化工工藝管道的蒸汽伴熱設(shè)計(jì)探討.doc

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1、化工工藝管道的蒸汽伴熱設(shè)計(jì)探討【摘要】目前，我國化工工藝管道設(shè)計(jì)中仍首選蒸汽伴熱技術(shù)，在此，本文就著重論述一下管道蒸汽伴熱設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容,以供參考?！娟P(guān)鍵詞】化工工藝管道；蒸汽伴熱；設(shè)計(jì)管道伴熱作為一種有效的管道保溫及防凍措施，應(yīng)用于化工工程建設(shè)中，可有效防止易凝結(jié)物質(zhì)在管路輸送過程中產(chǎn)生凝固或粘度增大。目前,管道伴熱的常用介質(zhì)有熱水、蒸汽、熱載體和電熱，而蒸汽伴熱因具有蒸汽取用方便、冷凝潛熱大、溫度易于調(diào)節(jié)、適用范圍廣等特點(diǎn)，且較于其他介質(zhì)，其免除了能源費(fèi)用，因此成為了目前國內(nèi)大多數(shù)煉油和化工企業(yè)首選的伴熱技術(shù)。在此，本文將著重介紹一下化工工藝管道的蒸汽伴熱

2、設(shè)計(jì)，以期和同行們共勉。1蒸汽分配站、疏水站和冷凝液收集站的設(shè)置1.1蒸汽分配站、疏水站的設(shè)置在3in半徑范圍內(nèi)如有3個(gè)或3個(gè)以上的伴熱點(diǎn)及冋收點(diǎn)時(shí)，蒸汽伴熱系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置蒸汽分配站和疏水站。一般，蒸汽分配站和疏水站的管徑可按下列公式計(jì)算，然后按表1查取。S二A+2B+3C式屮：A—DN15、①12、?10伴管根數(shù)；B-DN20伴管根數(shù)；C-DN25伴管根數(shù)。蒸汽分配站和疏水站應(yīng)預(yù)留1-2個(gè)備用接頭，“S”值應(yīng)包括備用接頭的管徑和數(shù)量；在同一個(gè)蒸汽分配站的蒸汽伴管當(dāng)量長度宜大致相等，最短蒸汽伴管的當(dāng)量長度不宜小于最長伴管當(dāng)量長度的70%左右；蒸汽分配站的疏水站可水

3、平安裝或垂直安裝。1.2冷凝液收集站的設(shè)置一般，應(yīng)根據(jù)管道設(shè)計(jì)的需要，將收集站設(shè)置為臥式或立式，且其位置的設(shè)置應(yīng)使伴后管道盡量短。口冷凝液收集站應(yīng)預(yù)留1-2個(gè)備用接頭，各伴管接管口應(yīng)帶有各口的蒸汽疏水閥和切斷閥。2蒸汽伴管的其他設(shè)計(jì)要求2.1伴管材料及規(guī)格一般，可用于伴管的管道有銅管、不銹鋼管和碳鋼管三種，冃前國內(nèi)化工裝置中較為常用的是碳鋼管。且其規(guī)格為：1/2〃(DN15)、3/4〃(DN20)、1〃(DN25)o2.2伴熱介質(zhì)的選用即：當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)溫度在95°C以下時(shí)，應(yīng)選用0.3-0.6MPa的蒸汽作為熱源；管道內(nèi)介質(zhì)溫度在95-150°C之間時(shí)，應(yīng)選用

4、0.7-0.9MPa的蒸汽作為熱源；當(dāng)管道內(nèi)輸送溫度超過150°C的介質(zhì)時(shí)，若0.9MPa的蒸汽不能滿足工藝要求時(shí)，可選用熱載體作為伴熱介質(zhì)。2.3管道伴熱管管徑及所需伴管的最少數(shù)量一般，應(yīng)根據(jù)《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T3040-2002)中的要求來確定蒸汽伴管的管徑和根數(shù)，但在具體的設(shè)計(jì)時(shí)，若環(huán)境溫度、伴管介質(zhì)的操作條件以及保溫材料制品的導(dǎo)熱系數(shù)和放熱系數(shù)與規(guī)范中的要求不符時(shí)，其管徑和根數(shù)可按以下公式來計(jì)算。式中:d為伴管計(jì)算外徑，m；dO為伴管外徑,m；Di為保溫層外徑,m；DO為保溫層內(nèi)徑，in；K為熱損失附加系數(shù)，取1.15-1.2

