摘　要：給出架空敷設(shè)熱水供熱管道熱損失計算方法。針對某段架空敷設(shè)熱水供熱管道，對不同測點的供水溫度、管道周圍空氣溫度進(jìn)行實測，對供水管道熱損失影響因素、沿程溫降進(jìn)行了計算分析。

關(guān)鍵詞：架空敷設(shè)  熱水供熱管道  熱損失  沿程溫降

1　熱損失計算方法

架空敷設(shè)熱水供熱管道(以下簡稱架空管道，由工作鋼管、保溫層、保護(hù)層構(gòu)成)傳熱模型見圖l，單位長度架空管道熱損失q的計算式為^[1]：

式中q——單位長度架空管道熱損失，W／m

t——供熱介質(zhì)(熱水)溫度，℃

to——管道周圍空氣溫度，℃

h1——工作鋼管內(nèi)壁表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，w／(m2·K)

D1——工作鋼管內(nèi)直徑，m

li——第i層材料的熱導(dǎo)率，W／(m·K)

Di、Di+1——直徑，m，見圖1

H2——保護(hù)層外壁表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W／(m²·K)，取20.2w／(m²·K)

D4——保護(hù)層外直徑，m

忽略工作鋼管內(nèi)壁面對流傳熱熱阻及工作鋼管壁導(dǎo)熱熱阻，式(1)可簡化為：

式中l2——保溫層材料熱導(dǎo)率，W／(m·K)

D3——保護(hù)層內(nèi)直徑(保溫層外直徑)，m

D2——保溫層內(nèi)直徑，m

l3——保護(hù)層材料熱導(dǎo)率，W／(m·K)

l2、l3的簡化計算式分別為^[2]：

l2＝0.0275+0.00014(tm-25)　　　　　　　(3)

l3＝0.041+0.000093(tm-20)　　　　　　　(4)

式中tm——實測熱水溫度，℃

2　測試與分析

①測試目的

對不同測點的供水溫度、管道外表面溫度進(jìn)行實測，對供水管道熱損失進(jìn)行計算，分析保溫層材料、保護(hù)層材料熱導(dǎo)率對計算結(jié)果的影響。對測試管段起點、終點供水溫度進(jìn)行測量，計算供水沿程溫降。

②測試時間

2011年1月29日—2月6日。

③測試對象及方法

測試對象為呼和浩特西郊熱電廠架空管道的某管段，供回水管道平行敷設(shè)于支架上，距地面4.0m，被測管段ABC長度為2.3km，設(shè)置3個測點(測點A～C，測點B位于被測管段中間位置)。保溫層厚度為50mm，材料為硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料；保護(hù)層厚度為10mm，材料為聚苯乙烯塑料。供回水管道凈距0.5m。保溫層內(nèi)直徑為900mm，保護(hù)層內(nèi)直徑為l000mm，保護(hù)層外直徑為l020mm。

采用熱電偶測量熱水溫度，在供熱管道停供檢修時，將熱電偶插座及熱電偶預(yù)置在供水管道上。采用水銀溫度計測量管道周圍空氣溫度。

④測試結(jié)果及分析

當(dāng)室外溫度比較接近時，測點A～C的實測供水溫度、管道周圍空氣溫度見表l。

當(dāng)保溫層材料、保護(hù)層材料熱導(dǎo)率分別取理論值、計算值時，單位長度供水管道熱損失計算結(jié)果見表2、3。由表2、3可知，參與計算單位長度供熱管道熱損失的保溫層材料、保護(hù)層材料熱導(dǎo)率，對計算結(jié)果影響較大。因此，應(yīng)根據(jù)實測供水溫度對保溫層材料、保護(hù)層材料熱導(dǎo)率進(jìn)行求解，以計算準(zhǔn)確的熱損失。

對測試管段的起點A、終點C的供水溫度進(jìn)行了3次測量，計算供水沿程溫降。實測供水溫度及沿程溫降見表4。由表4可知，隨著供水溫度的提高，供水沿程溫降呈上升趨勢。

3　結(jié)語

①參與計算單位長度供熱管道熱損失的保溫層材料、保護(hù)層材料熱導(dǎo)率，對計算結(jié)果影響較大。應(yīng)根據(jù)實測供水溫度對保溫層材料、保護(hù)層材料熱導(dǎo)率進(jìn)行求解，以計算準(zhǔn)確的熱損失。

②隨著供水溫度的提高，供水沿程溫降呈上升趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀平，孫剛，王飛，等．供熱工程[M]．4版．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004：343-348．

[2]湯蕙芬，范季賢．熱能工程設(shè)計手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，l999：638-651．

Calculation and Analysis of Heat Loss and Temperature Drop along Overhead Hot Water Heating Pipeline

Abstract：The calculation method of heat loss of overhead hot water heating pipe is given．In view of a segment of overhead hot water heating pipeline，the water supply temperature at different measuring points and air temperature around pipeline are measured．The affecting factors of water supply pipeline heat loss and temperature drop along pipeline are calculated and analyzed．

Keywords：overhead installation；hot water heating pipeline；heat loss；temperature drop along pipeline

本文作者：張呼生  武濤

作者單位：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院

  呼和浩特富泰熱力股份有限公司