蒸汽管道温度损失计算及分析

bw kpg f CG ttk l t 热水供热管道的温降热水供热管道的温降 1 计算基本公式 1 1温损计算公式为 式中 g k 管道单位长度传热系数 Cmw p t 管内热媒的平均温度 C k t 环境温度 C G 热媒质量流量 sKg C 热水质量比热容 CKgJ l 管道长度m由于计算结果为每米温降 所以L取1m 1 2 管道传热系数为 n iwwi i inn g dad d da k 1 1 1 ln 2 11 1 式中 n a w a 分别为管道内外表面的换了系数 Cmw 2 n d w d 分别为管道 含保温层 内外径m 2 i 管道各层材料的导热系数 Cmw 金属的导热系数很高 自身热阻很小 可以忽略不计 i d 管道各层材料到管道中心的距离m 2 1内表面换热系数的计算 根据H Hansen的研究结果 管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算 42 075 0 Pr 180 Re037 0 nn n da N Pr为普朗特常数查表可得 本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找 得 90摄氏度时Pr 1 95 在75摄氏度时Pr 2 38 2 2外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式 管道对土壤的换热系数有 1 2 2 ln 2 2 w t w t w t w d h d h d a 式中 t 管道埋设处的导热系数 t h 管道中心到地面的距离 3 假设条件 3 A 管道材料为碳钢 5 1 w B 查表得 碳钢在75和90摄氏度时的导热系数 都趋近于 36 7 Cmw C 土壤的导热系数 t 0 6 Cmw D 由于本文涉及到的最大管径为0 6m 所以取 t h 1 8m E 保温材料为 聚氨酯 取 0 03 Cmw F 保温层外包皮材料是 PVC 取 0 042 Cmw G 在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小 可以忽略不计 4 电厂实测数据为 管径为300mm时 保温层厚度为 50mm 保温外包皮厚度为 7mm 管径为400mm时 保温层厚度为 51mm 保温外包皮厚度为 7 8mm 管径为500mm时 保温层厚度为 52mm 保温外包皮厚度为 9mm 管径为600mm时 保温层厚度为 54mm 保温外包皮厚度为 12mm 4 蒸汽管道损失理论计算及分析 1 蒸汽管道热损失公式推导 稳态条件下 通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量是相同的 1 根据稳态导热的原理 可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为 2 总传热系数及其影响因素分析 2 1总传热系数k 1 1 1 11 1 ln 2 11 1 ni i n i i dd d dh k 式中 蒸汽对工作钢管内壁的换热系数 1 蒸汽管道各层材料的导热系数 1 蒸汽管道各层材料到管道中心的距离 蒸汽管道对土壤的换热系数 直埋 或蒸汽管道与空气间的对流换热系数 架空或管沟 2 2传热系数k的影响因素 5 2 2 1蒸汽与管道内壁的对流换热系数 1 计算公式 1 式中 努谢儿特准则数 N 蒸汽的导热系数 蒸汽管道工作钢管内径 影响因素 蒸汽管道的管径大小及蒸汽温度 文献数据分析结论 在蒸汽供热运行的温度范 围内 蒸汽温度对对流换热系数的影响相对较 小 在计算时该系数可近似地取平均值 2 2 2管道与土壤的换热系数 直埋敷设 计算公式 1 2 2 ln 2 2 ex t ex t ex t D h D h D 式中 蒸汽管道埋设土壤处的导热系数 W m K 蒸汽管道外径 m 蒸汽管道中心到地面的距离 m 影响因素 管道埋设深度 土壤导热系数 主要受土壤土质及含水率影响 主要结论 土壤换热系数的确定 需根据电厂实际情 况 主要考虑土壤土质及含水率等因素 2 2 3蒸汽管道与空气的对流换热系数 计算公式 6 式中 努谢儿特准则数 N 蒸汽的导热系数 蒸汽管道工作钢管内径 影响因素 空气温度及管道外壁温度 文献查阅主要结论 管壁在工程许可范围内 对相同管径对流换热系数影响较小 在工程许 可范围内可忽略 2 2 4保温层导热系数的确定 1 查阅相关数据库 1 3蒸汽管道沿途温降计算 计算公式 jjp jjl j GC Lq t 1000 1 式中 管段j单位长度热损 管段j的长度 管段j内蒸汽的平均定压比热 管段j的流量 4热损失分析 4 1管道沿途散热损失 4 2蒸汽管线沿途跑冒热损失 4 3换热站内凝结水热损失 5工程实例分析 7 5 1误差计算 工程测量热损失 理论计算热损失 5 2误差分析 A 工程测量中仪表精确度存在误差 B 理论计算中忽略各变量在各自影响因素下的变化 存在计算误差 5 3改进方案 A 多层保温材料 将导热系数 较大