石化企业应用特种涂料节能[1].doc

新型隔热、保温涂料技术及节能降耗分析

摘要：介绍两类高效绝热水溶性涂料的绝热机理、应用实例和应用效果。实践表明：石化装置外表面应用阻隔太阳辐射热的“NH1”涂料，在炎热夏季可使装置外表面温度降低15℃～20℃，内部温度降低5℃～10℃，气温越高，温差越大；石化装置外表面用性能优异的保温涂料“NH2”，可减少散热损失，节约能源消耗。绝热涂料特别适用于需考虑承载力限制、尺寸限制或特殊形状设备的节能降耗。该绝热涂料还具有防腐、防潮、无毒、无味、对环境无害、使用寿命长等优点。
关健词：太阳辐射、散热损失、隔热保温、涂料、 节能降耗

深圳市华创化工有限公司是专门从事特种隔热、保温、防腐涂料的研究与生产的高科技企业，注册商标为“华创太空”。 “华创太空NH1”特种隔热涂料（简称“NH1”）为“阻隔太阳热” 类涂料，可阻隔90%以上的太阳辐射热，从而极大减少热量传入设备（罐、管线等）或建筑物内。“华创太空NH2”特种保温涂料（简称“NH2”） 为“保温”类涂料，其综合导热系数小于常规保温材料的极限值，从而可有效阻止设备或建筑物内部环境与大气之间的传热。“太空特种隔热涂料”应用历史已近十年，其产品性能优异，已广泛用于石化企业的罐区、加热炉、管线等设备，取得了明显的节能效果。

图1太阳辐射
1 阻隔太阳热涂料--“NH1”
1.1 太阳辐射强度
太阳是一个巨大炽热球体，太阳温度 5762K。太阳辐射的能量很大，太阳常数 1357 w／m2。在晴朗天气，地表上获得956 w/m2的太阳正向辐射能。照射到具体地表的太阳辐射强度，取决于所处的纬度、季节、昼夜时间、天气及表面的方位角、倾角等因素。我国大部分地区，夏季白天太阳辐射强度> 500 w／m2。
1.2 阻隔太阳热涂料的技术进展
涂料隔热是减少储罐设备和建筑物受太阳辐射热的重要措施。随着对太阳辐射隔热的认识、研究的不断深化，我国石化企业罐区和建筑屋顶使用隔热涂料已有了更新换代的变化。
传统涂料为银粉漆。
九十年代初，出现上海大通研究所开发的“凉凉胶”，其隔热效果好于银粉漆。
九十年代末，“太空绝热涂料” 进入我国，之后国内许多单位也开发出了类似的隔热涂料。 作为地面民用的太阳辐射隔热涂料,其应用条件和传热过程，与太空有所不同。但“太空”类涂料，隔热原理有新的概念，采用新技术、新材料，隔热效果明显好于凉凉胶，成为新一代的高效太阳辐射隔热涂料，其主要技术特点为：
表1 太阳辐射能分布
紫外区
8.7%
可见光区
43%
红外区
48.3%
（1） 对全日光的反射率很高
表1为太阳辐射能分布。凉凉胶主要反射红外光。现高效太阳热隔热涂料，不仅对红外光反射率很高，而且对可见光的反射率也相当高，对全太阳光反射率>80％。
（2） 根据涂料层表面、涂料层内部传热机理，采用更全面、更新的技术和材料，进一步提高隔热效果
1.3 “NH1”涂料的隔热机理
图2为无加热、取热设施的容器表面受太阳辐射的能量收支平衡关系,也是高效太阳辐射隔热涂料“NH1”的隔热机理。

