蒸汽管道温度损失计算及分析
蒸汽管道温度损失计算及分析
蒸汽管道温度损失计算及分析bw k p g f CG t t k l t •-=∆)(热水供热管道的温降1.计算基本公式 1.1温损计算公式为:式中:—管道单位长度传热系数—管内热媒的平均温度—环境温度—热媒质量流量—热水质量比热容——管道长度由于计算结果为每米温降,所以L 取1m1.2.管道传热系数为式中:,—分别为管道内外表面的换了系数,—分别为管道(含保温层)内外径gk C m w ο⋅/pt C ︒kt C ︒G s Kg /C C Kg J ︒⋅/l m ∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπna wa C m w ο⋅2/nd wd mi λ—管道各层材料的导热系数(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。
—管道各层材料到管道中心的距离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:Pr 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:式中: —管道埋设处的导热系数。
—管道中心到地面的距离。
3.假设条件:A. 管道材料为碳钢()C m w ο⋅/id 42.075.0Pr )180(Re 037.0-≈=λnn n d a N ]1)2(2ln[22-+=wt wtwtw d h d h d a λtλth %5.1≈wB. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于36.7C.土壤的导热系数=0.6D. 由于本文涉及到的最大管径为0.6m ,所以取=1.8mE.保温材料为:聚氨酯,取=0.03F. 保温层外包皮材料是:PVC ,取=0.042G.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。
蒸汽管道温度损失计算及分析
蒸汽管道温度损失计算及分析Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UTbw k p g f CG t t k l t •-=∆)(热水供热管道的温降1.计算基本公式温损计算公式为:式中:g k —管道单位长度传热系数C m w ο⋅/ p t —管内热媒的平均温度C ︒ k t —环境温度C ︒G —热媒质量流量s Kg /C —热水质量比热容C Kg J ︒⋅/ l ——管道长度m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m .管道传热系数为式中:n a ,w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/n d ,w d —分别为管道(含保温层)内外径m i λ—管道各层材料的导热系数C m w ο⋅/(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。
i d —管道各层材料到管道中心的距离m内表面换热系数的计算根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:Pr 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=;在75摄氏度时Pr=;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:式中:t λ—管道埋设处的导热系数。
t h —管道中心到地面的距离。
3.假设条件:A. 管道材料为碳钢(%5.1≈w )B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο⋅/C.土壤的导热系数t λ=C m w ο⋅/ D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取t h =E.保温材料为:聚氨酯,取λ=C m w ο⋅/ F. 保温层外包皮材料是:PVC ,取λ=C m w ο⋅/ G.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:;管径为500mm 时,保温层厚度为:52mm ,保温外包皮厚度为:9mm ; 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q 1是相同的。
蒸汽管道损失理论计算及分析
1.计算基本公式温损计算公式为:式中:—管道单位长度传热系数—管内热媒的平均温度—环境温度—热媒质量流量—热水质量比热容——管道长度由于计算结果为每米温降,所以L取1m .管道传热系数为式中:,—分别为管道内外表面的换了系数,—分别为管道(含保温层)内外径—管道各层材料的导热系数(金属的导热系数很高,自身热阻很i小,可以忽略不计)。
—管道各层材料到管道中心的距离m内表面换热系数的计算根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:Pr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=;在75摄氏度时Pr=;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:式中:—管道埋设处的导热系数。
