蒸汽管道温度损失计算
及分析
Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
bw k p g f C
G t t k l t •-=∆)(热水供热管道的温降
1.计算基本公式
温损计算公式为：
式中：
g k —管道单位长度传热系数C m w ο⋅/ p t —管内热媒的平均温度
C ︒ k t —环境温度C ︒
G —热媒质量流量s Kg /
C —热水质量比热容
C Kg J ︒⋅/ l ——管道长度
m 由于计算结果为每米温降，所以L 取1m .管道传热系数为
式中：
n a ，w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/
n d ，w d —分别为管道（含保温层）内外径m i λ—管道各层材料的导热系数
C m w ο⋅/（金属的导热系数很高，自身热阻很小，可以忽略不计）。
i d —管道各层材料到管道中心的距离m
内表面换热系数的计算
根据的研究结果，管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算：
Pr 为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=;
外表面换热系数的计算
由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有：
式中：
t λ—管道埋设处的导热系数。
t h —管道中心到地面的距离。
3.假设条件：
A. 管道材料为碳钢（%5.1≈w ）
B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο⋅/
C.土壤的导热系数t λ=
C m w ο⋅/ D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取t h =
E.保温材料为：聚氨酯，取λ=
C m w ο⋅/ F. 保温层外包皮材料是：PVC ，取λ=
C m w ο⋅/ G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小，可以忽略不计。
4.电厂实测数据为：
管径为300mm 时，保温层厚度为：50mm ，保温外包皮厚度为：7mm ； 管径为400mm 时，保温层厚度为：51mm ，保温外包皮厚度为：；
管径为500mm 时，保温层厚度为：52mm ，保温外包皮厚度为：9mm ； 管径为600mm 时，保温层厚度为：54mm ，保温外包皮厚度为：12mm ； 蒸汽管道损失理论计算及分析
1、蒸汽管道热损失公式推导
稳态条件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量q 1是相同的。
根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为：
2、总传热系数及其影响因素分析
总传热系数k
式中：h 1—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数
λ1—蒸汽管道各层材料的导热系数
1 1 1 1 1 1 ln
2 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? n i i n i i d d d d h k ?? ?? ?
d i—蒸汽管道各层材料到管道中心的距离
ɑ—蒸汽管道对土壤的换热系数（直埋）
或蒸汽管道与空气间的对流换热系数（架空或管沟）
传热系数k的影响因素
1蒸汽与管道内壁的对流换热系数h1
①计算公式: h1=Nμ?λf/D ex
式中：Nμ—努谢儿特准则数
λf—蒸汽的导热系数
D ex—蒸汽管道工作钢管内径
②影响因素：蒸汽管道的管径大小及蒸汽温度
③文献数据分析结论：在蒸汽供热运行的温度范围内，蒸汽温度对对流换
热系数的影响相对较小，在计算时该系数可近似地取
平均值。
管道与土壤的换热系数ɑ（直埋敷设）
①计算公式：
]
1
)
2
(
2
ln[
2
2-
+
=
ex
t
ex
t
ex
t
D
h
D
h
D
λ
α
式中：λf—蒸汽管道埋设土壤处的导热系数，W/
D ex—蒸汽管道外径，m
h i—蒸汽管道中心到地面的距离，m
②影响因素：管道埋设深度
土壤导热系数（主要受土壤土质及含水率影响）
③主要结论：土壤换热系数的确定，需根据电厂实际情况，主要考虑土壤土
质及含水率等因素。
蒸汽管道与空气的对流换热系数ɑ
①计算公式: ɑ=Nμ?λ/D ex
式中：Nμ—努谢儿特准则数
λ—蒸汽的导热系数
D ex—蒸汽管道工作钢管内径
② 影响因素:空气温度及管道外壁温度
③文献查阅主要结论：管壁在工程许可范围内对相同管径对流换热系数影
响较小，在工程许可范围内可忽略。
λ1
λ1查阅相关数据库
3蒸汽管道沿途温降计算
计算公式：
式中：q jl —管段j 单位长度热损
L j —管段j 的长度
C jp —管段j 内蒸汽的平均定压比热
G j —管段j 的流量
4热损失分析
管道沿途散热损失
蒸汽管线沿途跑冒热损失
换热站内凝结水热损失
5工程实例分析
误差计算
η=工程测量热损失理论计算热损失=
误差分析:
A.工程测量中仪表精确度存在误差
B.理论计算中忽略各变量在各自影响因素下的变化，存在计算误差。
改进方案 j jp j jl j G C
L q t ? ? ? ? 1000 )
1 ( ?
A.多层保温材料，将导热系数λ较大的材料至于保温层外侧，增大热阻，减小导热热流量。
B.
大管径小流量
备注：
参考文献《蒸汽管网水力热力耦合计算理论及应用研究》
该文中得出主要结论，均在济南某实例电厂进行验证。
因此，所得主要结论具有可信性。