热力管道的测试与技术分析

霍永安陈鑫亮

霍永安陈鑫亮

陕西建工安装集团有限公司陕西西安710068

摘要：加强对热力管道保温测试技术的研究具有很大的现实意义，通过研究分析，可以为提高热力管道的保温性能，减少热量的损失提供参考，从而节省大量的能源。基于此，本文将对热力管道保温测试的有关问题进行研究，找出影响管道保温效果的主要因素，并提出一些改进措施，希望可以为我国的热力管道改造提供一些参考和建议。

关键词：热力管道；保温测试；技术分析

随着可持续发展及节能环保理念的不断普及和深入，各行各业都在积极的寻找节能环保的措施，同时这也是企业想要获得长久发展的必然选择，主要是因为企业做好节能环保工作可以提高经济效益和树立良好的企业形象。在热力管道方面，改良管道的保温技术，提高管道的保温性能是降低能耗、提高企业经济效益的重要手段。对热力管道的保温状况进行现场测试，能够为优化保温工程提供科学依据，进而提高企业的经济效益。因此，本文对热力管道现场测试以及技术等有关问题的分析具有重要的现实意义。

一、热力管道保温热损现场测试

对热力管道的测试主要就是对管道的保温热损的测试，而管道的保温热损现场测试也是保温技术改造和创新的基础和前提，同时也是保温工程设计和经济效益评价的主要依据，所以，全面而准确的测试出管道保温热损的数值至关重要，只有这样才能推动保温技术的发展和进步，提高保温技术的水平。

（一）管道保温热损现场测试的时间

为了更加全面而准确的了解热力管道的保温情况以及热力管道保温情况受外界环境影响的情况，本文将对管道保温热损现场测试时间定在冬季和夏季，并在这两个季节分别进行三次热损测试。

（二）管道保温热损现场测试的方法

为提高热损测量结果的准确性和可靠性，拟综合使用三种方法对管道保温热损进行现场测试，即表面温度法、焓降法和热流计法。

1.表面温度法。运用表面温度法主要需要用到的测试仪器为红外测温仪、接触式热电偶等。热力管道在使用的过程中会和周围的环境发生对流热交换和辐射热交换，在测量的时候使用红外测温仪和点温计将管道保温层表面的温度和外界环境的温度分别测出，并且还需要测出风速，最后只需要将这些测出的数值代入对流热换和辐射热换的公式就可以计算出管道表面的热损失。

2.焓降法。焓降法主要用来测试长度足够长并且没有分支的热力管道，首先，在测试时，我们可以根据热力管道进出口的蒸汽温度和压力而查出进出口的蒸汽焓值，然后再得出蒸汽质量的流量，这时候就可以根据公式计算得出热力管道的热损失，即热损失=蒸汽质量流量×（入口的蒸汽焓值—出口的蒸汽焓值）[1]。

3.热流计法。运用热流计的方法比较简单，只需要将热流计用于测量的地方贴紧管道的外表层就可以直接测量出管道外表面的热损失。

（三）管道保温热损现场测试的仪器

综合运用上述三种热损失测试方法，需要用到很多的测试仪器，主要包括以下几种：红外测温仪、点温计、热流计、风速仪、干湿球温度计以及照相机等设备。

（四）管道保温热损现场测试的内容和步骤

本文对热力管道热损失的测试都是按照国家标准来进行的，我们可以将整个测试的过程分为三个部分：1.对全线管道进行普测。在对管道全线进行普测之前，一定要提前了解管线的有关资料，如工艺参数、管道直径、长度、支架、管道阀门以及管道之间的距离等，并且还需要了解管道保温层材料的种类、性质、结构、施工的时间以及损害程度等情况，同时还要测量保温结构的外形尺寸。2.对管道中代表点的测量。本文将在热力管道上选取36个具有代表性的截面，然后再将每一个截面分成三到四个点，最后在用合适的仪器对每一个点进行测量。3.对管道特殊部位的测量。对管道特殊位置的测量主要是对管道阀门、压力以及蒸汽流量的测试[2]。

