1、试述地上给水排水管线保温厚度的设计摘要：由于我国能源利用率很低，所以要对资源使用进行节能减排，提高资源的利用率，响应减排节能的号召。当然，进行节能的过程中，行动更重要，而作为节能措施的隔热保温已被广泛应用于现实生活中。因此，为了正确地选择保温材料、确认保温结构，相关人员一定要对管道的保温厚度进行优化设计，针对这一问题，本文将对地上给水排水管线保温厚度的设计进行阐述。 关键词：排水管道保温保温厚度 中图分类号：S276 文献标识码：A 关于国内外地上给水排水管保温厚度的情况 据了解，由于国内外地上给水排水管保温厚度的保温效果不佳，直接导致资源利用率直线下降。为了改善不良状况，提高对能源的有效利用
2、率，增强经济效益，我国现有排水管道的保温厚度已经比以前厚得多。另外，通过对国外管道保温厚度进行分析，以日本和美国为例，在日本，经过了多次的修改，日本的管道保温厚度增加了 30%到 80%；而在美国，保温厚度的平均节能也能达到 30%以上。因此，这种现象表明，在国外的一些发达国家中，保温厚度的设计和应用也变得越来越重要，越来越被人们重视，而且这些表现可以由（表 1）看出。 以下（表 2）是我国石油化工常用的保温厚度。由此可见，尽管我国对于保温厚度的厚度计算量有所增加，但是，增加的速度依然很缓慢，变化的波动又十分小，这一切表明我国在对排水管道保温厚度方面的关注还是比较少的，实际工作中所给予的力度远
3、远不够。 二、保温厚度的确定现状 分析保温厚度的现状，到目前为止，我国还没有形成完整的温度厚度计算法系统，也没有颁发任何经国家批准的保温厚度计算法。具体地讲，在我国，比较常用保温厚度计算方法有三种:经济厚度完整、表面温度法和允许热损失法。即使国外已有比较完全的保温计算体系，但是由于每个国家的基本国情都不尽相同，所以我们不可以生搬硬套。以下（表 3）所示，我国用经济保温厚度法所计算出来的保温厚度，从（表面3）中可知，能量的价格越贵，所需要的保温厚度也就越厚，所需要的花费就会越多。然而，又由于运用经济保温厚度法计算出来的保温厚度结果与实际相差太远，在实际生活当中，经济保温厚度法基本上是不再被使用的
4、。 （表 3 用经济保温厚度法计算的保温厚度） 三、地上给排水管线保温计算方式 31 基本方法 在实际应用中，地上给水排水管线保温计算的方法不是单一的，可以根据实际情况进行选择。目前，现有的管线保温计算方法基本上有三种方法，可供选择。 311 经济厚度保温计算法 关于经济厚度，主要是通过保温投资的年折旧费加上所采用保温厚度的热损失，二者之和为最小条件时，进行导出，这就是经济厚度保温计算法。 312 根据表面温度计算法 关于根据表面温度计算法，主要是根据保温层的表面温度要求进行计算，从而算出保温层的厚度，此方法主要依据热流通过保温层的导热量与经过表面的换热量推导出来的。 313 根据允许热损失计
5、算法 关于根据允许热损失计算法，主要是按规定的允许热损失进行计算，从而算出保温层厚度的一种方法。需要注意的是，在计算前,必须先从相关计算手册中查出允许热损失量,然后才能进行保温厚度的计算。 3.2 地上给排水管线保温计算方法的选择 由于地上给水排水管线保温厚度的计算方法多种多样，实际应用中也需要进行选择，根据不同目的、不同限制条件，采用最佳的计算方法，确保保温质量。比如：为了减少散热量，避免不必要的损失，同时还要获得令人满意的、最经济效果，可以采用经济厚度计算方法；为了限定外面温度，可以采用表面温度计算法；为了限定表面散热的热流量,可以采用最大允许散热损失法进行计算。在这几种计算方法中，除了经
