管道保温厚度计算实例分析

管道保温厚度计算实例分析

杨文磊

核工业工程研究设计有限公司北京市101300

摘要：本文以工程实例为基础，介绍了管道保温设计中应注意事项以及保温厚度的计算方法，在计算过程对对工艺系统计算参数选取及保温材料参数选用进行介绍，为后续管道设计期间保温厚度确定继续梳理。

关键词：管道保温设计工艺参数保温材料

前言

本文以某项目工艺管道设计过程中保温设计为例，对管道保温设计过程中，保温厚度计算进行介绍，通过对工艺管道参数分析，明确管道保温目的，并对管道保温设计过程中应注意的问题进行分析，最后通过计算确定保温厚度，并通过另外一种算法对保温后续进行验证，最终明确保温厚度计算思路，为后续管道设计工作提供参考。

1.保温的概念

GB50264规定，为减少设备、管道及其附件想周围环境散热，再起表面采取的包覆措施称之为保温。

2.保温设计的目的

减少设备和管道在工作中的热量损失，以节约能源；

满足工艺生产要求，避免、限制或延迟设备或管道内介质的凝固、冻结，以维持正常生产；

减少生产过程中介质的“温升”或“温降”，以提高设备的生产能力；

降低和维持工作环境温度，改善劳动条件，防止因热表面导致火灾和防止操作人员烫伤。

3.保温设计的原则

3.1.保温

保温一般应用在操作温度在50~850℃的设备和管道上，要求有热损失的地方除外。当需要严格限定热损失量是，采用充分保温，即使操作温度低于50℃，也要考虑。

当设备和管道带有耐火材料或保温材料衬里时，不需要外部保温，金属温度必须控制时除外。

3.2.人身防护

人身防护应用于操作温度在60℃及以上，下述操作区域内不保温的设备和管道上，因操作人员作业时可能会偶然与这些区域接触。

从地面或露面2100mm高以内；

超出平台或走道边缘750MM以内的距离。

当需要消耗热量时，护罩或挡板也可以用来代替人身防护。

4.工程实例分析

4.1工程概况

建设地点：深圳

项目类型：试验台架

环境：室内

保温材料：憎水性硅酸盐

4.2.工艺管道参数

4.3.计算公式选择

根据GB50264-2013要求，保温计算应根据工艺要求和技术经济分析选择保温计算公式，并参照国标5.8节规定确定计算参数，当无特殊工艺要求时，保温的厚度应采用“经济厚度”法计算，经济厚度偏小一致散热损失量超过国标附录B中最大允许热损失量时，应采用最大允许热损失量下的保温厚度，且保温结构外表面温度应符合下列要求：

环境温度低于或等于25℃时，设备及管道保温结构外表面温度不应超过50℃。

环境温度高于25℃时，设备及管道保温结构外表面温度不应高于环境温度25℃。

防止人身遭受烫伤的部位，其保温层厚度应按表面温度法计算，且保温层外表面温度不得大于60℃。

本项目本身为实验台架项目，年运行时间及热价不可估计，且业主对项目经济性不做过多考虑，且运行工况为高温、高压管道，必须考虑运行操作人员烫伤风险，因此，此项目主要考虑防烫计算，拟采用最大热损失法进行计算。

4.4.计算过程

4.4.1.计算公式

项目采用圆筒形单层保温结构，因此计算公式为：

式中：

——管道或设备外径（m）；

——绝热层外径；

——管道或设备的外表面温度（℃），取值应符合GB50264第5.8.1条及第5.9.1条第1款的规定；

——环境温度（℃），取值应符合GB50264第5.8.2条及第5.9.1条第2款的规定；

——绝热层外表面与周围空气的换热系数[W/（㎡.K）]，取值应符合GB50264第5.8.4条及第5.9.4条的规定；

——绝热材料在平均温度下的导热系数[W/（㎡.K）]，取值应符合GB50264第5.8.5条的规定；

[Q]——以每平方米绝热层外表面积为单位的最大允许热、冷损失量（W/㎡）。保温计算时，[Q]应参照GB50264附录B取值。

4.4.2.参数取值

以管线RW0108为例对参数进行取值：

——0.048（m）；

——350℃；

——25℃；

——防烫伤计算中，可取值为8.14[W/（㎡.K）]；

≤0.048[W/（㎡.K）]

[Q]——188[W/（㎡.K）]

4.4.3.计算结果

=0.0628m

建议取值70MM

4.4.4.结果验证

计算保温后实际散热损失：

[W/（㎡.K）]

计算保温后表面温度：

36.8℃＜60℃

4.4.5.结论

参照保温设计厚度，保温后表面温度小于防烫伤温度，保温设计合格。

5.结束语

管道设计过程中，根据工艺需求进行保温设计计算，除了需满足管道工艺要求外，合理的保温厚度选取，为项目后续物资采购的经济性也起到了关键作用，所以管道设计人员应当掌握管道保温厚度计算方法，确保后续选取的合理性。