5、5；n為伴管根數(shù)，根；t為被伴介質(zhì)溫度，°C；ta為環(huán)境溫度，°C；tst為伴管介質(zhì)溫度，°C；a為保溫層外表面向大氣的放熱系數(shù)，W/m2?°C；ai為伴管內(nèi)保溫層內(nèi)加熱空間向保溫層的放熱系數(shù)，一般取13.95W/m2?°C；at為保溫層內(nèi)加熱空I'可向保溫層的放熱系數(shù)，W/m2?「C；入為保溫材料制品倒數(shù)系數(shù),W/m2?°Co2.4伴管的最人長度一般，蒸汽伴熱管的最大允許伴熱有效長度與蒸汽壓力和伴熱管直徑有關(guān)，即最大允許有效長度見表2。2.5蒸汽伴管U形彎累計(jì)上升允許高度在化工設(shè)計(jì)屮，為了避免伴管中出現(xiàn)氣阻和液阻的現(xiàn)象，應(yīng)盡量減少U型彎。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，U形

6、彎總是難免會(huì)出現(xiàn)的，因此就須限定其累計(jì)允許上升高度，具體見表3。2.6伴管安裝要求（1）伴管蒸汽應(yīng)從主管蒸汽頂部引出，并在靠近引出處的水平管道上設(shè)置切斷閥。（2）每根伴管宜單獨(dú)設(shè)疏水閥，不宜與其他伴管合并疏水；通過疏水閥后的不回收凝結(jié)水，宜集中排放；（3）在疏水閥組旁不宜設(shè)置旁路閥，以避免蒸汽竄入凝結(jié)水管網(wǎng)，從而影響了凝結(jié)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（4）伴管蒸汽應(yīng)從高點(diǎn)引入，沿被伴熱管道由高向低敷設(shè)，凝結(jié)水應(yīng)從低點(diǎn)排出，應(yīng)盡量減少U形彎，以防產(chǎn)生氣阻和液阻。2.7伴管敷設(shè)要求（1）被伴管為水平敷設(shè)時(shí)，伴管應(yīng)安裝在被伴管下方下側(cè)或兩側(cè)；垂直敷設(shè)時(shí)，伴管等于或多于3根時(shí)宜

7、圍繞被伴管均勻敷設(shè)。（2）伴管經(jīng)過閥門、管件時(shí)，伴管應(yīng)沿其外形敷設(shè)，且宜避免或減少形。2.8伴管熱補(bǔ)償?shù)囊螅?）除能自然補(bǔ)償外，伴管直管段應(yīng)每隔20-30111設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器，補(bǔ)償器可采用型、“Q”型或螺旋纏繞型；當(dāng)主管道上有法蘭閥或閥門或彎管時(shí)，應(yīng)在法蘭或閥門或彎管處設(shè)型、型補(bǔ)償器，且所有補(bǔ)償不得出現(xiàn)U形。（2）伴管隨被伴管轉(zhuǎn)彎作自然補(bǔ)償時(shí)，伴管固定點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)使被伴管的保溫結(jié)構(gòu)不受損壞。3蒸汽伴熱管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)（1）當(dāng)主管伴熱，支管不伴熱時(shí)，支管上的第一個(gè)切斷閥應(yīng)予伴熱。（2）要根據(jù)化工工藝的具體要求，合理設(shè)置蒸汽分配站和疏水站，且蒸汽分配站需預(yù)留一定

8、數(shù)量的備用接頭。（3）伴管連接一般采用