设备及管道保温结构表面温度的换算.doc

设备及管道保温结构表面温度的换算
李开岐
(大庆石化分公司开发公司 163714)
摘要:本文针对GB8174中保温结构的表面温度该公式,提出了简化公式,可以用于生产管理过程中对保温结构表面温度的估算。
关键词: 表面温度环境温度
问题的提出:
为满足生产过程中保持温度的要求或达到节约能源以及防止烫伤等目的,生产装置的建设者和管理者要为设备及管道装设保温结构。保温结构要达到国家规定的标准。
生产管理者常用测定表面温度的方法考核的保温结构的保温效果。
国家标准对设备及管道的表面温度有如下规定:
、管道及其附件必须保温:(50℃)者;……。①
、管道及其附件的保温结构外表面温度高于323K(50℃)时视为不合格,……”。②
应该指出的是,以上规定有一个标注,即:“指环境温度为298 K(25℃)时的表面温度。”③
换句话说应该是:当设备及管道的环境温度在25℃时,其保温结构的外表面温度应不高于50℃。
通常,在对设备及管道进行表面温度测定时,其环境温度常常不是25℃。所以,严格地说,如果依据测试温度判定其保温结构是否合格时,应对其测试温度进行换算。
二、表面温度计算公式:
保温结构的表面温度可以按如下公式计算:
④
式中:
T1 ~ 保温结构平均表面温度;
T1′~ 测试时的保温结构外表面温度;
Tm ~ 当地年(或当地运行期)平均环境温度;
Tm′~ 测试时的环境温度;
Tf ~ 年平均介质温度;
Tf ′~ 测试时的介质温度。
为使式中符号更直观及便于与下文的符号相比较,我们将上式改写为:
………………①
三、简化公式的导出之一:
当测试时设备或管道的运行处于标准工况即测试时的介质温度与年平均介
质温度相近,即 T介≈ T介实测′;
且介质温度与环境温度的差值很大,即(T介+ T环基准)与
(T介实测′+ T环实测′)的比值≈1时,则上式可简化为:
T1 = T环标准+(T表实测′-Tm环实测′)或
………………………………………②
四、简化公式导出之二:
根据传热学的基本原理,保温的设备或管道向金属壁的传热等于金属壁向保温结构的传热,等于保温结构向周围大气的传热,即保温散热损失,该损失取决于表面放热系数及保温结构表面温度和环境温度的差值。即:
平壁:
圆筒:
式中:
q ~ 保温散热损失;
α2 ~ 保温结构表面放热系数;
T b ~ 保温结构表面温度;
T h ~ 保温结构周围环境温度;
D ~ 保温结构外径。
当假定测试时的保温散热损失与环境温度为25℃时的散热损失相近、测试时的α2值与环境温度为25℃时的α2值约等时,会有如下等式:
q =q′
即

式中:
q′~测试时的保温散热损失;
t b′~测试时的保温结构表面温度;
T h′~测试时的环境温度。
即
亦即
同理,上式可改写为:
与②式完全相同。
五、对简化公式的分析:
以上两法在一定的假定条件下推出的公式是一致的。该式可理解为:保温结构的表面温度值等于表面温度测试值加上标准环境温度与测试时环境温度的差值。
当测试时环境温度低于标准值时,此温差为正值,如严寒季节对室外设备管道进行测试时,保温结构的表面温度