蒸汽管道保温讲解

管件信息GB4272-92设备和管道保温技术通则相关内容：华盛管件访问： 2425更新时间：2008-10-25GB4272-92标准旨在减少设备、管道及其附件在工作过程中的散热损失和生产过程中介质的温降，延缓介质的凝结，保持设备和管道的生产能力和安全，节约能源，提高工作效率，降低环境温度，改善工作条件，防止操作人员烫伤。1.主题内容和适用范围本标准规定了保温材料及其产品的性能、保温设计、保温工程的施工和验收、保温效果的测试和评价的原则和要求。本标准适用于电力、供热、供热和一般供热部门。具有下列工作条件之一的设备、管道和附件必须绝缘：外表面温度高于323 K(50)的；B.在生产过程中需要降低介质温降或延迟介质冷凝的零件；C.工艺生产中不需要保温，外表面温度超过333 K(60)，需要定期操作和维护，但不能采取其他措施防止烫伤的设备、管道及其附件。有下列情况之一的设备、管道及其附件不受本标准约束：A.不适于或需要在生产过程中保温的零件；B.正在建设的临时设施；C.各种热工仪表系统。2.参考标准GB 4132绝缘材料术语GB 8174设备和管道绝缘效果测试和评价方法GB 8175设备和管道绝缘设计导则GBJ 126工业设备和管道保温工程施工及验收规范3.条款除了GB 4132，以下术语应适用于本标准中使用的术语：绝缘：在设备、管道及其附件的外表面增加绝缘层以减少向周围环境散热的措施。经济厚度：隔热层的计算厚度，当隔热后的年热损失成本与年投资贡献成本之和最小时。4.隔热材料及其产品的性能要求4.1当平均温度为623 K(350)时，导热系数不应大于0.12 W/(m.K)，并且有一个清晰的导热系数方程或图表随温度变化。对于松散或可压缩的隔热材料及其产品，应提供使用密度下的热传导方程或图表。4.2密度不超过350公斤/立方米。4.3除软质、半硬质和散装材料外，硬质无机模制品的抗压强度不小于0.3兆帕，有机模制品的抗压强度不小于0.2兆帕4.4必须标明最高安全使用温度。4.5必要的样式应表明不燃性和自熄性、含水量、吸湿率、热膨胀系数、收缩率、弯曲强度、腐蚀性和耐腐蚀性等特性。4.6本章所述性能应根据相应的国家标准、行业标准和相关专业部门规定的方法确定。5.绝缘设计5.1保温层厚度的计算原则5.1.1减少保温结构散热损失的保温层厚度采用“经济厚度”法计算，散热损失不得超过表1或表2中的数值。只有当“经济厚度”法不能满足本条的要求或无条件地使用“经济厚度”公式时，才能计算允许散热损失。表1季节性运行条件下最大允许热损失表2常年运行条件下最大允许热损失5.1.2当设备和管道中的介质在允许或规定的温降条件下运输时，保温层厚度应按热平衡法计算。5.1.3延缓管道内介质冻结和凝固的保温层厚度应采用热平衡法计算。5.1.4保温层的厚度5.3.2绝缘结构设计必须确保其在经济寿命内的完整性。5.3.3保温结构设计应保证其具有足够的机械强度，不得因自重或意外的轻微外力而损坏。5.3.4保温结构一般不考虑可拆卸性，但需要经常维护的部件应采用可拆卸的保温结构。5.3.5保护层5.3.5.1保护层必须有效保护保温层，以阻挡环境和外力对保温材料的影响，延长保温结构的使用寿命，使保温结构外观整洁美观。5.3.5.2保护层材料应防水、防潮、不燃、自熄，具有化学稳定性好、强度高、不易开裂、使用寿命长等特性。6.保温工程的施工及验收6.1施工前准备6.1.1到达施工现场的保温材料及其产品，必须检查出厂合格证或试验和物理性能试验记录，不符合性能要求的不得使用。6.1.2保温材料及其制品的堆放应采取防雨、防雪措施，防止受潮。6.1.3需要保温的设备、管道及其附件必须进行检查和评估，确认合格后才能进行保温施工。6.2施工6.2.1室外保温工程不得在雨或雪中施工。6.2.2保温层的施工应严格消除各种隐患，如接缝松动、填充不均匀、伸缩缝处理不当、防腐处理不良、粘结不良等。6.2.3保护层施工应保证其紧密性和牢固性。6.2.4施工中应采取相应的劳动保护和安全措施。6.3接受保温工程完工后，必须按照GBJ 126验收。7.绝缘效果的测试和评估保温工程投入使用后，应按GB 8174进行测量和评估，并提交报告。蒸汽管道保温经济厚度优化的Excel程序方法结合实例介绍了用EXCEL软件求解蒸汽管道单层保温层经济厚度的方法。关键词：EXCEL蒸汽管道经济厚度传热模型1.保温层的经济厚度管道保温层越厚，管道散热损失越小，节约燃料。然而，随着厚度的增加，保温结构的投资成本增加。“经济保温厚度”是指综合考虑管道保温结构的投资和管道散热损失的年运行成本，在一定年限内“年计算成本”最小的保温厚度。如图1所示，曲线a表示绝缘成本随着绝缘层厚度的增加而增加，曲线b表示热损失成本随着绝缘层厚度的增加而减少，曲线c表示曲线a和b叠加的结果，曲线c最低点(即最低成本)对应的厚度是绝缘材料的经济厚度。图1绝缘厚度和成本之间的关系微软的Excel是一款流行的应用软件。