高温管道保温层优化设计研究进展

文中介绍了高温管道保温层优化设计的研究现状,分析了高温管道保温层厚度在不同约束条件下的数学模型以及计算方法,以及在保温材料和保温结构方面的研究结果。综合分析了当前存在的主要问题,提出应针对管道保温层材料、结构和经济厚度优化算法开展深入研究,以更好地解决保温管道设计和更换管道保温层等问题。     

保温材料保温敏感性分析

在压力容器及压力管道保温层厚度的设计中,准确知道各保温影响因素对保温效果的影响,综合考虑各影响因素,合理确定保温层厚度是一大难题。目前,关于保温影响因素对保温性能影响研究很少涉及。文中研究压力容器及压力管道的传热机理,通过建立有限元数学模型,模拟保温材料在不同环境温度、黑度、保温层厚度、对流换热系数等影响因子下的传热状况,得出了各参数对保温效果影响的敏感性,为保温设备保温层设计提供了科学指导。     

保温管道保温层进水监测技术现状

针对石油、化工行业中保温管道由于保温层进水导致腐蚀的问题,总结分析了保温管道保温层下腐蚀原因及机理。介绍了红外热成像技术、分布式光纤技术、基于金属电位差监测技术在保温层进水监测的应用,并针对各项技术的原理、适用性以及应用范围进行总结,为监测保温管道保温层进水情况提供参考。     

高温蒸汽管道直埋的设计与施工

针对南方地下水位较高的地区土壤潮湿、盐碱性大的情况,提出了采用钢套管、复合保温结构的直埋方式,即以钢套管作为外保护层,蒸汽管道在套管内可以自由伸缩,钢套管在受热后不会老化、裂开以至漏水,内部蒸汽管道及保温材料的工作条件是稳定可靠的;提出了直埋蒸汽管道疏水的地面布置的新工艺,避免了传统的疏水井设置,极大地减少了工程量,对直埋施工提出了具体的注意事项,并借助工程实例,对保温材料的选用、保温层厚度及管道热补偿进行了具体的计算,阐明了在高地下水位地区高温蒸汽管道直埋的可行性。     

直埋蒸汽管道的特点及参数的确定

在蒸汽管道施工中,一般采用地面敷设,但在市区地面敷设的蒸汽管道影响周围环境.将地面敷设蒸汽管道改为直埋蒸汽管道,可以节省空间,改善周围环境,提高热效率.文中介绍了直埋蒸汽管道的特点,以及保温结构、保温层厚度、伸缩节参数的确定.文中还介绍了蒸汽管道排潮、凝结水回收等.     

不同管径预制直埋保温管保温层摩擦力研究

文中以胡克定律和材料热物理性质为出发点,利用经典力学和材料力学的分析方法,从理论上推导出保温层摩擦力的计算公式,并采用不同管径的预制保温管分冬夏两季进行实验验证。理论分析和实验结果表明:当管道受热伸长时,无保温钢管伸长量大于有保温钢管伸长量,即保温层对钢管有很大摩擦作用。若实验过程中假设钢管的弹性模量和钢材的弹性模量相等且为常数,则保温层摩擦力和无保温管与有保温管伸长量之差成正比;温差越大,无保温管与有保温管伸长量之差越大,则保温层摩擦力越大;保温层摩擦力在管道受热膨胀时,能很好地抵消热膨胀力,可以有效地限制管道沿轴向伸长,提高了供热直埋管道的安全性。     

管道多层反射结构保温性能影响因素分析

文中建立了管道多层反射保温结构传热模型,并对保温性能影响因素进行了分析.以超细高温玻璃棉为反射屏间隔保温材料,加入反射屏后,保温结构外表面温度及散热损失均降低.在200℃时,DN200管道添加3层反射屏相对于无反射结构减少了17.5％的散热损失.当反射屏层数相同时,管道温度越高,反射保温结构的节能效果越明显.在100℃...     

寒区隧道不同排水系统结构形式下保温层作用效果及适用性研究

以哈牡高速铁路鲜丰隧道为例,探究施作保温措施后洞内环境温度以及隧道围岩温度等变量综合影响下的隧道温度场。基于不同的围岩初始温度以及洞内温度,提出相应的寒区隧道排水系统结构形式选择建议,以保障寒区隧道排水系统的安全与稳定。研究表明,同一条件下,设置保温层后排水系统各测点的温度值均有不同程度的提高;设置保温层后,对衬砌背后水管保温效果较好,而对侧边水沟及纵向水管保温作用效果有限;排水系统结构形式的主要区别体现在中心（深埋）水沟内的温度;根据洞内环境温度以及隧道围岩温度,可将寒区隧道排水系统结构形式选择划分为3个区域,分别为A区（无保温）、B区（中心水沟-保温）以及C区（中心深埋水沟-保温）。     

集输管道效率监测及分析

为了更好地采用节能技术以不断降低管道能耗,提高管道效率,文中以集输管道为研究对象,根据集输管道效率计算模型,对11条输油管线进行了效率与能耗监测。监测结果表明:影响输油管道效率的主要因素是管道温降,其次为管道压降。对影响管道温降和压降的相关因素进行分析,提出了合理选择保温材料和保温结构、增加保温层厚度、添加减阻剂及采用管道内涂减阻技术等改进措施,对于集输管道的节能降耗具有借鉴意义。     

