In quanto materia prima energetica e chimica pulita, di alta qualità, efficiente e conveniente, il gas naturale ha un enorme potenziale applicativo. Tra questi, anche il gas naturale liquefatto (GNL), che presenta un elevato grado di commercializzazione, ha iniziato ad attirare l'attenzione come integrazione alle fonti di gas tradizionali.
Poiché i gasdotti per il trasporto di GNL sono tipicamente condotti per il trasporto di fluidi a bassa temperatura, il GNL trasportato si trova generalmente allo stato liquido a bassa temperatura. Quando viene a contatto con calore esterno, vaporizza facilmente, causando la trasformazione del flusso liquido monofase in un flusso bifase gas-liquido, o addirittura la formazione di un blocco gassoso, con conseguente aumento della pressione e diminuzione della portata in tratti specifici del tubo, compromettendo seriamente il normale trasporto del GNL. Pertanto, la vaporizzazione del GNL deve essere rigorosamente controllata. L'isolamento dei gasdotti per il trasporto di GNL può prevenire l'ingresso di calore esterno e la vaporizzazione del GNL, e la sua efficacia dipende principalmente dalla qualità dell'isolamento stesso. Di conseguenza, i gasdotti per il trasporto di GNL devono adottare misure di isolamento termico , la cui qualità non solo influisce sull'efficienza del trasporto del GNL, ma ha anche un impatto significativo sul normale funzionamento dell'intero sistema.
Tipi di isolamento delle condotte GNL
Isolamento sottovuoto: il principio consiste nel trasformare la struttura isolante in uno strato intermedio sigillato, e lo spazio interno viene evacuato fino a un certo grado di vuoto per ridurre lo scambio termico. Nel sistema GNL domestico, offre un lungo tempo di utilizzo, un evidente effetto di isolamento termico e una ridotta perdita di energia. Tuttavia, a causa del prezzo elevato e dei lunghi tempi di produzione, viene utilizzato principalmente in progetti chiave e non può essere utilizzato su larga scala.
Isolamento a strati: l'isolamento a strati è un metodo di isolamento tradizionale, ovvero materiali isolanti porosi vengono installati all'esterno del tubo e l'isolamento si ottiene riempiendo le celle con aria a pressione normale (o altri gas). L'effetto di isolamento termico è leggermente inferiore a quello dell'isolamento sotto vuoto, ma presenta una struttura semplice, un costo contenuto e un funzionamento e una manutenzione agevoli. Attualmente, i gasdotti GNL nazionali utilizzano principalmente questo metodo per l'isolamento delle condotte.
Nel mercato attuale, i materiali isolanti impilabili esistenti utilizzano principalmente poliuretano e vetro cellulare, a seconda delle diverse temperature del GNL. Rispetto ai tradizionali materiali isolanti termici come poliuretano e vetro cellulare, la schiuma melamminica offre maggiori vantaggi. La schiuma melamminica offre un'ampia resistenza agli agenti atmosferici (da -196 °C a 200 °C), mantiene una struttura fisica e chimica stabile sia ad alte che a basse temperature e offre un'eccellente conduttività termica (coefficiente di conduttività termica 0.032 W/(m*K)) e prestazioni di assorbimento acustico (0.95 NRC). Inoltre, leggerezza, protezione ambientale e sicurezza la rendono un materiale isolante insostituibile per le condotte del GNL.
Nella progettazione ingegneristica delle stazioni di GNL, è necessario analizzare attentamente la situazione reale del progetto e selezionare e utilizzare materiali di isolamento termico e di isolamento dal freddo adeguati. Tra i punti salienti figurano:
- La temperatura minima di utilizzo sicuro dei materiali isolanti freddi deve essere inferiore alla temperatura minima del mezzo durante il normale funzionamento;
- Le prestazioni di protezione antincendio dei materiali isolanti dal freddo devono soddisfare i requisiti delle attuali norme nazionali;
- Dare priorità all'uso di materiali isolanti a freddo con un'eccellente resistenza alla permeabilità al vapore acqueo per garantire la stabilità a lungo termine delle prestazioni del materiale;
- Il materiale isolante a freddo deve avere buone prestazioni di taglio in loco o di lavorazione del taglio, facile da costruire e semplificata difficoltà di installazione in loco;
- Dare priorità a materiali o prodotti con elevati benefici economici complessivi;
- Ridurre la quantità di lavori di manutenzione giornaliera dopo la messa in produzione del sistema di raffreddamento e migliorare il riutilizzo dei materiali.
In base ai requisiti sopra indicati, la schiuma di melammina può essere utilizzata come materiale isolante termico e di mantenimento della temperatura per le condotte di GNL, svolgendo un ruolo importante in tali processi. La schiuma di melammina è un materiale plastico elastomerico flessibile con una struttura reticolare tridimensionale. Mantiene intatta la sua struttura fisica e chimica anche a -196 gradi Celsius, conservando quindi un'eccellente conduttività termica a basse temperature e inibendo la convezione tra l'ambiente interno ed esterno. Conduzione termica per conduzione e irraggiamento, eccellente resistenza al fuoco (B1, UL94 V0 e HL-1) e proprietà isolanti (non genera carica statica e antistatica), resistenza ad acidi e alcali, resistenza alla corrosione, resistenza all'invecchiamento, leggerezza e flessibilità a basse temperature, ecc., e poiché la schiuma di resina melaminica è un materiale elastico ma non fibroso, non contiene polvere, è priva di alogenati e idrocarburi, ritardanti di fiamma e/o metalli pesanti tossici, particolarmente adatta per luoghi con requisiti ecocompatibili particolarmente elevati, isolamento termico e acustico per celle frigorifere (impianti di lavorazione farmaceutica, impianti di lavorazione di frutta e verdura, impianti di trasformazione alimentare, impianti di lavorazione della carne e fabbriche di bevande fredde), isolamento termico e acustico per celle frigorifere/congelatori, isolamento termico e acustico per serbatoi di stoccaggio di GNL liquefatto, isolamento termico e acustico per veicoli o navi per il trasporto di GNL liquefatto.
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