浅谈化工工艺管道的伴热设计

第２６卷第３期２０１２年５月天津化工ＴｉａｎｊｉｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶ０１．２６Ｎｏ．３Ｍａｙ．２０１２浅谈化工工艺管道的伴热设计武蕊。高少峰（天津市化工设计院，天津３００１９３）摘要：简介化工装置中工艺管道的伴热方式、选用原则、分配站疏水站的设置及伴热设计中应注意的问题。关键词：伴管伴热；设计；选用原则ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００８—１２６７．２０１２．０３．０２４中图分类号：ＴＵ２０１．５文献标志码：Ｂ随着世界能源危机的日益加剧，如何节能成为世界各国高度重视的研究领域之一。设备和管道的隔热是重要的节能措施之一。为了防止生产过程中设备和管道向周围环境散发或吸收热量，绝热工程已经成为化工装置中不可缺少的一部分。笔者在多年的设计工作中大量接触到有关工艺管道伴热系统的设计，特对自己所了解的有关知识进行总结、文章编号：１００８—１２６７（２０１２）０３—００６１—０２２伴管伴热的选用原则１）输送介质的终端温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道：ａ）介质凝固点低于５０℃时，宜选用伴管伴热；ｂ）介质凝固点为５０。Ｃ至１００。Ｃ时，宜选用伴管伴热；２）输送气体介质的露点高于环境温度需伴热的管道，宜选用伴管伴热；３）介质温度要求较低的工艺管道，输送介质温度或环境温度接近或低予其凝固点的管道，宜采用热水伴管伴热；４）液体介质凝同点低于４０℃的管道、气体介质露高于环境温度低于４０℃的管道及热敏性介质管道，宜热水伴管伴热；５）经常处于中重力自留或停滞状态的易凝介质管道，宜选用夹套管伴热或带导热胶泥的蒸汽伴管伴热。论述，与大家共同探讨。以期为设计同行提供参考，提高行业管道设计水平。工艺管道常用的伴热方式有四种：内伴热管伴热、外伴热管伴热、夹套伴热、电伴热。本文主要针对化工装置中工艺管道伴管设计进行讨论。１应采用伴管或夹套伴热的工艺管道【１１１）需从外部补偿管内介质损失，以维持被输送介质温度的管道；２）在输送过程中，由于热损失而产生凝液，并可能导致腐蚀或影响正常操作的气体管道；３）在操作过程中，由于介质压力突然下降而自冷，可能冻结导致堵塞的管道；４）切换操作或间接停输期间，管内介质由于热损失造成温度下降，介质不能放净吹扫可能凝固的管道；５）在输送过程中，由于热损失可能析出结晶的管道；６１输送介质由于热损失粘度湖；７）输送介质的凝固点等于或高于环境温度的管道。３工艺管道伴管常用的伴热介质１）热水：适用于在操作温度不高或不能采用高温伴热的介质条件下，作为伴热的热源；２）蒸汽：一般用于管内介质的操作温度小于１５０＂Ｃ的伴热；４蒸汽伴管伴热保温适用范围设备、管道中介质的凝固点、粘度较大，工艺介收藕日期：２０１１－１２—２０万方数据天津化工２０１２年５月质需维持的温度较高，或者设备、管道所在区域的防爆等级较高，介质的腐蚀性、热敏性较强时，应选择蒸汽伴热的热保温形式。５蒸汽伴管的设计要求阁蒸汽伴管常以０．３—１．０ＭＰａ的饱和蒸汽作为加热介质，伴管直径一般为１５～７６ｍｍ，但常用１８－２５ｍｍ。输送凝同点低于５０℃的物料，可采用压力为０．３ＭＰａ的蒸汽伴管保温。输送凝固点高于５０℃的物料，可采用压力为０．