鋼套鋼蒸汽復合保溫管以及設備保溫計算公式

保溫計算  1蒸汽直埋保溫管的蒸汽溫度，℃，蒸汽壓力，MPa； 2土壤導熱系數，W/m.K； 3管中心平均埋深，m；  4zui熱月地表面平均溫度，℃；  5保溫結構采用: “鋼套鋼—外滑動（滾動型）—空氣層”； 6鋼外套管的外壁溫度≤50℃； 7管道沿程平均熱損失≤200W/m； 8保溫管壽命≥20年（正常使用）。  

鋼套鋼蒸汽復合保溫管以及設備保溫計算公式 

一個完整的熱工管道和熱工設備的絕熱結構，通常包括：（1）防腐層；（2）滑動層（可與腐層并用）；（3）絕熱層；（4）防水防潮層；（5）外保護層（也可以兼作防水防潮層）。   由于熱水系統所用的管道都已經經過防腐處理，所以絕熱設計的任務主要是絕熱層、防水防潮層和外保護層的設計。  9 絕熱層的設計  9.1 材料導熱系數     導熱系數λ，單位W/(m·℃)，是表證物質導熱能力的熱物理參數，在數值上等于單位導熱面積、單位溫度梯度，在單位時間內的導熱量。數值越大，導熱能力越強，數值越小，絕熱性能越好。該參數的大小，主要取決于傳熱介質的成分和結構，同時還與溫度、濕度、壓力、密度、以及熱流的方向有關。成分相同的材料，導熱系數不一定相同，即便是已經成型的同一種保溫材料制品，其導熱系數也會因為使用的具體系統、具體環境不同而有所差異。    為了計算的方便，本文根據相關的部門標準和國標的相關規定來選擇材料的導熱系數作為設計的標準。  9.1.1 硬質聚氨脂泡沫塑料     硬質聚氨脂泡沫塑料是用聚醚與多異氰酸脂為主要原料，再加入阻燃劑、穩泡劑和發泡劑等，經混合攪拌、化學反應而成的一種微孔發泡體，其導熱系數一般在0.016～0.055W/(m·℃)。使用溫度-100～100℃。  

 鋼套鋼蒸汽復合保溫管以及設備保溫計算公式

按照原石油部部頒標準（SYJ18-1986），對于設備及管道用的硬質聚氨脂塑料泡沫的基本要求如表1：  9.1.2 聚苯乙烯泡沫塑料     聚苯乙烯泡沫塑料簡稱EPS，是以苯乙烯為主要原料，經發泡劑發泡而成的一種內部有無數密封微孔的材料。聚苯乙烯泡沫塑料的導熱系數在0.033～0.044 W/(m·℃)，安全使用溫度-150～70℃；硬質聚苯乙烯塑料泡沫的導熱系數在0.035～0.052 W/(m·℃)。   根據GB10801-1989的規定，對絕熱用聚苯乙烯塑料泡沫的技術性能要求如表2：   9.1.3 聚乙烯塑料泡沫     聚乙烯塑料泡沫的導熱系數一般在0.035～0.056W/(m·℃)，根據 GB50176-93《民用建筑熱工設計規范》中的規定，聚乙烯塑料泡沫料的導熱系數<0.047W/(m·℃)。    計算中取λ=0.047W/(m·℃)=0.1692(kJ/h·m℃)  9.1.4 巖棉     巖棉是一種無機人造棉，生產巖棉的原料主要是一些成分均勻的天然的硅酸鹽礦石。巖棉的化學成分為：SiO2(40%～50%)，Al2O3(9%～18%)， Fe2O3(1%～9%)，CaO(18%～28%)，MgO(5%～18%)，其它（1%～5%）。不同巖棉制品的導熱系數一般在0.035～0.052W/(m·℃)，zui高使用溫度為650℃。

  根據GB11835-1989《絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》的規定，散棉的導熱系數≤0.044 W/(m·℃)。巖棉氈、墊及管殼、筒等在常溫下的導熱系數一般在0.047～0.052W/(m·℃)。  計算中取λ＝0.052W/(m·℃)=0.1872(kJ/h·m℃)  9.2 保溫層厚度的計算   9.2.1 保溫層厚度的計算公式     δ＝3.14dW 1.2 λ1.35 t1.75 /q 1.5（9-1）    δ—保溫層厚度（mm）；      dw—管道的外徑（mm）；     λ—保溫層的導熱系數（kJ/h·m·℃）；     t—未保溫的管道的外表面的溫度（℃）；    q—保溫后的允許熱損失（kJ/m·h）。  9.2.2 允許熱損     根據建設部2003年頒布的《全國民用建筑工程設計技術措施·給水排水》中的規定.  

9.2.3 參數確定    管道的外徑dw：公稱直徑為20、40、50的管道（鋼）的外徑分別為33.5mm、48mm、60mm。       保溫層的導熱系數λ：9.1中已經確定。     未保溫的管道的外表面的溫度t：由于鋼的導熱系數很大，管道壁又薄，所以可以認為管道的外表面的溫度和流體的溫度相等（誤差不超過0.2℃）  熱阻計算公式：R=R1+R2+R3=ln(d1/d0)/2πλ1+ ln(d2/d1)/2πλ2+ ln(4H/D)/2πλ3（m2.K/W）  式中：R1—超細玻璃棉熱阻（m2.K/W）      λ1—超細玻璃棉導熱系數（W/m.K）      R2—空氣層熱阻（m2.K/W）      λ2—空氣層導熱系數（W/m.K）       R3—土壤熱阻（m2.K/W）      λ3—土壤導熱系數（W/m.K）      d0—工作鋼管外徑（m）       d1—超細玻璃棉保溫層外徑（m）     d2—空氣層外徑（m）      D—外套鋼管外徑（m）      H—土壤表面距蒸汽管道中心間距（m） 保溫結構  由里向外：工作管道－玻璃棉（巖棉）－空氣層－外套鋼管－外防護層