蒸汽管道温度损失计算及分析

1、蒸汽管道温度损失计算及分析热水供热管道的温降1.计算基本公式1.1 温损计算公式t kg(t p tk) f 为：fbwG?C式中： kg 管道单位长度传热系数 w/mt p 管内热媒的平均温度tk 环境温度 CG 热媒质量流量 KgC 热水质量比热容 J /Kg1m1.2. 管道传热系数为kgi12ln d i 1 idiadww式中：anaw 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 m管道长度 m 由于计算结果为每米温降，所以 L 取i 管道各层材料的导热系数w/m C金属的导热系数很高，自身热阻很小，可以忽略不计）。di 管道各层材料到管道中心的

2、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：Nnandn0.037(Re0.75 180) 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：aw2td w ln 2 ht w d w(2dhwt)21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（ w 1.5% ）B. 查表得：碳钢在 75 和 90

3、摄氏度时的导热系数 都趋近于36.7 w/m CC.土壤的导热系数 t =0.6 w/m C htD. 由于本文涉及到的最大管径为 0.6m ，所以取 t =1.8mE. 保温材料为：聚氨酯，取=0.03 w/m CF. 保温层外包皮材料是： PVC，取 =0.042 w/m CG. 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 ；

4、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 q1 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 kh1 d1i12ln di 1 d in1式中： h1 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di 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 h

5、1 计算公式 : h1 = N?f/D ex式中： N努谢儿特准则数f蒸汽的导热系数Dex 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)2 ht 2 ht 2D ex ln D ex ( D ex ) 1 计算公式： D ex D ex式中：f 蒸汽管道埋设土壤处的导热系数， W/(m.K)Dex 蒸汽管道外径， mhi 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

6、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 : = N? /Dex式中： N努谢儿特准则数蒸汽的导热系数Dex 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 11查阅相关数据库3 蒸汽管道沿途温降计算t q jl L j (1 ) j 1000 C jp G j 计算公式： jp j式中： qjl 管段 j 单位长度热损Lj 管段 j 的长度Cjp 管段 j 内蒸汽的平均定压比热Gj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