大截面熱力管道保溫層溫度分布特性和優(yōu)化方法研究.pdf

1、在火力發(fā)電廠設(shè)備和熱力管道外部需要敷設(shè)保溫層隔絕漏熱，以達(dá)到節(jié)約能源、提高發(fā)電效率、保障生產(chǎn)安全等目的。目前熱力管道保溫層設(shè)計(jì)主要采用“經(jīng)濟(jì)厚度法”，即在設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮初始投資年分?jǐn)傎M(fèi)用和年散熱費(fèi)用，將二者之和最小時(shí)的保溫層厚度定為經(jīng)濟(jì)厚度。實(shí)際運(yùn)行中由于管外空氣自然對流、保溫材料變形等因素的影響，管道實(shí)際漏熱量與設(shè)計(jì)值存在較大差別，嚴(yán)重影響熱力管道等設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。本文針對大截面水平圓形熱力管道進(jìn)行了研究，通過理論研究對熱力管道熱通

2、路中的管內(nèi)載熱介質(zhì)的對流熱阻、保溫材料傳導(dǎo)熱阻、保溫層之間的接觸熱阻、管外空氣對流熱阻四種熱阻受重力影響的局部分布進(jìn)行分析，結(jié)果顯示保溫材料受重力影響的變形和管外空氣自然對流是導(dǎo)致保溫層外表面溫度分布不均勻的主要原因。通過CFD模擬和實(shí)驗(yàn)的方法對兩種因素的影響程度進(jìn)行了研究，研究結(jié)果顯示，熱力管道保溫層發(fā)生了0.1下沉率的下沉，導(dǎo)致周向局部熱流密度產(chǎn)生近902W/m的變化；而管外空氣自然對流使得頂部空氣熱邊界層厚于底部，和保溫材料下沉一

3、起引起12K以上的局部溫差。為了保障熱力管道的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)安全，我們提出了兩種針對設(shè)計(jì)漏熱量與實(shí)際漏熱量不符的解決方法，其中一種方法是根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的熱力管道周向熱阻變化提前進(jìn)行保溫層厚度的調(diào)整，使調(diào)整后周向局部熱阻分布均勻，該方法保溫效果好，也不會(huì)出現(xiàn)局部溫度過高的問題，但是具有較高的施工難度；另一種方法在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)厚度法設(shè)計(jì)時(shí)就考慮周向熱阻分布不均勻的因素對局部漏熱量和總漏熱量的影響，由于修正后的設(shè)計(jì)漏熱量與實(shí)際運(yùn)行時(shí)熱力管道周向的