某熱油管道工程設(shè)計(jì)中保溫管道熱力計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22287某熱油管道工程設(shè)計(jì)中保溫管道熱力計(jì)算案例 19061.1保溫層厚度的確定 1209541.2保溫管道總傳熱系數(shù)的確定 4142261.3加熱站間距和熱站數(shù)的確定 6288321.4加熱爐的確定 81.1保溫層厚度的確定根據(jù)《SY-T0415－1996埋地鋼質(zhì)管道泡沫塑料防腐保溫層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，埋地鋼質(zhì)管道保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度，按下述公式計(jì)算： （3-18） （3-19） （3-20）式中—保溫層厚度，m；、—分別為保溫層內(nèi)、外徑，m；—管道中心距地面深度，m；—介質(zhì)溫度，℃；—距地面處的土壤的溫度，取最冷月平均地溫0℃；—保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，取0.026W/m·℃；—土壤導(dǎo)熱系數(shù)，0.9W/m·℃；—保溫層外壁向土壤的放熱系數(shù)；—熱能價(jià)格，104.4元/MW·h；—年運(yùn)行時(shí)間，350日；—保溫材料造價(jià)，取值1600元；—保溫工程年分?jǐn)偮剩唬╥取0.0655，計(jì)息年數(shù)n=15）按復(fù)利計(jì)息： （3—21）所以得出下列式子：等式右邊：①當(dāng)D=219mm時(shí)；假設(shè)等號(hào)左邊存在誤差，需要多次校核校核過程如下：表3-14219mm保溫層厚度校核過程D1外徑D等號(hào)左邊0.30.2190.05440.320.2190.06980.3150.2190.06630.3170.2190.06780.31680.2190.0675等號(hào)左邊已在誤差范圍內(nèi)。則保溫層厚度為②當(dāng)D=273mm時(shí)；假設(shè)等號(hào)左邊存在誤差，需要多次校核校核過程如下：表3-15273mm保溫層厚度校核過程D1外徑D等號(hào)左邊0.40.2730.08670.350.2730.05220.370.2730.05710.380.2730.07420.3720.2730.06700.37250.2730.0675則保溫層厚度為③當(dāng)D=325mm時(shí)；假設(shè)等號(hào)左邊存在誤差，需要多次校核校核過程如下：表3-16325mm保溫層厚度校核過程D1外徑D等號(hào)左邊0.40.3250.05950.450.3250.09070.430.3250.07950.4150.3250.069350.41250.3250.0675則保溫層厚度為④當(dāng)D=355mm時(shí)；假設(shè)等號(hào)左邊存在誤差，需要多次校核校核過程如下：表3-17355mm保溫層厚度校核過程D1外徑D等號(hào)左邊0.40.3550.05450.450.3550.05930.470.3550.0675則保溫層厚度為三種管道保溫層厚度如下表3-18:表3-18三種管道保溫層厚度管徑（mm）Ф219×3.2Ф273×3.2Ф325×3.5Ф355×4.0保溫層厚度（mm）495044581.2保溫管道總傳熱系數(shù)的確定對(duì)于保溫管道總傳熱系數(shù)仍然有三部分組成：油流對(duì)管壁的放熱，其放熱可以忽略；鋼管壁、瀝青絕緣層及保溫層的熱傳導(dǎo)，其中鋼管的導(dǎo)熱可以忽略；管外表面至周圍土壤的傳熱。保溫管道總傳熱系數(shù)按下式計(jì)算： （3－22） （3－23）式中—分別為鋼管、防腐絕緣層及保溫層的內(nèi)徑和外徑，m；—與上述各層相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)；—管外壁對(duì)土壤的放熱系數(shù)，W/(m2·℃)；Dw—計(jì)算直徑，m。