Como matéria-prima química e energética limpa, de alta qualidade, eficiente e conveniente, o gás natural tem enorme potencial de aplicação. Entre eles, o gás natural liquefeito (GNL), que possui alto grau de comercialização, também começou a atrair atenção como um complemento às fontes tradicionais de gás.
Como os gasodutos de GNL são típicos gasodutos de transporte de fluidos a baixas temperaturas, o GNL transportado por eles geralmente se encontra em estado líquido. Quando exposto a calor externo, o gás vaporiza facilmente, transformando o fluxo monofásico líquido em um fluxo bifásico gás-líquido, ou até mesmo causando um bloqueio de gás. Isso resulta em aumento de pressão e redução da vazão em trechos específicos do gasoduto, afetando seriamente o transporte normal do GNL. Portanto, a vaporização do GNL deve ser rigorosamente controlada. O isolamento térmico dos gasodutos de GNL pode prevenir a entrada de calor externo e a vaporização do GNL, e sua eficácia depende principalmente da qualidade do isolamento. Assim, os gasodutos de GNL devem adotar medidas de isolamento térmico , cuja qualidade não só afetará a eficiência do transporte de GNL, como também terá um impacto significativo na operação normal de todo o sistema.
Tipos de isolamento de dutos de GNL
Isolamento a vácuo: O princípio é transformar a estrutura de isolamento em uma camada intermediária selada, e o espaço interno é evacuado a um certo grau de vácuo para reduzir a transferência de calor. No sistema doméstico de GNL, apresenta longo tempo de utilização, efeito isolante térmico evidente e baixa perda de energia. No entanto, devido ao alto preço e ao longo tempo de fabricação, é utilizado principalmente em projetos-chave e não pode ser utilizado em larga escala.
Isolamento por empilhamento: O isolamento por empilhamento é um método tradicional de isolamento, ou seja, materiais isolantes porosos são instalados na parte externa da tubulação, e o isolamento é obtido porque as células são preenchidas com ar sob pressão normal (ou outros gases). O efeito de isolamento térmico é ligeiramente inferior ao do isolamento a vácuo, mas possui uma estrutura simples, baixo custo e operação e manutenção convenientes. Atualmente, os dutos domésticos de GNL utilizam principalmente esse método para isolamento de dutos.
No mercado atual, os materiais de isolamento empilhados existentes utilizam principalmente poliuretano e espuma de vidro, de acordo com as diferentes temperaturas do GNL. Comparada aos materiais de isolamento térmico tradicionais, como poliuretano e espuma de vidro, a espuma de melamina apresenta mais vantagens. A espuma de melamina possui uma ampla faixa de resistência às intempéries (-196°C a 200°C), mantém uma estrutura física e química estável em condições de alta e baixa temperatura e oferece excelente condutividade térmica (coeficiente de condutividade térmica de 0.032 W/(m*K))) e desempenho de absorção sonora (0.95 NRC). Leveza, proteção ambiental e segurança a tornam um material de isolamento insubstituível para dutos de GNL.
No projeto de engenharia de estações de usinas de GNL, a situação real do projeto deve ser analisada especificamente, e materiais adequados de isolamento térmico e de frio devem ser selecionados e utilizados. Seus destaques incluem:
- A temperatura mínima de uso seguro de materiais de isolamento frio deve ser inferior à temperatura mínima do meio durante a operação normal;
- O desempenho de proteção contra incêndio dos materiais de isolamento frio deve atender aos requisitos das normas nacionais vigentes;
- Priorizar o uso de materiais de isolamento frio com excelente resistência à permeabilidade ao vapor de água para garantir a estabilidade a longo prazo do desempenho do material;
- O material de isolamento frio deve ter bom desempenho de corte ou processamento de corte no local, construção fácil e dificuldade de instalação simplificada no local;
- Dar prioridade a materiais ou produtos com altos benefícios econômicos abrangentes;
- Reduza a quantidade de trabalho de manutenção diária depois que o sistema de resfriamento for colocado em produção e melhore a reutilização de materiais.
Com base nos requisitos acima, a espuma de melamina pode ser utilizada como material de isolamento térmico e preservação a frio para gasodutos de GNL, desempenhando um papel importante no isolamento térmico e na preservação a frio desses gasodutos. A espuma de melamina é um material plástico elastomérico flexível com uma estrutura de rede tridimensional. Ela mantém sua estrutura físico-química intacta mesmo a -196 graus Celsius, apresentando excelente condutividade térmica em baixas temperaturas e inibindo a convecção entre os ambientes interno e externo. Condução térmica por condução e radiação, excelente resistência ao fogo (B1, UL94 V0 e HL-1) e propriedades isolantes (não gera estática e é antiestático), resistência a ácidos e álcalis, resistência à corrosão, resistência ao envelhecimento, leveza e flexibilidade em baixas temperaturas, etc. Além disso, como a espuma de resina melamínica é um material elástico, porém não fibroso, não contém poeira, halogenados, hidrocarbonetos, retardantes de chama e/ou metais pesados tóxicos, sendo especialmente adequada para locais com requisitos ecológicos particularmente elevados, como isolamento térmico e acústico para câmaras frigoríficas (fábricas de processamento farmacêutico, fábricas de processamento de frutas e vegetais, fábricas de processamento de alimentos, fábricas de processamento de carne e fábricas de bebidas geladas), isolamento térmico e acústico para tanques de armazenamento de GNL (gás natural liquefeito) e isolamento térmico e acústico para veículos ou navios de transporte de GNL.
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