基于EXCEL在热油管道保温层经济厚度计算研究

在进行地面热油管道油品输送时,为了减少运行管道热量散失,节约燃料,常对管道加设保温层,考虑到保温层投资费用,常进行保温层经济厚度计算。目前,在工程上常用试算法,这样计算工作量大,效率不高。文中对地面热油管道经济保温层算法进行了推导,应用EXECL中规划求解程序编制了完善的计算程序,并结合实例进行了计算。结果表明：该程序使得计算结果精度比较高,工作效率得到了提高。     

纤维膨胀节的设计

本文结合笔者对纤维膨胀节消化吸收工作的实践经验，介绍了纤维膨胀节的结构设计和保温结构的设计及计算，并给出了纤维膨胀节保温材料的种类和性能特点，不同使用温度下保温层的厚度。结合我单位纤维膨胀节的使用经验，明确了纤维膨胀节的适用范围，以便该类系列产品的开发和应用。鉴于该类膨胀节国内公开文献均无记载，因此本文可供从事该类型膨胀节设计、制造和使用的专业技术人员参考。     

三管伴随输油管线保温层最优经济厚度的计算

本文通过分析三管伴随保温输油管线的传热特征，推导出保温层厚度与单位管长年总分摊费用之间的关系式，并采用０．６１８法求最优保温层经济厚度。     

地面保温管道的温降设计

根据列宾宗温降（考虑摩擦热）公式，计算架空保温管路在不伴热条件下油品温度沿管长的分布情况。由于油品物理性质和总传热系统Ｋ值都随温度而变化。故采用有限单元法，每隔ｎ℃（自己设置ｎ值）计算出一个管长值，累加得总管长，对于管内壁温度Ｔｂｉ（Ｔｉ）和管外壁温度Ｔｂｉ＋１（Ｔｉ）的求解，采用试算法求解。另外，本文还讨论了不同保温层厚度、不同流速以及摩擦热对管线温降的影响。     

高水位敷设条件下直埋蒸汽管保温结构选择及密封

在高水位环境下进行蒸汽管直埋敷设时,常会出现地下水对管道保温层造成损害影响正常运行的情况。文中从直埋蒸汽管道的保温结构方案选择以及应采取的密封防护措施角度提出解决方案,对设计者、制造商、安装单位和业主单位提供工程选型参考,从源头上解决高水位不利条件对管线安全运行的影响。     

高温蒸汽管道直埋敷设计技术的探讨

重点介绍高温蒸汽管道埋敷设方法,并结合具体工程及示例,给出了满足工程需要的直埋敷设管道的复合保温结构及保温材料特性。     

双层保温层经济厚度的优化计算

通过对双层保温的总费用分析，并考虑到保温的国家标准和工程实际，建立了双层保温层经济厚度优化设计的数学模型，并采用最优化方法进行了编程求解，得到了每层的最佳经济厚度。导出的模型和编制的软件可帮助设计人员合理地选择保温材料并确定其经济厚度，有助于提高设计效率和设计质量。     

新型单层保温海底管道节点防水研究

单层保温海底管道的管端(节点)防水是应用于海洋工程的关键技术之一。文中主要选用防水材料SPUA制作适用于海底保温输送管道管端防水的新型防水结构,并进行了该防水结构在模拟水下环境下的防水实验研究。实验结果表明:SPUA涂层结构施工方便、环保、质量可控,材料成本较低,经济效益明显,可应用于浅海水域的单层保温管,具有很好的应用前景。     

高温蒸汽管道直埋敷设技术的探讨

重点介绍高温蒸汽管道直埋敷设方法,并结合具体工程及示例,给出了满足工程需要的直埋敷设管道的复合保温结构及保温材料特性.     

埋地管道防腐保温层失效评价

明确埋地管道防腐保温层的技术评价标准,对埋地钢质管道的安全运行,延长管道使用寿命具有重要意义。为了对埋地管道防腐保温层做出有效评价,从间接检测与开挖检测2个方面,结合现场检测数据,提出了基于防腐保温层的电流衰减率、绝缘电阻率、质量状况与厚度的分级评价标准及基于4种评价指标的综合评判方法。工程实践表明,该评价标准对防腐保温层是否存在失效能做出有效判断。     

寒区公路隧道温度场及保温层的研究

随着寒区公路隧道的不断增多,寒区隧道的保温问题也受到广泛重视。为了分析计算此类隧道施工过程中的温度场,验证寒区隧道保温设计的必要性,确定保温设计的经济性和有效性,文章以某市西山隧道为背景,结合东北冻土的热力性质特点,利用大型有限元计算程序Ansys,对寒区隧道进行了模拟分析,并且将计算的理论数据与实际测定的数据进行对比,分析隧道开挖后围岩温度场的分布、初期支护以及二次衬砌的温度变化过程,对隧道保温效果进行评定。数据对比表明,将保温层设置在二次衬砌外侧是比较合理的,但在东北寒区,对于断面半径达7m的大断面隧道,仅使用40 mm厚的PU硬质聚氨酯泡沫板作为保温材料是不合理的。为使设计经济合理,保温材料在径向上可以采用不同的厚度。