大管径热水直埋供热管道保温层厚度的计算
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绝热工程量。
(1)设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式:V=π×(D+1。
033δ)×1.033δS=π×(D+2。
1δ+0。
0082)×L式中D-—直径1.033、2。
1—-调整系数;δ--绝热层厚度;L——设备筒体或管道长;0。
0082--捆扎线直径或钢带厚。
(2)伴热管道绝热工程量计算式:①单管伴热或双管伴热(管径相同,夹角小于90°时)。
D′=D1+D2 +(10~20mm)式中D′——伴热管道综合值;D1 —-主管道直径;D2 ——伴热管道直径;(10~20mm)——主管道与伴热管道之间的间隙。
②双管伴热(管径相同,夹角大于90°时)。
D′=D1+1.5D2 +(10~20mm)③双管伴热(管径不同,夹角小于90°时)。
D′=D1 +D伴大+(10~20mm)式中D′—-伴热管道综合值;D1 —-主管道直径。
将上述D′计算结果分别代入相应公式计算出伴热管道的绝热层、防潮层和保护层工程量.(3)设备封头绝热、防潮和保护层工程量计算式。
V=\[(D+1.033δ)/2\]2 π×1。
033δ×1。
5×NS=\[(D+2.1δ)/2\]2 ×π×1.5×N(4)阀门绝热、防潮和保护层计算公式。
V=π(D+1.033δ)×2。
5D×1.033δ×1.05×NS=π(D+2.1δ)×2。
5D×1。
05×N(5)法兰绝热、防潮和保护层计算公式。
V=π(D+1.033δ)×1.5D×1。
033δ×1.05×NS=π×(D+2.1δ)×1.5D×1。
05×N(6)弯头绝热、防潮和保护层计算公式。
V=π(D+1.033δ)×1.5D×2π×1.033δ× N/BS=π×(D+2。
保温层厚度的计算[复制链接]勇者胜超级版主注册时间2009-3-29最后登录2010-12-4阅读权限150推广0 个帖子1096威望2201 点学币4296 个UID41#发表于2009-4-7 09:54|只看该作者|倒序浏览|打印1、保温层厚度的计算公式δ=3.14dwl.2λ1.35tl.75/ql.5 (式1)δ——保温层厚度(mm);dw——管道的外径(mm):λ一一保温层的导热系数(KJ/h•m•℃);t一一未保温的管道的外表面的温度(℃):q一一保温后的允许热损失(KJ/m•h)。
2、允许热损根据建设部2003年颁布的《全国民用建筑工程设计技术措施•给水排水》中的规定选取参数确定公称管径为:2 0、40、5 0的管道(钢)其外径分别为3 3.5mm、48mm、60mm保温层的导热系数λ:1.1中已经确定,未保温的管道的外表面的温度t:由于钢的导热系数很大,管道壁又薄,所以可以认为管道的外表面的温度和流体的温度相等(误差不超过0.2℃)根据式——1计算的保温层厚度如表4:3.结果验证和实际热损(1)模型的建立如图所示是包裹着保温材料的管道的横截面。
设管道中的热水温度为t1,管道内壁的温度是t2,管道和保温材料接触处的温度为t3,保温材料外表面的温度为t4,管道所处空间的温度为t5:设管道的内径是r1外径是r2,保温材料的外径是r3。
设管道材料的数为λ2,管内热水和管导热系数为λ1,保温材料导热系外空气与管壁间的对流换热系数分别a1、a2。
由传热学公式可知,热水通过管道壁和保温层传热给空气的过程总热阻为R=1/(2a1πr1)+(1nr2/r1)/2πλ1+(1nr3/r2)/2πλ2+l/2a2πr3=R1十R2+R3+R4 (式2)式中:R1——管内对流换热热阻,R1=1/(2a1πr1);R2——管壁导热热阻,R2=(1nr2/r1)/2πλ1;R3——保温层导热热阻,R3=(1nr3/r2)/2πλ2;R4——保温层外对流换热热阻,R4=1/2a3πr3.q=(t1-t5)/(Rl+R2+R3+R4) (式3)由于所计算的管道材料为铸铁、钢或者铜,其导热系数都很大,而且管道壁的厚度很小,所以其热阻可以忽略,认为其外壁温度和其中热水的温度相等;同时,为了计算的简便可以将R4忽略,这样得出的结果将比实际的值偏大,但若在偏大的情况下能满足表——3的要求,则精确的结果肯定也能满足。
文件编号:TP-AR-L8384保温层厚度计算(正式版)In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.(示范文本)编订:_______________审核:_______________单位:_______________保温层厚度计算(正式版)使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
