管道伴热的节能优化设计

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1、溪攒P石油化工设计etrochemicalDesign2012，29(4)l6～l7管道伴热的节能优化设计张猛响(中国石化工程建设有限公司，北京100101)摘要：管道伴热在石油化工行业有广泛的应用，但伴热在设计过程中并未得到足够的重视。随着社会环保意识的增强，优化管道伴热设计以实现节能降耗愈发具有重要的意义。从4个方面探讨了通过管道伴热的优化设计实现节能降耗的可行性：统筹规划装置内伴热方案以实现伴管热量的充分利用，减少了伴管的使用长度；将工艺管道伴热需求分类，按需求开启伴热；优化配管布置以实现减少伴管长度的目的；合理选用伴热介质以降低热量的消耗。关键词：管道伴热节能统筹规划配管布置管

2、道伴热主要是防止管内介质冻结、凝固、组到设备，而两个设备常常会在不同的分区，即一根分分离、结晶、气体冷凝以及维持管内介质操作温管道经常要横跨不同的设计分区。分区管道伴热度(粘度)。典型的应用实例有：管道水的防冻；熔设计在应对这种情况时就会显得捉襟见肘，它不融化学物质的传输如磷酸、硫、对二甲苯；维持泵仅会增加伴管长度和阀门数量，而且相应地造成输送流体的低粘度如石油产品、聚合物等；避免燃伴热效率降低。本文以一个极端的例子说明分区料气的冷凝及其所导致的不正常燃烧；防止管送管道伴热设计的弊端，详见图1和图2。天然气里的湿气冷凝；防止调节阀组、备用泵的冻图1和图2中的例子假定了有一根工艺管道结；

3、消除湿气冷凝引起的管道硫化氢腐蚀。同时跨越了4个分区，图1表示的是管道按分区管道的伴热与否、伴热强度一般在基础设计伴热时的方案，图2表示的是管道按装置统筹伴阶段就已经确定，而伴热方案的确定(如伴热站的热时的方案。图1的方案会在分区界面处产生或设置)往往在详细工程设计阶段进行，在当前石化短或长的双伴热部分；而图2的方案不仅满足了行业快速发展的大背景下，紧张的设计周期在一工艺伴热的要求，而且使伴管的热量充分利用，节定程度制约了伴热方案的设计优化。那么，在伴省了伴管长度与阀门数量。热设计上花更多的设计时间是否有必要?答案是口1U1’．’22肯定的：(1)伴热的成本并非一次成本还需加上后3／4

4、期的运行成本；(2)借鉴商界的“长尾理论”即众多小市场可汇聚成与主流相匹敌的市场能量，表22l广]明管道伴热的节能优化设计有巨大的市场潜力。石油化工装置伴热管道的伴热方式分为内伴图1管道按分区伴热时的方案热管伴热、外伴热管伴热、夹套管伴热和电伴热。1一蒸汽分配站；2一蒸汽疏水站；3一伴热管；本文叙述外管热管伴热方式(该方式应用范围最4一单伴热的工艺管道广)。收稿日期：2012—07—16。1伴热按装置统筹设计的方案的优势作者简介：张猛响，男，2006年毕业于北京化工大学材一般来说，一个装置都会划分成几个分区分料学专业，硕士，工程师，一直从事配管设计工作。联别进行配管设计，有时管道伴热设

5、计也由各自的系电话：010—84878784；E—mail：zhangmengxiang．sei分区设计人来完成。管道的走向基本上是从设备@sinopec．tom．cn第29卷张猛响．管道伴热的节能优化设计·17·只对此类管道伴热。Il一32(2)受环境温度影响的被伴热管道。此项可4根据上述几组时间段的环境温度对被伴热管道的需求进行区分，合并同类项分开伴热。在装置运ZU1行期间，按不同时间段的需求开启或关闭伴热。(3)间断伴热的管道。此项可归为一类单独图2管道按装置统筹伴热时的方案伴热，只在需要时开启伴热。图中的设备解释同图12伴热按工艺需求的合理分类3被伴热管道的合理布置被伴热管道的

6、配管设计优化可以在一定程度需要伴热的管道有7类¨j：(1)需从外部补偿上降低伴热投入和节约能耗。管内介质热损失，以维持被输送介质温度的管道；3．1被伴热管道的集中布置(2)在输送过程中，由于热损失而产生凝液，并可在符合工艺流程要求的前提下，将具备条件能导致腐蚀或影响正常操作的气体管道；(3)在操的被伴热管道集中、靠近布置后，伴热导管的长度作过程中，由于介质压力突然下降而自冷，可能冻会缩短，热损失也相应减少，从而提高伴热效率。结导致堵塞的管道；(4)在切换操作或者停输期3．2管径较小的被伴热管道共用伴管间，管内介质由于热损失造成温度下降，介质不能伴管(碳钢管)最小口径为DN15，一般情况

7、下放净吹扫而可能凝固的管道；(5)在输送过程中，其伴热能力对于管径较小的被伴热管道是过剩由于热损失可能析出结晶的管道；(6)输送介质由的，尤其是当伴热介质为蒸汽时。将伴热分类相于热损失粘度增高，系统阻力增加输送量下降，达同的小管径被伴热管道集中在一起共用伴管，不不到工艺最小允许量的管道；(7)输送介质的凝固仅可以最大程度地利用伴热能力，而且可以减少点等于或高于环境温度的管道。伴管长度和阀门数量。这7类管道亦可分为：需连续伴热与间断伴3．3细化局