GB 50264-2013 工业设备及管道绝热工程设计规范
译制单位:管道助手
中华人民共和国国 家标准
工业设备及管道绝热工程设计规范
Code for design of industrial equipment and pipeline insulation engineering
GB 50264-2013
代替 GB 50264-97
发布公告
中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第4号
现批准《工业设备及管道绝热工程设计规范》为国 家标准,编号为GB 50264-2013,自2013年10月1日起实施。其中,第3.0.1(3)、4.1.6、4.2.2、4.3.3、4.3.4条为强制性条文,必须严格执行。原《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264-97同时废止。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国工程建设标准化协会化工分会负责日常管理,由中国寰球工程公司负责具体技术内容的解释。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2013年3月14日
前 言
本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发2008年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)的通知》(建标〔2008〕105号)的要求,由中国寰球工程公司会同有关单位在《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264-97的基础上修订而成。
本规范修订的主要技术内容:
1. 调整了规范适用范围,将绝热工程外表面温度范围扩大为-196℃~850℃;
2. 增加了术语和符号章节;
3. 更新了绝热材料性能指标,增加了新型绝热材料的技术要求;
4. 修订了绝热层厚度计算公式,完善了防结露、保冷厚度计算方法;
5. 补充了高温、低温绝热结构设计要求;
6. 增加了绝热工程防火设计内容;
7. 新增附录E,规定了粘结剂、密封剂、耐磨剂、玛蹄脂和聚氨酯防水卷材的性能要求。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范主编单位:中国寰球工程公司
本规范参编单位:中国石油天然气管道工程有限公司、中国石化工程建设有限公司、东华工程科技股份有限公司、中国成达工程有限公司、上海化工研究院、南京玻璃纤维研究设计院有限公司、山东鲁阳股份有限公司、上海亨斯迈聚氨酯有限公司
本规范主要起草人:吴德荣、王怀义、张来勇、刘兴平、李红艳、王京、赵军、陈勇、张毅、李建明、周颖、王健、刘军、张峰、于波、李刚
本规范主要审查人:徐德勤、王建国、李志强、刘建伟、张晓明、赵华、孙明、王磊、陈军、刘辉
1 总 则
1.0.1
为了满足生产工艺及节能减排的要求,改善劳动条件,提高经济效益,保证绝热工程设计质量,制定本规范。
1.0.2
本规范适用于工业设备及管道外表面温度为-196℃~850℃的绝热工程的设计。本规范不适用于核能、航空、航天系统有特殊要求的设备及管道,以及建筑、冷库和埋地管道的绝热工程的设计。
1.0.3
绝热设计应符合下列要求:
1. 绝热工程设计应按使用环境、被绝热设备及管道的材质和表面温度正确选择符合国 家现行有关标准的材料;对于新材料,应通过国 家法定的检测部门检测合格后再选用;
2. 绝热设计应根据工艺、节能、防结露和经济性等要求进行绝热计算,并应确定绝热结构;
3. (强制性条文)在距地面或工作台面2.1m高度以下,以及工作台面边缘与热表面间的距离小于0.75m的范围内,必须设置防烫伤保温设施。
1.0.4
工业设备及管道绝热工程的设计,除应符合本规范外,尚应符合国 家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 绝热 insulation
为减少设备、管道及其附件向周围环境散热或从周围环境吸热,在其外表面采取的包覆措施。
2.1.2 保温 thermal insulation
为减少设备、管道及其附件向周围环境散热而采取的绝热措施。
2.1.3 保冷 cold insulation
为减少周围环境的热量传入低温设备、管道及其附件内部而采取的绝热措施。
2.1.4 防潮层 moisture barrier
为防止水蒸气渗入绝热层而设置的包覆层。
2.1.5 保护层 protective covering
为保护绝热层和防潮层,抵御外界环境因素的影响而设置的外覆层。
2.2 符 号
符号 | 含义 | 单位 |
λ | 绝热材料导热系数 | W/(m·K) |
δ | 绝热层厚度 | m |
t | 设备或管道外表面温度 | ℃ |
