[发明专利]一种工业设备及管道的保温层厚度计算方法

说明书

本发明涉及一种工业设备及管道的保温层厚度计算方法。本发明的计算方法是，根据设备运行参数，从控制保温层外表面允许最大散热损失Q和保温层外表面最高温度t，一次性运算推导得出设备及管道保温层厚度δ的最小值，计算步骤简单、运算方便，大大提升了设备保温布置的工程设计进度和设计效率。本发明适用于设备采用陶瓷纤维类轻质保温材料、单层保温结构的保温层厚度计算和校核。与现有技术相比，本发明的计算结果精准可靠，且计算得出的保温层厚度具备良好的经济性。

技术领域

本发明涉及一种工业设备及管道的保温层厚度计算方法，属于绝热保温技术领域。

背景技术

随着绝热保温技术的发展，工业设备愈来愈倾向于采用重量轻、节能环保的轻质保温材料。对于需要采取保温措施的工业设备来说，如电站锅炉、蒸汽管道、化工设施等，在符合国家标准、电力规范等相关技术标准的前提下，减薄敷设在设备及管道表面的保温层厚度有利于优化设备的保温结构，促进设备的小型化、增大设备内部有效空间以及降低保温材料用量，从而提高设备保温层的经济性。因此，通过保温层厚度计算设定合理的保温层厚度对于提升设备整体保温布置的经济性具有重要意义。

国内常见的设备保温层厚度计算方法有两种。一种是根据电力规范和国家标准提供的计算公式进行保温层厚度计算：我国的电力规范DL T5072-2007《火力发电厂保温油漆设计规程》和国家标准GB 8175-87《设备及管道保温设计导则》、GB 50264-2013《工业设备及管道绝热工程设计规范》中，规范性地提供了设备平面及管道保温层厚度的计算公式，但由于计算公式的算式较复杂，涉及参数多，参数采集较困难，而且运算步骤繁琐，计算结果的准确度也不高，因而计算公式的适用性较差。所以，上述计算方法较少被行业内设计人员所采用。

另一种是行业内设计人员通常采用的保温层厚度计算方法：根据传热原理，由设备的设计参数获取内部介质温度θ、环境温度T和室外风速ω，通过反复假定保温层厚度和保温层表面温度，循环计算推导散热损失和表面温度，校核温度误差值≤±2％来确定保温层厚度，由此得出保温层厚度δ值。这种保温层厚度计算方法的优点是涉及参数较少，计算结果的准确度相对较高，但还存在明显的缺点：.由于需要循环反复地进行假设和推算，因而保温层厚度计算的运算工作量大、速度慢，影响设备整体保温布置的工程设计进度；设计人员在假设和推算过程中，选择的具体计算步骤及方法因人而异，缺少统一的标准，计算结果也参差不齐，因而计算得出的保温层厚度往往不够经济。

发明内容

本发明主要在解决现有技术所存在的计算繁琐复杂、保温设计效率较低且计算得出的保温层厚度不够经济的技术缺陷，提供一种计算步骤简单方便、保温设计效率高且计算得出的保温层厚度具备良好经济性的一种工业设备及管道的保温层厚度计算方法。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明用于采用单层轻质保温材料的设备平面保温层厚度计算，其特征在于，包括如下计算步骤：

(1)根据设备所处环境气象条件，获取：环境温度T，室外风速ω；

(2)根据设备运行参数，获取设备内部的介质温度θ，根据电力规范和国标要求，确定保温层外表面允许最大散热损失Q；

(3)根据公式计算得到保温层外表面对空气的放热系数α；

(4)根据公式t＝Q/α+T，计算得到保温层外表面最高温度t；

(5)根据保温材料性能确定导热系数λ；

(6)根据公式δ＝1000λ(θ－t)/[α(t－T)]，计算得到设备平面保温层厚度δ值。

在上述步骤(1)中，当设备布置于室内环境时，ω＝0。

在上述步骤(5)中，导热系数λ通过查阅保温材料的导热系数曲线或根据导热系数计算公式计算得到，导热系数计算公式中的参数t_m＝(θ+t)/2。