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·℃)。
绝热工程量。
(1)设备筒体或管道绝热、防潮与保护层计算公式:V=π×(D+1、033δ)×1、033δS=π×(D+2、1δ+0、0082)×L式中D——直径1、033、2、1——调整系数;δ——绝热层厚度;L——设备筒体或管道长;0、0082——捆扎线直径或钢带厚。
(2)伴热管道绝热工程量计算式:①单管伴热或双管伴热(管径相同,夹角小于90°时)。
D′=D1+D2 +(10~20mm)式中D′——伴热管道综合值;D1 ——主管道直径;D2 ——伴热管道直径;(10~20mm)——主管道与伴热管道之间的间隙。
②双管伴热(管径相同,夹角大于90°时)。
D′=D1+1、5D2 +(10~20mm)③双管伴热(管径不同,夹角小于90°时)。
D′=D1 +D伴大+(10~20mm)式中D′——伴热管道综合值;D1 ——主管道直径。
将上述D′计算结果分别代入相应公式计算出伴热管道的绝热层、防潮层与保护层工程量。
(3)设备封头绝热、防潮与保护层工程量计算式。
V=\[(D+1、033δ)/2\]2 π×1、033δ×1、5×NS=\[(D+2、1δ)/2\]2 ×π×1、5×N(4)阀门绝热、防潮与保护层计算公式。
V=π(D+1、033δ)×2、5D×1、033δ×1、05×NS=π(D+2、1δ)×2、5D×1、05×N(5)法兰绝热、防潮与保护层计算公式。
V=π(D+1、033δ)×1、5D×1、033δ×1、05×N S=π×(D+2、1δ)×1、5D×1、05×N(6)弯头绝热、防潮与保护层计算公式。
V=π(D+1、033δ)×1、5D×2π×1、033δ× N/B S=π×(D+2、1δ)×1、5D×2π×N/B(7)拱顶罐封头绝热、防潮与保护层计算公式。
保温管保温厚度如何计算
保温层厚度和密度和保温管直径有关,那么保温管保温厚度如何计算呢?
保温厚度要根据现行国家标准《设备及管道保温设计导则(GB8175)》中的计算公式确定。
该标准明确规定,为减少保温结构散热损失,保温材料层厚度应按经济厚度的方法计算,经济厚度是在考虑管道保温结构的基建投资和管道散热损失的年运行费用两个因素后,折算得出在一定年限内其年费用为最小值时的保温厚度。
年总费用最小时所对应的供热管道最佳保温层厚度即为经济厚度在《民用建筑节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》中都对供热管道的保温厚度作了规定,保温层减薄,年热损失费用增大,保温结构总投资分摊费用减少。
敷设在室外和管沟内的保温管要切实做好防水、防潮层,防止由于受潮增加散热损失,在设计时还要考虑管道保温层厚随管网供热面积增大而增加厚度等情况。
保温层厚度计算保温层厚度计算有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·℃)。
用试差法,经计算δ=22.5mm。
(2)管道保温层表面散热损失式中q——单位表面散热损失,W/m。
经计算q=42.2 W/m,满足国标GB 4272—84《设备及管道保温技术通则》要求。
(3)温降计算式中℃t——卑位长度温降,℃/km;Q——流量,kg/h;cp——比热容,W·h/(kg·℃);L——管长,km。
℃t=0.15℃/km,满足建设方提出的温降要求。
(4)保温结构外表面温度式中ts——保温层外表面温度,℃。
经计算ts=9.44℃。
2.直埋管道保温热力计算(1)保温层厚度计算全式式中λT——土壤的导热系数,取湿砂土值2.326 W/(m·℃);tT——土壤温度,取5℃;h——土壤埋设深度,取0.7m;其余符号同上。
用试差法算得δ=32mm。
(2)管道保温层表面散热损失算得q=17.125 W/m,温降℃t=0.1℃/km。
供热管道经济保温层厚度的计算作者:方立公来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2013年第12期摘要:合理选择供热管道的保温层厚度,对减少管道在输送热媒过程中的散热损失,降低工程造价尤为重要,通过提出经济分析法和允许最大散热损失法两种方法计算管道经济保温层厚度,对保温工程厚度的选取提出了建议。
关键词:管道保温经济厚度热损失1 概述依据热网运行的经验分析可以知道,即使热水管网有良好的保温措施,还是会有一定的热损失,它的热损失占总输出热量的5%~8%,蒸汽官网为8%~12%;与之相应的是,大约热网管道费用的25%~40%是保温结构的费用。