图2 容器表面受太辐射的能量收支平衡关系
1.3.1涂层表面对太阳辐射的反射能力非常高，从而可大幅度减少表面吸收的辐射能
从图2可看出：当太阳辐射能入射到涂料层表面时，一部分被反射回大气中。涂层表面的反射率R越高，则表面吸收的太阳辐射能JA就越小。
高反射率是高效太阳辐射隔热涂料的主要特征和主要隔热手段，故又称的太阳热反射涂料。“NH1”对全太阳光反射率为82 ～ 85％。
1.3.2 涂层表面的热辐射能力高,有利于增加表面的辐射散热
如图2，进入涂料层太阳辐射能中的一部分就在涂层内被吸收，增加涂层蓄热，使表面温度t表上升。当t表超过环境温度t环后，涂料层就成为一个“沉积热源”，产生“热岛”效应，向大气和罐内双向传热。一部分热能就以对流和辐射方式，从表面向大气散热。提高涂层表面的黑度值ε（即长波辐射能力），可增加辐射热量，有利于降低t表。“NH1” 的ε大于0.70。在太空，因无对流散热，ε对表面温度影响非常大。对地面，由于物体表面还存在对流散热及表面温度不是很高，提高ε降低t表的作用,远不如提高R。
太阳辐射主要波长范围为0.15～4μm。地面和大气热辐射（又称温度辐射）主要波长范围为3-20μm。因此，一般可把前者称为短波辐射，后者称为长波辐射。“NH1” 的表面热力性能不仅对短波辐射的反射率R很高，而且具有高的热辐射率ε(或半球发射率高)，因此能高效隔除太阳热。
1．3．3 涂料层形成隔热屏障
把涂料层构筑成隔热屏障可减少向容器内的传热量，主要措施有：
(1)减少涂料层蓄热能力
涂料层蓄热能力小，t表升温快、温度高，增加表面向大气散热的传热温差。比重小、比热小的涂料，其蓄热能力小。“NH1”采取中空技术降低容重。
(2) 减少涂层的太阳辐射能穿透能力
减少太阳辐射能直接进入金属罐壁和建筑物外墙，有利于降低罐壁内表面和墙体内表面温度，可减少向内的传热量。涂层材料的折射率大，不仅对太阳辐射的反射率大，且可降低太阳辐射的穿透率。“NH1”选用折射率大的TiO2作颜填料。
(3) 减小涂层的综合导热系数k
减小k，有利于增大涂层的传热阻力，可减少向设备内的传热量。“NH1”的综合导热系数为0.05～0.08w/m2，优于一般保温材料。
（4）采用复合涂层结构
当对太阳隔热要求特别高时，可采用高效复合涂层结构：面料,用太阳热反射涂料“NH1”；底料,用高性能保温涂料“NH2”。试验结果：采用该种复合结构，在相同厚度下，表面温度又下降3～4℃，其原因是“NH2”的综合导热系数k比“NH1”更小。实际应用的复合涂层结构, 涂层厚度大幅度增加,因而可大幅度增加了涂层热阻。
1.4 提高“NH1”涂料隔热性能的主要技术措施
根据涂料层表面、涂料层内部传热机理，采取如下主要技术措施使“NH1”具有优异的隔除太阳热性能。
1.4.1选用高反射率、高折射率的颜填料
“NH1”选用TiO2作颜填料。如图3所示，金红石型和锐钛型TiO2对太阳辐射的反射率为：对红外光 , 绝大部分反射；对可见光 , 大部分反射；对紫外光, 部分反射。
同样为白色颜料折射率不同，如图3所示，金红石型和锐钛型TiO2对的折射率高于其他颜料。
从图3、4可看出,TiO2不仅反射率R高,而且折射率也高
如图5、6所示，高折射率颜料光线穿透少，低折射率穿透多。

图3 TiO2对不同波长光线的反射率 图4不同白色颜料的折射率

图5 不同折射率离子引起的光线折射 图6不同折射率的光线穿透率

1.4.2采用中空真空特种陶瓷微粒技术

图7用中空粒子增加反射
◆采用中空技术
(1)增加涂层内部界面，通过反射、散射和吸收，降低热辐射；
(2)降低比重，减少涂层蓄热能力。“NH1”比重较小，为1.08～1.12。
(3)增加涂层内部反射、辐射面积。

◆采用真空技术好处
减少对流、传导传热。
◆采用特种陶瓷微粒的目的
从基质材料的热力性能降低涂层导热系数。瓷粒的成分和制造工艺不同，隔热效果不同。从图8试验数据可看出，用特种瓷粒的表面温度比用普通瓷粒低约20℃。
中空或真空特种陶瓷微粒技术是“NH1” 、“NH2” 涂料的核心技术。
表2 不同乳胶的吸收率
乳胶名称
吸收率
有机硅-丙烯酸树脂
0.19
有机硅-醇酸树脂
0.22
丙烯酸树脂
0.24
环氧树脂
0.25
聚氨酯树脂
0.26
颜料均为ＴｉＯ2
1.4.3 选用高反射率乳胶
该太空涂料采用有机硅-丙烯酸树脂作乳胶,表2中该种树脂吸收率最小（反射率最大）。
1.4.4 优化粒径
从图9可看出,瓷粒的粒度越小隔热效果越好，但成本越高，“NH1”涂料中瓷粒的粒度选择200～250目。

