本發明屬于管網熱損計算，具體涉及一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法。
背景技術：
1、管道絕熱層厚度計算是基于傳熱學原理和工程熱力學的復雜計算過程。其核心目的是確定包裹在管道外部的絕熱材料需要多厚，才能在滿足特定工藝要求（如控制熱量或冷量損失、防止燙傷、避免結露等）的前提下，實現最佳的經濟效益和能源節約。管道絕熱層厚度計算是一項集技術、經濟和安全于一體的綜合性工作，是現代工業生產中不可或缺的重要環節。
2、現有的管道絕熱層厚度計算方式包括：一、依據《工業設備及管道絕熱工程設計規范》gb50264中管道經濟厚度計算公式，計算單一材料的經濟保溫厚度。二、依據《設計及管道絕熱設計導則》gb/t8175中的傳熱計算公式，材料的最高耐熱溫度、管道保溫外表面的最高允許溫度、最大熱流密度作為邊界條件，計算管道復合保溫結構的保溫層厚度。三、依據管道傳熱計算公式，對管道輸送系統建模，根據管道輸送工質的允許溫度下降，試算管道保溫層厚度。
3、然而，現有的管道絕熱層厚度計算具有以下不足之處：
4、一、采用現行規范管道經濟厚度公式和方法，僅適用單一絕熱材料的保溫計算，無法用于復合保溫材料厚度計算。
5、二、以表面防燙傷溫度、材料許用溫度、最大熱流密度等邊界條件求得復合保溫厚度組合結構，難以對不同材料、不同厚度組合的結果進行橫向比較(滿足邊界條件管道保溫結構的熱損、初投資均不相同)，難以評價復合保溫結構的有效性和經濟性。
6、三、根據管道設計路由建模試算的管道保溫厚度，僅適用建模特定條件下的保溫厚度，當管道路由調整(線路變更，后期線路擴展)，保溫做法適用性差，無法評估保溫結構的經濟性(保溫結構初投資與運行熱損失)。
7、四、現行規范標準有單層絕熱結構、雙層絕熱結構(不同材料)的保溫厚度計算，缺少三種及以上保溫材料的厚度計算方法。
8、因此，亟需一種能夠有效計算多種不同絕熱材料管道保溫厚度的方法以解決上述技術問題。
技術實現思路
1、本發明提供以下技術方案：一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法，包括以下步驟：
2、步驟1、設定管道絕熱的計算條件：所述計算條件包括邊界條件和其他條件，所述邊界條件包括：環境計算溫度、環境風速、絕熱層外表面最大允許溫度、管道允許的最大散熱損失、絕熱材料的最大工作溫度；所述其他條件包括：?介質溫度下常用絕熱材料參數、工質的熱價、保溫結構造價、年利率、回收年限、管道年運行時間；
3、步驟2、常用絕熱材料的經濟厚度計算：按絕熱材料的參數計算單一材料的經濟保溫厚度；
4、步驟3、最內層絕熱材料的保溫厚度計算；
5、步驟4、中間各層絕熱材料的保溫厚度計算；
6、步驟5、最外層絕熱材料的保溫厚度計算；
7、步驟6、實際熱損失的計算和限制條件校驗。
8、優選的，所述步驟3至步驟5中的保溫厚度計算均采用：
9、(1)
10、式（1）中，表示保溫材料外徑，表示管道外徑，表示能量價格，表示保溫材料的導熱系數，表示年運行時間，表示管道外表面溫度，表示環境溫度，表示保溫結構單位造價，表示工程投資貸款年分攤率，表示保溫層外表面與環境的對流換熱系數。
11、將郎伯w函數-式(2)轉化為式(3)，求解超越方程式w(c)。
12、(2)
13、(3)
14、求得保溫材料外徑，進而求得管道保溫材料的經濟厚度。
15、更優的，所述步驟3具體包括：絕熱材料的內表面溫度為輸送介質溫度，外層溫度取0.9倍相鄰外層絕熱材料的推薦使用溫度，熱流密度為。
16、(5)