—管道中心到地面的距离。
3.假设条件:A. 管道材料为碳钢()B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于C.土壤的导热系数=D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取=E.保温材料为:聚氨酯,取=F. 保温层外包皮材料是:PVC,取=G.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:;管径为500mm时,保温层厚度为:52mm,保温外包皮厚度为:9mm;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总传热系数k式中:—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数—蒸汽管道各层材料的导热系数—蒸汽管道各层材料到管道中心的距离 ɑ—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)传热系数k 的影响因素1蒸汽与管道内壁的对流换热系数 ①计算公式:式中:—努谢儿特准则数 —蒸汽的导热系数—蒸汽管道工作钢管内径②影响因素:蒸汽管道的管径大小及蒸汽温度③ 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。
蒸汽管道温降计算
符号 Do L H1 P2 T1 P2 T2 H2 V Δ H Δ H=H1-H2 δ 假定 D1 D1=D0+2*δ S q q1 ta w ε ts ac an a ts' T t tm λ q2 δ S=π *D1*L/1000 q=1000*Δ H*V/S 假定:q1=q 假定
公
式
假定 ac=72.8*w0.6/D10.4 an=(5.67*ε /(ts-ta))/(((273+ts)/100)^4-((273+ta)/100)^4) a=ac+an ts'=ta+q1/a T=(T1+T2)/2 t=T1 tm=(t+ta)/2 λ =0.035+1.65*0.0001*tm+1.242*E-7*tm^2 q2=q1 δ =λ *(t-ts')/q2
单 位 mm m kj/kg Mpa Mpa kj/kg t/h kj/kg mm mm m2 W/m
2
管径计算(426x8) 800 20000
3032
1.5 280 0.5 260 3000 150 32 100 1000 62800 21.23142251 21.23142251 20 2 0.25 0 6.962246198 0.003903928 6.966150127 23.04779859 270 270 145 0.061536305 21.23142251 715.756374
实际取用保温厚度 实际保温层热传导散热密度 实际取用保温外径 管道实际总外表面积 管道实际损失热量 蒸汽焓降 终端实际焓 终端实际温度
A D1' S' Q' Δ H' H2' T2'
管道热损计算
输入值 280 15 0.377 0.043 0.05 1.5 400 输出结果 7.85025 0.477 360.4272132
单位 W/mຫໍສະໝຸດ 热焓值 每小时损耗蒸汽量=QT*3600*管线长度/热焓值/1000
3059 KJ/Kg 169.6682533 Kg/h
Qt — 单位长度管道的热损失,W/m; Qp — 单位平面的热损失,W/㎡; TV — 系统要求的维持温度,℃; TA — 当地的最低环境温度 ℃;
λ — 保温材料的导热系数,W/(m℃), D1 — 保温层内径,(管道外径) m; D0 — 保温层外径,m; D0=D1+2δ; δ — 保温层厚度,m; Ln — 自然对数;
实例:
管道外径377mm,管道长度400米,蒸汽出厂温度280度。大气温度15度,热损耗理 论计算,过热蒸汽0.6MPa,温度280℃,热焓值3018KJ/Kg。300℃热焓值 3059KJ/Kg
方法: 保温管道的热损失(加30%安全系数)计算: Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1.3 式中:
α — 保温层外表面向大气的散热系数,W/(㎡℃)与风速ω,(m/s)有关, α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ ) 常用保温材料导热系数 保温材料 导热系数W/ (m. ℃) 玻璃纤维 0.036 矿渣棉 0.038 硅酸钙 0.054 膨胀珍珠岩 0.054 蛭 石 0.084 岩 棉 0.043 聚氨脂 0.024 聚苯乙烯 0.031 泡沫塑料 0.042 石 棉 0.093 管道材质修正系数 管道材料 修正系数 碳钢1 铜 0.9 不锈钢 1.25 塑 料 1.5
参数 TV — 系统要求的维持温度,℃; TA — 当地的最低环境温度 ℃; D1 — 保温层内径,(管道外径) m; λ — 保温材料的导热系数,W/(m℃) δ — 保温层厚度,m; ω-风速 h-管线长度
