Ventajas del Fieltro de Aerogel en el Campo del GNL
Estado Actual del Aislamiento del GNL:
En la ingeniería del GNL y otros proyectos criogénicos, las temperaturas involucradas en equipos de baja y ultra baja temperatura suelen variar de -40 a -170 grados Celsius. Los materiales de aislamiento criogénico más comúnmente utilizados incluyen PUR/PIR, vidrio espumado, caucho y plástico, espuma fenólica modificada, etc. Estos materiales representan una mejora significativa tanto en rendimiento como en construcción en comparación con los materiales de perlita utilizados anteriormente. La eficacia del aislamiento criogénico no solo impacta la eficiencia general del equipo, sino que también desempeña un papel crucial en garantizar la seguridad de las instalaciones. Los materiales de aislamiento adecuados no solo reducen el consumo de energía y minimizan la pérdida de refrigeración, sino que también proporcionan garantías para el cumplimiento ambiental, asegurando una producción segura y creando mejores beneficios económicos. La aparición de materiales de aislamiento tipo aerogel parece hecha a medida para el aislamiento criogénico y ya se aplica ampliamente tanto a nivel nacional como internacional.
Estado Actual de la Refrigeración del GNL:
- Los materiales tradicionales experimentan una rápida deterioración en el rendimiento del aislamiento, lo que resulta en altos costos de mantenimiento.
- El rendimiento de aislamiento insuficiente y la pérdida significativa de refrigeración de los materiales tradicionales representan riesgos para el almacenamiento y transporte de gas natural u otros gases comprimidos.
- El gran grosor de los materiales tradicionales complica el diseño de tuberías dispuestas densamente.
- La baja efectividad de aislamiento conduce a la corrosión debido a la condensación en las tuberías.
- El agua de condensación en exceso fácilmente vuelve ineficaz la capa de aislamiento.
- Las propiedades impermeables de los materiales orgánicos están presentes pero no cumplen con los requisitos de protección contra incendios.
Ventajas del Super Material de Aerogel:
- Estabilidad óptima a bajas temperaturas; puede mantener el rendimiento de refrigeración y una excelente flexibilidad incluso a -200℃ sin agrietarse.
- Destacada estabilidad dimensional; la estructura especial a escala nanométrica resiste el estrés interno causado por la expansión de la tubería sin necesidad de juntas de expansión.
- Excelente hidrofobicidad del material de aerogel que evita eficazmente que el agua penetre en la superficie de las tuberías de metal, previniendo la corrosión y preservando la eficacia del aislamiento.
- Composición de material inorgánico, principalmente SiO2, sin adhesivos, garantiza un rendimiento estable, seguridad, resistencia al fuego y una vida útil prolongada.
- Corte y construcción de material convenientes, lo que resulta en bajos costos de mantenimiento.
- Rendimiento superior de refrigeración; la conductividad térmica a temperatura ambiente es solo de 0.018W/m·k, y a temperaturas ultra bajas, la conductividad térmica es <0.01W/m·k. Esto reduce significativamente el grosor necesario de la capa de refrigeración, disminuyendo efectivamente la pérdida de refrigeración y optimizando el diseño de tuberías dispuestas densamente.
Comparación de Rendimiento entre Aerogel y Materiales Tradicionales de Refrigeración:
Almohadilla de fieltro compuesta aerogel | Vidrio espumoso | PIR de espumaCianato de trimeric | |
Conductividad térmicaW/(m·K). | 0.010~0.020 | 0.050~0.080 | 0.030~0.040 |
Densidad de apilamiento(kg/m³) | 190 | 150~240 | 50~180 |
Espesor de la retención de frío | 0.50 | 2 | 1 |
Tasa de absorción de agua(vol%) | 0.36 | 2 | 1.5 |
Impermeabilidad | Impermeabilización general, hidrofobicidad ≥ 99%, nanoestructura La estructura protege eficazmente contra la formación de rocío y heladas | Poca impermeabilidad requiere medidas adicionales de impermeabilidad | Poca impermeabilidad requiere medidas adicionales de impermeabilidad |
Construcción | Se puede enrollar en forma de rollo y formar piezas, con buena flexibilidad y fácil construcción. | Muy pobre, alta pérdida | Normal, se puede espumar en el lugar, pero la uniformidad de la espuma es pobre. |
Estabilidad a muy baja temperatura | Excelente, vida útil esperada 5 – 10 años | Estabilidad moderada, con una vida útil de unos 2 años | Fácil de envejecer, baja resistencia y mala estabilidad, necesita ser reemplazado de 6 meses a 1 año |
Estabilidad del tamaño | 0.45% | Pobre | Pobre |
Reutilizabilidad | Reutilizable durante el desmontaje y mantenimiento | Frágil e inutilizable al desmontar | Frágil e inutilizable al desmontar |
Comparación económica de aerogeles con materiales de refrigeración tradicionales:
| Manta aislante de aerogel | Vidrio espumado | PIR | |
| Espesor esperado de la capa de aislamiento (mm) | 40 | 160 | 80 |
| Temperatura superficial esperada (℃) | 30 | 30 | 30 |
| Volumen de material aislante (m³) | 17.5 | 140 | 45.2 |
| Costo del material principal (en miles de yuanes) | 18 | 14 | 7 |
| Costo de materiales de construcción y auxiliares (en miles de yuanes) | 3 | 8 | 5 |
| Situación de pérdida de enfriamiento | 约1/3 | 2 | 1 |
| Situación de mantenimiento | Casi insignificante, incluso en caso de daños físicos. Fácil de reparar | Requiere mantenimiento mínimo; una vez que llegue al final de su vida útil, se recomienda un reemplazo completo. | Problemas importantes de envejecimiento; Requiere reparaciones importantes cada 3 a 6 meses, con costos de mantenimiento que oscilan entre 10.000 y 20.000 yuanes por ocurrencia. |
| Tubería enterrada | Pequeño volumen, si el proyecto de movimiento de tierras es un tercio de la tubería prefabricada tradicional, resulta en menores costos de transporte debido al volumen reducido. | El volumen es demasiado grande, lo que hace que no sea práctico su uso como tubería prefabricada. | El volumen es grande, lo que lo hace poco práctico para la producción de tuberías prefabricadas. |
Nota: cálculo basado en tuberías de 100 mm de diámetro y 1 km de longitud