图8不同瓷粒隔热效果试验 图9 不同粒径隔热效果试验

图10不同涂层厚度隔热效果试验

1.4.5 优化涂层厚度
涂层厚度愈大,隔热效果愈好,但成本越大,厚度1ｍｍ的成本为厚度0.3ｍｍ的三倍。图10表明，随厚度增加，效果增加变小，厚度在0.3～0.5ｍｍ之间，其隔热效果基本接近。 实践亦表明，喷涂厚度控制在0.3ｍｍ左右为佳，能达到工艺要求和满足防腐要求。
1.5 “NH1”涂料的使用性能
(1)高效隔除太阳热
对全阳光的反射率 R 为 82～85％。对太阳热的隔除率90%以上。
(2)抗压性、延展性好
(3)防腐 、防潮性好
(4)不易粉化,使用寿命长
(5)水溶性涂料,无毒、无味、阻燃，储存、运输、应用时无危险性，对环境无害。
1. 6 球罐应用”NH1”的实际应用效果
受太阳辐射，物体表面温度会升高，超过环境温度。涂银粉漆时，球罐顶温度往往达到60℃以上，容易使球罐超压。用“NH1”，可把球罐控制在50℃以下，降低球罐压力，可取消夏季淋水降温而安全操作。“NH1”防腐性好、使用寿命长，有利于减少维修费和罐区美观。
1.6.1九江分公司应用情况
1992年前,该厂液化气球罐全用银粉漆。1992年起该厂液化气球罐用凉凉胶，出现的主要问题是仍需喷水、易粉化。
2001年开始应用“NH1”，也是国内石化企业首次应用“NH1”太空涂料，应用结果表明，其隔热效果不仅好于凉凉胶，而且好于进口“太空绝热涂料”。现已在所有液化气、丙烯球罐上应用“NH1”涂料，不用淋水降温。从表3可看出其应用效果为：

表3 不同涂料液化气球罐测试数据
项目
NH1
进口涂料
凉凉胶
银粉漆
日期
01.9.7
01.9.7
94.8.10
00.7.11
罐号
828罐
827罐
806罐
825罐
容积/m3
2000
2000
400
1000
液位/m
1.154
1.4666
2.239
1.117
环境温度/℃
32
32
34.2
38.8
风速/m.s-1
1.5
1.5

1.5
向光处表面温度/℃
34
42
45
62
日照超温/℃
2
10
10.8
23.2
①为江西省经委节能中心测试数据。
（1）表面温度比银粉漆降低约20℃
表面受太阳热，会使表面温度高于环境温度，即“热岛效应”，产生“日照超温”。当测试对比的环境温度不同时，用“日照超温”量可以简便评价涂料的应用效果。
“日照超温”＝表面温度－环境温度
表3中“日照超温” 为： “NH1”2 ℃ ；凉凉胶10.8℃；银粉漆23.2℃。由此可见,“NH1”涂料”性能好于凉凉胶，与银粉漆相比,表面温度可降低约20℃。
（2）球罐压力降低，满足生产要求
2004年7月27日午后，气温37℃,测得811号400m3丙烯球罐顶向阳面最高温度为45.8℃,其时液位6.9m、压力1.32Mpa （相当于34℃的饱和蒸气压）。
该厂以400m3丙烷罐为例作了计算: 当罐内清晨介质温度为40 ℃，用“NH1”涂料，炎热夏季，液相界面局部区域的白天温升< 5℃ ，即罐内介质温度<45 ℃。罐容越大、罐液位越低，温升越小。
液化石油气球罐按其50℃时饱和蒸气压力设计。计算和实践表明，用“NH1”后，球罐不用淋水降温能安全操作。
（3）取消喷淋水降温，节约水电费维修费
该厂原在夏季 6月～9月需喷淋降温 ,使用“NH1”涂料后可取消冷却水喷淋降温。因而节约水电费。
2002年，该厂球罐数量还不多。当时统计计算：按供水时间 100天 ,每天 8h,水泵电机功率 132kw ,供水总量为 465ｍ3/h,新鲜水补充量按 30%计算，每年节水量 11.16万ｔ,节约水费 4.91万元(水价按 0.44元/ｔ)；节电量 10.6万度,节约电费 4.24万元(电价按 0.4元/度)；”NH1”涂料使用寿命长，按10年计算 ,年可节约维修费用 11.7万元。
2002年后该厂新建液化气、丙烯球罐，不设喷淋降温设施。
表4 环境温度36℃下的球罐表面温度
罐号
G901
G902
G903
G1001
G1002
介质
芳烃液化气
气分丙烯
涂料
NH1
银粉漆
NH1
银粉漆
容积，m3
1000
1000
1000
400
400
向光面平均温度，℃
38.6
56.3
38.1
56.9
56.2
日照超温，℃
2.6
20.3
2.1
20.9
20.2
1.6.2扬子分公司应用情况
扬子石化2007年9月在G901、G903液化气球罐应用“NH1”并委托南京金石加热炉节能技术有限公司进行了测试，测试时环境温度23.6℃。将环境温度算到36℃下的球罐表面温度见表4。用红外热成像技术对球罐向阳面的表面温度场进行了检测，见图11。