=1.839W/(m2·℃)=1.638W/(m2·℃)=1.529W/(m2·℃)=1.564W/(m2·℃)總導(dǎo)熱系數(shù)：==1.714==2.117==1.782==2.18解得：三種保溫管徑的總傳熱系數(shù)如表3-17：表3-19三種保溫管總傳熱系數(shù)管徑（mm）Ф219×3.2Ф273×3.2Ф325×3.5Ф355×4.0（W/(m2·℃)）1.8391.6381.5291.564總傳熱系數(shù)K（W/(m2·℃)）0.5830.4720.5610.4591.3加熱站間距和熱站數(shù)的確定以管徑為的保溫管為例計(jì)算：出站溫度下：進(jìn)站溫度下：kg/s=49.6kg/sa==由公式（3—9）=0.0244平均水力坡降：由公式（3—9）(向上圓整)實(shí)際站間距:三種初選保溫管徑的熱站間距計(jì)算結(jié)果如下表：表3-20保溫管徑的熱站間距計(jì)算結(jié)果管徑×壁厚a×10-6bn(km)5.5680.016413.7513105.30.00575.021555.870.00251.9921556.50.00110.7921551.4加熱爐的確定反算出站溫度： （3—24）式中—管道起點(diǎn)油溫，；T0—周圍介質(zhì)溫度，；—距起點(diǎn)L處的油溫，；a,b—參數(shù)，a=，，其中g(shù)為重力加速度，m/s2。對(duì)于管道：=13.75+=26.3℃Q=49.6/825.4=0.06m/s由公式（3—9）a==5.568×10由公式（3—12）按上述方法迭代運(yùn)算，直到前后兩次所得TR值相差小于1℃時(shí)，計(jì)算完成，記錄所得、、、、、。對(duì)于Ф273×3.2管道：=5+=30℃Q=49.6/829.5=0.06m/s由公式（3—9）a==5.3×10由公式（3—12）對(duì)于Ф325×3.5管道：=1.99+=36.8℃Q=49.6/827.9=0.06m/s由公式（3—9）a==5.87×10由公式（3—12）對(duì)于Ф355×4.0管道：=0.79+=42.44℃Q=49.6/827.9=0.06m/s由公式（3—9）a==6.5×10由公式（3—12）加熱爐的有效負(fù)荷： （3—25）式中—加熱爐熱負(fù)荷（W）；—油品的質(zhì)量流量（kg/s）；—進(jìn)出站平均溫度下所輸送油品的比熱容J/（kg·℃）根據(jù)下表3-19選取加熱爐表3-21加熱爐參數(shù)加熱爐型號(hào)額定功率，kw額定熱功率，%額定工作壓力，MpaGW2000-Y/6.4-Y2000≥876.4GW2326-Y/6.4-Y2326856.4GW2500-Y/6.4-Y2500≥876.4GW3300-Y/6.4-Y3300≥876.4GW4400-Y/6.4-Y4400≥876.4GW5000-Y/6.4-Y5000≥876.4根據(jù)《輸油管道設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，設(shè)計(jì)中宜采用管式加熱爐提高輸送油品的溫度，加熱爐的設(shè)置不宜少于2臺(tái)，不設(shè)備用爐。根據(jù)表3-23中加熱爐技術(shù)參數(shù)，對(duì)于三種不同的管徑依次分別：選取2臺(tái)GW2000-Y/6.4-Y型號(hào)的加熱爐，=85%，總功率4000kw選取2臺(tái)GW2000-Y/6.4-Y型號(hào)的加熱爐，=85%，總功率4000kw選取2臺(tái)GW2000-Y/6.4-Y型號(hào)的加熱爐，=85%，總功率4000kw選取2臺(tái)GW2000-Y/6.4-Y型號(hào)的加熱爐，=85%，總功率4000kw加熱爐燃料油耗量： （3—26）式中—加熱用燃料油耗量，kg/h；—加熱系統(tǒng)效率；—燃料油熱值，取41800kJ/kg常用燃料油的發(fā)熱值見表3-20：表3-22液體燃料的發(fā)熱值名稱發(fā)熱值（kJ/kg）名稱發(fā)熱值（kJ/kg）原油43543～46055汽油43756～47102重油40652～45008煤油43124～46055表3-23各管徑下保溫管道熱力計(jì)算管徑熱站數(shù)站間距（km）進(jìn)站溫度出站