所以,不管是对于供热质量还是节约投资方面保温工作都有着很重要的意义。
《热网规定》要求:对于那些供热介质设计温度高于60℃的热力管道、设备、阀门应该采取保温措施。
规定中对保温材料及其制品的技术性能也做了一些要求,主要提出了以下几点要求:①平均温度下的导热系数值不能超过0.12W/(m·℃),导热系数值不是固定的,它会随着温度的变化而改变,应该有明确的反映两者关系的导热系数方程式和图表,对于松散的或可压缩的保温材料及其制品,应具有在使用密度下的导热系数方程式或图表;②密度不应该超过350kg/m3;③硬质预制成型制品的抗压强度不应小于300kPa,不包括软质、散状材料。
重量轻、导热系数小,在使用温度下不变形或变质、具有一定的机械强度、不腐蚀、可燃成分小、吸水率低、易于施工成型,且成本低廉的保温材料是良好的保温材料。
2 经济保温厚度的计算供热管道保温热力计算的任务是计算管路散热损失、供热介质沿途温降、管道表面温度及环境温度,从而确定保温层厚度。
在工程设计的时候,应该首先计算出管路散热的损失,在这个基础上,通过技术分析可以得出一个“经济保温厚度”,在选择管道保温层厚度的时候应该优先这个经济保温厚度”。
不难发现,当保温层越厚的时候,管路散热的损失就会越小,使用的燃料也会越少;但是保温层的厚度和保温结构费用也是成正比的,当保温层的厚度加大的时候,保温结构费用也会越来越大,无疑会增加更多的投资费用,所谓“经济保温厚度”是指:保温管道年热损失费用与保温结构投资的年分摊费用为最小值时的保温层厚度。
绝热工程量;1设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式:V=π×D+1.033δ×1.033δS=π×D+2.1δ+0.0082×L式中D——直径1.033、2.1——调整系数;δ——绝热层厚度;L——设备筒体或管道长;0.0082——捆扎线直径或钢带厚;2伴热管道绝热工程量计算式:①单管伴热或双管伴热管径相同,夹角小于90°时; D′=D1+D2 +10~20mm式中D′——伴热管道综合值;D1 ——主管道直径;D2 ——伴热管道直径;10~20mm——主管道与伴热管道之间的间隙;②双管伴热管径相同,夹角大于90°时;D′=D1+1.5D2 +10~20mm③双管伴热管径不同,夹角小于90°时;D′=D1 +D伴大+10~20mm式中D′——伴热管道综合值;D1 ——主管道直径;将上述D′计算结果分别代入相应公式计算出伴热管道的绝热层、防潮层和保护层工程量; 3设备封头绝热、防潮和保护层工程量计算式;V=\D+1.033δ/2\2 π×1.033δ×1.5×NS=\D+2.1δ/2\2 ×π×1.5×N4阀门绝热、防潮和保护层计算公式;V=πD+1.033δ×2.5D×1.033δ×1.05×NS=πD+2.1δ×2.5D×1.05×N5法兰绝热、防潮和保护层计算公式;V=πD+1.033δ×1.5D×1.033δ×1.05×NS=π×D+2.1δ×1.5D×1.05×N6弯头绝热、防潮和保护层计算公式;V=πD+1.033δ×1.5D×2π×1.033δ× N/BS=π×D+2.1δ×1.5D×2π×N/B7拱顶罐封头绝热、防潮和保护层计算公式;V=2πr×h+1.033δ×1.033δS=2πr×h+2.1δ。
热力管道保温厚度计算公式
热力管道保温厚度计算公式主要是根据管道的运行条件、传热特性和
保温材料热传导系数等因素来确定的。
具体计算公式如下:
1.吸收量公式。
Q=πDλ(Th-Tc)。
其中,Q为单位长度的管道单位时间内的热量损失,D为管道外径,
λ为保温材料的热传导系数,Th为管道内壁温度,Tc为环境温度。
2.热阻公式。
R=ln(D2/D1)/(2πλ)。
其中,R为单位长度的管道单位时间内的热阻,D1为管道外径,D2
为管道外径与保温层外径之和,λ为保温材料的热传导系数。
3.保温层厚度公式。
δ=Q/(2πλΔT)。
其中,δ为保温层厚度,Q为单位长度的管道单位时间内的热量损失,λ为保温材料的热传导系数,ΔT为管道内外温差。
以上是热力管道保温厚度计算公式的基本表达式,可以根据实际情况
进行调整和改善。
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。
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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。
大管径热水直埋供热管道保温层厚度的计算2007-10-10摘要:根据热水直埋供热管道的传热原理,对大管径热水直埋供热管道的保温层厚度计算方法进行了探讨。
