設(shè)備及管道保溫設(shè)計導則(DOC)

1、設(shè)備及管道保溫設(shè)計導則本標準根據(jù) GB 4272 的原則并遵照其第四章“保溫設(shè)計”的規(guī)定編制的。1 主題內(nèi)容與適用范圍本標準規(guī)定了保溫設(shè)計的基本原則、 保溫材料的選擇、 保溫厚度的計算和確定、保溫計算主要數(shù)據(jù)選取原則及保溫結(jié)構(gòu)。本標準適用于一般熱設(shè)備和管道。 不適用于船舶、 核能以及工業(yè) 爐窯和鍋爐的內(nèi)襯等有特殊要求的裝置設(shè)施。施工中的臨時設(shè)施、 各種熱工儀表系統(tǒng)的管道及伴熱管道不受本 標準的約束。2 引用標準GB 4132 絕熱材料名詞術(shù)語GB 4272 設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則GB 8174 設(shè)備及管道保溫效果的測試與評價3 保溫設(shè)計的基本原則保溫設(shè)計應符合減少散熱損失、節(jié)約能源、滿足工藝要

2、求、保 持生產(chǎn)能力、提高經(jīng)濟效益、改善工作環(huán)境、防止燙傷等基本原則。3.1 具有下列情況之一的設(shè)備、管理、管件、閥門等(以下對管道、 管件、閥門等統(tǒng)稱為管道)必需保溫。3.1.1外表面溫度大于323K (50C) 1以及根據(jù)需要要求外表面溫度 小于或等于323K( 50C )的設(shè)備和管道。注：1)指環(huán)境溫度為298K(25C)時的表面溫度。3.1.2 介質(zhì)凝固點高于環(huán)境溫度的設(shè)備和管道。3.2 除防燙傷要求保溫的部位外，具有下列情況之一的設(shè)備和管道可 不保溫；3.2.1 要求散熱或必需裸露的設(shè)備和管道；3.2.2 要求及時發(fā)現(xiàn)泄漏的設(shè)備和管道上的連接法蘭；3.2.3 要求經(jīng)常監(jiān)測，防止發(fā)生損壞

3、的部位；3.2.4 工藝生產(chǎn)中排氣、放空等布需要保溫的設(shè)備和管道。3.3表面溫度超過333K(60C)的不保溫設(shè)備和管道，需要經(jīng)常維護 又無法采用其他措施防止燙傷的部位應在下列范圍內(nèi)設(shè)置防燙傷保 溫；3.3.1 距離地面或工作平臺的高度小于 2.1m；3.3.2 靠近操作平臺距離小于 0.75m。4 保溫材料選擇4.1 保溫材料制品應具有的主要技術(shù)性能；4.1.1平均溫度等于或小于623K( 350 C )時，導熱系數(shù)值不得大于0.12W(mr k)kcal/(m - h -C)。并有明確的隨溫度變化的導熱系 數(shù)方程式或圖表；對于松散或可壓縮的保溫材料及其制品， 應提供在使用密度下的 導熱系數(shù)

4、方程式或圖表；4.1.2 密度不大于 4 0 0 kg/m2；4.1.3 除軟質(zhì)、半硬質(zhì) 1及散狀材料外，硬質(zhì)成型制品的抗壓強度不2應小于 0.294Mpa)3kg/cm2) 。注： 1)用軟質(zhì)材料成型的制品。4.2 保溫材料制品應具有下列性能資料；4.2.1 允許最高使用溫度；4.2.2 必要時尚需注明耐火性、吸水率、吸濕率、熱膨脹系數(shù)、收縮 率、抗折強度、腐蝕性及耐蝕性等。4.3 應由生產(chǎn)廠按用戶提出的要求提供符合上述各項性能指標的產(chǎn) 品，必要時應委托國家指定的檢測機構(gòu)按國家標準測定。4.4 保溫材料的選擇原則；4.4.1 保溫材料制品的允許使用溫度應高于正常操作時的介質(zhì)最高溫度；4.4.

5、2 相同溫度范圍內(nèi)有不同材料可供選擇時，應選用導熱系數(shù)小、 密度小、造價低、易于施工的材料制品，同時應進行綜合比較，其經(jīng) 濟效益高者應優(yōu)先選用；4.4.3 在高溫條件下經(jīng)綜合經(jīng)濟比較后可選用復合材料。5 保溫層厚度的計算和確定5.1管道和圓筒設(shè)備外徑大于1020mm者，可按平面計算保溫層厚度，其余均按圓筒面計算保溫層厚度。5.2 為減少散熱損失的保溫層其厚度應按經(jīng)濟厚度方法計算。5.2.1 對于熱價低廉，保溫材料制品或施工費用較高，根據(jù)公式計算得出的經(jīng)濟厚度偏小以致散熱損失超過 GB4272中表1或表2內(nèi)規(guī)定 的最大允許散熱損失時，應重新按表內(nèi)最大允許散熱損失的 80%590% 計算去保溫層厚