t | 环境温度 | ℃ |
q | 热损失量 | W/m² |
3 基本规定
3.0.1
具有下列情况之一的设备、管道及其附件必须进行绝热:
1. 外表面温度大于50℃且需要减少散热损失者;
2. 外表面温度小于等于50℃且工艺要求维持介质温度者;
3. 要求防止凝露的低温设备、管道及其附件;
4. 工艺生产中不需要保温或保冷,但表面温度超过60℃,且需要防止烫伤人员者。
3.0.2
具有下列情况之一的设备、管道及其附件可不进行绝热:
1. 工艺要求裸露的设备、管道及其附件;
2. 要求散热的设备、管道及其附件;
3. 室内管道,且介质温度低于60℃,又不需要防止烫伤者。
3.0.3
绝热设计应根据设备、管道的运行工况和环境条件,选择技术先进、经济合理、安全可靠的绝热结构和材料。
3.0.4
绝热层厚度应按本规范第5章的规定进行计算,并应取计算值的整数倍,且不应小于最小厚度。
4 绝热材料
4.1 保温材料
4.1.1
保温材料及其制品的性能应符合国 家现行有关标准的规定,并应具有出厂合格证和性能检测报告。
4.1.2
保温材料的导热系数应符合下列规定:
1. 平均温度等于或小于350℃时,导热系数不应大于0.12W/(m·K);
2. 平均温度大于350℃时,导热系数不应大于0.15W/(m·K)。
4.1.3
保温材料的密度不应大于300kg/m³。
4.1.4
硬质保温制品的抗压强度不应小于0.4MPa;半硬质保温制品的抗压强度不应小于0.2MPa。
4.1.5
保温材料的含水率不应大于7.5%(质量分数)。
4.1.6
(强制性条文)保温材料的燃烧性能不应低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的B1级。
4.2 保冷材料
4.2.1
保冷材料及其制品的性能应符合国 家现行有关标准的规定,并应具有出厂合格证和性能检测报告。
4.2.2
(强制性条文)保冷材料的燃烧性能不应低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的B1级。
4.2.3
保冷材料的导热系数应符合下列规定:
1. 平均温度等于或小于25℃时,导热系数不应大于0.044W/(m·K);
2. 平均温度大于25℃时,导热系数不应大于0.064W/(m·K)。
4.2.4
保冷材料的密度不应大于200kg/m³。
4.2.5
硬质保冷制品的抗压强度不应小于0.15MPa。
4.2.6
保冷材料的吸水率不应大于1%(体积分数)。
4.3 保护层材料
4.3.1
保护层材料应具有防水、防潮、抗大气腐蚀、化学稳定性好等性能,并不得对防潮层材料或绝热层材料产生腐蚀或溶解作用。
4.3.2
保护层应选择机械强度高,且在使用环境下不软化、不脆裂和抗老化的材料。
4.3.3
(强制性条文)保护层材料应采用不低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的C级材料。
4.3.4
(强制性条文)对贮存或输送易燃、易爆物料的设备及管道,以及与其邻近的管道,其保护层必须采用不低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的A2级材料。
4.4 防潮层材料
4.4.1
防潮层材料应具有良好的防水、防潮性能,且在使用温度范围内不软化、不脆裂、不流淌。
4.4.2
防潮层材料应与绝热层、保护层材料相容,不得产生腐蚀或溶解作用。
4.4.3
防潮层材料的吸水率不应大于1%(质量分数)。
5 绝热计算
5.1 一般规定
5.1.1
绝热计算应包括保温厚度计算、保冷厚度计算、防结露厚度计算和热损失计算。
5.1.2
计算参数应按下列规定选取:
1. 设备或管道外表面温度:应取正常运行时的最高温度;
2. 环境温度:室外应取历年最热月平均温度,室内应取室内设计温度;
3. 风速:室外应取历年平均风速,室内应取0.5m/s;
4. 相对湿度:室外应取历年最热月平均相对湿度,室内应取室内设计相对湿度。
5.2 保温厚度计算
5.2.1
保温厚度应按最大允许热损失量计算,计算公式如下:
式中:
t——设备或管道外表面温度(℃);
t——环境温度(℃);
δ——保温层厚度(m);
λ——保温材料导热系数(W/(m·K));
α——保温层外表面换热系数(W/(m²·K));
q——最大允许热损失量(W/m²),应符合附录B的规定。
5.2.2
圆筒型设备和管道的保温厚度应按下列公式计算:
式中:
D——设备或管道外径(m);
D——保温层外径(m)。
5.3 保冷厚度计算
5.3.1
保冷厚度应按防结露原则计算,计算公式如下:
式中:
t——环境露点温度(℃)。
5.3.2
圆筒型设备和管道的保冷厚度应按附录C的规定计算。
5.4 热损失计算
5.4.1
平面型设备的热损失应按下式计算:
5.4.2
圆筒型设备和管道的热损失应按下式计算:
6 绝热结构设计
