蒸汽管道温度损失计算及分析

热水供热管道的温降精品资料1. 计算基本公式1.1 温损计算公式为：t lkg (t pgtk ) cfbw式中：kgw /mc管道单位长度传热系数ct p管内热媒的平均温度kct环境温度g 热媒质量流量kg/sc 热水质量比热容j/kgcl管道长度m 由于计算结果为每米温降，所以l 取 1m1.2. 管道传热系数为k gn111lnd i11a nd ni12id ia wd w式中：na， aw 分别为管道内外表面的换了系数w/ m2cdn ， dw 分别为管道（含保温层）内外径mi 管道各层材料的导热系数身热阻很小，可以忽略不计）。w / mc （金属的导热系数很高，自id管道各层材料到管道中心的距离m2.1 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：nandnn0.037(re0.75180)pr0.42pr 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：a wd wln22 h td wt(2 h t) 21 d w式中：t 管道埋设处的导热系数。ht 管道中心到地面的距离。3. 假设条件：a. 管道材料为碳钢（w1.5% ）b. 查表得：碳钢在 75 和 90 摄氏度时的导热系数都趋近于36.7w / mcc. 土壤的导热系数t =0.6w/ mcd. 由于本文涉及到的最大管径为0.6m ，所以取ht=1.8me. 保温材料为：聚氨酯，取=0.03w/ mcf. 保温层外包皮材料是：pvc，取=0.042w / mcg. 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 ；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。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 kkn111lnd i11h1d 1i12id id n1式中： 蒸汽对工作钢管内壁的换热系数蒸汽管道各层材料的导热系数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2.2 1 蒸汽与管道内壁的对流换热系数 计算公式 :式中： 努谢儿特准则数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。2td2 h texlnd( 2 h t) 21 exdex2.2.2 管道与土壤的换热系数（直埋敷设）计算公式：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 : 式中： 努谢儿特准则数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查阅相关数据库3 蒸汽管道沿途温降计算tql j (1jl)j1000cjpgj计算公式：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，将导热系数较大的材料至于保温层外侧，增大热阻，减小导热热流量。b.大管径小流