6、度。5.2.2 對于熱價偏高、保溫材料制品或施工費用低廉、并排敷設(shè)的管道，尚應考慮支撐結(jié)構(gòu)、占地面積綜合經(jīng)濟效益，其厚度可小于經(jīng)濟厚度。5.3保溫層厚度和散熱損失的計算531保溫層經(jīng)濟厚度的計算公式a.平面的計算公式見式(1)：fa ，t(T -Ta)a?i S(1)式中：S保溫層厚度，m;A常數(shù)，按中華人民共和國法定計算單位計算A=1.8975 X 10-1 (按公制計量單位計算 A二L0-1);Fn熱價，元 /106kJ (元 /104kcal );入一一保溫材料制品導熱系數(shù)，對于軟質(zhì)材料應取安裝密度下的導熱系數(shù)，W/(m- k) kcal/(m - h -C )丨；t 年運行時間，h;T

7、設(shè)備和管道的外表面溫度，K (C)；T1環(huán)境溫度，K (C);P1保溫結(jié)構(gòu)單位造價，元/m2;S保溫工程投資貸款年分攤率，按復利計息：2,%(1 i)2 -1i 年利率(復利率)，%n計息年數(shù)，年；a 保溫層外表面向大氣的放熱系數(shù)，W/(m - K)kcal/m 2 hC)。12b.圓筒面的計算公式見式（2）:D4 LaD4fn(T -Ta) VPTS(2)D42式中：A常數(shù)，按中華人民共和國法定計量單位計算 A=3.795X 10-2按公制計量單位計算 Ai=2X 10-2 ；D 1保溫層外經(jīng)，m;D 2保溫層內(nèi)徑，m其余符合說明與式（1）相同5.3.2保溫層表面散熱損失計算公式a. 平苗的

8、計算公式見式（3）:(3)T -TaT -Taq =R1R2二.1ab. 圓筒面的計算公式見式（4）T -Ta _2：(T-Ta) ( 4)R1R2 1 D42；Ln扎 D1 a D4式中：q單位表面散熱損失，平面：W/吊kcal/（m 2 h）；管道：W/m kcal/（m h）；R 1保溫層熱阻，2 2平面：（m K） /W （m h C ）/kcal 管道：（m- K） /W （m h C ）/kcal 保溫層表面熱阻，平面：(m K) /W (m2 - h -C )/kcal ，好說明與式（1）、（2）相同管道：(m- K) /W (m - h -C )/kcal；a.平面的計算公式見

9、式（5）:(5)(6)qT| = q R T|T|aTi 十Tib.圓筒面的計算公式見式（6）：式中：Ti保溫層外表面溫度，K （C）其余符合說明與式（1）（4）相同。6保溫計算主要數(shù)據(jù)選取原則6.1溫度6.1.1表面溫度T6.1.1.1無襯里的金屬設(shè)備和管道的表面溫度T,取介質(zhì)的正常運行溫度。6.1.1.2有襯里的金屬設(shè)備和管道應進行傳熱計算確定外表面溫度。6.1.2環(huán)境溫度Ta6.1.2.1設(shè)置在室外的設(shè)備和管道在經(jīng)濟保溫厚度和散熱損失計算中，環(huán)境溫度Ta常年運行的取歷年之年平均溫度的平均值季節(jié)性運行的取歷年運行期日平均溫度的平均值。6.1.2.2設(shè)置在室內(nèi)的設(shè)備和管道在經(jīng)濟保溫厚度及散熱

10、損失計算中環(huán)境溫度Ta均取293K（20C）。6.1.2.3設(shè)置在地溝中的管道，當介質(zhì)溫度 T=352K（ 80C）時，環(huán)境 溫度T；取293 K(20C),當介質(zhì)溫度T=354383K(81110C)時, 環(huán)境溫度Ta取303K (30C);當介質(zhì)溫度 T383K (110C)時，環(huán) 境溫度Ta取313K (40C)。6.1.2.4在校核在工藝要求的各保溫層計算鄒環(huán)境溫度Ta應按最不利的條件取值。6.2表面放熱系數(shù)a6.2.1在經(jīng)濟厚度及熱損失計算中，設(shè)備和管道的保溫結(jié)構(gòu)外表面放熱系數(shù) a 一般取 11.63W/(m2 K) 10kcal/(m 2 h C)。6.2.2在校核保溫結(jié) 構(gòu)表面溫

11、度計算 中，一般情況按 a=1.163 (6+3)W/rh計算，式中3為風速，單位m/s。6.2.3如要求計算值更接近于真值，則應按不同外表面材料的熱發(fā)射 率與環(huán)境風速對a值的影響，將輻射與對流放熱系數(shù)分別計算然后取 其和。6.3導熱系數(shù)入保溫材料制品的導熱系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)方程應由制造廠提供并應符合本標準6.3的要求。6.4保溫結(jié)構(gòu)的單位造價R單位造價應包括主材費、包裝費、運輸費、損耗、安裝(包括輔助材料費)及保護機構(gòu)費等。6.5計息年數(shù)n指計算期年數(shù)。根據(jù)不同情況取 510年。6.6年利率i取6% 10%復利） 6.7 熱價格 f n應按各地區(qū)、各、部門的具體情況確定，一般在3.66元22/1

