渗膜样品，当加入微球2wt%时，拉伸强度缓慢下降，而时，拉伸强度缓慢下降，而断裂伸长率没有显著变化。进一步断裂伸长率没有显著变化。进一步增加微球的含量，拉伸强度和伸长增加微球的含量，拉伸强度和伸长率同时迅速降低。在高微球含量的率同时迅速降低。在高微球含量