３～１．０ＭＰａ的单根或多根伴管保温。管道蒸汽伴管伴热保温。５．１管道伴热管管径的选择一般情况下对工艺、公用工程管路采用ＤＮｌ５～ＤＮ２５管径的管子，如果需要可选用直径大于ＤＮ２５的伴管。５．２管道伴热管管数的确定管道伴热管管数与被伴热管内工艺介质的情况和工艺管道的直径有关，应按相应工程设计项目的要求，由管道材料专业编制“绝热保温设计规定”，规定绝热保温等级和有关数据，确定管道伴热管管数。５．３伴管热补偿的要求①除能自然补偿外，伴管直管段应每隔２０一３０ｍ设一个补偿器，补偿器可采用“ｕ”型、“Ｑ”型或螺旋缠绕型；②伴管随被伴管转弯作自然补偿时，伴管固定点的设置应使被伴管的保温结构不受损坏；③伴管固定点宜采用扎带捆扎固定。当被伴管为不锈钢时，则被伴热管道和固定扎带间应夹人隔离垫，隔离垫厚ｌｍｍ，宽５０ｒａｍ。５．４其它设计要求输送腐蚀性或热敏性介质的管道不可与伴管直接接触，在管道与伴管之间要加一层隔离板（如石棉纸或石棉板）。６伴管设计中应注意的问题１）伴管蒸汽应从主管蒸汽顶部引出，并在靠近引出处设切断阀，切断阀宜设置在水平管道上；２）每根伴管宜单独设疏水阀，不宜与其他伴管合并输水；通过疏水阀后的不回收凝结水，宜集中排放：３）为防止蒸汽窜入凝结水管网使系统背压升万方数据高，干扰凝结水系统正常运行，疏水阀组不宜设置旁路阀；４）伴管蒸汽应从高点引入，沿被伴热管道由高向低敷设，凝结水应从低点排出，应尽量减少Ｕ形弯，以防产生气阻和液阻；５）被伴管为水平敷设时，伴管应安装在被伴管下方下侧或两侧，垂直敷设时，伴管等于或多于３根时宜围绕被伴管均匀敷设；６）伴管经过阀门、管件时，伴管应沿其外形敷设，且宜避免或减少“Ｕ”形；７）当主管伴热，支管不伴热时，支管上的第一个切断阀应予伴热；８）被伴热管道上的取样阀、排液阀、放空阀和扫线阀伴热；９）伴管连接应采用焊接，在经过被伴管的阀门、法兰等处可采用法兰或活接头连接。‘ｐ１２、‘ｐ１０紫铜或不锈钢伴管宜采用卡套式接头连接。７蒸汽分配站和疏水站的设置要求１）在３ｍ半径范围内如有３个或３个以上的伴热点及回收点时，应设置蒸汽分配站和疏水站。２）蒸汽分配站和疏水站的管径可按以下公式计算出“Ｓ”值：Ｓ＝Ａ＋２Ｂ＋Ｃ然后按表ｌ查取。表１ｓ蒸汽分配站疏水站蒸汽分配管蒸汽引入管凝结水集合管凝结水引出管“ｓ”值超过“１６”时，宜设立二个或二个以上疏水站。３）蒸汽分配站和疏水站应预留一至两个备用接头，“Ｓ”值应包括备用接头的管径和数量。４１在同一个蒸汽分配站的蒸汽伴管当量长度宜大致相等，最短蒸汽伴管的当量长度不宜小于最长伴管当量长度的７０％左右。５）蒸汽分配站的疏水站可水平安装或垂直安装。参考文献［１］石油化工管道伴热和夹套管设计规范［Ｓ１．ＳＨｔｉ３０ｄＯ一２００２．［２］化工工艺设计手册（下）第三版【Ｍ】．化学工业出版社．浅谈化工工艺管道的伴热设计

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

武蕊， 高少峰

天津市化工设计院 天津300193天津化工

Tianjin Chemical Industry2012,26(3)

1.化工工艺设计手册(下)

2.SH/T3040-2002.石油化工管道伴热和夹套管设计规范

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