高温蒸汽管道保温状况评价

=
1- m 1 - m'
（3）
式中： 为年均散热损失，W / m2； 为测试条件下的
热损失，W / m2； 1 为设备及管道常年介质运行温度，
K； 1 为测试时设备及管道介质实际运行温度，K； m
为年平均大气（或室内）环境温度，K； m'为测试时的
大气（或室内）环境温度，K .
热流密度法对蒸汽管线进行热损失测量，测试过程中 3 测试内容及测试方案
负压波检漏技术已成为一项常规技术，该技术可 以解决液体管线泄漏诊断中的三大问题，即定性确定 泄漏事件、定量确定泄漏点的位置和估计泄漏量。
应用负压波检漏技术确定泄漏事件的发生，应该 意识到该技术对信息缺失情况和微弱信号检测方面 的局限性，因此在用其确定液体管线的泄漏时最好与 其他方法相配合。
负压波检漏技术的发展呈现出三大趋势：一是与 其他技术一同使 用，从 而 更 好 地 解 决 相 关 的 定 位 问 题；二是强化对负压波检漏技术的研究，定性研究负 压波传播模型可以更好地确定泄漏发生的时间；三是 对负压波检漏技术的研究从定性到定量，定量的分析 结果可以用于推测管线泄漏量和泄漏位置。
由此可见，该 管 道 必 须 进 行 改 造；从 经 济 利 益 考
虑，如果按照国标要求进行改造，每年可节约能源成
本 149.94 万元；因主蒸汽管道已有 86.8% 超标，且动 力厂高温蒸汽热价很高，即使不超标，如果保温层厚
度没有以经济性为目标进行设计，则会造成热能浪费
严重。
5 结束语 通过对炼化公司下属的动力分厂的热力管道保
Evaluation to Thermal Insulated Condition of High Temperature Steam Pipeline
LIU Li-jun1，ZHAO Hai-gian1，LIU Li-gang2
（1 . Daging Petroieum Institute，Daging 163318，China；2 . Tongji University，Shanghai 200092，China）
在主干管 道 上 选 择 具 有 代 表 性 的 管 段 作 为 测 试 区，每个测试区段根据其长度及管道走向选择一定数 量的测试截面，当测试区段外表面温度较高时，适当 增加测试截面的数量。动力分厂主蒸汽管线及中压 管线分布比较规则，而且踩踏等现象很少，各处保温 状况基本一致，因此在每条管线上选择了 3 个测试截 面。动力分厂需要测试的管线为主蒸汽管线 3 条、丙 烯腈中压管线、ARGG 中压管线和主蒸汽管线的胀力 弯等 6 部分，所以需要测试的截面为 18 个。 3 . 2 每个测试截面测点的布置［2］
选定测试截面后，每个测量面选定顶部、偏上侧、 偏下侧 3 个测点（见图 1），再直接用热流计测出的热 流密度值计算出整个管道每一个截面所有测点的热 损平均值，求出该管道的平均热损。
图 1 截面测温点示意图
由第一步分析得出，动力分厂所选择的主蒸汽管 线及中压管线共有 18 个截面需要测试，每个截面上布 置了 3 个测温点和 3 个热流测点，因此共布置了 54 个 温度测点和 54 个热流测点。 3.3 环境温度测点布置原则
环境温度测点选择在被测管道附近，对于架空管 道，应在距离被测管道 1 m 处测定。 3.4 风速测点位置原则
风速测 试 点 应 与 环 境 温 度 的 测 点 位 置 相 同。 对 于动力分厂的测试截面，在距离管道 1 m 以内进行了 风速的测量，为了保证风速的准确性，每处均测量了 3 次，以 3 次测量的平均值作为最终的风速值。 4 主蒸汽管线及中压蒸汽管线保温测试及结果分析
主蒸汽 377 240 221 158
63 39.9 220 550
管网
Leabharlann Baidu
530 237 287 157 130 82.8 2 550 670
530 237 259 157 102 65.0 140 600
丙烯腈 273 350 280 209 71 34.0 1 200 490
中压线
ARGG 426 390 384 223 161 72.2 700 775
选用日本的 HFM - MR 型热流计，测试精度较高。
测试按国家标准 GB - 817《5 设备及管道保温效果
热流密 度 法 是 采 用 热 阻 式 热 流 计，将 其 传 感 器 的测试与评估》和 GB - 4272《设备及管道保温技术通
