Voordelen van aerogelvilt in de LNG-sector

Huidige status van LNG-isolatie:

In LNG-technologie en andere cryogene projecten variëren de temperaturen voor lage- en ultralagetemperatuurapparaten doorgaans van -40 tot -170 graden Celsius. De meest gebruikte cryogene isolatiematerialen zijn onder andere PUR/PIR, geschuimd glas, rubber en kunststof, gemodificeerd fenolschuim, enz. Deze materialen vertegenwoordigen een aanzienlijke verbetering in zowel prestatie als constructie vergeleken met de voorheen gebruikte perlietmaterialen. De efficiëntie van cryogene isolatie heeft niet alleen invloed op de algehele efficiëntie van de apparatuur, maar speelt ook een cruciale rol in de veiligheid van de faciliteit. Geschikte isolatiematerialen verminderen niet alleen het energieverbruik en minimaliseren het koudeverlies, maar garanderen ook dat aan de milieuvoorschriften wordt voldaan. Dit zorgt voor een veilige productie en creëert betere economische voordelen. De opkomst van aerogelachtige isolatiematerialen lijkt bij uitstek geschikt voor cryogene isolatie en wordt zowel nationaal als internationaal al op grote schaal gebruikt.

Huidige status van LNG-koeling:

Bij traditionele materialen neemt de isolatieprestatie snel af, wat resulteert in hoge onderhoudskosten.
Onvoldoende isolatieprestaties en aanzienlijk koudeverlies bij traditionele materialen vormen risico's voor de opslag en het transport van aardgas of andere samengeperste gassen.
De grote dikte van traditionele materialen maakt het lastig om dicht op elkaar liggende pijpleidingen te ontwerpen.
Slechte isolatie leidt tot corrosie door condensatie op de leidingen.
Overtollig condenswater zorgt ervoor dat de isolatielaag zijn werking verliest.
Organische materialen zijn waterdicht, maar voldoen niet aan de brandveiligheidseisen.

Voordelen van het aerogel supermateriaal:

Optimale stabiliteit bij lage temperaturen; kan koelprestaties behouden, zelfs bij -200 ℃, zonder te barsten.
Uitstekende maatvastheid; De speciale structuur op nanoschaal weerstaat interne spanningen die ontstaan door de uitzetting van de pijpleiding, zonder dat er expansievoegen nodig zijn.
De uitstekende hydrofobiciteit van het aerogelmateriaal voorkomt effectief het binnendringen van water in het oppervlak van metalen pijpleidingen, voorkomt corrosie en behoudt het isolerende effect.
De anorganische materiaalsamenstelling, hoofdzakelijk SiO2, zonder kleefstoffen, zorgt voor stabiele prestaties, veiligheid, brandwerendheid en een langere levensduur.
Gemakkelijk materiaal snijden en construeren, wat resulteert in lage onderhoudskosten.
Superieure koelprestaties; de thermische geleidbaarheid bij kamertemperatuur bedraagt slechts 0,018 W/m·K, en bij extreem lage temperaturen bedraagt de thermische geleidbaarheid <0,01 W/m·K. Hierdoor wordt de benodigde dikte van de koellaag aanzienlijk verkleind, worden koelverliezen effectief verminderd en wordt het ontwerp van dicht op elkaar geplaatste leidingen geoptimaliseerd.

Prestatievergelijking tussen aerogel en traditionele koelmaterialen:

	Aerogel composiet viltkussen	schuimglas	Schuim PIR polytrimere cyanaatester
Thermische geleidbaarheid W/(m·K).	0,010~0,020	0,050~0,080	0,030~0,040
Bulkdichtheid (kg/m³)	190	150~240	50~180
Dikte van koude-isolatie	0.50	2	1
Waterabsorptiesnelheid (vol.-%)	0.36	2	1.5
Waterbestendigheid	Volledige afdichting, hydrofobiciteit ≥ 99 %, nanostructuur. De structuur kan effectief dooi- en vorstvorming weerstaan	Bij slechte afdichting zijn extra afdichtingsmaatregelen nodig	Bij slechte afdichting zijn extra afdichtingsmaatregelen nodig
Bouwbaarheid	Kan worden opgerold tot rollen en gegoten onderdelen, met een goede flexibiliteit en eenvoudige constructie	Zeer slecht, hoog verlies	Normaal, kan ter plaatse worden opgeschuimd, maar de uniformiteit van het schuim is slecht.
Stabiliteit bij extreem lage temperaturen	Uitstekend, verwachte levensduur 5-10 jaar	Matige stabiliteit met een levensduur van ongeveer 2 jaar	Gemakkelijk te verouderen, verminderde sterkte, slechte stabiliteit, vervanging vereist na 6 maanden tot 1 jaar
Dimensionale stabiliteit	0.45%	arm	arm
Herbruikbaarheid	Herbruikbaar tijdens demontage en onderhoud	Breekbaar bij demontage en onbruikbaar	Breekbaar bij demontage en onbruikbaar

Economische vergelijking tussen Airgel en traditionele koelmaterialen:

	Aerogel isolatiedeken	schuimglas	PIR
Verwachte dikte van de isolatielaag (mm)	40	160	80
Verwachte oppervlaktetemperatuur (℃)	30	30	30
Volume isolatiemateriaal (m³)	17.5	140	45.2
Belangrijkste materiaalkosten (in duizenden yuan)	18	14	7
Bouw- en hulpmateriaalkosten (in duizenden yuan)	3	8	5
Koelverlies situatie	1/3	2	1
Onderhoudssituatie	Vrijwel verwaarloosbaar, zelfs in het geval van fysieke schade. Gemakkelijk te repareren	Minimale onderhoudsinspanning; Na het einde van de levensduur wordt een volledige vervanging aanbevolen.	Ernstige leeftijdsgebonden problemen; vereist elke 3 tot 6 maanden grote reparaties, waarbij de onderhoudskosten variëren van 10.000 tot 20.000 yuan per incident.
Begraven pijpleiding	Klein volume: Als het grondwerkproject een derde van de conventionele geprefabriceerde pijpleiding beslaat, resulteert dit in lagere transportkosten vanwege het kleinere volume.	Het volume is te groot en daarom niet praktisch voor gebruik als geprefabriceerde pijpleiding.	Het volume is groot en daarom niet praktisch voor de productie van geprefabriceerde pijpleidingen.

Let op: De berekeningen zijn gebaseerd op een pijpleiding met een diameter van 100 mm en een lengte van 1 km.

Gelabeld Aerogel