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兰州地区管道绝热层经济厚度计算

时间:2010-12-21 19:51来源:未知 作者:admin 点击:
甘肃省建筑设计研究院 顾志宏 魏胜利 关键词 节能 热价 绝热结构单位造价 管道绝热层经济厚度 摘要 在能源、绝热材料价格不断变化的情况下,重新核算管道绝热层经济厚度,对节约

甘肃省建筑设计研究院 顾志宏 魏胜利
关键词 节能 热价 绝热结构单位造价 管道绝热层经济厚度
摘要 在能源、绝热材料价格不断变化的情况下,重新核算管道绝热层经济厚度,对节约能源、保护环境、提高项目的经济效益有明显的现实意义。
0 引言
三十年来随着我国经济的快速发展,造成能源约束矛盾突出,按照国家能源中长期发展规划,在充分考虑节能因素的情况下,到2020年我国能源消耗总量将达到30亿吨标准煤,要满足这一要求,无论是增加国内能源供应还是利用国外资源,都面临着巨大压力。我国解决能源问题的方针是“开发与节约并举,把节约放在首位”,节能工作是一种特定形式的“能源开发”,是解决我国能源供应紧张,保护能源资源,保护环境的有效途径。
绝热技术不仅是节能降耗最经济、收益最明显的重要措施,而且随着绝热工程的深入研究和推广应用,已发展成为节约能源,保障设备安全运行,提高经济效益,改善劳动条件,保护人员安全多功能的一项系统性防护工程。
随着能源供求关系的变化和工业结构的调整,能源、原材料等初级产品的价格增速明显快于其它工业产品,在新的价格体系下,有必要对管道保温层经济厚度进行核算。
1 管道绝热层经济厚度计算公式的约束条件和有关数据的确定
1.1 绝热层经济厚度定义 《设备及管道保温技术通则》GB 4272-92和《工业设备及管道绝热工程设计规范》(以下称《规范》)GB 50264-97明确绝热层经济厚度为:绝热后,年散热损失所花费的费用和绝热工程投资的年摊销费用之和为最小值时的计算厚度。
1.2 管道绝热层经济厚度计算公式
根据绝热层的经济厚度定义,可得: 3.795×10-3 - (1)
式中:Dn、Do、D1—分别为管道内径、管道外径、绝热层外径,〔m〕; —绝热材料导热系数,〔W/m•℃〕;
To—管内流体温度,〔℃〕; Ta—环境温度,〔℃〕;
as—绝热层外表面对流换热系数,根据《规范》4.8.4条,在绝热设计中as按下式计算: (2)
t—年运行时间,〔h〕; PE—能量价格,〔元/GJ〕; PT-管道绝热结构单位造价PT。
需要指出的是:式(1)是根据管道在无限空间中自然对流换热的数学模型推导的。所谓无限空间,指换热面处于教大的空间中,换热面附近的空气自由运动不会受到其他表面的干扰。工程中各种热力设备、热力管道在空气中的放热,可近似看成是无限空间中自然对流换热现象。由于上式中包含室外风速修正,因此也适用室外布置的热力设备和热力管道的散热计算。对于直埋敷设的管道和不通行地沟(空间小)中敷设的管道,由于传热机理复杂,不满足上述理论模型,其绝热设计计算另有公式,不在本文研究范围之内。
1.3 管道绝热层经济厚度计算中主要数据的确定
《规范》对保温计算参数有明确规定,取值如下:
1.4.1 管道外表面温度To
当无衬里时,取介质的正常运行温度;当有衬里时,按有外保温层存在的条件下进行传惹计算确定。
1.4.2 环境温度Ta
1)当管道布置在室外时,若常年运行,Ta取历年的年平均温度的平均值(兰州9.1℃);采暖季节运行时,Ta取历年运行期日平均温度的平均值(兰州-2.5℃ )。
2)设置在室内的管道, Ta=20℃。
3)设置在地沟中的管道, 当外表面温度To 为80℃时,Ta取20℃;当To 在81~110℃之间时,Ta取30℃;当To ≧110℃时,Ta取40℃。
1.4.3 绝热层外表面对流换热系数as
按式(2)计算,根据《规范》附录C,兰州冬季室外平均风速W=0.5( m/s),as=16.56 (W/㎡•℃);对设置在室内和地沟中的管道,W=0,as=11.63(W/㎡•℃)。
1.4.4 绝热材料导热系数 ,取在平均设计温度下的导热系数。根据《规范》附录A,兰州最常用的两种绝热材料导热系数参考方程分别为:
岩棉管 〔W/m•℃〕(3)
玻璃棉管 〔W/m•℃〕(4)。
由于绝热层外表面温度Ts是 ,因此存在按逐次逼近法进行试算,初算时暂定D1=D0+0.05(m),Tm +10〔℃〕。绝热材料平均设计温度下导热系数λm按式-3、式-4计算。
1.4.5 圆筒型单层绝热结构热、冷损失量Q按下式计算:
1.4.6 对Q以W/㎡计的圆筒、平面,其绝热层外表面温度Ts按下式计算:Ts= +Ta(℃) (6)
1.4.7 热价PE按下式计算 PE=1000•C1•C2•PF/ Qnet•ar• B (元/GJ)
式中 PF—燃料到场价,(元/吨);经咨询兰州市靖远煤矿产动力煤市场价500(元/吨)。 (责任编辑:冲锋)

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