图11－1 扬子公司901罐（涂NH1）

图11－2扬子公司902罐（未涂NH1）
表4和图11表明：
（1）用“NH1”，可比用银粉漆降低表面温度约18℃。
（2）涂“NH1”后，表面温度分布相对均匀。从热成像图中可看出，涂“NH1”后，表面温度分布相对均匀，不存在局热热点。涂银粉漆表面局部锈蚀。
1．6．3 其他
“NH1”已在茂名、金陵、武汉、沧州、济南、石家庄、长岭、上海金山等分公司约100余台丙烯和液化气球罐上应用，取得了良好效果。
浙江绍兴三圆石化（民营企业）的8台丙烯球罐，设计建设时就采用“NH1” 、且不设淋水降温设施，节省投资100余万元，投产后的使用效果完全达到生产要求，至今已运行3年。
1．7 拱顶罐用“NH1”
太阳辐射热进入储罐后的热量，主要用于液相界面浅表层的升温和液体的蒸发。由于常压储罐气相密度比压力罐小，气相用热比例比压力罐更少，更易引起液相界面浅表层的升温和液体的蒸发。用“NH1”降低表面温度，减少进入储罐的热量，可起到以下作用：
（1）减少气相昼夜温差，降低小呼吸损耗
（2）降低液体饱和蒸气压，减少大呼吸损耗
（3）减少白天液体蓄热，降低夜间大呼吸损耗
（4）延迟气相温度、气相浓度变化，减少蒸发损耗
随物料（例如油气）损耗减少，有利于安全生产，有利于保护环境。
轻质易挥发液体拱顶罐，喷涂“NH1”的节能降耗效果特别大。但石化企业汽油类液体罐一般都已采用内浮顶罐，因此石化企业拱顶罐应用“NH1”实例目前相对比较少。
1.7.1 安庆分公司丙烯腈储罐应用情况
丙烯腈在常温下是无色透明液体，剧毒,空气中的爆炸极限为3.05～17.5%(vol)，属易燃易爆有毒的化学危险品。丙烯腈分子中含有腈基和C--C不饱和双键，因此化学性质极为活泼，能发生聚合等反应。
安庆分公司丙烯腈装置共有成品丙烯腈储罐七台（总容量8400m3），均为立式拱顶罐。原设计在高温季节采用工业水喷淋降低储罐温度，以保证储罐温度≤30℃，每年需要消耗工业水约6万吨，而且严重腐蚀设备。
2007年7月至12月，分批对7台丙烯腈储罐采用涂料隔热。因隔热要求高，采用复合结构：面层为“NH1”0.2mm，底层为2mm的“NH2”。应用后达到取消水喷淋等预期效果。罐容量越小，受太阳照射的面积占比例就越大，因而罐内介质易升温。安庆七台丙烯腈储罐，容量从300 m3～3000 m3，其中3台为300 m3的小储罐，应用“NH1”和“NH2”效果良好，对其他厂的应用提供了一定经验。
1.7.2 铁道部门在柴油罐上应用“NH1”
铁道部门规定，柴油罐油气温度达55℃时喷水降温。轻柴油属乙类易燃液体，规格闪点为55℃，铁道部门的规定比炼油企业要严，但从安全角度是合理的。
2002年，上饶机务段在拱顶柴油罐上首先应用”NH1” 涂料，夏季取消了喷淋水。铁道部先后在上饶、郑卅和徐州召开了推广应用会，并下文通知各路局结合实际推广应用“NH1”。目前己有南昌、郑卅、济南、广卅、上海等铁路局使用该种涂料,应用数量已超过200台。
铁道部各单位应用”NH1”效果有所不同，但共同之处是：
（1）拱顶罐顶温度降低,“日照超温”都降到仅2～3℃；
（2）夏季取消了喷淋水，节约了水电费；
（3）设备腐蚀减少，罐区美观，节约了维修费。
典型情况：
（1）2003年，江西遇持续41～42℃高温，南昌铁路局的使用“NH1”涂料后，柴油罐的油气最高温度为46℃。柴油挥发性较小和铁道部各单位储罐容量都比较小（一般1000 m3），受太阳热后，罐内气相温度易升高。从南昌铁路局1000 m3柴油小罐实例可判断出：对石化企业，对挥发性大于柴油的液体拱顶罐，应用“NH1”后，夏天罐内气相温度可控制在45℃以下。
（2）广州铁路局用“NH1”的1号罐与用银粉漆的 2号罐相比，油气温度比银粉漆降低19 ℃，柴油罐液面下10cm处温度降低约1.1℃。
（3）上饶机务段，有三个500m3的柴油罐，用“NH1”涂料后，年节约喷淋水6100m3、节电7500KW。
表5 内浮顶汽油罐用“NH1”的效果
项目
银粉漆
NH1
测试日期
2001．8．20
时间
12:20
12:20
罐号
316罐
315罐
容积，m3
5000
5000
环境温度，℃
36
36
罐内介质
90#汽油
90#汽油
罐内液位，mm
约6000
约6000
罐顶表面温度，℃
73
45
罐顶油气温度，℃
73
45
罐壁表面温度,℃
53
36
表面日照超温，℃

