基于偏差法分析的伴热管道保温计算优化刘辉唐溧摘要：分析了《火力发电厂保温油漆设计规程》计算公式中的计算困难，提出通过基于温度和热量的误差分析法，优化了复杂的保温厚度的计算方法。关键词：偏差;伴热;保温厚度;计算优化DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.1720前言伴热管道的工作原理是通过伴热媒介散发一定的热量，以直接或间接的热交换方式补充管道的热损失，以达到加热、保温和防冻凝的目的。目前经常使用的伴热方式有蒸汽伴热、热水伴热、电伴热及其它方式[1，2]。其中蒸汽伴热由于其具有高散热量、效率高，易于获得等原因广泛应用于火力发电厂的燃油管道、天然气管道及其它需要保证介质工作温度的工艺管道。1规程推荐的伴热管道厚度计算方法蒸汽伴热管道模型通常由工艺管道、伴热管道、保温层组成，其中工艺管道和伴热管道不直接接触，伴热管道通过保温层所包围的空气向伴热管道传递热量。伴热管道的数量根据工艺管道所需热量、蒸汽参数确定。常见的蒸汽伴热管道数量有1根和2根的，模型结构如图1所示。图1中两根伴热管的中心间距为工艺管道外径的二分之一。目前伴热管道保温厚度计算主要是以《火力发电厂保温油漆设计规程》附录B.4的要求为准。2基于误差分析的伴热管道厚度计算分析《火力发电厂保温油漆设计规程》附录B.4中的公式组构成了计算伴热管道保温厚度的一个完整体系。但是方程式子多，参数互相引用严重，难以快速计算。公式组中有2个式子，其未知数多于方程数目难以计算。（1）保温层外表面传热系数α和保温层外表面温度ts共存于一个方程组，因未知数多于方程数无法计算。（2）保温厚度δ、热阻R、保温层内空气温度tk共存于一个方程，因未知数多于方程数无法计算。因此至少需要假定两个参数，才能将方程体系求解。但是假定参数的准确性如何确定，需要研究。综合考虑计算便捷性和假定参数准确性的确定，建议假定保温厚度δ和保温层外表面温度ts。在假定的外表面温度和保温厚度下，可以计算出所有的未知参数。但是未知参数的准确性尚无法判断，因此需要增加判断参数准确性的方程。由于在以上假定的基礎上，可以再次计算出一个外表面温度，因此可以将外表面温度的假定值与计算值进行对比，当二者的误差足够小时可以认为假定外表面温度具有合理性。保温厚度影响伴热管道向空气的散热，从而影响热量的平衡。如果伴热管向保温壳内空气的散热量为Q1，保温壳内空气向工艺管道的散热量为Q2，保温壳内空气向外空气的散热量为Q3，那么|Q1-Q2|与Q3的误差可以作为保温厚度的判据。3案例试算按照基于误差分析的伴热管道保温厚度计算方法，可基于VB语言编制计算软件，实现快速计算。只需在计算软件中给定外表面温度及保温百度各一个初值，软件会自动根据误差按照初值与计算值均值不断迭代，直至误差达到设定的精度。精度可根据每个计算案例要求单独设定，工程使用，精度可控制在5%以内。以某供油管道为例，其供油管道、伴热管道及重油参数如表1所示，其计算结果如表2所示。借助于编制的计算软件，可快速算出当假定保温厚度为80mm，保温外表面温度为11℃时，外表面温度误差为3.10%，热量平衡误差为1.26%。精度可以满足工程需要。4结语通过假定外表面温度和保温厚度初值，在基于温度与热量偏差两个误差分析的判据方法支持下，实现了伴热管道保温厚度的计算迭代优化。极大的改善了《火力发电厂保温油漆设计规程》推荐的伴热管道保温厚度的计算方法的可计算性，为其在工程实践中进一步的广泛应用提供了有利的计算方法。参考文献：[1]甄崇汀.工艺管道蒸汽伴热设计要点[J].化工设计，2014，24（06）：36-37.[2]张鹤.火电厂蒸汽伴热与电伴热方案的对比[J].科技创新导报，2014（26）.-全文完-