大截面热力管道保温层温度分布特性和优化方法研究

发布时间：2017-12-20 14:39

  本文关键词：大截面热力管道保温层温度分布特性和优化方法研究　出处：《浙江大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：在火力发电厂设备和热力管道外部需要敷设保温层隔绝漏热,以达到节约能源、提高发电效率、保障生产安全等目的。目前热力管道保温层设计主要采用“经济厚度法”,即在设计时同时考虑初始投资年分摊费用和年散热费用,将二者之和最小时的保温层厚度定为经济厚度。实际运行中由于管外空气自然对流、保温材料变形等因素的影响,管道实际漏热量与设计值存在较大差别,严重影响热力管道等设备运行的经济性。本文针对大截面水平圆形热力管道进行了研究,通过理论研究对热力管道热通路中的管内载热介质的对流热阻、保温材料传导热阻、保温层之间的接触热阻、管外空气对流热阻四种热阻受重力影响的局部分布进行分析,结果显示保温材料受重力影响的变形和管外空气自然对流是导致保温层外表面温度分布不均匀的主要原因。通过CFD模拟和实验的方法对两种因素的影响程度进行了研究,研究结果显示,热力管道保温层发生了0.1下沉率的下沉,导致周向局部热流密度产生近90W/m2的变化;而管外空气自然对流使得顶部空气热边界层厚于底部,和保温材料下沉一起引起12K以上的局部温差。为了保障热力管道的运行经济性和生产安全,我们提出了两种针对设计漏热量与实际漏热量不符的解决方法,其中一种方法是根据实际运行的热力管道周向热阻变化提前进行保温层厚度的调整,使调整后周向局部热阻分布均匀,该方法保温效果好,也不会出现局部温度过高的问题,但是具有较高的施工难度；另一种方法在进行经济厚度法设计时就考虑周向热阻分布不均匀的因素对局部漏热量和总漏热量的影响,由于修正后的设计漏热量与实际运行时热力管道周向的漏热量更加相符,采用改进后的方法设计的“经济厚度”也具有更好的经济效果。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621

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本文编号：1312473