罐顶
37
9
罐壁（气相）
17
≈0
罐顶辐射热，w/m2
145
23
辐射热降幅，％

85
1.8 内浮顶汽油罐应用“NH1”
与拱顶汽油罐相比，用内浮顶汽油罐可减少油气损耗90%以上，但仍有油气泄漏。
内浮顶罐应用“NH1”涂料，可进一步降低蒸发损耗，有利于安全、环保。因此九江分公司继球罐用“NH1”取得好效果后，2001年开始在内浮顶汽油罐上（该厂无拱顶汽油罐）用“NH1”之后，又在航煤、灯煤等油罐上用“NH1”， 使用效果为：
(1)降低罐顶温度
表5，罐顶温度，用“NH1”，比用银粉漆降低28 ℃。计算分析进入罐顶热量降低85％。
(2)降低罐顶油气浓度
该厂2001年9月19日检测：涂银粉漆罐的气相油气浓度(体积)为1.56%,该值已达汽油爆炸下限(1.5%),是环保允许标准的几百倍。因取样在罐顶，距油气泄漏较远，由此可判断，油气泄漏处排出的油气浓度是较高的。当日也对另一个用“NH1”涂料的罐进行取样，未检出油气，说明用“NH1”后，可明显降低油气浓度。
（3）减少油品损耗
对5000m3汽油罐，如应用“NH1”涂料后排出油气浓度降低1%，则降低油品“大呼吸”损耗量 约200 kg/次。
（4）减少维修费，罐区美观。
最早应用“NH1”的内浮顶汽油罐迄今已有8年，至今状况良好。仅从此点，经济上是可行的。
1.9 外浮顶原油罐应用“NH1”

图12通气阀下风向的油气浓度与扩散距离关系
文献报道了某机构用可燃气体测爆仪对胜利炼油厂等厂家的14 座外浮顶原油罐油气浓度的测试结果，实测共取得了1953个数据，认为总体上看，油气泄漏量不大 ,但也不排除某些部位有较高浓度的油气 ，如在通气阀附近，存在着爆炸危险。据实测，通气阀排放出的油气浓度达40%，并且具有较大的扩散范围，与扩散距离关系见图12；油罐各附件处达到或接近爆炸极限的概率见表6。
表6 各附件处达到或接近爆炸极限的概率
项 目
达到
接近
爆炸极限
爆炸极限
密封周边
0
2.9
通气阀
29.9
29
取样孔
0
5.9
导向柱，量油管
0
2.4
立柱缝隙
0
0.27
由此可见，对外浮顶原油罐，特别是太阳辐射强度大、储存轻质原油情况，应用“NH1”不仅有利于降低油品损耗，还有利于安全生产。对新疆等地区太阳辐射强度大、储存轻质原油的外浮顶原油罐,可考虑表面用“NH1”，底层用保温涂料，以适应冬天生产要求。
海南分公司从增加生产安全性考虑，2009年在203＃、204＃外浮顶原油罐应用“NH1”涂料，采用方案为：表面“NH1”0.3mm。8月3日，该公司用CM-8820测温仪进行测试，每罐测试点26个，平均表面温度为：
未应用涂料的202＃罐为38.38℃；
应用涂料的203＃、204＃罐分别为26.05℃、25.54℃。
由此可见，应用涂料效果为：
（1） 罐顶表面温度下降（约12℃）；
（2） 从罐顶到罐内的传热温差减少，再加上应用涂料后热阻增加，传入罐内热量大幅度降低；
由于海南公司数据刚刚测试，尚需进一步分析。
1．9 用反射涂料与淋水降温的对比分析
用“NH1”降温效果在大热天可能不及淋水降温，但有如下优势：
（1）方便省事 淋水降温操作虽简单，但要正确掌握好淋水的起止时间, 不能间断淋水。涂料一经施工完后，就基本上不需要人照料。
(2)节能 节约宝贵的水资源。用水喷淋，也需有相关设施，消耗电。
(3)发挥降低液体蒸发损耗的时间要长 大小呼吸一年四季都有。用“NH1”降温，有利于全年降低蒸发损耗。
(4)有利于罐体防腐、罐区美观，减少维修费。
(5)适用范围广，例如还可用于槽车等移动容器和厂房、粮仓、住宅等建筑物的隔热。