17、由式(5)求出最內層絕熱材料的外徑；保溫厚度；保溫厚度取該類絕熱材料的厚度模數，求得實際內層保溫外徑；由式(6)求得內層保溫材料的表面溫度。
18、更優的，所述步驟4具體包括：
19、第j+1層絕熱材料的內表面溫度為，外層溫度取0.9倍相鄰外層絕熱材料的推薦使用溫度，熱流密度為；
20、(7)
21、由式(7)求出內層絕熱材料的外徑；保溫厚度；保溫厚度取該類絕熱材料的厚度模數，求得實際內層保溫外徑；由式(8)求得內層保溫材料的實際表面溫度。
22、(8)
23、按以上方法依次求出管道保溫結構中間層的絕熱厚度。
24、更優的，所述步驟5具體包括：
25、外層絕熱材料的保溫厚度計算：
26、(9)
27、由式(9)求出外層絕熱材料的外徑；最外層保溫的厚度；保溫厚度取該類絕熱材料的厚度模數，求得實際內層保溫外徑；由式(8)求得外層保溫材料的實際表面溫度。
28、更優的，計算單一管道保溫結構的經濟絕熱厚度，用于比較驗證步驟3至步驟5計算的絕熱面溫度參數。按步驟3至步驟5計算出的厚度計算實際的熱損失和界面溫度、熱流參數等，復核限制條件。限制條件均滿足要求時，實際熱損失與經濟熱損失誤差是否滿足需求，熱損失誤差較大時，按模數減少最外層或次外層保溫厚度，并按步驟4，5重新計算，比較確定熱損失偏差最小方案；限制條件不滿足時，應按絕熱材料模數增加對應內層絕熱材料厚度，并按步驟3至步驟5重新計算，直至實際熱損失、界面溫度等均滿足限制條件。
29、本發明的有益效果是：
30、1、本發明能夠作為現有標準和規范補充，可有效計算多種絕熱材料的管道保溫厚度，以彌補現有規范和標準僅提供了單一材料管道絕熱層經濟厚度的計算方法，未提供多種絕熱材料厚度計算方法的不足。
31、2、本發明方法計算出不同絕熱材料的保溫方案，各方案的管道熱損失均與實際數據相近。且本發明以管道熱損失作為基礎上進行比較工程造價、施工便利性、后期維護便利性，考慮了常用的邊界條件和要求，用于管道絕熱設計更有效。
32、3、本發明方法計算出的管道保溫方案不受敷設方式影響，總管道熱損失僅與管道總長度有關；便于設計前期估算總體管道熱損失，且實際管道熱損與方案相近。本發明避免了管道保溫實施中由于調整部分管道敷設方案導致的管道總熱損失不可控、實際熱用戶端的熱媒參數與設計偏差大的問題。本發明的管網管道溫降僅與長度相關，避免了多數保溫做法中相同管道不同敷設方式產生的不同管段熱損不同、溫降不同，難以發現保溫失效管段問題。本發明方法計算的保溫結構可通過簡單檢測介質(或工作管表面)的溫降判斷管道保溫故障位置，大大提高了后期運維的便利性。
1.一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法，其特征在于，所述步驟3至步驟5中的保溫厚度計算均采用：
3.根據權利要求2所述的一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法，其特征在于，所述步驟3具體包括：絕熱材料的內表面溫度為輸送介質溫度，外層溫度取0.9倍相鄰外層絕熱材料的推薦使用溫度，熱流密度為：
4.根據權利要求3所述的一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：
5.根據權利要求4所述的一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法，其特征在于，所述步驟5具體包括：
6.根據權利要求2所述的一種當量經濟熱損管道計算復合保溫厚度的方法，其特征在于，計算單一管道保溫結構的經濟絕熱厚度，用于比較驗證步驟3至步驟5計算的絕熱面溫度參數。