蒸汽管损计算
蒸汽总管热损计算
管道外径377mm,管道长度400米,蒸汽出厂温度在280度左右。
按大气温度15度计。
热损耗的理论计量
蒸汽热损计算依据及基础数据
过热蒸汽0.6MPa,温度为280℃,热焓值为3018KJ/kg。
300℃,热焓值为3059KJ/kg 计算公式:
Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( InD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1.3
式中:
Qt —单位长度管道的热损失,W/m;
Qp —单位平面的热损失,W/㎡;
TV —系统要求的维持温度,℃;
TA —环境温度℃;
λ —保温材料的导热系数,W/(m℃),采用岩棉管保温,λ值为0.043 W/(m℃)
D1 —保温层内径,(管道外径) m;
D0 —保温层外径,m; D0=D1+2δ;
δ —保温层厚度,m;计算时δ取0..05m
Ln —自然对数;
α —保温层外表面向大气的散热系数,W/(㎡℃)与风速ω,(m/s)有关,α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃)。
ω值取1.5,α值为7.85 W/( ㎡℃)。
蒸汽热损计算
φ377mm管道
Qt={[2π(280-15) ]/〔(In0.477/0.377)1/0.043+2/(0.477×7.85)]}×1.3=360.4 W/m
每小时损耗蒸汽量为:360.4*3600*400/3018/1000=172Kg/H
折0.6Mpa,300℃下蒸汽为360.4*3600*400/3059/1000=170 Kg/H。
蒸汽管道温度损失计算及分析
bw k p g f CG t t k l t ∙-=∆)(热水供热管道的温降1.计算基本公式 1.1温损计算公式为:式中: gk —管道单位长度传热系数C m w ο⋅/pt —管内热媒的平均温度C ︒kt —环境温度C ︒G —热媒质量流量s Kg /C —热水质量比热容C Kg J ︒⋅/l ——管道长度m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m1.2.管道传热系数为∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中:na ,wa —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/nd ,wd —分别为管道(含保温层)内外径mi λ—管道各层材料的导热系数C m w ο⋅/(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。
i d—管道各层材料到管道中心的距离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:42.075.0Pr )180(Re 037.0-≈=λnn n d a NPr 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:]1)2(2ln[22-+=wt wtwtw d h d h d a λ式中: t λ—管道埋设处的导热系数。
th —管道中心到地面的距离。
3.假设条件:A. 管道材料为碳钢(%5.1≈w )B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于36.7C m w ο⋅/C.土壤的导热系数t λ=0.6C m w ο⋅/ D. 由于本文涉及到的最大管径为0.6m ,所以取th =1.8mE.保温材料为:聚氨酯,取λ=0.03C m w ο⋅/F. 保温层外包皮材料是:PVC ,取λ=0.042C m w ο⋅/ G.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。
蒸汽管道管损计算公式
蒸汽管道管损计算公式蒸汽管道在输送蒸汽的过程中,由于各种因素的影响,会存在能量的损失,这就涉及到蒸汽管道管损的计算。
那咱就来好好唠唠这蒸汽管道管损的计算公式。
先来说说为啥要搞清楚这管损的计算。
就拿我之前工作的一个工厂来说吧,那时候厂里新上了一套蒸汽供应系统,为了确保各个车间能稳定地用上足够压力和温度的蒸汽,就得精确算出管道中的能量损失。
不然的话,有的车间机器因为蒸汽不足开不了工,有的车间又蒸汽太多浪费了,这可就麻烦大啦!蒸汽管道管损的计算,主要考虑几个关键因素。
首先是管道的材质,不同的材质,它的导热性能可不一样。
比如说,不锈钢管和普通钢管,导热系数就有差别。
这就好像冬天你穿羽绒服和穿薄外套的保暖效果不同一样。
然后就是管道的长度。
这很好理解,管道越长,蒸汽在里面流动的路程就越长,损失的能量自然就越多。
想象一下,你跑长跑,跑的距离越远,是不是就越累?蒸汽在长长的管道里跑也是这个道理。
还有管道的直径。
直径大的管道,蒸汽流动阻力小,管损相对就小一些;直径小的管道,蒸汽挤在里面,阻力大,管损也就跟着上去了。
具体的计算公式呢,通常是这样的:管损 = 摩擦阻力损失 + 散热损失。
