管道绝热层厚度的计算及实例
在管道绝热保温的计算方法中,最常用的是经济厚度计算法。绝热层经济厚度是指设备、管道采用保温结构后,年热损失值与保温工程投资费的年分摊率价值之和为最小值时的保温厚度。
圆筒形设备的绝热层厚度计算公式:
式中:
D0------管道或设备外径,m
D1------绝热层外径,m蛭石隔热管
PR------能价,元/106kJ
PT------绝热材料造价,元/m³
λ------绝热材料在平均温度下的导热率,W/(m·℃)
αs------绝热层外表面向周围空气的放热系数,W/(㎡·℃)
t------年运行时间,h
T0------管道或设备的外表面温度,℃
δ------保温管道的经济厚度,mm
Ta------环境温度,℃
S------绝热投资年分摊率,%
式中:
i------年利率(复利率),%
n------计息年数,年蛭石隔热管
【实例】
有一架空蒸汽管道,外径D0=108mm,蒸汽温度T0=200℃,当地环境温度Ta=20℃,室外风速u=3m/s,能价PR=3.6元/106kJ,投资计息年限数n=5年,年利息i=10%(复利息),绝热材料造价PT=640元/m³,选用岩棉管壳为保温材料。计算管道需要的保温层厚度、热损失及表面温度。
解:
(1)热导率λ
Tm=(200+20)/2=110℃
岩棉管壳密度<200kg/m³,
λ=0.044+0.00018(Tm-70)=0.0512W/(m·℃)
(2)总的表面传热膜系数αs=(α0+6u0.5)*1.163=20.23W/(m·℃)
(3)保温工程投资偿还年分摊率蛭石隔热管
(4)保温层厚度
δ=(D1-D0)/2蛭石隔热管
得到:D1=214mm,D0=108mm,保温层厚度为53mm,取60mm。