2 保温隔热涂料—“NH2”
2.1保温隔热机理
从图13可分析出降低散热损失措施。

图13表面散热分析 图14保温层内传热方式
2．1．1增加保温材料热阻
选用导热系数小的材料、增加保温材料厚度,这是常规保温（质量型保温）的主要措施。
从图14可看出,保温层内，传热过程十分复杂,其传热方式可分为：对流、传导、辐射。因此增加保温层热阻的机理如下。
2．1．1．1减少对流传热
对流传热主要由保温涂料中的空气来完成，减少措施为：
(1)空隙形成封闭结构，限制尺寸
当空隙尺寸小于气体分子自由行程时，对流就被限制。
(2)负压或真空
负压下，气体分子自由行程增大，相同空隙尺寸下的气体对流减弱。真空时彻底消除对流传热。
2．1．1．2减少传导传热
传导传热为接触产生。主要由保温材料中的固体来完成，部分由气相完成的。减少措施:
(1)选用主晶相、热物理性能、颗粒大小合适的基质固体材料。
(2)增加孔空隙率，减少固体传导。
(3)形成真空封闭结构，减少气体传导传热。
2．1．1．3 减少辐射传热
因保温层内有空隙,因此有热辐射。减少措施:
（1）选用热反射率高的材料—使热量返回热源
但若材料表面涂料的分子波谱(材料的固有频率)与辐射波谱相匹配，热辐射便被吸收，产生二次辐射返回，这就可以保温。
(2)形成反射结构
热水瓶综合应用了减少传导、对流、辐射传热的措施，是保温减少散热损失的典型例子，如用软木，要达到同样保温效果，厚度要达 0.5米。
2．1．2选用表面热辐射系数小的材料
降低涂层表面的黑度值ε（即长波辐射能力），可减少辐射热量。这是反射型保温的特点。热水瓶表面涂水银、管线外表面用铝皮，其重要原因就是水银和铝的黑度值ε很小，对热辐射（长波辐射）的反射率很大。
2．1．3保持保温结构使用中完好性
这点对保温材料长期使用性能非常重要。
2．2 保温涂料的技术核心
保温涂料的技术核心是采用特种中空陶瓷微粒做主填料( >70% )，微粒约200～250目，微粒内空腔为中空和真空。
由于采用特种陶瓷微粒，使涂料层内和涂料层表面具有良好的热力性能。
由于微粒内为空腔，粒径非常小而且为中空，因此起到如下作用：
(1)降低涂料层的比重，增加涂料层的空隙率，可减少固体传导；
(2)微粒内空隙为封闭结构，而且内径非常小，可限制对流传热；
(3)微粒内为真空，可进一步限制对流传热和消除微粒内气相的传导传热。
(4)微粒内腔形成大量的反射、辐射面，从而可减少辐射传热。
保温涂料的技术核心与隔热型类似，都采用中空陶瓷微粒做主填料，但具体配方及生产工艺等与“NH1”有所不同，其容重比“NH1”小，约为380kg/m3。
2.3 保温涂料使用性能
(1)保温效果好
其综合导热系数小于静止空气的导热系数。
(2)整体性强
保温涂料综合了涂料及保温材料的双重特点，干燥后形成有一定强度及弹性的保温层。与传统保温材料相比，保温涂料可与基层全面黏结，整体性强，特别适用于其它保温材料难以解决的异型设备保温，因而有如下优点：
①可减少“热桥”效应。