摩擦阻力损失可以用达西 - 韦斯巴赫公式来计算:$h_f =f\frac{L}{D}\frac{v^2}{2g}$ 。
这里的$f$ 是摩擦系数,$L$ 是管道长度,$D$ 是管道直径,$v$ 是蒸汽流速,$g$ 是重力加速度。
散热损失的计算就稍微复杂一点,要考虑管道周围的环境温度、保温材料的性能等等。
一般来说,可以用这样的公式估算:$Q = 2\pi k(T_s - T_a) \ln\frac{D_2}{D_1} / L$ ,其中$k$ 是保温材料的导热系数,$T_s$ 是蒸汽温度,$T_a$ 是环境温度,$D_2$ 是保温层外径,$D_1$ 是管道外径。
不过,在实际计算的时候,可不能生搬硬套公式,还得根据具体情况灵活调整。
比如说,如果管道的安装环境比较特殊,像在高温或者潮湿的地方,那可能就得对一些参数进行修正。
蒸汽管道损失理论计算及分析
bw k p g f CG t t k l t •-=∆)(热水供热管道的温降1.计算基本公式 温损计算公式为:式中:gk —管道单位长度传热系数C m w ο⋅/p t—管内热媒的平均温度C ︒kt —环境温度C ︒G —热媒质量流量s Kg /C —热水质量比热容C Kg J ︒⋅/l ——管道长度m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m.管道传热系数为∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中:na ,wa —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/nd ,wd —分别为管道(含保温层)内外径mi λ—管道各层材料的导热系数C m w ο⋅/(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。
i d—管道各层材料到管道中心的距离m内表面换热系数的计算根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:42.075.0Pr)180(Re037.0-≈=λnn n d a NPr 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=;在75摄氏度时Pr=;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:]1)2(2ln[22-+=wt wtwtw d h d h d a λ式中: t λ—管道埋设处的导热系数。
th —管道中心到地面的距离。
3.假设条件:A. 管道材料为碳钢(%5.1≈w )B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于C m w ο⋅/C.土壤的导热系数t λ=C m w ο⋅/ D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取th =E.保温材料为:聚氨酯,取λ=C m w ο⋅/F. 保温层外包皮材料是:PVC,取λ=Cmwο⋅/G.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:;管径为500mm时,保温层厚度为:52mm,保温外包皮厚度为:9mm;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是相同的。
长输蒸汽管道的温降和压降的计算方法研究
长输蒸汽管道的温降和压降的计算方法研究I. 引言II. 相关理论A. 热力学基础B. 管道流体力学基础III. 计算温降和压降的方法A. 温度降低计算方法1. 傅里叶热传导定律2. 内能方程B. 压降计算方法1. 流体阻力公式2. 考虑弯头、阀门和管道接口的阻力修正3. 流量计算方法IV. 案例分析A. 设计长度内输送中长输蒸汽管道的压降计算B. 天然气长输管道的压降计算V. 结论和展望I. 引言随着工业化与城市化水平的提高,管道运输已成为现代工业的一项重要方式。
在液体或气体输送的过程中,管道内部的流体将产生热和压降。
因此,准确计算管道内的温降和压降对管道的设计和运行至关重要。
长输蒸汽管道作为重要的能源输送方式,其温降和压降的计算更加显得重要。
因此,本文将研究长输蒸汽管道的温降和压降的计算方法。
II. 相关理论A. 热力学基础长输蒸汽管道中,管道内的蒸汽流体内部会发生热传导、对流和辐射传热等多种传热方式。
其中,热对流传热是主要的传热方式之一。
设管道内蒸汽的平均温度为T,内径为D,流量为Q,则热对流传热时管道内蒸汽的热传导率h可根据Nusselt 数Nu计算得到。
B. 管道流体力学基础在管道内输送流体的过程中,管道内流体的速度和压力都会发生变化,从而在管道内产生阻力。
考虑到管道内部的不同形状和结构,管道内部阻力的计算方法不同。
同时,管道内的流体速度和流量之间、流量与压力之间也存在着一定的关系,一般需要将它们联系起来一起计算。
基于这些关系,我们可以推导出管道流体动力学的基本方程。
III. 计算温降和压降的方法A. 温度降低计算方法蒸汽管道内流体的温度降低是由内能流失及管道散热流失两个方面导致的。
在不同的情况下,这两个方面的影响程度和计算方法也不同。