二、热力管道的保温概况和分析

随着经济的发展和技术的进步，我国对热力管道也不断的在进行优化改造，下面我们就对选取的新旧两种管道保温的有关情况进行简单的分析。

（一）保温结构

对比新旧两种管道保温的有关情况，和旧的热力管道相比，新的热力管道增加了一层厚的保温岩棉和防水层，具体结构如图1和图2所示：

图1新管道保温结构图图2旧管道保温结构图

（二）保温的状况

通过对新旧两种管道的保温状况得出如下结论：一是在新管道保温结构层的铝箔大部分被破坏，并且防水层出现的缝隙，冷空气可以渗入，造成热损失，而旧的管道保温层状态较好，但也出现了松动的情况。二是新管道保温层出现破损的情况，裸露铁管的长度大约为2m，并且在阀门处的保温层出现裸露的铁管，总长大约为0.4m。三是400m的管道共有59个支架支撑，并且管道和支架连接处出现缝隙，从而造成热损失。总之，从测量来看，整个管道的保温情况不仅和保温材料有关，而且还和保温层的缝隙、防水层的状况以及管道裸露的情况有关[3]。

三、测试结果技术分析

本文利用三种计算热损失的方法进行测量数据的计算，即焓降法、表面散热损失法以及保温层导热损失法。

（一）焓降法

焓降法的计算公式：热损失=蒸汽质量流量×（入口的蒸汽焓值—出口的蒸汽焓值）。

（二）表面散热损失法

表面散热损失法的计算公式：整个管道的表面散热=旧保温管道表面散热+新保温管道表面散热+裸露管道散热+支架散热，对于具体的计算，其中需要的一些系数查表就可以知道，然后再根据这个公式计算。

（三）保温层导热损失法

首先，需要根据夏季测试的数据计算出管道的热阻，即管道热阻=（夏季3m/s保温层热阻+夏季5m/s保温层热阻）/2。其次，根据冬季测量数值计算出保温层的导热热流，即保温层导热热流=（冬季管道外壁的温度—冬季管道保温层外壁的温度）/管道保温层热阻[4]。

四、测试结果分析

本文通过综合运用多种方法对新旧管道热损失进行测量，结果如表1、表2、表3、表4和表5所示：

表1管道蒸汽进出口相关数值

通过对测试结果的分析可知，运用三种方法计算出的数值基本相符，也就是说测量出的数据准确性较高；通过对新旧两种管道壁温度的测量可知，旧管道在夏季不符合要求，这说明旧管道出现保温层局部破坏的情况对热损影响较大；从新旧两种管道的热损失值来看，新管道的保温效果要好的多，热损失值大约为旧管道的一半。另外，对于管道的裸露处、支架以及保温层破损处都会造成大量的热损失，应该引起重视，做好这几个地方的保温措施，可以大大减少热量的损失，从而节省大量的能源；另外，在不同的季节，管道的热损失出现很大的差别，也就说明管道的热损失受外界环境的影响较大[5]。

结语

总而言之，加强对热力管道保温情况的现场测试，不断改造管道保温的技术是十分必要的，这不仅可以大大提高管道保温的性能，为用户提供更好的服务，而且还可以减少热量的损失，从而实现降低能源消耗的目的。因此，有关部门一定要加强对热力管道的现场测试，寻找提高管道保温性能的措施，从而提高经济效益。

参考文献：

[1]张卫忠.跨断层埋地热力管道应力与应变数值模拟[J].煤气与热力，2014，34（7）：9-10.

[2]徐功文，张志军，杨磊等.基于物联网的城市热力管道检测系统的设计[J].山东建筑大学学报，2012，27（4）：431-434.

[3]刘荣，李孝萍，马孝春等.热力管道状态检测技术研究[J].煤气与热力，2011，31（2）：24-28.

[4]张富胜，任智铨.直埋热力管道型式试验规范标准的讨论[J].石油化工设备，2012，41（2）：59-63.

[5]贺美郡.浅谈市政热力管道施工质量控制[J].城市建筑，2014，（12）：304-304.