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)計主要采用“經(jīng)濟厚度法”，即在設(shè)計時同時考慮初始投資年分攤費用和年散熱費用，將二者之和最小時的保溫層厚度定為經(jīng)濟厚度。實際運行中由于管外空氣自然對流、保溫材料變形等因素的影響，管道實際漏熱量與設(shè)計值存在較大差別，嚴重影響熱力管道等設(shè)備運行的經(jīng)濟性。本文針對大截面水平圓形熱力管道進行了研究，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模擬和實驗的方法對兩種因素的影響程度進行了研究，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行經(jīng)濟性和生產(chǎn)安全，我們提出了兩種針對設(shè)計漏熱量與實際漏熱量不符的解決方法，其中一種方法是根據(jù)實際運行的熱力管道周向熱阻變化提前進行保溫層厚度的調(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；另一種方法在進行經(jīng)濟厚度法設(shè)計時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)計漏熱量與實際運行時熱力管道周向的