1. 傅里叶热传导定律傅里叶热传导定律指出,热传导速率正比于管道上下表面温度之差,反比于管道的厚度。
同时,管道内部存在多种热传导方式,如传热导率k、面积S和传热距离l等,将它们综合运用可得到热传导方程:q = -kS(dT/dx)其中q表示单位时间内管道内能流失的热量,k为传热导率,S为管道的横截面积,dT/dx为管道内蒸汽温度的梯度。
蒸汽管损计算
蒸汽总管热损计算
管道外径377mm,管道长度400米,蒸汽出厂温度在280度左右。
按大气温度15度计热损耗的理论计量
蒸汽热损计算依据及基础数据
过热蒸汽0.6MPa,温度为280C,热焓值为3018KJ/kg。
300E,热焓值为3059KJ/kg
计算公式:
Qt={[2 n (TVTA) ]/〔( InD0/D1) 1/ 入+2/( D0 a )]} X 1.3
式中:
Qt —单位长度管道的热损失,W/m;
Qp —单位平面的热损失,W/ m2;
TV —系统要求的维持温度,C;
TA —环境温度C;
入T呆温材料的导热系数,W/(m C),采用岩棉管保温,入值为0.043 W/(m°C) D1 —
保温层内径,(管道外径) m;
D0 —保温层外径,m; D0=D1+2S;
S T呆温层厚度,m;计算时S取0..05m
Ln —自然对数;
a —保温层外表面向大气的散热系数,W/( m C )与风速3, (m/s)有关,
a =1.163(6+ 3 1/2) w m C )。
3值取1.5,a值为7.85 W/( mC )。
蒸汽热损计算
© 377mm管道
Qt={[2 TI2(0-15) ]/〔(In0.477/0.377) 1/0.043+2/(0.477 7.8X)]} 13=360.4 W/m 每小时损耗蒸汽量为:360.4*3600*400/3018/1000=172Kg/H
折0.6Mpa, 300C下蒸汽为360.4*3600*400/3059/1000=170 Kg/H。
蒸汽管道热损失计算公式
蒸汽管道热损失计算公式
蒸汽管道热损失计算公式是指计算蒸汽在输送过程中所损失的热量的公式。
在蒸汽输送领域中,热损失是一个很重要的问题,因为热损失会导致能量的浪费和系统效率的下降。
因此,正确计算蒸汽管道热损失是非常重要的。
蒸汽管道热损失的计算公式包括以下几个因素:
1. 管道长度:管道长度是指蒸汽从发生地到终点的距离,这是计算热损失的基础。
2. 管道直径:管道直径是指管道的横截面积,它对热损失的影响非常显著。
3. 管道材质:不同材质的管道对热损失的影响也不同。
4. 管道绝热条件:管道外部的绝热层可以减少热损失。
5. 蒸汽流量:蒸汽流量越大,热损失也就越大。
6. 蒸汽温度:蒸汽温度越高,热损失也就越大。
在实际计算中,我们可以使用以下公式来计算蒸汽管道热损失:
Q=2πλL(T1-T2)/(ln(r2/r1))
其中,Q是热损失的热流量,单位为W/m;π是圆周率;λ是导热
系数;L是管道长度,单位为m;T1是管道内部的温度,单位为℃;T2是管道外部的温度,单位为℃;r1和r2是管道的内半径和外半径,单位为m。
通过这个公式,我们可以计算出蒸汽在输送过程中所损失的热量。
实际应用中,我们还需要考虑管道的绝热条件、材质等因素,以提高系统效率。
正确计算蒸汽管道热损失是非常重要的。
通过合理的管道设计和绝热措施,可以降低热损失,提高系统效率,从而达到节能减排的目的。
蒸汽热网散热损失计算及其影响因素分析
蒸汽热网散热损失计算及其影响因素分析摘要:热力管道作为热量输运的主要载体,保温散热性能直接决定了热网经济性和安全可靠性,是发展大机组、长距离区域供热所必须面临的挑战. 准确评价热网保温管道的散热损失特性,研究热网管损的主要影响因素和机理,对于完善保温管道的设计优化、降低管损、改善热网的经济性和安全可靠性,具有重要的工程意义和广阔的应用前景.关键词:集中供热;蒸汽热网;散热损失;影响因素分析引言热网体系随城市规模的扩大而扩展、换热站的分块管理与管网设施的数据监督使城市热网的发展迎来新的挑战。
迫切需要一款热网监督管理平台,将各个换热站、各管网通道以及用户站点数据进行综合分析处理,可实现热网系统运行的远程管理,有效实现对热网供热温度控制。
因此,应用组态王KingView软件设计电脑端监控界面,硬件采用PLC可编程逻辑控制器,通过流量、温度传感器测量各管网底层信息,上传至PLC完成对供热系统的控制,连接至组态王完成对数据的采集分析。
便于远程操作热网系统与热网信息采集,降低热网系统人力投入,对热网系统检修提供便捷,保障热网系统安全稳定运行。
1城市热网工艺分析城市集中供热系统由热源、热网和用户三部分组成。
划分为温控区和供热区,涉及到供热站、换热站、供水站、监控站和热网用户等站点。
其中供热站为热源,集中热源主要为热电站和区域性锅炉房,或采用热电联合集中供热,为一次管网提供热源以满足二次管网供暖所需。
热源将载热介质输送至一次管网,载热介质可以为高温热蒸汽或高温热水,管网网道设置有传感器组,包括压力变送器、流量传感器和温度检测器等测量检测元件,通过供热阀调节管网内载热介质流量,载热介质经过供热阀后流入换热器。
换热器位于换热站内用于载热介质与二次工艺介质的热量交换,经加热后的工艺介质进入二次管网,经高压泵加压后送入千家万户。
供水站对换热站进行工艺介质的补充与泄流,维持管内压力恒定与供热稳定。
