Qt={[2π(TV-TA ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α]}×1.3
式中:
Qt — 單位長度管道的熱損失,W/m;
Qp — 單位平面的熱損失,W/㎡;
TV — 系統要求的維持溫度,℃;
TA — 當地的最低環境溫度 ℃;
λ — 保溫材料的導熱系數,W/(m℃,見表3;
D1 — 保溫層內徑,(管道外徑 m;
D0 — 保溫層外徑,m; D0=D1+2δ;
δ — 保溫層厚度,m ;
Ln — 自然對數;
α — 保溫層外表面向大氣的散熱系數,W/(㎡℃與風速ω,(m/s有關,α=1.163(6+ω1/2 W/( ㎡℃
蒸汽:
QT=((2*3.14*170°)/(ln (0.113/0.108)/0.043+2/(0.113*1.163*(6+0.2/2))) =1067.6/(0.0392/0.043+2/0.802)
=1067.6/3.42
=312.12瓦/米
312.12*360米*60秒*60分/4.184/1000=96679.6大卡/小時
由此6噸蒸汽鍋爐每小時360萬大卡將損耗2.7個百分點
熱水
QT=((2.*3.14*70/(ln(0.227/0.219/0.024+2/(0.219*1.163*6.1
=439.6/(0.0296/0.024+2/1.554)
=439.6/2.52
=174.44瓦/米
174.44*360*2*3600/4.184/1000=108066.08大卡/小時
由此6噸熱水鍋爐每小時360萬大卡將損耗3個百分點熱量
常用保溫材料導熱系數
保溫材料 導熱系數W/ (m. ℃
玻璃纖維 0.036
礦渣棉 0.038
硅酸鈣 0.054
膨脹珍珠巖 0.054
蛭 石 0.084
巖 棉 0.043
聚氨脂 0.024
聚苯乙烯 0.031
泡沫塑料 0.042
石 棉 0.093
管道材質修正系數
管道材料 修正系數
碳 鋼 1
銅 0.9
不銹鋼 1.25
塑 料 1.5
蒸汽在管網中輸送過程中的熱損失大小,主要取決與保溫結構和凝結水輸排量的多少;下面試著計算回答一下樓主的問題。
1、計算參數條件
(1)根據《工業設備及管道絕熱工程設計規范》GB 50264-97 附錄B ,當設備管道外表面溫度T 0為250℃時,絕熱層外表面最大允許熱損失量Q 值常年運行工況163W/㎡;季節運行工況279W/㎡。
本問題只提供了蒸汽的壓力為1.4MPa ,蒸汽溫度為250℃,管徑為DN200,保溫層厚度為100mm ,沒有說明保溫層材料選用的是哪種。如果假設本管道為全年運行工況,保溫層材料選用的是巖棉管殼其導熱系數λ=0.054~0.063W/(m·℃)。
(2)本問題沒有提供管道輸送蒸汽的流量為多大,根據《城市熱力網設計規范》
7.3.4蒸汽熱力網供熱介質的最大允許設計流速應采取下列數值:1 過熱蒸汽管道:1)公稱直徑大于200mm 的管道80m/s;2)公稱直徑小于等于200mm 的管道50m/s。
查蒸汽管道水力計算表:當管徑DN200mm 蒸汽的管道流速49.6m/s時,可通過蒸汽的流量為6t/h;所以,本計算假設的流量按6t/h(6000Kg/h)計。
2、熱損失計算
(1)計算依據:《工業設備及管道絕熱工程設計規范》GB 50264-97。
4.4.3求絕熱層的熱、冷損失量應按下式計算:
4.4.3.1 圓筒型單層絕熱結構熱冷損失量應按下式計算:
Q =T 0- T a / (D 1/2λ)ln D 1/ D 0+1/αs (W/㎡)
式中:Q 為以每平方米絕熱層外表面積表示的熱損失量。
兩種不同熱損失單位之間的數值轉換,應采用下式計算:
q =∏D1 Q (W/m)
式中:q 為以每米管道長度表示的熱損失量。
(2)計算:
式中:T 0取250℃ (蒸汽管道外表面溫度)
T a 取12.9℃(石家莊地區年平均溫度)
D 1取0.419m (蒸汽管道絕熱層外徑)
D 0取0.219m (蒸汽管道外徑)
λ 取0.06W/m·℃ (巖棉管殼導熱系數)
αs 取11.63W/㎡·℃(絕熱層外表面向周圍環境的放熱系數)
用以上數據套入以上兩式中得:
Q =100.63 W/㎡ (以每平方米絕熱層外表面表示的熱損失量)
q =132.4 W/m (以每米管道長度表示的熱損失量)
3000m×132.4 W/m=397200 W =1429920 KJ/h
3、計算長度3000米、DN200管道流量6t/h時過熱蒸汽的熱量焓值:
從過熱蒸汽表中差得:壓力1.4MPa 溫度250℃蒸汽的的焓值為2927.6KJ/Kg 。
6000Kg/h×2927.6KJ/Kg=17565600 KJ/h
4、計算本條長度為3000m 過熱蒸汽管道的保溫層熱損失的百分比:
1129920÷17565600=0.081=8.1%
5、另外還得根據疏水裝置的多少,計入管道疏水的熱量損失。
從上述以每平方米絕熱層外表面表示的熱損失量計算結果Q =100.63 W/㎡的數值看,小于《工業設備及管道絕熱工程設計規范》GB 50264-97 附錄B“當設備管道外表面溫度T 0為250℃時,絕熱層外表面最大允許熱損失量Q 值常年運行工況163W/㎡”;保溫層的設計厚度及選用材料正確合格。
以上計算不知正確與否,供樓主參考,并請其他專家老師及同行朋友幫助核算驗證。謝謝!
通過平壁的導熱量計算公式
Φ=∧AΔT/Δ
式中:
Φ--單位時間內通過平壁的熱量(W;
A--平壁面積(`M^2`;
∧--物體的熱導率[W/(M·K]
Δ--物體的厚度(M;
ΔT--平壁兩表面之間的溫度差(K。
氣溫0°時 相對于水
?=0.0241*596.2*(50+273.15)
?=4643.15瓦=4643.15焦/秒=4643.15/4.184=1109.73卡/秒=1109.73*3600/1000
= 3995.06大卡/小時
氣溫0°時 相對于氣