（探头）用双面胶纸贴敷在保温结构外表面，直接测量 则》进行。
（2）丙烯腈中压管线全长1 200 m，全部超标，散热 损失 超 过 国 家 标 准（ 规 定 的 允 许 最 大 散 热 损 失 ）
34.0% 。需要多消耗 274.4 kW 的热量，则每年损失热 能为 8. 7 > 103 GJ，每年由于保温状况不良造成 17. 0 万 元的经济损失。
（3）ARGG 中压管线全长 700 m，全部超标，散热损 失超过国家标准（规定的允许最大散热损失）72.2% 。 需要多消耗 236.5 kW 的热量，则每年损失热能为 7.5 > 103 GJ，每年由于保温状况不良造成 35. 7 万元的经 济损失。
Abstract：The present thermai insuiated conditions of severai steam pipeiines in Daging refinery company were tested using the method of heat fiux density. According to the experimentai resuit，set forth the necessity of rebuiiding the thermai insuiated structure.
（下转第 19 页）
第6期
梁伟等：液体管道泄漏负压波诊断方法的研究现状及发展趋势
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提高泄漏诊断的说服力和可信度，抑制泄漏诊断系统 的误报警率。 !." 综合化
管道泄漏 故 障 诊 断 面 临 的 巨 大 挑 战 与 研 究 目 标 是如何提高对微小的缓慢泄漏检测的灵敏度以及泄 漏点定位的精度。任何单一的诊断模型都难以对这 些敏感问题提供令人满意的解决方案，多种诊断模型 的有机结合可以实现优势互补。对于硬件配备较为 完备的管网建立基于实时模型诊断理论的负压波检 漏模型，多 种 参 数 互 为 补 充、取 长 补 短。 同 时 综 合 多 种分析手段，如微分方法和积分方法结合，既分析管 道泄漏前后粗化参数突变的概貌，又捕捉泄漏局部的 细节变化，精确捕捉负压波拐点信息，提高泄漏点的 定位精度及对小泄漏量的诊断灵敏度。 # 结束语
中压管线
（1）在主蒸汽管线中，长 280 m 的 !273 mm 管道 不超标，占主蒸汽管线总长度的 8.8% ；超标部分占总 管长的 91.2% 。其中长2 550 m 的 !530 mm 管道的实 际散热量与国标相比需要多消耗热量 697.8 kW，则每 年损失热能为 22. 0 > 103 GJ，热价按 41. 2 元 / GJ 计算， 每年由于保温状况不良造成 90.64 万元的经济损失； 长140 m的 !530 mm 胀力弯按上述方法计算，每年损 失热能为 848.9 GJ，每年由于保温状况不良造成 3.5 万元的经济损失；长 220 m 的 !377 mm 管道按上述方 法计算，每年造成热能损失为 755.2 GJ，则每年可造成 经济损失 3.1 万元。
Key Words：Pipeiine；Thermai Insuiated Condition，Evaiuation
1 引言
损失值。其基本原理：当一维稳态热流 垂直地通过
在冶金及化工等行业，大量的热能通过蒸汽管道 探头时，经过一段非稳态过程后，在热阻板两面产生
输送。对 热 力 管 道 进 行 良 好 的 保 温，减 少 其 散 热 损 失，是提高化工厂经济效益的有效途径。热力管道热 损失测试是保温改造、保温施工质量监督和综合评价 保温效果 的 基 础。 因 此，准 确、全 面 地 给 出 现 场 热 损 失数据是保温技术改造及经济分析的关键。
From the anaiysis resuit，if the factory rebuiids the thermai insuiated structure according to GB，it wiii save the energy cost of 1 499 400
yuan each year，and raise the economic profit of the enterprise.