监控站负责整个热网系统信息采集和实时监控,实现较好的热供应温度控制。
工业蒸汽管道损失标准
工业蒸汽管道损失标准
1. 管道绝热性能标准,工业蒸汽管道的绝热层材料和厚度需要
符合相关标准,以减少能量损失。
2. 管道设计标准,工业蒸汽管道的设计需要符合相关标准,包
括管道的直径、长度、弯头和支架等方面,以减少阻力和能量损失。
3. 蒸汽压力和温度标准,工业蒸汽管道在输送过程中需要符合
一定的压力和温度标准,以减少蒸汽的凝结和漏损。
4. 能量损失计算标准,工业蒸汽管道的能量损失需要按照一定
的计算方法和公式进行评估和计算,以确定实际的能量损失情况。
总的来说,工业蒸汽管道损失标准旨在通过规范和标准化管道
的设计、材料选用和运行,以最大程度地减少能量损失,提高能源
利用效率,降低生产成本,保障工业生产的安全和稳定运行。
这些
标准对于工业生产中的蒸汽输送至关重要,也是工业生产中的重要
环节之一。
集中供热蒸汽管网热损失的原因分析及改进措施
集中供热蒸汽管网热损失的原因分析及改进措施摘要:管损是集中供热企业的重要经济指标。
流量波动、保温缺陷、计量偏差等工况均易导致供热管损偏大。
本文对影响管损的原因进行分析,改进措施进行探讨。
关键词: 管损、供热管网、温降、质量损失引言在国家环保要求,能源价格及人工成本上涨、日益趋严的情况下,集中供热企业如何通过减少管损,是企业经济运行首要解决的问题。
常见原因分析如下。
1管损的定义蒸汽供热管网损失是指供热出口母管的总供热量与各用户的用热量总和的差值。
通常供用热双方都采用以质量为单位的蒸汽计量装置来计量,由流量计的读数差值来体现管损。
该差值与总供热量的比率为管损,通常采用百分数表示。
管损可分为两类,1、散热导致的管损。
即管道输送蒸汽时管道保温的散热损失。
散热造成了管壁温度降低,如果该温度低于该压力下的饱和温度,蒸汽就会在管道底部凝结成疏水,凝结水与管道内的蒸汽换热造成热损失。
供热管道及疏水阀等附属设备有跑冒滴漏等缺陷会使散热损失增加。
当管道内蒸汽为饱和蒸汽工况下,形成凝结水也会造成的热损失。
2、计量偏差导致的管损。
由于蒸汽流量计选项不当或故障,导致的计量损失或人为其他原因。
蒸汽状态与计量设备设计的状态不符造成的计量偏差。
这种计量偏差可以消除。
2、影响管损的常见因素3.1供热管网管径过大热用户提出用热需求,通常都包含未来几年的用汽增量。
集中供热公司在管网设计需考虑一定的裕度,导致供热管道管径过大。
容易出现实际供热流量小于设计流量的工况,蒸汽流速过低导致部分蒸汽凝结成水导致热损失。
3.2热用户的用汽波动工业热用户如啤酒、医药、织染行业的生产工艺特性导致用汽频繁波动。
如生产啤酒企业,只在糖化车间投料时大幅度用汽。
非连续生产热用户、车间设备异常故障,造成用汽流量的大幅波动,开排疏水不及时,严重时造成管道内蒸汽的凝结和闪蒸,及管道的水冲击事故,而开排疏水就造成散热损失。
3.3保温设计不合理热网管道多采用硅酸铝、岩棉、玻璃丝棉或微孔硅酸钙的“软质”保温结构。
蒸汽管损和压损计算方法
本帖最后由冷眼看世间于 2009-6-14 22:22 编辑管道热损计算公式:Qr=2*pi*(Ts-Tam)/(1/c*ln((d1+2*t)/d1)+2/(d1+2*t)/a)Fc=3.6*Qr/dHQr :Radiant heat (W/m)pi :3.1415...Ts :Steam temperature (C)Tam:Ambient temperature (C)c :Thermal conductivity coefficient (W/m K)d1 :Inner diameter of insulation material (m)t :Insulation thickness (m)a :Heat transfer coefficient (W/m2 K)Fc :Condensate rate (kg/h)dH :Enthalpy difference between steam and saturated water (kJ/kg)管道的热损是和管径、保温情况、环境条件有关。
在保温良好的情况下主要是辐射热损。
压损是和蒸汽流速、管道长度(注意是当量长度)等参数有关,流速越大,管道越长,压损相对越大Qr :Radiant heat (W/m) 热辐射Ts :Steam temperature (C) 蒸汽温度Tam:Ambient temperature (C) 环境温度c :Thermal conductivity coefficient (W/m K) 保温导热系数d1 :Inner diameter of insulation material (m) 管内径(保温材料内径)t :Insulation thickness (m) 绝缘厚度a :Heat transfer coefficient (W/m2 K) 散热系数Fc :Condensate rate (kg/h) 冷凝速率dH :Enthalpy difference between steam and saturated water (kJ/kg) 蒸汽与冷凝水热焓差不知这样翻译合适吗?一般蒸汽热损耗怎么计算。
蒸汽管道热损耗计算(自己设计,绝对好用)
α=1.163(6+ω1/2) 单位 W/( ㎡℃
)
绿颜色的格子需要输入数值
黄颜色的格子是求出的数值 注意输入值的单 位!
