AQC锅炉进风管道保温数值模拟研究

水泥窑余热电站AQC锅炉进风管道及其保温设计对锅炉运行及其热量利用影响较大,为减少热损失,提高余热回收效率,需对进风管道采取保温措施。本文通过分析AQC锅炉进风管道换热机理,建立了AQC锅炉进风管道物理场模型,并利用Fluent软件进行了数值模拟计算,获得了不同内保温层厚度的AQC锅炉进风管道温度场,以及热风温度随管道长度变化的线性关系曲线。数值模拟结果表明,AQC锅炉进风管道（φ3 620mm×8mm）内保温层厚度为70mm、耐磨浇注料及外保温层厚度为100mm时,为最经济、合理的保温层厚度设计方案。     

管道保温层厚度的计算

保温层表面温度在进行高温流体输送管道保温层厚度的计算时,保温层的表面温度与保温层厚度之间的关系示于图1,并按式(1)计算:d_1ln d_1/d_0=2λ/α(θ_O-θ_s/θ_s-θ_r)(1)式中:d_0——管道外径(m);d_1——保温层外径(内径为d_0)(m);λ——保温材料的导热系数(kcal/m·hr·℃);α——保温层表面与大气间的传热系数(kcal/m~2.hr·℃);θ_0——管道外壁温度(可视为与管内流体温度相等)(℃);θ_s——保温层外表面温度(℃);θ_r——气温(℃)。显然,在保温层厚度t 或者外径d_1为已知的情况下,利用式(1)就能简单地算出保温层的表面温度θ_s。但是,在相反的情况下,如果θ_s 已被指定,而欲求得必须的t,那末,首先要假设一个t 或者d_1,算出式(1)等号左边的数值,用此数值再去算出等号右边的数值。为此反复地     

化工设备与管道保温层的经济厚度

在建立数学模型、编制了保温层经济厚度计算程序的基础上，对各种因素（如能源价格、保温材料价格、物性参数、环境条件等）的变化对保温层经济厚度的影响情况进行了分析研究。对现有标准设计参数表进行某些修正，扩大了其应用范围。这些对设备及管道保温设计具有实际指导意义。     

基于SPS软件的埋地热油管道的经济保温层厚度计算

应用SPS软件建立了国外某原油管道的模型,计算出了不同厚度保温层的管道中泵的扬程和加热炉进出口的温差。以保温工程的投资费用、泵和加热炉所耗的能源费用的总和最小为目标函数,最终确定了本工程的经济保温层厚度,并对影响经济保温层厚度的因素进行了探讨,为以后选取经济合理的保温层厚度提供参考。     

浅析地下水环境下热油管道保温层厚度选取

处于地下水环境中的埋地热油管道周围难以形成稳定的温度场,热损失较大,应优先考虑采用保温措施。选择保温层厚度时应综合考虑经济性及安全性。本文根据地下水环境下埋地热油管道的传热规律,对管道总传热系数K值计算公式进行了简化。在给定油品种类和管道直径的条件下,计算得到了不同保温层厚度时的出站温度;对比了不同管径时保温层厚度变化对费用净现值的影响,给出了保温层厚度的推荐值。     

埋地管道总传热系数影响因素研究

利用软件对不同管径的埋地管道总传热系数的因素进行计算,确定管道保温层厚度、保温层传热系数、管道埋深、土壤导热系数因素对管道总传热系数均产生影响,且管径越大,影响越大。管道总传热随管道保温层厚度、管道埋深增大而减小,随管道保温层系数、土壤导热系数增大而增大。各因素的影响程度由大到小依次为：保温层导热系数、保温层厚度、土壤导热系数、土壤埋深。     

管道保温层经济厚度的简捷计算

<正> 保温是节约能源,提高经济效益的重要途径。合理地选择保温层的厚度,可以在达到节能目的的同时降低保温投资。HG1074—79《化工厂没备管道保盈油漆规程》等列出了管道保温层的经济厚度。但是,由于能源价格、保温材料价格和屎温施工费用的变化,以及新型保温材料的应用,《规程》等所列厚度事实上已不经济。     

