保冷层厚度的计算方法(管道和平面)

保温保冷厚度计算举例 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-一、蒸汽管道保温厚度计算计算的已知条件管道直径：219mm，管道长度：100m管道内介质温度：t0=400℃和150 ℃环境温度：平均温度t a=25℃保温表面温度：t s=45℃（温差20℃）CAS铝镁质保温隔热材料的导热方程：0.038+0.00015tcp，导热系数修正系数1.2复合硅酸盐保温材料的导热方程：0.038+0.00018tcp，导热系数修正系数1.8120kg/m3管壳的导热方程：0.048+0.00021tcp，导热系数修正系数1.8注：复合硅酸盐、岩棉管壳的导热方程摘自《保温绝热材料及其制品的生产工艺与质量检验标准规范实用手册》。

1、介质温度为400℃，表面温度为45℃，温差为20℃，材料保温厚度计算CAS铝镁质保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数λ=｛0.038+0.00015×（400+45）÷2｝×1.2=0.0857复合硅酸盐保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数λ=｛0.038+0.00018×（400+45）÷2｝×1.8=0.1405岩棉管壳（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数λ=｛0.048+0.00021×（400+45）÷2｝×1.8=0.1705温差为20℃，室内管道表面换热系数as=5.0+3.4+1.27=9.67w/㎡.ka、用CAS铝镁质保温隔热材料保温D 1ln(D1/D)=2λ(t-ts)/<as(ts-ta)>=｛2×0.0852×（400-45）｝÷｛9.67×（45-25）｝=0.3128 （D1/D）ln(D1/D)=0.3128/0.219=1.4282查表X-XlnX函数得到：X=（D1/D）=2.02（采用内查法：XlnXX1.4192.021.4392.03①1.439—1.419=0.020.02÷10=0.002②1.4282—1.419=0.0092③0.0092÷0.002=4.6④1.4282对应的X为：2.02+（2.03—2.02）×4.6=2.0246）保温层厚度：δ=D（X-1）/2=219（2.02—1）/2=111.7mm。

1.圆筒面（公称直径等于和小于1000mm 的管道和圆筒形设备）
（D1/D0）Ln（D1/D0）＝2λ/αsD0*（Tf-Ts）/（Ts-Ta）
δ＝（D1-D0）/ 2
2.平面单层保冷层（公称直径大于1000mm 的管道和圆筒形设备）
δ＝λ/αs*（Tf-Ts ）/（Ts-Ta ）
输入参数
输入参数介质温度 T f ＝
5℃露点温度 T d ＝20.54℃环境温度 Ta ＝
23.6℃表面温度 Ts ＝21.54℃取值T d +1℃相对湿度 RH ＝90%导热系数 λ＝0.034
w/（m·k）放热系数 αs ＝8.14w/（m2k）保温管内径 D 0＝
15mm 1.圆筒面（公称直径等于和小于1000mm 的管道和圆筒形设备）
福耐斯保温层厚度为δ＝17.3mm
3.95458≥
4.4715854公式右边2λ/αsD0*（Tf-Ts）/（Ts-Ta）注：设的保温厚度值必须使公式左边≥公式右边
2.平面单层保冷层（公称直径大于1000mm 的管道和圆筒形设备）
福耐斯保温层厚度为δ＝33.536891mm
计算保温层厚度（防凝露法）
一、保温厚度计算公式：
二、设计参数：
三、计算保温层厚度：
公式左边（D 1/D 0）Ln（D 1/D 0）＝
（Tf-Ts）/（Ts-Ta）。

LPG低温管道经济保冷层厚度的计算摘要针对低温LPG管道输送特点，在对该管道保冷层投资费用、制冷费用以及约束条件分析的基础上，根据费用最低原则，建立了计算保冷层厚度的数学模型。

对该模型进行了求解分析，并编制了相应的计算程序，辅以实例说明了该程序的正确性。

主题词液化石油气管道保温层厚度数学模型计算LPG(液化石油气)输送管道保冷层厚度的计算，可分为两种情况。

对于输送距离较短的LPG输送管道，由于保冷层的投资费用占总投资费用的百分比较小，可直接应用保冷层厚度的理论计算公式［1］。

对于低温长距离输送LPG的管道，由于管道内的LPG温度比外界温度低，LPG要从外界吸收热量，再加上LPG的摩擦升热，LPG的温度会沿管道轴向逐渐升高，当LPG的温度超出规定的温度范围,就必须用冷却系统降温。