保温材料
导热系数 λ
玻璃纤维 矿渣棉 硅酸钙 膨胀珍珠岩 蛭石 岩棉 聚氨酯 聚苯乙烯 泡沫塑料 石棉
0.036 0.038 0.054 0.054 0.084 0.043 0.024 0.031 0.042 0.093
管道材料修正系数 Z碳钢源自1铜0.9
不锈钢 1.25
塑料
1.5
安全系数为30%
Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×Z× 1.3
TV
:TA
200 ℃
:λ
-15.8 ℃
:D1
0.054 W/(m℃)
:D0
0.45 m
:δ
0.75 m
:Z
0.1 m
:Ln
1
:α :ω
10.99
W/(㎡ ℃)
:Qt
6.9 m/s
:
181.68 W/m
045保温材料管道材料075保温层外径玻璃纤维0036碳钢保温层厚度矿渣棉0038修正系数硅酸钙0054不锈钢125自然对数膨胀珍珠岩0054塑料151099保温层外表面向大气的散热系数蛭石008469岩棉004318168单位长度管道的热损失聚氨酯0024聚苯乙烯0031泡沫塑料0042石棉0093安全系数为30qt2tvtalnd0d112d0z131163612单位tv
系统要求的维持温度 当地的最低环境温度 保温材料的导热系数
保温层内径,(管道外径)
保温层外径 保温层厚度
修正系数 自然对数 保温层外表面向大气的散热系数 当地最大风速(扬州最大风速6.9) 单位长度管道的热损失
蒸汽管道温度损失计算及分析
蒸汽管道温度损失计算及分析蒸汽管道温度损失是指在蒸汽在管道中传输的过程中,由于管道本身的材质、绝热层的性能以及环境因素等影响导致蒸汽温度下降的现象。
对于蒸汽管道来说,温度损失的计算和分析十分重要,可以帮助我们了解管道的传热性能以及节能效果。
一、计算方法1.热力学计算法:根据蒸汽的温度、压力、流量以及管道的尺寸、材料等参数,利用热工学原理,可以计算出蒸汽在管道中的传热过程中的温度损失。
2.标准计算法:根据蒸汽管道的标准规范以及实际使用情况,可以采用标准计算方法进行温度损失的估算。
这种方法简便易行,适用于一般工况下的计算。
3.数值模拟法:利用计算机软件进行数值模拟,可以对蒸汽管道的传热过程进行详细的分析和计算。
这种方法精度较高,适用于复杂的管道系统。
二、温度损失的分析1.材料的热传导性能:管道材料的热传导性能决定了热量在管道中的传递速度。
传热性能好的材料能够减少温度损失。
2.绝热层的性能:绝热层的作用是减少热能的散失,提高管道的传热效率。
绝热层的厚度和材料的种类都会对温度损失产生重要影响。
3.管道的长度和直径:长管道会增加蒸汽传热的时间和距离,导致温度损失较大。
而管道的直径越大,对流换热的效果越好,温度损失也相对较小。
4.环境温度和风速:环境温度高或风速大会加快蒸汽的冷却速度,导致温度损失加大。
5.管道状况:管道的老化、污垢、泄漏等因素都会对温度损失产生重要影响。
三、温度损失的分析结果的应用通过对蒸汽管道温度损失的计算和分析,可以得到以下几个方面的应用:1.优化管道设计:通过调整管道材料、绝热层厚度、管道长度和直径等参数,可以减少蒸汽温度损失,提高管道传热效率。
2.能源节约:减少蒸汽温度损失可以降低能源消耗,提高能源利用率,对于大型工业设施来说,这将带来可观的节能效果。
3.管道维护和管理:通过分析温度损失的分布情况,可以找到管道中温度较低的部位,及时维修和管理,保证正常供热和工业生产。
总之,蒸汽管道温度损失的计算和分析是一个复杂且重要的工作,通过合理的计算和分析可以优化管道设计,提高能源利用率,并对管道维护和管理提供有益的参考。
蒸汽管道温度损失计算及分析
bw k p g f CG t t k l t •-=∆)(热水供热管道的温降1.计算基本公式 1.1温损计算公式为:式中: gk —管道单位长度传热系数C m w ο⋅/pt —管内热媒的平均温度C ︒k t —环境温度C ︒G —热媒质量流量s Kg /C —热水质量比热容C Kg J ︒⋅/l ——管道长度m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m1.2。
管道传热系数为∑=+++=ni w w i i in n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中:n a ,w a -分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/n d ,w d —分别为管道(含保温层)内外径mi λ—管道各层材料的导热系数C m w ο⋅/(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。
i d -管道各层材料到管道中心的距离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:42.075.0Pr)180(Re037.0-≈=λnn n d a NPr 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:]1)2(2ln[22-+=wt wtw tw d h d h d a λ式中: t λ-管道埋设处的导热系数。
t h —管道中心到地面的距离。
3。
假设条件:A 。
管道材料为碳钢(%5.1≈w )B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于36.7C m w ο⋅/C 。
土壤的导热系数t λ=0.6C m w ο⋅/D 。
由于本文涉及到的最大管径为0.6m ,所以取t h =1.8mE.保温材料为:聚氨酯,取λ=0。
03C m w ο⋅/ F. 保温层外包皮材料是:PVC,取λ=0.042C m w ο⋅/ G 。
蒸汽管道温度损失计算及分析
1.计算基本公式
1.1 温损计算公式
t l
kg (t p tk ) G•C
为:
fbw
式中: kg —管道单位长度传热系数 w / m C
t p —管内热媒的平均温度 C
tk —环境温度 C
G —热媒质量流量 Kg / s
C —热水质量比热容 J / KgC
m l ——管道长度 由于计算结果为每米温降,所以 L 取
(资料素材和资料部分来自网络,供参考。可复制、编制,期待你的好评与关 注)