6、济厚度法以外,其它的都需要按照热平衡的方法进行厚度保温计算。 此外，给排水地上管道限定温度，通常会限定出口的温度不能小于0，这样才能更好地满足实际厚度保温的需要。所以，在给排水地上管线进行保温厚度的计算过程中,选择比较合适的保温层厚度计算方法尤为重要，这时可以采取给定介质温度的方法进行计算。 四、给定介质温度计算保温层厚度的计算过程 通常情况下，应用给定介质温度的方法进行保温层厚度计算，需要按照以下顺序进行。 41 首先要确定介质进水温度、出水温度、环境温度、保温层外表面温度。 42 先根据相关规定，合理地选择保温材料,从而准确地确定导热系数。 43 要先假定保温层的外表面温度，然后才能进行保
7、温层厚度的计算。 44 需要核算出保温层的外表面温度,如果差距比较大,必须重新设定外表面温度，最后再重新计算厚度。 五、地上给水排水管线保温层厚度的计算公式 5.1 地上给排水管线保温厚度计算的基础公式 在地上给水排水管线保温层厚度的计算过程中，一定要把握好基础公式的计算，比如，可以设定输送热介质的温度为 t(),每小时的流量为 G(kg/h),质量的比热为 Cm(kJ/kgK),在管道内经过的距离为 L(m),而且，其间的热容量减少值与散热量是相等的,其所在环境的温度为 ta()。以上公式中:R 代表管道外隔热层的热阻(m/w)、l 代表着管道的当量长度(m)；cm 表示质量的比热(kJ/k
8、gK);水的质量比热Cm=4.2oZkjzkgK；Tl 表示起点进水温度()，tZ 表示终点出温度()；ta 表示管线所在环境温度为()，D 表示中间计算量(m)；DO 表示保温层外直径(m)；d 表示管道外径(m)；入表示运行情况下,保温层的材料导热系数，隔热层外表面向大气的放热系数为。 52 导热系数方程式 在地上给水排水管线保温层厚度的计算过程中，还要把握好导热系数方程式，主要是保温材料的导热系数。通常情况下，保温材料的导热系数都会随着平均温度的升高而不断加大，而且在一定的温度范围之内，导热系数与温度往往成线性关系，其导热系数方程公式如下所示： 以上公式中:入代表运行工况下,实际的保温层
9、材料导热系数；a 属于一个常数,它实际上是 tm=0时的导热系数；b 代表温度系数；而常数反映的是材料的导热系数会随着温度 tm 而改变的程度(w/m)；tm 代表着保温材料的平均温度()；tl 代表着起点进水温度()；t2 代表着终点出水温度()；ts 代表着管道保温层的外表面温度()等。 5.3 保温层的外表面温度计算公式 在地上给水排水管线保温层厚度的计算过程中，保温层的外表面温度计算公式也很重要。在运行的工况下,保温层的外表面温度计算公式通常表示如下方法： 以上公式中:ts 代表着管道保温层的外表面温度()；R 代表着管道外隔热层的热阻(m/W)；Q 代表着单位表面热损失量(平面圆筒
10、W/m)；Tl 代表着起点进水温度()；Ta 代表着管线所在环境温度()；DO 代表着保温层外直径(m)；代表着隔热层外表面向大气的放热系数。 六、实例分析 例如：某厂有 XXX 回用水管线，回用水出边界水温 10,经过计算，管线长 度约为 5000m,至循环水场界的出水温大于或等于 5,保温材料采用高温玻璃棉（如表 4 所示） ，计算保温厚度。 （表 4：高温玻璃棉的主要性能） 61 运行参数 由已知条件，以信查找相关表格,已经得到回用水的运行参数: tl=10()t2=5()ta=- 15() 水的比热：Cm=4.202KJ/kg . 放热系数=11.63(w/m2 62 保温厚度计算 根据已知条件进行计算，如下所示： 由公式 所以 结束语： 总之，随着科学技术的不断发展与进步,为了实现节能目标，需要积极采取措施，特别是对隔热保温应用的需求尤为广泛，相关人员要正确地选择保温材料，并认真确定保温结构,特别要对保温设备及管道进行热力计算,确定好保温层厚度，从而保证地上给水排水管线保温厚度的设计更加合理。 参考文献： 1士永,李岩,张晓丽.地上给排水管线保温厚度设计J.中国新技术新产品.2013,(9). 2石油化工装置工艺管道安装设计手册Z. 3电热安装手册Z