图14湿含量对导热系数的影响
保温涂料干固后内部呈封闭微孔结构，能天衣无缝地包覆于热力设备的表面，断绝了其它类保温材料接缝和纤维状结构的“热桥”热损失。
②防潮性能好，有利于减少湿气对导热系数的影响。
水的导热系数为0.582w/m“k，大约为空气导热系数的25倍。从图14可看出，保温材料湿含量增加，其导热系数增加。保温涂料整体性强，有利于减少湿气进入保温涂料。
研究和实践表明，由于保温涂料整体性强, 与常规保温材料相比，即使其导热系数相同，实际保温效果要好。
(3)质轻、层薄，施工相对简单
(4)耐腐蚀 具有很高的耐酸碱性
(5)与物体表面有很好的粘结能力
(6)抗压性较好 用于罐顶，涂层1-2mm时，允许上人作业
(7)产品无毒、无味、阻燃，储运、应用时无危险性，对环境无害
(8)使用寿命长 四-六年
2.4 与一般保温涂料相比，保温涂料的优势
保温涂料主要由固体材料和黏结剂组成。成本较低的复合硅酸盐保温涂料在我国发展很快，是当前应用最广泛的保温涂料，但存在许多缺点。保温涂料成本较高，但与一般保温涂料相比，有如下优势：
(1)干燥周期短，再加上涂层较薄，施工受季节和气候影响小；
(2)抗冲击能力强；
(3)干燥收缩小，延展性好（延展率大于30%），使用中不易开裂，长期使用的整体性优于一般保温涂料。
(4)对基体的黏结强度大，不易因施工不当造成大面积空鼓现象；
(5)装饰性较好。已有江阴宝利沥青公司重油罐顶采用大红色和海蓝色，武汉石化加热炉采用绿色，天津加热炉为黑色。
2.5 外浮顶油罐顶应用保温涂料实例和效果
外浮顶油罐的浮顶浮在油面上，与油面直接接触，不存在油气空间,因此浮顶钢板温度与油品储存温度相差较小。受承载力限制罐顶无保温时，浮顶钢板直接暴露在大气中，势必造成散热量很大。油温越高、环境温度越低、风速越大，散热量就越大。
表7单盘与总散热面积之比
容量（米3）
单盘与总散热面积之比（%）
10000
15.29
20000
21.73
30000
23.38
50000
35.33
外浮顶油罐容量大，罐顶面积占总散热面积比例大。
参见表7,对一个5万米3外浮顶罐，单盘面积己占总散热面积的30%以上。外浮顶罐側壁一般有保温，因此，外浮顶油罐散热主要是无保温浮顶的散热。
对一个5万立方米的浮顶原油罐，如储存温度为50℃、环境温度为20℃，顶部不保温浮盘每平方米散热强度大致为300W，整个浮盘每小时散热量约为850KW.h，其量相当于需用蒸汽1.2t/h ；如用保温涂料，基本上不增加罐顶负载，罐顶涂上薄薄1～2mm，就可以起到良好的保温作用，而散热损失一般可降低一半，节约蒸汽量约 0.6t/h，节能效果相当可观。
2.5．1 长岭石化外浮顶油罐应用情况
2006年，长岭石化王龙坡罐区6＃外浮顶原油罐的浮盘上涂NH2涂料（厚度1.1mm) ，12月25日投用。2007年3月14日下午，分别对6＃罐（涂NH2）、1＃罐（未涂）的浮盘温度进行对比测试。
测试时两罐油温不同，6＃罐(涂NH2)为58℃ 、1＃罐(未涂)为52℃；但罐顶外表面温度， 6＃罐比1＃罐还低14℃，见表8。将油温折成相同后分析对比结果见表10。从表8、表10中看出应用NH2的效果为：
（1） 罐顶表面温度大幅度下降 油温折成相同后,6＃罐比1＃罐低18℃。随表面温度大幅度下降，散热量也随之大幅度下降。
（2） 节能效果显著 节气量为0.38t/h，节能率为65.06％(见表10)。
表8 外浮顶原油罐罐顶用“NH2”保温效果对比测试(长岭)
罐号
V6＃
V1＃
比较（V6＃－V1＃）
罐容／m3
30000
30000

罐顶保温
涂“NH2”
无

油位／m
9.545
11.02

油温／℃
５８
５２
６
外浮顶外表面平均温度／℃
２４
３８
－14
（油温－顶表面温度）／℃
３４
１４
20
环境温度／℃
１１
１１
０
（顶表面温度－环境温度）／℃
１３
２７
－14
2.5.2安庆石化外浮顶渣油罐应用情况
安庆石化为提高 112＃外浮顶渣油罐（5万立方米，原为原油罐）油温，为解决出油困难、降低蒸汽消耗，2007年7月，对该罐顶应用“NH2”涂料，厚度为1mm。 2007年8月6日、7日、10月22日三次测试。
测温情况表明：罐内介质温度为80.1℃，环境温度为28℃，8月6日下午及8月7日清晨罐顶平均温度分别为42℃、40℃； 10月22日罐内介质温度为81℃，环境温度为18℃，罐顶平均温度分别为37.9℃。
未刷“NH2”前,同等参数下罐顶温度约为65～70℃。用“NH2”涂料后，罐顶温度下降25 ℃，表明该涂料隔热效果明显，满足了生产要求，同时节约加热蒸气效果明显。折成相同介质温度下的节能效果见表10。
2.5.3 天津石化外浮顶原油罐应用情况
2007年11月在2万立方米的015号罐顶喷涂了1mm的“NH2涂料”，11月20日进行了015号罐（喷涂NH2）和019号罐（未喷涂NH2）的表面温度对比测试。喷涂Nh2，表面温度下降7.25 ℃。因罐内油温较低, 参见表9，虽节能率较高（为66.83％），节约的蒸汽量较少(为0.1t/h)。
表10 喷涂“NH2”涂料表面温度测试数据(天津)
罐号
019号罐
015号罐
差值（019-015）
保温涂料
无
喷涂NH2