提出保温层厚度的计算应采用控制热水直埋供热管道外表面温度和满足热网输送效率的综合计算方法。
关键词:大管径;直埋供热管道;保温层;热网输送效率Calculation of Insulating Layer Thickness of Directly BuriedHot-water Heat-supply Pipeline with Large DiameterYANG Liang-zhong1,ZHANG Lian-gang1,CAO Bao-jun2,XU Shan-zhong3(1.North China Municipal Engineering Design&Research I nstitute,Tianjin 300074,China;2.Tianjin Construction En gineering College,Tianjin 300022,China;3.Ningxia Hui Au tonomous Region’s Reform Office of Wall Materials,Yinchua n 750001,China)Abstract:According to the heat transfer principle of dir ectly buried hot-water heat-supply pipeline,the calculatio n method of insulating layer thickness of directly buried h ot-water heat-supply pipeline is discussed.It is put forwa rd that a comprehensive calculation method should control t he external sufface temperature of directly buried hot-wate r heat-supply pipeline and meet the transmission efficiency of heat-supply network.Key words:large pipe diameter;directly buried heat-supp ly pipeline;insulating layer;transmission efficiency of h eat-supply network目前,我国正处于高速发展时期,而能源紧张制约着经济发展,因此节能降耗是我国的长期基本国策。
对于改善居住环境和提高人民生活水平的集中供热事业,实现热电联产集中供热是节能降耗的有效手段之一。
随着城市化进程的进一步实施,采用大型供热机组实现热电联产的城市越来越普遍,供热普及率越来越高,供热面积、供热范围和供热距离也越来越大。
高效低耗的预制直埋式保温管道应用日益广泛,但热网造价相应提高,这就使得对热网输送效率的要求也越来越高,保温层厚度及保温结构设计显得更加重要。
合理的保温结构设计与计算应综合考虑各种因素,首先应按文献[1]的要求控制保温管道外表面温度≤50℃,避免对地下其他市政设施及花草树木等植物的根系产生影响,其次要考虑整个热网的输送效率必须大于等于90%。
鉴于目前国内生产保温管的主要厂家提供的保温层厚度在不同地区应用时并不满足以上规范要求,本文结合工程实践,对大管径直埋热水供热管道保温层厚度的计算方法进行探讨。
1 计算方法根据传热学原理及文献[1、2],将保温层厚度的计算方法分为经济厚度计算法、允许散热损失计算法、控制外表面温度计算法。
文献[1]规定供热管道外表面温度高于323K时必须进行保温,可以理解为供热管道的外表面温度必须低于323K。
因此,在计算保温层厚度时应控制保温层外表面温度,使其低于323K,在满足此条件下再考虑是否满足允许最大热损失,是否满足热网的输送效率≥9 0%的要求,若不满足要求,须增大保温层厚度。
①保温层厚度的计算[3~5]在保温层厚度计算过程中,关键问题是由于供热管道敷设于土壤中,尤其是大管径供热管道,埋深较深,管道四周的土壤热阻远大于架空或管沟敷设工艺,可能出现供热管道外表面温度过高的现象。
因此,在确定保温层厚度的计算过程中,应采用控制外表面温度计算方法。
保温管道一般为单层聚氨酯保温结构,在不考虑外护套管热阻时,保温层厚度可按下式计算:式中δ——保温层厚度,md in,o——保温层外径,md ste,o——工作钢管外径,mλsol——土壤的热导率,W/(m·K)t in,o——保温层外表面控制温度,℃,取50℃λin——管道周边土壤温度,℃t ste,o——保温材料在运行温度下的热导率, W/(m·K)t ste,o——工作钢管外表面温度,℃,取热水的温度h1——管道的当量埋深,m当h/d in,o<2时,h。