因此，需要对保冷层的厚度进行优化选择，以下通过建立数学模型来选择费用最小的保冷层厚度。

一、数学模型根据技术经济学理论，建立数学模型的总原则为费用现值最小原则［2］。

现假设如下：(1)管道保冷投资(包括材料与施工费等)为一次性投资费用；(2)管道吸热需要的制冷装置的投资也为一次性费用；(3)每年的制冷运行费用为定值，其它费用也为定值,在数学模型中可以忽略。

设管道保冷和制冷的总费用为S，保冷投资费用为S1(δ)，制冷费用为S2(δ)，则数学模型为minS＝S1(δ)＋S2(δ)(1)1、保冷层投资费用(包括施工和材料费)设保冷层厚度为δ，单位体积保冷层投资费用为y1(元/m3)，则保冷层投资费用S1(δ)应为S1(δ）＝［（1／2 d＋δ）2－(1／2 d)2］πly1(2)式中d--管道内径，m；δ--保冷层厚度，m；l--管道长度，m；y1--单位体积保冷层的投资费用，元/m3。

2、制冷费用根据传热学原理，单位时间内需要制冷的能量应为Q＝cG(T L－T R)。

根据管道沿轴向的温度变化公式T L＝T0＋b＋(T R－T0－b)e-aL得到Q＝cG［T0＋b＋(T R－T0－b)e－aL－T R］(3)设单位热流量的制冷投资费用为y2(元/W)，每小时的制冷运行费用为y3(元／(W.h))，现值折算系数为k j［2］，设管路每年的运行时间为h，N为制冷系统功率，则制冷总费用为：S2(δ)＝cG［T0＋b＋(T R－T0－b)e－aL－T R］y2＋Ny3hk j(4)根据技术经济学理论计算，k j值按下式计算k j＝(F/A，i，n)式中i--基准折现率；n--使用年限。

LNG管道保冷层厚度的计算方法LNG（液化天然气）管道是将天然气液化后通过管道运输的工程结构，保冷层是为了防止LNG管道中的液化天然气过热蒸发而设计的一种绝热层。

保冷层的厚度直接影响着管道的绝热性能以及运输效率。

下面将介绍一种常用的LNG管道保冷层厚度的计算方法。

1.确定设计温度和环境温度：设计温度是指管道在正常运行时LNG温度的最高值。

而环境温度是指管道周围环境的温度。

这两个温度的确定是保冷层厚度计算的基础。

2.选择保冷材料：常见的保冷材料包括聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板、岩棉等。

不同的保冷材料有不同的导热系数，选择合适的保冷材料是保证管道绝热性能的关键。

3.计算导热损失：根据保冷层材料的导热系数和管道的长度、直径，可以计算出管道在给定温度下的导热损失。

常用的计算公式如下：导热损失=(导热系数×管道长度×(设计温度-环境温度))/自然对流换热系数其中自然对流换热系数是由管道外表面积、管道外表面温度和环境温度之间的关系计算得出。

4.确定保冷层厚度：根据设计要求和计算得到的导热损失，可以利用热传导方程计算出保冷层的最小厚度。

热传导方程如下：导热损失=2π×导热系数×LN(D2/D1)/(1/保冷层厚度1+1/保冷层厚度2)其中D1和D2分别是管道外径和管道外径加上保冷层厚度后的直径。

5.考虑安全因素和施工可行性：计算得到的保冷层厚度是理论值，为了保证管道的安全性和可施工性，还需要考虑一些额外的因素，例如防护层的厚度和施工操作等。

需要注意的是，以上的计算方法仅为一种常用的计算方法，实际项目中可能会根据具体情况进行调整和优化。

总结起来，LNG管道保冷层厚度的计算方法主要包括确定设计温度和环境温度、选择保冷材料、计算导热损失、确定保冷层厚度以及考虑安全因素和施工可行性。

通过这些步骤可以得到一个较为合理的保冷层厚度，以确保LNG管道的绝热性能和运输效率。

保温层厚度计算Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.编订：__________________审核：__________________单位：__________________Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-3696-80保温层厚度计算使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