原油管道总传热系数影响因素研究

利用PIPESIM流体计算软件对影响原油管道总传热系数的因素进行模拟分析,确定了保温层厚度、保温材料导热系数、管径、原油含水率、原油流速、管道埋深、管道埋深处地温、土壤导热系数为影响管道总传热系数的主要因素;总传热系数随着管道保温层厚度、管径、管道埋深和管道埋深处地温的升高而降低,随着土壤导热系数、保温材料导热系数、原油含水率和原油流速的升高而增大;对于保温管道,各种因素对管道总传热系数影响程度大小顺序为:保温层导热系数、保温层厚度、管径、土壤导热系数、管道埋深、原油含水率、原油流速、埋深处地温。     

保温层厚度的计算方法

在进行保温设计时,首先要确定保温层的厚度。根据不同的保温目的,保温层厚度可采用不同的方法计算,如表面温度法、允许散热损失法、热平衡法等。按照《设备及管道保温技术通则(国家标准GB4272—84)》规定,为减少保温结构散热损失的保温层厚度,应按“经济厚度”的方法计算。所谓经济厚度,是指保温后的年散热损失费用和投资的年分摊费用之和为最小值时保温层的计算厚     

扩散应力对圆筒结构中渗C的影响

运用数值方法模拟C浓度和扩散应力沿壁厚方向随扩散时间的演变规律,研究圆筒结构在平面应变情况下扩散应力对渗C的影响.结果表明:扩散应力增大了C的有效扩散系数,从而加速了质量传递的过程;当扩散时间一定时,C浓度和平均浓度随着圆筒外径与内径比值的增大而减小.圆筒中内表面渗C导致径向应力从内壁到外壁始终为压应力,周向和轴向应力在内壁附近为压应力,在外壁附近为拉应力.     

管道及其保温层同步设计的新方法

作为节能措施之一的隔热保温技术广泛应用于机械、冶金、动力和化工等工程领域.传统的热力管道及其保温层设计一般分两步进行[1-4],首先根据介质的流量和状态参数选择合理的流速范围,从而确定热力管道的管径;然后根据管径大小和介质温度的高低,从减小热力管道散热损失费用和保温层初投资费用的角度出发确定最佳的保温层厚度即经济厚度.显然,这种方法忽略了热力管道管径的选择和保温层厚度的确定是相互关联、相互制约的     

周期性边界条件下埋地热油管道传热影响因素的分析

建立土壤多孔介质模型,采用有限容积法对地表温度周期性波动条件下埋地热油管道非稳态传热过程进行数值计算。考虑了土壤中水相、气相迁移对管道传热的影响,对比分析了有、无保温层及保温层厚度、保温层导热系数、土壤导热系数、土壤含水率、管径、埋深等因素对埋地管道非稳态传热规律的影响。研究表明：保温层厚度、导热系数、土壤导热系数对埋地热油管道非稳态传热的影响相对较大。管径、埋深对管道传热的影响相对次之,且埋深对管道的影响冬季远要大于夏季,而土壤含水率对管道传热的影响相对较小。     

PTA工厂中蒸汽管道的设计要点

介绍PTA工厂中蒸汽系统的特点,阐述蒸汽管道设计中的管道设计压力和设计温度的确定、管道管径的选取、保温层厚度的计算、蒸汽管道热补偿的设计原则及柔性判断计算、预防水击现象的方法及节能降耗措施的设计要点。     

新型中空无规共聚聚丙烯管保温性能分析

为分析新型中空无规共聚聚丙烯管保温性能,运用有限元法对新型中空无规共聚聚丙烯管在不同空气层厚度和常规管道包覆不同厚度保温材料的热损进行了计算。结果表明,新型中空无规共聚聚丙烯管保温效果比常规包覆式管道明显提高。常年运行工况下,年平均温度为15℃(昆明地区),管内工质温度95℃,管道热损不高于93W/m~2时,新型中空无规共聚聚丙烯管保温层(空气层+护管)厚度比常规管道包覆玻璃棉厚度减少27.5%,岩棉厚度减少32.9%。在季节运行工况下,平均温度为8℃(昆明地区冬季),管内流体温度95℃,管道热损不高于163 W/m~2时,新型中空无规共聚聚丙烯管保温层厚度比常规管道包覆玻璃棉厚度减少20%,比岩棉层厚度减少25.8%。     

LNG管道输送工艺计算

以某LNG公司建设的LNG接收站为依托背景,对该地区建设一条6 km长管道的运行参数进行了计算.利用有限容积法对管道截面的温度场分布进行了数值计算,得出了保冷层厚度为95 mm时的外表面温度.通过保冷层厚度和外管道直径的选取,计算出输送到终点的压降和温升,验证了LNG在"过冷"状态下输送的可行性.     

