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1、刍议化工工艺管道蒸汽伴管设计 [摘要]:本文主要介绍了伴热方式的选用原则，化工管道蒸汽伴热系统的工艺设计方法，从多方面论述了国内外蒸汽伴管设计相关规定、规范和要点，结合工程实例,论述了伴管蒸汽的引入和伴管敷设时相关注意事项。以供设计人员参考。[关键词]:化工工艺管道;蒸汽伴热;伴管;设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：前言设备和管道的散热是供热系统中热量损失的重要组成部分。自全世界能源危机以来,各国都把节能视为能源之一,普遍受到重视,而设备和管道的隔热是重要的节能措施之一。绝热是保温和保冷的统称,为了
2、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一部分。工艺管道常用的伴热介质一般有四种:热水、蒸汽、热载体和电热。本文主要谈谈化工装置中工艺管道伴管及夹套管保温的设计。1、伴热方式的选用原则蒸汽伴管常以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。输送凝固点低于50℃的物料,可采用压力0.73MPa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;输送凝固点高于1
3、50℃的物料,应采用蒸汽夹套管加热。2、蒸汽伴热管道系统的设计2.1蒸汽伴热系统的组成对于低于环境温度,易冷凝、凝固,或因热损失而黏度增高的工艺介质或腐蚀性气体中产生冷凝水而影响正常生产操作的管线、设备和仪表,除非有特殊加热处理,一般都应设蒸汽伴管。蒸汽伴热系统的组成为:1）蒸汽总管;2）蒸汽引入管;3）蒸汽分配站;4）蒸汽伴管;5）冷凝水收集站;6）冷凝水引出管;7）冷凝水总管。2.2蒸汽伴热系统的设计内容(1)伴管及伴管站布置图1）所有需要蒸汽的伴热管,均用粗实线表示在其被伴管道的伴管布置图上;2）所有蒸汽伴管
4、编号均表示在伴管布置图上;3）所有蒸汽伴管站及收集站,均表示在伴管布置图上;4）蒸汽分配站及冷凝液收集站在相应的伴管平面图中标注,待工艺管线安装后,分配站的方位需考虑操作通道作适当的调整。(2)伴管及伴管站一览表按《化工装置管道布置设计内容和深度规定》(HG/T20549.1-1998)中关于伴管和分配站的规定执行。(3)蒸汽分配站7非自导式蒸汽分配站的蒸汽由蒸汽分配站上部引入,通常设置在1楼,因蒸汽、冷凝水主管通常在管廊或空中架空敷设。自导式蒸汽分配站的蒸汽由蒸汽分配站下部引入,通常设置在2层
5、楼面以上,引入管高于蒸汽主管。(4)冷凝水收集站通常采用水平安装,根据现场情况也可以设置垂直安装的分配站和收集站。(5)伴管站识别标签伴管站应注明伴管的起始点、编号和被伴热工艺管线号,每根伴管上应有2个相同的标签,1个安装在蒸汽分配站上,另1个安装在冷凝水收集站上,以便于查找和维修。2.3伴管的最大长度从伴管输出点到冷凝器之间的总长见表1。2.4伴管的配置(1)每1个伴管管线一般都有自己的蒸汽供给阀和独立的疏水器。(2)带有取样口、导淋、放空和仪表(如压力计)的管线、设备等应
6、当设置伴管。(3)安全阀的伴管应尽量靠近阀座,以避免安全阀失灵。2.5蒸汽伴管U形弯累计上升允许高度伴热蒸汽管出现U形弯(袋形)有时是不可避免的。U形弯的出现将会增加蒸汽伴热管的压力降,不利于空气的排出,7产生气阻,同时会引起水击。因此,当伴管在最大允许有效伴热长度出现U形弯时,累计上升高度不应大于表2中规定的数值。表2蒸汽伴管最大允许U形弯累计上升高度3、材料3.1伴管材料及规格(1)可用于伴管的管道有紫铜管、不锈钢管及碳钢管3种。国外工程中多选用紫铜管和不锈钢管作为伴管,这是因为国外的紫铜管及不锈钢的价格相对比
7、较便宜,且紫铜管易于弯曲及连接。碳钢管由于极易被腐蚀,国外在蒸汽伴热系统中已很少使用。但目前国内的化工装置中还是常以碳钢管和不锈钢作为伴热管。一般规定蒸汽伴管的材料与蒸汽主管一样。当所伴主管为不锈钢时,伴管通常仅选用304材质不锈钢。伴管(包括输出和回收管)一般采用卡套连接和对焊连接。3.2疏水器疏水器可采用热动力式、恒温式、浮筒式等。其中以热动力式为好,因其尺寸小,可垂直或水平安装。除浮筒式疏水器外,其他均应自带或安装1个过滤器。3.3紧固件材料紧固件材料见表3。表3紧固件材料73.4保温材料伴管的保温材料宜采用
8、半硬质管壳或硬质管壳,也可以用软质带形毡缠绕或软质毡包裹,但软质毡内应设置镀锌薄钢板或镀锌铁丝网制成支撑骨架,以保证形成良好的加热空间。当采用不锈钢管作为伴热管时,保温材料的选择要特别注意,要保证保温材料中不含氯离子或者将氯离子的含量控制在允许的范围内。因为氯离子的存在对不锈钢管道有腐蚀作用,硅酸钙制品中含有氯离子,在设计不锈钢管道保温时尤应慎用。4、安装要