下载后就可自由编辑。

保温层厚度计算有A种方法，选择介绍四种方法：经济厚度法；直埋管道保温热力法；多层绝热层法；允许降温法。

将计算结果经对比分析后选定厚度。

1．保温层经济厚度法(1)厚度公式式中δ——保温层厚度，m；Do——保温层外径，m；Di——保温层内径，取0．125m；A1——单位换算系数，A1=1．9×10-3 ；λ——保温材料制品导热系数，取0．028 W／(m·℃)；τ——年运行时间，取5840h；fn——热价，现取7元／106kJ；t——设备及管道外壁温度，不计玻璃钢管酌保温性能，取介质温度55℃；ta——保温结构周围环境的空气温度，取极端土壤地温5℃；Pi——保温结构单位造价，Pl——保温层单位造价，硬质聚氨酯泡沫塑料造价1700元／m3；P2——保护层单位造价，玻璃钢保护层取135元／m2；S——保温工程投资贷款年分摊率，按复利率计息，n——计算年限，取15年；i——年利率(复利率)，取7％；a——保温层外表向外散热系数，取11．63W／(cm2·℃)。

可编辑修改精选全文完整版保温层厚度计算以管径d=250为例进行计算。

取管内水温t=95℃.埋深h=1.6m.土壤温度t T =5℃,土壤导热系数λT =1.75w/m ·℃,采用聚氨酯硬质泡沫塑料为保温层，玻璃钢为保护层，求：（1）保温层厚度；（2）保温层表面温度；（3）散热损失。

假设保温层表面温度按公式：t s ,=33.4+0.028（t-50）计算，则t s ,=33.4+0.028(95-50)=34.66℃。

取t s ,=35℃.聚氨酯硬质泡沫塑料导热系数 λ=0.029w/m ·℃.保温层厚度按公式：lnD 0=)'()''(4ln )'(ln )'(t s T s T s i T s t t t t h t t D t t -+--+-λλλλ计算。

则 LnD 0=)3595(029.0)535(75.124ln )3595(029.025.0ln )535(75.1-+-⨯-+- =60029.03075.1079.260029.0)386.1(3075.1⨯+⨯⨯⨯+-⨯⨯ ==++-74.15.5262.377.72-51.49/54.24=-1.275 得D 0=0.28m.δ=D 0-D i /2=0.28-0.25/2=0.155m.保温层表面实际温度。

按公式：t s =000/4ln /ln /ln /4ln D h D D D D t D h t i T i T T λλλλ+⋅+⋅⋅计算，则t s =28.0/2.14ln 029.025.0/28.0ln 75.125.0/28.0ln 575.128.0/24ln 95029.0⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯ =35.3029.011.075.111.0575.135.395029.0⨯+⨯⨯⨯+÷⨯ =097.0193.096.082.0++ =31.6 得t s =31.6℃散热损失按公式：q =iT i T D h D D t t /4ln /1/ln /1)(20λλπ+-计算。