复合硅酸盐保温材料在稠油热采注蒸气管道上的应用研究

为了解决稠油热采注蒸气管道保温结构存在的问题,进行了大量的室内试验研究.测试了复合硅酸盐保温涂料、板材及涂料和板材组成的复合保温结构的性能及其在高温稠油热采注蒸气管道上的应用效果.从而研究出了适合稠油热采注蒸气管道的三层不等厚复合保温结构.并按优化设计结果,在辽河油田曙光采油厂热采注蒸气管道上推广应用了该复合保温结构,管道散热损失大大降低,从而保证了井口的蒸气干度,取得了巨大的增产效益.     

封堵高温裂隙的水泥基泡沫流体耐热性研究

煤岩体受热破坏形成的高温煤岩裂隙是煤田火区演化和蔓延的主要成因.水泥基泡沫流体作为一种新型的高温煤裂隙防控材料,其泡沫流体的耐热特性是其重要的技术参数.基于自制泡沫流体隔热性能测试系统,测试了不同支架高度(2 cm、7 cm、12 cm、17 cm、22 cm)和不同喷注厚度(20 mm、40 mm、60 mm、80 mm)情况下水泥基泡沫流体的隔热特性,得出随着测试时间的增加,20~80 mm各个喷注厚度的新鲜泡沫流体冷面温度都增加,在测试时间为0~90 s以内,温升曲线斜率较大;隔热温度空间分布整体在一个曲面上,进而拟合得到了隔热温度、喷注厚度、热面温度三者之间的关系式.受热情况下泡孔液膜微观形态变化表征显示泡沫流体在200 ℃出现失稳定,并从表面张力、液膜基质粘度、自由水含量三个方面分析了受热对液膜排液速度的影响.     

Optimization of a flow reversal reactor for the catalytic combustion of lean methane mixtures

This paper describes a parametric study of a catalytic flow reversal reactor used for the combustion of lean methane in air mixtures. The effects of cycle time, velocity, reactor diameter, insulation thickness, thermal mass and thermal conductivity of the inert sections are studied using a computer model of the system. The effects on the transient behaviour of the reactor are shown. Emphasis is placed on the effects of geometry from a scale-up perspective. The most stable system is obtained when the thermal mass of the inert sections is highest, while thermal conductivity has only a minor effect on reactor temperature. For a given operation, the stationary state depends on the combination of velocity and switch time. Provided that complete conversion is achieved, highest reactor temperature is achieved with the highest switch time. The role of the insulation is not only to prevent heat loss to the environment, but also to provide additional thermal mass. During operation heat is transfer to and from the insulation. The insulation effect leads to higher reactor temperature up to a maximum thickness. The insulation effect diminishes as the reactor diameter increases, and results in higher temperatures at the centreline.     

塑料保温管材的研究发展

介绍了塑料保温管材的结构、特点、经济性以及市场应用,主要是替代在二次供热管网的钢管,口径不大于400 mm,温度在80 ℃以下。通过保温材原料、使用过程和行业发展,总结了目前此类管材的新发展,期望塑料保温管材未来应用于一次管网、蒸汽输送、保温、输油和高压输送的领域。     

蒸发段和冷凝段变化对重力热管性能的影响

以铜-水重力热管为对象,研究了热管蒸发段和冷凝段的长度及位置等应用条件改变对重力热管传热性能的影响,实验输入功率范围为40~160 W。对比不同应用条件下热管的蒸发段温度、当量热阻、蒸发段和冷凝段分别与绝热段之间温差的变化规律得出结论：蒸发段和冷凝段长度及位置的改变能够影响重力热管的传热性能。冷凝段适当下移能使热管热阻减小,冷凝段和绝热段温差降低,蒸发段温度降低,热管传热性能改善,而冷凝段长度减小会对传热性能产生不利影响;加热段适当向冷凝端方向移动有利于热管的传热性能提升,蒸发段长度的减小对热管传热产生不利影响,实际应用中应避免。