【《燃煤循环流化床锅炉烟气净化系统中管道及设备保温设计计算案例》1900字】

燃煤循环流化床锅炉烟气净化系统中管道及设备保温设计计算案例管道及设备保温一般是在需要做防止散热、防止烫伤、需要保冷的管道及设备上安装上一定厚度的保温层，一般采用岩棉、玻璃棉、硅酸铝、硅酸盐、泡沫石棉、聚氨酯板或管壳做为保温层材料，并且需要在保温层的外面安装一层通常采用镀锌铁皮、铝皮等为材料的保温层。保温设计应遵循以下基本原则：①尽量减少生产运行过程中的散热损失；②在满足工艺要求和生产能力的前提下节约资源；③确保安装保温层能够提高经济效益、改善工作环境、防止生产管理人员烫伤等。1.1保温材料的选择保温材料制品应具有以下主要性能：①达到一定温度时，导热系数有限制。使用的平均温度≤350℃时，导热系数值应≤0.12W/(m·k)[0.103kcal/(m·h·C)]，此性能有明确的导热系数方程式或者导热系数随温度变化的图表；对于一些特殊的保温材料制品，例如松散的或者可压缩的保温材料制品，需要在其使用密度的条件下，提供相应的图表或导热系数方程式；②保温材料的密度应≤400kg/m3；③硬质成型制品的抗压强度应≥0.294MPa(3kgf/cm2)，一些特殊的材料除外，如软质材料、半硬质材料和散状材料。常用保温材料的性能见表7-1。表7-1常用保温材料的性能Tab.7-1Performanceofcommoninsulationmaterials保温材料名称最高使用温度℃推荐使用温度℃密度kg/m3热导率参考公式[W/(m·℃)]岩棉及矿渣棉600400100~200λ=0.036+0.00018Tm岩棉及矿渣棉壳板600350≤200λ=0.033+0.00018Tm超细玻璃棉制品40030040λ=0.025+0.00023Tm玻璃棉毡300300≥24λ=0.037+0.00017Tm玻璃棉壳板350300≥25λ=0.031+0.00017Tm微孔硅酸钙制品650550≥24λ=0.056+0.00011Tm硬质聚氨酯泡沫塑料-180~100-65~8030~60λ=0.024+0.00014Tm泡沫玻璃-200~400—180λ=0.059+0.00022Tm硅酸铝制品800—≤190λ=0.042+0.00020Tm水泥珍珠岩制品600—350λ=0.050+0.00022Tm憎水珍珠岩制品650—250λ=0.064+0.00012Tm注：Tm为绝缘层内、外表面温度的算术平均值。离心玻璃棉是采用离心喷吹法工艺将处于熔融状态的玻璃进行纤维化喷涂热固性树脂制成的丝状材料。离心玻璃棉经过热固化深加工处理后，可制成具有多种用途的系列产品。它具有许多优点，如导热系数低、化学稳定性强、吸湿率低、憎水性好、阻燃、无毒、耐腐蚀、容重小等。离心玻璃棉因其质地的柔软性、纤维的微细，在工业建筑施工的过程中不会刺激到施工人员的皮肤，非常受各个施工单位的欢迎，已于近些年成为了保温隔热的首选产品。常用的离心玻璃棉产品规格不一，具体如表7-2。表7-2离心玻璃棉产品规格Tab.7-2Centrifugalglasswoolproductspecifications产品长度/mm宽度（直径）/mm厚度/mm密度/kg/m3板材1200-2200600-120020-10024-96卷毡11000，20000120025-15012，16，20，24，32，40，48管材100015-40020-10045-90本设计采用长度1200mm，宽度600mm，厚度25mm，密度45kg/m3的离心玻璃棉板。离心玻璃棉板是无论在高温还是低温环境中，保温隔热性能都能够保持良好，将离心棉进行固化处理后制成的板材制品，它具有一定的强度，非常适合用于保温隔热。1.2保温层厚度设计计算设备保温层厚度计算式：（7-1）管道保温层厚度计算式： （7-2）（7-3）式中：δ1——保温层厚度，m；λ——保温材料及制品的热导率，W/（m·℃）；αs——保温层外表面热导率，室内安装时αs取11.63W/（m·℃），室外安装时αs取23.26W/（m·℃），这里为室外安装，取23.26W/（m·℃）；[Q]——不同介质温度下，绝热层外表面最大允许热损失量，W/m2，见表7-3、7-4；设备、管道及附件外表面温度在150~200℃且常年运行时，为140W/m2；k——最大允许热损失量的系数，计算最小保温厚度时k值取1.0，计算推荐保温层厚度时k取0.5，这里取0.5；D0——保温层内径（取管道外径），m；D1——保温层外径，m；T0——管道或设备外表面温度，℃；Ta——环境温度，℃，当计算δ1时，考虑全年情况，室外安装时，Ta取-4.1℃；室内安装时，Ta取20℃；或按介质温度选取：当介质温度为50℃时，Ta=20℃；当介质温度为100℃时，Ta=30℃；当介质温度为150℃时，Ta=40℃。表7-3冬季运行允许最大热损失量Tab.7-3Allowablemaximumheatlossinwinter管道、设备外表面温度/℃50100150200250300允许最大热损失W/m2116163203244279308表7-4全年运行允许最大热损失量Tab.7-4Maximumallowableheatlossinannualoperation管道、设备外表面温度/℃50100150200250300允许最大热损失W/m25893116140163186管道、设备外表面温度/℃350400450500550600允许最大热损失W/m22092272442622792961.2.1除尘器保温层厚度电除尘器在运行中电场内与外界存在较大的温差，一般电场内温度为120~180℃，而外界温度一般为-20~45℃，电场内壳体周边壁面结露，使粉尘黏结，影响除尘效率。当灰斗结露后，粉尘结块会造成灰斗堵灰，影响安全运行。因此，必须在电除尘器外壳敷设保温层。除尘器保温层的热导率（7-4）除尘器保温层厚度：（7-5）1.2.2脱硫塔保温层厚度脱硫塔保温层的热导率（7-6）脱硫塔保温层厚度：（7-7）1.2.3管道保温层厚度（1）锅炉至除尘器段管道外径D1-2=2.04m。（7-8）由（7-9）得D1，1=1.94m，则（7-10）（2）除尘器至换热器段管道外径D3-4=1.90m。（7-11）由（7-12）得D1，2=1.83m，则（7-13）（3）换热器出口至脱硫塔入口段管道外径D5-6=1.97m。（7-14）由（7-15）得D1，3=1.88m，则（7-16）（4）脱硫塔出口至换热器段管道外径D7-8=1.89m。（7-17）由（7-18）得D1，4=1.83m，则（7-19）（5）换热器出口至烟囱段①换热器出口至烟气合并前管道外径D9-11=1