三种管道保温层厚度的计算方法管道保温层厚度的计算方法可以根据不同的要求和应用来确定。

下面将介绍三种常见的计算方法。

1.热传导计算方法:热传导计算方法是根据导热传递的基本原理进行计算。

该方法适用于低温、中温和高温管道，计算步骤如下：步骤1:确定要求的导热系数λ，一般根据工艺要求或规范要求确定。

例如，低温管道采用导热系数较低的材料，中温管道采用导热系数适中的材料，高温管道采用导热系数较高的材料。

步骤2:确定管道的外径D和内径d。

步骤3:根据导热系数λ和管道的外径D、内径d，使用热传导计算公式计算出保温层的厚度。

保温层厚度=(D-d)/2×λ2.表观导热系数法:表观导热系数法是根据管道外表面温度和环境温度来确定保温层厚度。

该方法适用于低温和中温管道。

计算步骤如下：步骤1:确定要求的表观导热系数U，一般根据工艺要求或规范要求确定。

步骤2:确定环境温度和管道外表面温度。

步骤3:使用表观导热系数法计算保温层的厚度。

保温层厚度=(T2-T1)/U其中，T2为环境温度，T1为管道外表面温度。

3.功率平衡法:功率平衡法是根据管道输送的热量和保温材料热阻来确定保温层厚度。

该方法适用于高温管道。

步骤1:确定要求的断热功率Q，一般根据工艺要求或规范要求确定。

步骤2:确定保温材料的热导率λ和管道的表面积A。

步骤3:使用功率平衡法计算保温层的厚度。

保温层厚度=Q/(λ×A)需要注意的是，在使用这三种计算方法时，还需要考虑一些其他因素，如保温材料的工作温度范围，工作环境的湿度，维护和安装便利性等。

只有综合考虑这些因素，才能选择合适的保温层厚度，保证管道的正常运行和长期使用。

标准：锅炉房设计规范、设备及管道绝热技术通则、设备及管道绝热设计导则、动力管道设计手册、工业锅炉经济运行、锅炉节能技术监督管理规程保温层经济厚度计算管道外径(裸管外径)m Do0.108假设保温层厚度m δ0.127设备或管道外表面温度℃T250环境温度℃Ta12年运行时间 h t8000单位换热系数A10.0018975保温层外径（两层时为内层保温层外径）m D10.362热价 元/GJ P E16保温材料制品热导率W/mkλ0.05498保温层单位造价 元/m³P1400保护层单位造价 元/㎡P215保温结构单位造价 元/m³P T581.9400235年利率%（复利率）i10%计息年数 年n7保温工程投资贷款年分摊率%（复利计算）S0.2054055管道外的風速 m/sω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡kɑ11.63保温层厚度mδ0.127D1/Do×ln(D1/Do)= 4.071931838D1/DO 3.36附表校核保温层外径m D1j0.36288保温层厚度mδ0.12744保温层厚度计算（控制散热损失）管道外径(裸管外径)m Do0.108设备或管道外表面温度℃T250环境温度℃Ta12保温层内外表面平均温度℃Tm131富裕系数K0.9允许散热损失w/㎡Q163保温材料制品热导率W/mkλ0.05498查表管道外的風速 m/sω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡kɑ11.63D1/Do×ln(D1/Do)= 1.56D1/DO 2.1查表保温层外径m D10.2268保温层厚度mδ0.0594保温层厚度m(快速计算)δ0.102管道外径(裸管外径)m Do 0.108设备或管道外表面温度℃T 200环境温度℃Ta 25假设保温层外表面温度℃Ts 50保温层内外表面平均温度℃Tm 125保温材料制品热导率W/mk λ0.0539查表管道外的風速 m/s ω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡k ɑ11.63对于防烫伤，则取8.141D1/Do×ln(D1/Do)=0.51D1/DO 1.43查表保温层外径m D10.15444保温层厚度m δ0.02322管道外径(裸管外径)m Do 0.108假设保温层厚度m δ0.127设备或管道外表面温度℃（介质温度）T 250环境温度℃Ta 12年运行时间 h t 8000单位换热系数A10.0018975保温层外径（两层时为内层保温层外径）m D10.362热价 元/GJP E 16内层保温材料制品热导率W/mk λ10.05498保温层单位造价 元/m³P1400保护层单位造价 元/㎡P215保温结构单位造价 元/m³PT 581.94年利率%（复利率）i 10%计息年数 年n 7保温工程投资贷款年分摊率%（复利计算）S 0.21管道外的風速 m/s ω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡kɑ11.63保温层厚度m δ0.127D1/Do×ln(D1/Do)=4.07D1/DO 3.36附表校核保温层外径mD1j 0.363保温层厚度mδ0.127(T-Ta)/Do 2203.70单层散热损失w/㎡Q 58.26单位管道长度散热损失w/mq 66.22保温层外表面温度℃Ts 17.01保温层厚度计算（控制外表面温度）保温层表面散热损失计算和外表面温度计算与假设保温层厚度接近，则正确。

保温层厚度计算Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.编订：_____________________审核：_____________________单位：_____________________文件编号：KG-A0-3696-80 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行保温层厚度计算具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

下载后就可自由编辑。

保温层厚度计算有A种方法，选择介绍四种方法: 经济厚度法；直埋管道保温热力法；多层绝热层法；允许降温法。

将计算结果经对比分析后选定厚度。

「保温层经济厚度法(1)厚度公式式中5——保温层厚度，m ;Do —保温层外径，m ;Di保温层内径，取0. 125m ;A1―单位换算系数，9X10-3入保温材料制品导热系数9取0. 028 W / (m • °C);T ---- 年运行时间，取5840hfn-一“热价'现取7元/ 106KJ ;t——设备及管道外壁温度，不计玻璃钢管酌保温性能，取介质温度55°C ；ta——保温结构周围环境的空气温度，取极端土壤地温5°C ;Pi——保温结构单位造价，PI——保温层单位造价，硬质聚氨酯泡沫塑料造价1700元/ m3P2——保护层单位造价，玻璃钢保护层取135 元/ m2s——保温工程投资贷款年分摊率，按复利率计自n “一计算年限，取15年；i——年利率(复利率)，取7% ;a——保温层外表向外散热系数，取“.63W/ (cm2•°C)。