况看，基本没有严重的破损状况，保温状况比较理想。 但经测试发现，基本上都超过国家标准。 2 测试方法
国内外保 温 管 道 热 损 失 现 场 测 试 通 常 采 用 热 流 密度法、表 面 温 度 法、焓 降 法。 由 于 该 测 试 过 程 中 蒸 汽流量不能准确测定，而且管道旁路比较多，所以不 能采用焓降法测量热损失。在该次评价过程中，选用
=- ! !
（1）
这样，在热 阻 板 内 的 热 电 堆 感 生 出 热 电 势；测 出
热电势就可根据已标定的热电势与热流关系，在仪表
上直接读出热流密度 在稳态情况下，单位长度管道
的热损失为
D ="
（2）
由于管道常年运行，需将测试数据换算为当地年
管线全长1 200 m，管径为 273 mm，介质温度为 350 C； 平均温度和常年运行温度（设计温度）条件下的相应 ARGG 中压管线全长700 m，管径为 426 mm. 从目测情 值。其换算公式如下：
对于主蒸汽管网、丙烯腈中压管线及 ARGG 中压 管线，采用热流密度法进行测试，测试时根据管道表 面保温状况选取测试截面，每个截面采用斜对角取两
点，再加一个相邻点的三点测试方案，其中第 1 点在顶
部，第 2 点为上部相邻点，第 3 点在下部。共布 54 个
测点，对测试数据进行平均、探头弯曲修正、风 速 修
正、发射率修正及年均处理，其计算结果如表 1 所示。
表 ! 动力分厂主蒸汽管线及分析结果
管段名称
年均热 国标允 实际比国标值高
管径 蒸汽温 流密度 / 许值 /
（/ W·m- 2） 管长 保温材料
/ mm 度 / C （W·m- 2）（W·m- 2） 绝对值 百分比 / % / m 外径 / mm
273 175 100 128 - 28 - 21.8 280 455
2004 年 第6期
Pipeiine Technigue and Eguipment
2004 No . 6
高温蒸汽管道保温状况评价
刘立君1，赵海谦1，刘利刚2 （1 . 大庆石油学院，黑龙江 大庆 163318；2 . 同济大学，上海 200092）
摘要：利用热流密度法对大庆炼化公司几条蒸汽管线保温现状进行了现场测试，根据测试结果，通 过经济效益的对比分析，阐明了保温结构改造的必要性。从分析结果可见，如果按照国标要求进行保 温改造，每年可节约能源成本 149.94 万元，极大提高了企业的经济效益。 关键词：管道；保温：评价 中图分类号：TE832 . 4 文献标识码：B 文章编号：1004 - 961（4 2004）06 - 0014 - 02
炼化公司 动 力 厂 的 管 线 基 本 上 都 是 高 温 蒸 汽 管 道。主蒸汽管线总长3 190 m，管径分别为 273 mm，377 mm 及 530 mm，蒸汽温度为 175 ~ 240 C，于 1998 年进 行了保温改造，保温材料是复合硅酸盐；丙烯腈中压
相应的温度差 ! ，根据傅里叶定律：
热流密度，再根据实测保温结构外表面积计算出散热
该次测试大致分为 3 部分： （1）管道全线普测。在
收稿日期：2004 - 05 - 20 收修改稿日期：2004 - 06 - 30
第6期
刘立君等：高温蒸汽管道保温状况评价
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进行热损失测定工作之前，了解管线的工艺参数、管 径、长 度 及 其 支 架、阀 门、管 间 距 等 有 关 资 料；查 明 保 温层材料的品种与性能、厚度、结构、施工时间和破损 裸露状况，进行 保 温 结 构 外 形 尺 寸 测 量 等。（ 2）为 了 保证测定结果的准确性，在确定测试点时，既选择有 代表性的位置，又要尽可能地多布置测试点。每个截 面分 3 点或 4 点，并逐点细测。（3）特殊部位的测量： 如阀门、法兰等不规则部位［1］。 3.1 测试分区及测试截面的选择