平均表面温度 ℃
21
13.75
7.25
环境温度 ℃
9
9

油温度 ℃
26.7
27.2
－0.5
温差,（油温度－平均顶表面温度）℃
5.7
13.45
－7.75
温差（平均顶表面温度－环境温度）℃
12
4.75
7.25

表10 三个公司外浮顶油罐应用“NH2”降低散热的效果
分公司
长岭
安庆(1)
安庆(2)
天津
应用"NH2"情况
未用
应用后
未用
应用后
未用
应用后
未用
应用后
环境温度，℃
11.00
11.00
28.00
28.00
18.00
18.00
9.00
9.00
表面温度，℃
42.00
24.00
69.14
42.50
66.94
37.90
21.32
13.75
表面温度降低，℃

18

26.64

29.04

7.57
介质温度，.℃
58.00
58.00
80.10
80.10
81.00
81.00
27.20
27.20
散热强度,kcal/(m2.h)
250.72
87.59
390.07
110.12
462.50
151.47
81.24
26.95
散热强度减小量

163.12

279.95

311.03

54.29
散热强度降低幅度,%

65.06

71.77

67.25

66.83
罐顶散热量,104×Kcal/h
32.44
11.33
87.64
24.74
103.92
34.03
8.31
2.76
散热相当蒸汽量，t/h
0.58
0.20
1.57
0.44
1.86
0.61
0.15
0.05
节汽量，t/h

0.38

1.12

1.25

0.10
节能率,%

65.06

71.77

67.25

66.83
2.5.4 九江分公司应用情况
2008年2月中旬开始至4月10 日,在七台（四台3万立方米、三台5万立方米）外浮顶原油罐顶上应用 “NH2”涂料，总面积为 14558 平方米,涂料厚度1 mm。在完成3#罐施工后，2008年2月29日上午9：00，分别进行了3#罐（已涂刷涂料）和1#罐（尚未施工涂刷涂料）的对比测试，每罐测试布30点，情况见表11。
从表11可看出在气温相同、液位可比的情况下，003＃罐顶涂“NH2”的效果为：
(1) 罐顶表面温度明显降低
003＃罐在涂“NH2”后,在油温比未涂“NH2”的001＃罐仅低1℃情况下，罐顶表面温度比001＃罐降低9.87℃；
（2）节能效果明显
根据测试结果并作数据处理后计算的应用“NH2”的节能效果见表12。

表11 九江外浮顶原油罐罐顶用“NH2”保温效果对比测试
罐号
001＃
003＃
比较（001＃－003＃）
罐容／m3
30000
30000

罐顶保温
无
涂“NH2”

油位／m
8.3
8.8
-0.5
油温／℃
47
46
1
外浮顶外表面平均温度／℃
36.1
26.23
9.87
（油温－顶表面温度）／℃
10.9
19.77
-9.87
环境温度／℃
１１
１１
０
（顶表面温度－环境温度）／℃
25.1
15.23
-9.87

表12 九江外浮顶罐应用NH2的节能效果分析

无涂料
用NH2
降低
罐号
001　
003　

介质温度, ℃
46
46

环境温度, ℃
11
11

表面温度, ℃
35.45
26.23
9.23　
表面散热系数, kcal/㎡.h.℃
7.65
6.94
0.71
表面散热强度, kcal/㎡
187.11
105.7
81.41
节能率 , ％

43.51
表13 上海金山石化原油罐应用NH2涂料实测效果分析

无涂料
有涂料
凃料厚度
mm

1
环境温度
℃
25
25
表面温度

34.4
27.4
介质温度
℃
40
40
表面散热系数
kcal/m2.h.℃
8.9
8.9
散热强度
kcal/h·m2
83.66
21.36
散热强度减小量
kcal/h·m2

62.3
节能率
%

74.47
罐顶面积
m2
808
808
罐顶散热量
万Kcal/h)
6.76
1.73
散热相当蒸汽量
t/h
0.125
0.032
节汽量
t/h

0.093

2.5.5上海金山石化原油罐应用情况
上海金山石化1万立方米原油罐应用NH2涂料效果分析见表13。
2.5.6 各厂外浮顶罐应用保温涂料的综合分析
各厂外浮顶罐操作工况不同，应用保温涂料的效果会不同，但有一般规律可循。
（1）传热总温差（介质温度-环境温度）越大 ，罐顶表面温度下降越多
罐顶传热总温差Δt (=介质温度t介-环境温度t环），是外浮顶罐罐顶散热的总推动力。Δt越大，散热推动力越大。现各厂保温涂料厚度均为1mm。从图15标绘可看出，罐顶传热总温