6.1 一般规定
6.1.1
绝热结构应满足绝热性能、机械强度、防火、防水、防潮和使用寿命的要求。
6.1.2
绝热结构应便于安装、检修和维护。
6.1.3
对于有振动的设备和管道,绝热结构应采取防振措施。
6.2 绝热层结构
6.2.1
绝热层厚度大于100mm时,应分层敷设,每层厚度宜相近。
6.2.2
绝热层的拼缝应严密,拼缝宽度不应大于5mm;多层绝热层的拼缝应错开,错开距离不应小于100mm。
6.2.3
设备和管道的法兰、阀门、人孔等附件处的绝热结构应便于拆卸,且绝热层厚度不应小于管道绝热层厚度。
6.2.4
支承件的设置应符合下列规定:
1. 立式设备和管道应设置绝热层支承件,支承件间距不应大于3m;
2. 卧式设备应在两端和中间设置绝热层支承件;
3. 支承件的宽度应小于绝热层厚度10mm~20mm。
6.3 防潮层结构
6.3.1
保冷结构必须设置防潮层,保温结构在潮湿环境或埋地条件下应设置防潮层。
6.3.2
防潮层应完整连续,不得有破损、气泡和针孔。
6.3.3
防潮层的搭接宽度不应小于50mm,且应顺水搭接。
6.4 保护层结构
6.4.1
保护层应根据使用环境和要求选择金属保护层或非金属保护层。
6.4.2
金属保护层的搭接宽度不应小于50mm,且应顺水搭接;搭接处应采用自攻螺钉或铆钉固定,固定间距不应大于200mm。
6.4.3
非金属保护层的搭接宽度不应小于80mm,且应顺水搭接;搭接处应采用粘结剂密封。
7 防 火
7.0.1
绝热工程的防火设计应符合国 家现行有关防火标准的规定。
7.0.2
在火灾危险区域内的绝热工程,应采用不燃或难燃绝热材料。
7.0.3
绝热层应采取防火分隔措施,防火分隔间距不应大于10m。
7.0.4
穿越防火墙、防火堤的管道绝热层应采用不燃材料,且应在穿越处设置防火封堵。
附 录 A(资料性附录) 常用绝热材料性能
材料名称 | 密度(kg/m³) | 导热系数(W/(m·K)) | 最高使用温度(℃) |
岩棉制品 | 80~200 | 0.040~0.046 | 600 |
玻璃棉制品 | 32~120 | 0.038~0.042 | 400 |
硅酸钙制品 | 170~250 | 0.055~0.065 | 650 |
聚氨酯泡沫塑料 | 30~60 | 0.022~0.030 | 120 |
聚苯乙烯泡沫塑料 | 20~50 | 0.030~0.040 | 70 |
附 录 B(规范性附录) 最大允许热损失量
设备管道外表面温度T(℃) | 绝热层外表面最大允许热损失量Q(W/m²) |
100 | 116 |
150 | 163 |
200 | 203 |
250 | 244 |
300 | 279 |
350 | 308 |
400 | 335 |
450 | 362 |
500 | 388 |
550 | 414 |
600 | 439 |
650 | 465 |
700 | 490 |
750 | 516 |
800 | 542 |
850 | 567 |
附 录 C(规范性附录) 圆筒型设备和管道保冷层厚度计算
C.1 计算公式
圆筒型设备和管道的保冷层厚度应按下式计算:
C.2 计算步骤
1. 确定计算参数:t、t、t、D、λ、α;
2. 假设保冷层外径D,代入公式计算;
3. 若等式两边相等,则假设的D为计算值;若不相等,重新假设D,直至等式两边相等;
4. 保冷层厚度δ=(D-D)/2。
附 录 D(资料性附录) 防潮层材料性能
材料名称 | 抗拉强度(MPa) | 断裂伸长率(%) | 吸水率(%) |
石油沥青玛蹄脂 | ≥0.15 | ≥5 | ≤1 |
聚乙烯薄膜 | ≥10 | ≥200 | ≤0.1 |
聚氨酯防水卷材 | ≥1.5 | ≥300 | ≤0.5 |
附 录 E(资料性附录) 粘结剂、密封剂、耐磨剂、玛蹄脂和聚氨酯防水卷材性能
本附录规定了绝热工程用粘结剂、密封剂、耐磨剂、玛蹄脂和聚氨酯防水卷材的性能要求,具体指标应符合国 家现行有关标准的规定。
条文说明
1 总则条文说明
本规范适用范围扩大到-196℃~850℃,覆盖了工业领域绝大多数绝热工程工况。防烫伤规定为强制性条文,是为了保障操作人员的人身安全,防止高温表面烫伤事故。
4 绝热材料条文说明
绝热材料的燃烧性能要求为强制性条文,是为了防止火灾事故的发生。对于易燃、易爆物料的设备及管道,保护层必须采用不燃材料,以提高火灾安全性。
5 绝热计算条文说明
最大允许热损失量是根据国 家节能减排要求制定的,与现行国 家标准《设备及管道绝热技术通则》GB/T 4272一致。保冷厚度按防结露原则计算,确保绝热层外表面温度高于环境露点温度,防止结露。
6 绝热结构设计条文说明
绝热层分层敷设是为了减少热损失和提高绝热效果。支承件的设置是为了防止绝热层下滑,保证绝热结构的稳定性。
7 防火条文说明
绝热工程的防火设计是工业安全的重要组成部分。防火分隔措施和防火封堵是为了防止火灾蔓延,减少火灾损失。