—蒸汽管道工作钢管内径 ②影响因素:蒸汽管道的管径大小及蒸汽温度 ③ 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ɑ(直埋敷设)
响)
2t
①计算公式:
De x
ln[
2ht De x
( 2ht )2 1] De x
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; 管径为 600mm 时,保温层厚度为:54mm,保温外包皮厚度为:12mm;
1m
1.2.管道传热系数为
1
kg
1
n
1 ln di1
1
andn i1 2 i
di
awd w
式中:
w / m C an , aw —分别为管道内外表面的换了系数
2
m dn , dw —分别为管道(含保温层)内外径
w / m C i —管道各层材料的导热系数
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热水供热管道的温降
1 •计算基本公式
式中:管道单位长度传热系数w∕'m ∙°C
tp —管内热媒的平均温度°C
tk —环境温度。
C
G —躺质量流量1⅛ / S
O
C —热水质量比热容J / Kg. O
1 ——管道长度ni
由于计算统果为每米温降,所以L 取Im 1・2•管道传热系数为
k = ____________________ 1 __________________
g 1 壬 1 ] d i4,1 1
------------ F > ----------- In E H -------------------- H n ^Zd n ι=ι 1 "w w
式中:
J , %—分别为管道内外表面的换了系数w∕m 2∙o
C dn , 分别为管道(含保温层)内外径m
&—管道各层材料的导热系数 w∕m ∙°C (仝属的导热系数很高,自 身热阻很小,可以忽略不计)。
1 —管道各层材料到管道中心的距离m
1・1温损计算公式为: At=kg(tp-tQ 1 G ∙C
J
2.1内表面换热系数的计算
根据H.Hansen的硏究结果”管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:
Pr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;S 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:
式中:
人一管道埋设处的导热系数。
Ilt—管道中心到地面的距离。
3 •假设条件:
A. 管道材料为碳钢(w"5% )
B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的昙热系数A都趋近于
36.7 w∕m∙°C
C •土壤的导楼数入=0.6 w/m^C
h
t
D.由于本文涉及到的最大管径为0.6m ,所以取π =1.8m
E保温材料为:聚氨3旨,取2 =0.03 w∕m∙°C
F•保温层外包皮材料是:PVC ,取2 =0.042 w/ m∙°c
G•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30Omm时,保温层厚度为:50mm ,保温外包皮厚度为:7mm ;
管径为40Omm时,保温层厚度为:51mm ,保温外包皮厚度为:7.8mm ;
保温外包皮厚度为:9mm ;
管径为50Omm时,保温层厚度为:52mm
#
管径为60Omm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、蒸汽管道騒失公式推导
稳态条件下,通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量qι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丄总传热系数k
式中:加一蒸汽对工作钢管内壁的换热系数
入1—蒸汽管道各层材料的导热系数
d i-≡汽管道各层材料到管道中心的距离
a—蒸汽管道对土壤的换热系数(直埋)
豪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hi
① 计算公式:II l = Nμ ∙ λf ∕D ex
式中:NP-^谢儿特准则数
入厂_蒸汽的导热系数
%—蒸汽管道工作钢管内径
② 影响因素:蒸汽管道的管径大小及蒸汽温度
③ 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a (直埋敷设)
式中:入L 蒸汽管道埋设土填处的导热系数,W∕(m,K )
D eX —蒸汽管道外径,m
II i — 蒸汽管道中心到地面的距离,m
②彭响因素:管道埋设深度
土壤导热系数(主要受土壤土质及含水率影响)
③主要结论:土壤换热系数的确定,需欄居电厂实际情况,主要考虑
土壤土质及含水率等因素。
2.23蒸汽管道与空气的对流换热系数α
① 计算公式:α = N 卩•入/D ex
式中:NPT 谢儿特准则数
入一蒸汽的导热系数
OC = ①计算公式:
24
D eX—蒸汽管道工作钢管内径
②影响因素:空气温度及管道外壁温度
③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入1
入1查阅相关数据库
3蒸汽管道沿途温0甜算
, IOOO XC 和Gj 计算公式:
At = q2j(i + ")
式中:qji—管段j单位长度热损
L j—管段j的长度
C j P-管段j内蒸汽的平均定压比热
Gj—管段j的流量
4菇损失分析
4.1管道沿途散热损失
4.2蒸汽管线沿途跑冒魁员失
43换热站内凝结水嗣员失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%析:
A. 工程测量中仪表精确度存在误差
B. 理论计算中忽路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I将导热系数入较大的材料至于保温层外侧,增大热阻,减/」得热热流量。
B.
大管径小流量
备注:
参考文献《蒸汽管网水力热力耦合计算理论及应用硏究》
该文中得出主要结论,均在济南某实例电厂进行验证。
因此,所得主要结论具有可信性。