[发明专利]一种水平热力管道不等厚保温层及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平热力管道不等厚保温层及其制作方法，特别是把热力管道外局部空气对流换热系数纳入热力管道保温层设计的考虑范围之内的保温层及其制作方法。

背景技术

火力发电厂的高温热力管道温度远远高于环境温度，为了提高发电效率，保证生产安全，常常需要在热力管道外面布置保温层。

目前常用的保温材料主要有硅酸铝材料、符合硅酸盐材料，岩棉材料等，在保温层设计过程中一般采用均匀的管外空气对流换热系数进行计算，由于没有考虑管外空气对流换热系数的变化，均匀的热力管道保温层制作方法会导致管外空气局部对流换热系数小的地方保温层材料过厚，保温材料浪费，而管外空气局部对流换热系数大的地方保温层材料过薄，保温材料不足。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种水平热力管道不等厚保温层及其制作方法，这种保温层在设计过程中考虑热力管道外部空气对流换热系数变化的影响，在不增加保温材料总量的前提下提高了热力管道的保温效果，起到了节能减排的效果。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种水平热力管道不等厚保温层，所述保温层为左右部分对称的结构，其中右半部分从顶部到底部每隔α角分成一段，则保温层的右半部分被分成了n段，其中第i段，中心线与该段热力管道顶部的夹角为θ_i，1≤i≤n，第i段的保温层厚度为δ_i。

所述保温层为中空圆柱体。

一种水平热力管道不等厚保温层的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：获取用于计算热力管道外表面平均温度T_w的热力管道相关参数并计算得到热力管道外表面平均温度T_w；

步骤二：根据步骤一得到的热力管道外表面平均温度T_w及热力管道的部分相关参数计算得到第i段中心线与热力管道顶部外表面夹角θ_i对应的对流换热系数h_i；

步骤三：根据步骤二得到的第i段中心线与热力管道顶部外表面夹角θ_i对应的对流换热系数h_i和热力管道的部分相关参数计算得到第i段的保温层厚度为δ_i；

步骤四：首先在整个热力管道外部铺设厚度为δ₁的保温材料，然后在热力管道右半部分第2段到第n段及热力管道左半部分对称的区域铺设厚度为δ₂-δ₁的保温材料，再在热力管道右半部分第3段到第n段及热力管道左半部分对称的区域铺设厚度为δ₃-δ₂的保温材料，以此类推，直到在热力管道右半部分第n段及热力管道左半部分对称的区域铺设厚度为δ_n-δ_n-1的保温材料。

所述步骤一中获取的热力管道相关参数为热力管道半径R₀、热力管道外表面热辐射率ε、初始设计保温层厚度δ₀、初始设计环境温度T_s、热力管道内部介质温度T₀、保温层材料导热率λ和热力管道周围空气热传导系数λ_air、热力管道周围空气热膨胀系数β、热力管道周围空气运动粘度γ和热力管道周围空气普朗特数Pr。

所述步骤一中，管道外表面平均温度T_w计算过程为：

保温层的平均热流密度q为

q=λ(T0-Tw)R1ln(R1R0)...1]]>