=h+(λsoi/α),h为管道的中心埋深,单位为m,α为管道上方土壤的表面传热系数,单位为W/(m2·K),取1 0~15W/(m2·K),t soi取地面大气温度。
当h/d in,o≥2时,h1=h,t soi取管道中心埋深度处的土壤自然温度。
②热损失的计算土壤热阻的计算式为:式中R soi——土壤的热阻,m·K/W当h/d in,o≥2时,式(3)可简化为:由于式(3)与(4)的计算结果相差不大,因此在实际应用中大多使用式(4)。
保温层热阻的计算式为:式中R in——保温层的热阻,m·K/W土壤中的单根管道单位长度热损失的计算式为:式中△q——管道单位长度热损失,W/m通常供热管道一般为两条管道同槽平行敷设,因此应根据两条管道的温度场互相叠加的原理计算热损失。
考虑平行敷设的管道之间的相互影响,引入一个附加热阻,其计算式为:式中R0——附加热阻,m·K/Wr——两条管道中心线间的水平距离,m第1条与第2条管道的单位长度热损失的计算式为:式中△q1、△q2——第1、2条管道的单位长度热损失,W/mT in,o,l、t in,o,2——第1、2条管道的保温层外表面控制温度,℃ R1、R2——第1、2条管道的总热阻,m·K/WR in,n、R in,2——第1、2条管道的保温层热阻,m·K/W 两条管道的单位长度总热损失计算式为:△q sum=△q1+△q2 (10)式中△q sum——两条管道的单位长度的总热损失,W/m③热网输送效率的计算热网输送效率计算式为:式中η——热网输送效率ζ——考虑阀门、支座等未保温或保温薄弱环节的附加热损失系数;取0.1~0.15n——计算管段数量L i——第i段计算管段的长度,mΦ——供热系统的供暖热负荷,w2 算例某市集中供热工程,供热介质为热水,设计供、回水温度为1 30、70℃,供热面积为1 100×104m2。
为简化计算,仅以两段管段为例进行计算。
管段1—2的长度为2500m,热水体积流量为8356m3/h,管段2—3的长度为1000m,热水体积流量为7600m3/h。
两条平行管道中心线水平距离为1.85m。
中心埋深为2.1m,管道周边土壤温度为10℃,土壤热导率为1.2W/(m·K)。
本工程工作钢管外径为1220mm,壁厚为14mm。
采用聚氨酯保温管,保温材料的热导率单位为w/(m·K),数值为0.027 5+0.00014(t m-25),其中t m为保温材料的平均温度,单位为℃。
保温管外表面控制温度t in,o=50℃,按式(1)、(2)和已知计算参数计算保温层外径d in,o和厚度δ分别为1369、74.5mm。
目前,对于外径为1220mm的工作钢管,国内保温管厂给出的聚乙烯外保护管的外径为1370mm、壁厚为14mm,即保温层外径为1342mm,保温层厚度为61mm,小于计算值。
因此,应根据实际情况重新确定保温层厚度。
根据保护管外径的定型尺寸向上取整,本算例的聚乙烯外保护管外径应取1410mm、壁厚为17mm,即保温层外径为1376mm,保温层厚度为78mm,大于计算值,满足要求。
通常供回水管道保温层厚度相同,便于管道的安装和运行维护。
保温层厚度确定后进行热损失计算,分别计算供、回水管道单位长度热损失及两条管道热损失之和,再根据管段长度计算管段总热损失。
最后,按式(11)计算管网输送效率。
经计算可得,供水管道单位长度的热损失为169.8W/m,回水管道单位长度的热损失为56.8W/m,二者之和为226.6W/m。
管段1—2的总热损失为566.5 kW,管段2—3的总热损失为226.6kW。
在控制保温管外表面温度不超过50℃的前提下,热网输送效率达95%,满足要求。
3 结论保温层厚度应按计算选取,再根据保温管道外保护管(聚乙烯外套管)的定型尺寸向上取值,保证管道外表面温度不超过50℃,并满足热网输送效率≥90%的要求。
参考文献:[1]GB/T 4272—1992,设备及管道保温技术通则[S].[2]GB 8175—87,设备及管道保温设计导则[s].[3](苏)约宁A A(著),单文昌,尚雷(译).供热学[M].北京:中国建筑工业出版社,1986.[4]章锡民,任泽霈,梅飞鸣,等.传热学(第4版),[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.[5]范季贤,汤惠芬.热能工程设计手册[M].北京:机械工业出版社,1999.(本文作者:杨良仲1,张连钢1,曹宝军2,徐善忠3 1.中国市政工程华北设计研究院,天津 300074;2.天津市建筑工程学校,天津 300022;3.宁夏回族自治区墙体材料改革办公室,宁夏银川 75 0001)。