电厂蒸汽长距离供热的研究

工作钢管构成，最外侧由绝缘保护层构成。蒸汽管道内有两层保温材料与一层绝缘保护材料，在对导热的热流量进行计算的过程中，可以按照总热阻与总得温差进行计算。蒸汽的保温管道的导热热流流量式是：

其中R1、R2、R3、R4分别是各层的半径；

？姿1、？姿2、？姿3是各层保温材料的导热系数，均为常数；

tw1、tw4分别是管道内外表层的温度（tw1>tw4）。

2.2.2 传热系数影响分析

影响蒸汽管道总的传热系数因素有：外涂层或者是外套管的导热系数、保温层导热系数、管壁与蒸汽对流换热系统以及管道技术壁的导热系数。所以蒸汽管道的总传热系数k为：

h1是蒸汽与内管壁间的换热系数；？姿i是各层材料的导热系数；d1是蒸汽管道各层材料与管道中心线之间的距离；？琢是架空敷设的蒸汽管道与空气间的对流换热系数。

蒸汽在管道的内部进行流动的过程中，由于散热损失也随着温度发生相应的变化，蒸汽的温度存在差异，相应的蒸汽与管道内部的交流换热系数也存在一定的差异，这就要求在对蒸汽温度的变化进行计算的过程中应该对以下几种因素进行重视：

（1）首先是在单位时间内，通过相同的管径蒸汽流量变化相对较小。

（2）其次是按照参考数据，蒸汽的运行温度应该控制在120-300℃，并每隔20℃温差取一个计算温点。

3 蒸汽长距离供热的数值计算分析

3.1 物理模型及网格划分

在GAMBIT中建立相应的物理模型。由于圆柱体的管道具有对称性的特点，所以在GAMBIT中简化二维的矩形结构，以此来对计算的周期进行缩短。进行网格划分所使用的主要是结构化网格。由于粘性的流体在管道中进行流动时主要是靠近避免的位置，所以在近避免的网格进行加密的处理，以此来提高模拟中的效果，使相应的数据更加准确。同时，由于管道的距离相对较长，所以管道内部的网格数目也相对较多，通常为100万-200万。

3.2 模拟结果及分析

不同的参数下所对应的压力也存在一定差异，管径与温度情况固定时，供热蒸汽的初始参数对压力的变化产生相应的影响：

供热蒸汽的初始温度一定并相对较低的情况下，较高的初始压力所对应的压降也就相对较大，相对而言，初始压力相对的压降较小，这也是由于提高蒸汽的初始压力时，蒸汽的比容逐渐减小，单位时间内的流量在不断地增大，导致阻力造成的损失逐渐加大，所以管道内部的压降变化相对较为明显。

当蒸汽初始温度固定，并且相对较高的状况下，提高初始压力，压降的变化相对并不明显，说明初始的压力大小对压降的影响并不大。由此，当供热蒸汽的初始温度固定，并且温度相对较低时，应该尽量的减小初始的压力，以此来提高供热的距离；在初始的压力相对较高时，其对压降的影响并不明显。

当供热蒸汽的初始压力固定，并且相对较高的状态下，其所对应的压降相对较小，如果初始温度相对较低，其对应的压降则相对较大。

当压力一定的情况下，如果蒸汽的流量与管径属于定值，所以管道内部的压降与蒸汽的初始温度呈现反比例的变化，所以提高蒸汽的初始温度，其对应的压降逐渐减小。

由此可见，当其他参数固定时，改变供热蒸汽的初始参数相对来讲与蒸汽的压降之间的影响有：当供热初始温度固定，并且相对较低时，将初始压力适当减小可以在一定程度上减少压降，提高供热的距离；如果初始温度相对较高，对初始的压力进行改变，压降变化的影响并不大。如果供热蒸汽的初始压力一定时，提高蒸汽的初始温度可以在一定程度上降低管道内部的压降。

4 结束语

以上主要通过对数值进行计算的方式来对电厂长距离供热的相关数据与管道的布置形式进行不断的优化，以此来提高供热的效果与能力。

参考文献

[1]蔡卫东.电厂蒸汽长距离供热的研究[J].东北电力大学，2011（3）.

[2]赵星海，辛国华，蔡卫东.电厂蒸汽长距离供热分析[J].能源研究与信息，2011（2）.

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