它功能强大，界面友好，操作简单，直观明了。本文将详细介绍如何利用微软Excel软件计算单层保温材料的经济厚度。2.数学模型2.1传热模型1传热模型用于计算管道的热损失，以单位长度的单层绝热圆管为计算基准(图2)。那么通过单层绝缘层传递的热量Q是：Q=(1)图2单层绝缘结构如果管道中的流体是饱和蒸汽，并且从管道中的流体到管壁的热释放系数a1大，分母中的第一项可以忽略，等式(1)简化为：Q0=(2)其中Q0单位时间每米热损失，W/mt1和t2管道及周围介质中的流体温度，D0、d1、d2管内径、管外径和保温层外径，mAP保温材料的年折旧费一般为12%15%S单位长度管道保温一次性投资，元/米A保温材料单价，元/m3对公式(3)进行差分处理，以解决经济绝缘厚度。也就是说，如果您订购，您可以获得：(4)最佳经济厚度是=。3.微软Excel的“求解器”通过求解器，可以在工作目标单元格中找到公式的优化值。规划求解将调整与目标单元格中的公式直接或间接相关的一组单元格中的值，并最终在目标单元格中获得所需的结果。这些在求解过程中可以修改值的指定单元格称为可变单元格。在模型创建过程中，约束可以应用于规划求解模型中的可变像元值，约束可以引用影响目标像元公式的其他像元2。具体流程如下：(1)单元格引用位置：指定需要约束数据的单元格或单元格范围。(2)约束值“在此指定在“单元格引用位置”编辑框中输入的内容的约束条件。也就是说，对于单元格引用及其约束，选择需要添加或修改的相应关系运算符(=、=、=、int或Bin)，然后在右侧和编辑框中输入约束，如数字、单元格或范围引用公式。(3)设置“求解器”的最大运行时间和迭代次数。如果求解过程在找到结果之前达到最大操作时间或最大迭代次数，将显示“显示中间结果”对话框。(4)设置“求解器”的精度和收敛程度。在“精度”编辑框中，键入所需的精度：值越小，精度越高。在“收敛”编辑框中，键入一个数值。如果目标单元格中的值在五个连续求解过程中的变化小于此值，规划求解将停止操作。该值越小，相邻解之间的差异就越小。(5)设置“求解器”的整体误差。在“允许的错误”编辑框中，键入允许的错误百分比。以一条蒸汽管道为例，详细介绍了微软Excel“编程解决方案”在计算蒸汽管道经济保温层厚度中的应用。例如：蒸汽供热管道DN200，PN1.0兆帕，中温t1=280，环境温度t2=15，室外常年运行，岩棉保温材料=0.057 W/(mK)，保温材料单价600元/m3，镀锌铁皮，热价30.05元/GJ，表面散热系数23.71W(/m2K)。根据表格格式在Excel中排列上述数据。表1求解器在Excel中的排列ABCD1原始资料2管道外径d10.219中温t12803隔热材料的导热系数0.057环境温度t2154绝缘材料价格a600热价b0.030055m管道年运行时间8000保温材料外表面散热系数a223.716可变单元格7管道保温层外径d2绝缘层厚度8计算结果9微分方程的左侧微分方程的右边10靶细胞11热损失成本12设备的年度折旧费用13总成本在上表中，B2到B5，D2到D5是原始数据，B7是可变单元格，D7是厚度=，B9是微分方程的左侧，B9=，D9是微分方程的右侧，D9=，B10是目标单元格。由于微分方程是一个方程，在目标单元格中输入=B9-D9，并在热损失成本、年度设备折旧成本和总成本单元格中输入相应的计算公式。表中的数据输入完成后，即可开始解决方案。步骤如下：(1)选择工具菜单，选择求解器命令，将出现求解器参数对话框(图3)；(2)在目标单元格编辑框中，键入目标单元格的名称$B$10，然后单击值为0选项；#p#副标题#e#(3)在“可变单元格”中，键入$ B $ B $ 7；(4)选择并单击约束窗口中的添加按钮，生成添加约束对话框，并在单元参考位置和约束值输入字段中键入相应的单元。这个例子是一组约束。选择“确定”按钮以返回到“规划求解参数”对话框。图3编程解决方案界面和参数设置(5)选择选项按钮进入求解器对话框，选择自动缩放，假设非负，并设置如图4所示的其余条件。选择确定按钮返回求解器对话框(图3)；图4求解器选项参数(6)选择求解按钮开始计算，并进入求解器对话框。在报告窗口中根据需要选择计算结果表。如果选择了“计算结果报表”，计算后会生成一个新表。选择三个项目以生成三个表。4.结果根据该示例的计算，从计算结果可以看出，热损失的成本随着绝缘层厚度的增加而降低，并且绝缘成本随着绝缘层厚度的增加而增加，这完全符合图1中的曲线的规律。表2列出了计算结果报告，其中管道的经济保温厚度为0.1485米该结果与文献3中的计算数据(经济隔热厚度为0.147米)相近，两者的差异是由不同的溢流条件和循环迭代过程中的允许误差造成的。表2计算结果报告可变单元格细胞名字基础资料终值7美元管道保温层外径d210.516结果单元格细胞名字基础资料终值7美元绝缘层厚度0.39050.14859美元微分方程的左侧209美元微分方程的右边0.44330.442210美元靶细胞1011美元热