硫黄回收装置液硫蒸汽夹套伴热管道的设计.docx

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1、第9期冯永超：硫黄回收装置液硫蒸汽夹套伴热管道的设计·49·硫黄回收装置液硫蒸汽夹套伴热管道的设计冯永超(洛阳石油化工工程公司，河南洛阳471003)摘要：针对液硫夹套伴热管道在设计、制造及施工中的一些共性问题进行初步了探讨，并提出了不同条件下夹套管型式、材料、壁厚、组合尺寸、管件、连接形式等的选用原则，从而为液硫蒸汽夹套伴热管的设计提供了依据。关键词：硫黄；回收；液硫；夹套伴热管道中图分类号：TQo51．5文献标识码：B文章编号：1003—3467(2009)09—0049—03硫黄回收装置成为

2、目前所有炼油厂必建的一个环保项目，其可将排到大气、废水中的硫回收作为化工、医药原料，兼具经济效益和环保效益。本文结合硫黄回收装置特点，阐述了其关键管道——液硫蒸汽夹套伴热管道的设计方法。1伴热选型硫黄的熔点是113oC，温度低于121o【=时开始由液态变成固态，在130～160cI=时粘度最小，利于液硫的输送。根据硫黄的特性，为了使之保持较好的流动性，硫黄回收装置液硫管道通常采用蒸汽夹套伴热的方式。此外也可采用电伴热的形式，但是电伴热一次性投资较高。为了利用硫黄回收装置自产的0．3MPa饱和蒸汽，

3、达到节能减排的目的，在设计时均采用蒸汽夹套伴热。夹套管伴热有内管焊缝隐蔽型及内管焊缝外露型二种，根据《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》SH／T3040—2002规范要求，当介质凝固点大于100℃时，除输送有毒介质外，夹套管应采用内管焊缝隐蔽型。因此硫黄回收装置液硫管道在设计时采用内管焊缝隐蔽型夹套伴热方式。2夹套管选材及管道壁厚的选择由一、二、三级冷凝冷却器生产的液硫温度在165℃左右，不存在高温硫腐蚀及低温硫化氢腐蚀环境，所以夹套内管及外管材质选用碳钢就可以满足要求。但是计算夹套管壁厚时应注意

4、以下事项。2．1夹套管壁厚的计算内外管材质的选择应适合于流体的性质、压力和温度，其壁厚应考虑以下的事项后确定。内管侧：既要能耐最高使用内压，同时也要能耐最高使用外压(指内管侧的压力为大气压或负压时)。当内管内介质压力高于内管外伴热介质压力时，内管壁厚可按内管最高压力进行计算。当S。

5、—一温度对管子壁厚公式的修正系数。管子的选用壁厚按下式计算：S=So+C(2)式中：．s——包括管子附加余量在内的管子壁厚，mm；c——管子壁厚附加余量(包括腐蚀余量、壁厚负偏差和螺纹深度等)当S。>D0／6或p／[]‘>0．385时，其计算壁厚应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等综合因素考虑确定。当内管介质压力低于伴热介质压力时，管子壁厚的确定按GBI50第6．2节和第6．3节进行计算。当确定／S。<10的管子许用外压力时，应力[]。应取下列式中的较小值：[]。=1．5[](3)收稿日期：2

6、009—07—21作者简介：冯永超(1966一)，男，工程师，从事石油化工工程管道设计工作，电话：(0379)64887955。河南化工·5O·HENANCHEMICALINDUSTRY2009年第26卷[o]。=0．90-(4)腐蚀，而对于外管仅考虑内侧。如内管为不锈钢管式中：时，则不必考虑其外侧的腐蚀。设计温度下管子材料的屈服极限，MPa3夹套管组合尺寸的选用外管侧：要能耐最高使用内压。外管选用壁厚可按上(1)、(2)式计算。夹套内管选用无缝钢管，外管可选用无缝钢管2．2腐蚀余量或焊接钢管，外

7、管尺寸按比内管大一级或大二级选考虑腐蚀余量时，对内管应考虑到其内外两侧用，见表1。表1夹套管组合尺寸mm内管管径152025405O80100150200250300350350套管管径4(】40508080125供汽、排凝管管径151515151520跨接管管径1515151515204夹套管管件选用4．1夹套弯头夹套弯头的内管和外管组合的公称直径与夹套加加直管相同，但内外弯头的曲率半径根据管径不同而不同(如图1所示)，夹套弯头组合尺寸如表2所加加在选用上述组合尺寸时还应考虑到由于管道热膨胀而

8、引起的弯头部位接触问题。首先要确定所选组合弯头的内外间隙，再计算内外管相对伸长量，第三步进行内外管相对伸长产生间隙的计算。4．2夹套三通内管三通的缩径范围，按缩小两级公差直径设示。图1夹管弯头渤姗伽∞加伽∞如计，从大口径管上引出小口径支管的地方焊接管嘴。外管上引出支管，原则上使用分为两瓣的三通。剖切形式有如下二种，可根据施工时不同需要选择，见图2二二=7／图2夹套三通表2内管、套管弯头的曲率半径(R≤1．5DN)伽如4．3十字头为了安装、检修的方便，通常用十字头(见图3)代替