Izolacja termiczna w piecach i kotłach przemysłowych

Najważniejszym celem stosowania izolacji termicznej jest ochrona przed utratą ciepła i zachowanie stałej temperatury. Izolacja ma także duże znaczenie dla bezpieczeństwa - zabezpiecza przed ewentualnym, niebezpiecznym rozszerzeniem się otwartego ognia i przed poparzeniami. Nie mniej ważne są czynniki technologiczne - równomierne rozłożenie temperatury we wszystkich elementach konstrukcji urządzeń pozwala uniknąć odkształceń termicznych.

^{Cegła izolacyjna. Fot. Vitcas}

Rodzaje izolacji w piecach przemysłowych

Rodzaj materiałów stosowanych do izolacji pieców przemysłowych zależy od trzech czynników: funkcji pieca, temperatury jego pracy oraz miejsca zastosowania izolacji.

 – Do izolacji w przemyśle często stosuje się materiały z włókien ceramicznych: płyty, maty czy moduły. Najczęściej składają się one z mieszanki włókien z tlenku żelaza, glinu  (od 40% do 46%), tlenku krzemu (od 43% do 52%) i cyrkonu, a ich odporność na wysokie temperatury waha się  od 1260°C do 1600°C  – mówi ekspert z działu technicznego firmy VITCAS POLSKA, producenta materiałów wysokotemperaturowych.

Materiały z włókien ceramicznych są bardzo lekkie i elastyczne, dzięki czemu łatwo dopasowują się do elementów o skomplikowanym kształcie, na przykład w narożach, na łukach oraz przewężeniach. Przy prawidłowym montażu włókna powinny być ułożone prostopadle do powierzchni. Zaletą tych materiałów jest łatwa i szybka instalacja, wysoka wytrzymałość chemiczna, termiczna, a także odporność na erozję gazową. Ten rodzaj izolacji stosuje się w przemyśle metalurgicznym, na przykład w piecach: kołpakowych, grzewczych, z wysuwanym trzonem, przeznaczonych do wyżarzania, do kontrolowanego schładzania, a także w dołach odlewniczych, wyłożeniach drzwi oraz sklepień. Taka izolacja jest również wykorzystywana w zakładach ochrony środowiska: w spalarniach odpadów przemysłowych, miejskich oraz szpitalnych oraz w instalacjach neutralizacji gazów z procesów produkcyjnych.

Innym rodzajem materiału termoizolacyjnego są cementy i betony wermikulitowe. Wermikulit to surowiec, który po obróbce cieplno-plastycznej pęcznieje, zwiększając tym samym swoją objętość 10-25 razy. Dzięki temu gotowy materiał charakteryzuje się niską gęstością i odpornością na temperatury wahające się od 800 do 1300°C. Ze względu na słabą odporność ścierną, betony przeznaczone są do miejsc, w których nie występuje nadmierne zużycie. Stosuje je się na przykład jako dodatkową warstwę wyłożenia za wymurówką lub betonem ognioodpornym o większej gęstości.

Czytaj również: Jak zintegrować istniejący system grzewczy z mieszkaniowym węzłem cieplnym?

^{Moduły z włókien ceramicznych. Fot. Vitcas}

Izolacja kotłów

Złożoność konstrukcji kotłów przemysłowych wymaga zastosowania niekiedy wielu różnych materiałów izolacyjnych. Między obudową zewnętrzną a wyłożeniem stosuje się bardzo lekkie betony ogniotrwałe. Odznaczają się one niską gęstością, a także niską przewodnością cieplną. Są odporne na temperatury sięgające 1400°C.

Osobną grupę produktów stanowią te na bazie włókien ceramicznych. Są to na przykład maty i płyty. Te ostatnie charakteryzują się wysokim współczynnikiem izolacyjności, zapobiegają nadmiernej utracie ciepła.

Powszechnie stosowanym materiałem izolacyjnym używanym np. w piecach do wypalania ceramiki są ogniotrwałe cegły izolacyjne (IFB).

– Izolacyjne cegły ogniotrwałe charakteryzują się małą przewodność termiczną i niską akumulacją ciepła. Mogą być stosowane jako warstwa wyłożenia ogniotrwałego lub jako izolacja dodatkowa dla wymurówki o większej gęstości. W ofercie firmy Vitcas znajdują się cegły o klasie IFB 23, 26, 28 i 30, których temperatura klasyfikacyjna sięga od 1260°C do 1650°C – mówi ekspert z firmy VITCAS POLSKA.

Czytaj również: Nowy zbiornik buforowy dla pomp ciepła

Konstruując izolację, zarówno dla pieców, jak i dla kotłów przemysłowych, należy zapoznać się instrukcją producenta i projektem. Grubsza warstwa izolacji nie zawsze ma bowiem wpływ na większą ochronę przed utratą ciepła. Należy również pamiętać, że ze względu na wymagające środowisko pracy wszystkie elementy konstrukcji, w tym izolacje, są narażone na szkodliwe działanie korozji. Co zrobić, aby zminimalizować ryzyko zniszczenia materiałów? Przede wszystkim należy pamiętać o ochronie urządzeń przed wilgocią, która może powstać w wyniku skraplania pary wodnej lub awarii. Dodatkowo można zabezpieczyć poszczególne elementy konstrukcji powłokami antykorozyjnymi lub powłokami metalizacyjnymi z cynku i z aluminium.