12、0 2KJ(1 5 25 元/10 2kcal) 之間取值。6.8 年運行時間 t常年運行一般按 8000h 計；采暖運行中的采暖期按 3000h 計：采暖期較長地區(qū)得按實際采暖 期( 小時) 計；其他按實際情況選取年運行時間。7 保溫結(jié)構(gòu)7.1 保溫結(jié)構(gòu)一般由保溫層和保護層組成。保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計應符合保 溫效果好、施工方便、防火、耐久、美觀等。7.2 保溫層7.2.1 設(shè)備、直管道、管件等無需檢修處宜采用固定式保溫結(jié)構(gòu)；法 蘭、閥門、人孔等處宜采用可拆卸式的保溫結(jié)構(gòu)。723保溫層設(shè)計厚度大于100mm寸，保溫結(jié)構(gòu)宜按雙層考慮；雙層 的內(nèi)外層縫隙應彼此錯開。7.2.4 使用軟質(zhì)和半硬質(zhì)保溫材料時

13、，設(shè)計應根據(jù)材料的最佳保溫密 度或保證其在長期運行中不致塌陷的密度而規(guī)定其施工壓縮量。7.3 保溫層的支撐及緊固7.3.1高于3m的立式設(shè)備、垂直管道以及與水平夾角大于45，長度超過3m的管道應設(shè)支撐圈，其間距一般為 36m.7.3.2 硬質(zhì)材料施工中應預留伸縮縫，設(shè)置支撐圈者應在支撐圈下預 留伸縮縫。 縫寬應按金屬壁和保溫材料的伸縮量之間的差值考慮。 伸 縮縫間應填塞與硬質(zhì)材料厚度相同的軟質(zhì)材料， 該材料使用溫度應大 于設(shè)備和管道的表面溫度。7.3.3 保溫層應采取適當措施進行緊固。7.4 保護層7.4.1 保護層應具有保護層和防水的性能742 般金屬保護層應采用0.30.8mm厚的鍍鋅薄鋼

14、板、或防銹 鋁板制成外殼，殼的接縫必搭接以防雨水進入。7.4.3 玻璃布保護層一般在室內(nèi)使用。石棉水泥類 抹面保護層不得 在室外使用。7.4.4 可采用其他已被確認可靠的新型外保護層材料。保溫層厚度的計算方法（補充件）在允許溫降條件下輸送液體管道的保溫層厚度應按熱平衡方法計算。A.1無分支（無結(jié)點）管道A.1.1-La 2 =2二 DiLaqn C LnTTa Il 一 I1D4a(A1)17D2 - Di2LaH 占 L(Tm -Ta)Di1qn C(Ti -丁2) Ea(A2)A.1.2、，D2 -d12Lc=Ki L （A3）式中：Ti管道i點處的介質(zhì)溫度，KC）;T 2管道2點處的介質(zhì)

15、溫度，KC）;Li管道計算長度，m;Ki管道通過吊架處的熱損失附加系數(shù)；L管道實際長度，m;Tm算術(shù)評均溫度，KC）；qm介質(zhì)質(zhì)量流量，kg/h;C介質(zhì)熱容，J/(kg K) kcal/(kg C )丨；其余符合說明與本標準式(1)、( 2)相同。A.2有分支(有結(jié)點)管道結(jié)點溫度按式(A4)計算：Lc - s cTc =Tc -1-(Ti Ta) q：e( A4)qmi - S -d式中：ETc-i分別為結(jié)點c與前以結(jié)點c-1處的溫度，KC)T1管道起點的溫度，K (C)Tn管道終點的溫度，K (C)L c-s-c結(jié)點c與前一結(jié)點c-1之間的管段長度，m;L1-1-i任意點i與前一結(jié)點i-1

16、之間的管段長度，m;qmc-e-cc-1與c兩點間管道介質(zhì)質(zhì)量流量，kg/h;qm1-e-c任意點i與前一結(jié)點之間介質(zhì)質(zhì)量流量，kg/h.附錄B保溫層厚度的計算方法（補充件）延遲管道內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)、凝固的保溫層厚度應按熱平衡方法計算Ki ttiDa2仃-Ttt)(VpC -VpPpCp)0.25VpH ttT Ttt - 2TnTtt -Ta(Bi)D2 - D12式中：Ki見式（A3）說明；T tt 介質(zhì)在管道內(nèi)防止凍結(jié)停留時間，h;T tt 管道內(nèi)介質(zhì)的凍結(jié)溫度，K（ C）;V 1V2分別為介質(zhì)體積和管壁體積，ml;Pip2分別為介質(zhì)密度和管材密度，kg/m2;C1C2分別為介質(zhì)熱容和管材熱容，J/kg Kkcal/（kg C）Ht介質(zhì)融解熱，J） kcal/kg）;其他符合說明與本標準式（1）、（ 2）相同