低温管道的保冷设计_李珏

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1、石油化工设计配管技术PetrochemicalDesign2009,26(1)52～55低温管道的保冷设计李珏(南京扬子石油化工设计工程有限责任公司,江苏南京210048)摘要:随着常压低温储运技术的逐渐成熟,越来越多的企业不再建设炼油、乙烯装置,而采取直接购买液化天然气、液化乙烯和液化丙烯等化工原料,用于下游化工装置的生产。目前,国内低温储存装置通常选用泡沫玻璃和硬制聚氨酯泡沫塑料双层异材保冷结构。文章结合工程实例,探讨保冷结构设计的注意事项,选择适当的低温管道保冷绝热材料及结构,以满足低温储运装置安全生产和节约投资的要求。关键词:低温管道;双层异材保冷结构;常压低温储运技术在化工生产

2、中,操作温度低于环境温度的管格要低于泡沫玻璃。综合二者特点,使用双层异道,需在管道外部覆盖保冷材料,以减少外部热量材保冷结构,内层采用泡沫玻璃,利用其耐低温向内部传入,且使外保护层的表面温度保持在露性、外层采用聚氨酯,利用其导热系数低和成本低点以上,不使其表面结露而采取的措施叫保冷。的特点,可以节约投资。本文结合2005年12月对低温运行管道进行保冷设计的主要目的:投产、运行良好的浙江嘉兴三江化工有限公司低(1)减少管道及其组成件在输送过程中的冷温乙烯贮罐及配套工程实例,探讨采用这种保冷量损失(每m裸管的散热损失与保冷管道的散热结构的设计、施工的注意事项。损失相比相差几倍乃至几十倍),以

3、降低能耗(一般冷价是热价的6倍);1保冷结构的选择(2)减少输送过程中介质温升,以利于系统的低温管道的保冷结构由内至外依次为防锈良好运行;层、保冷层、防潮层、保护层。(3)改善劳动条件,防止操作人员冻伤;1.1防锈层(4)防止管道及其组成件表面结露。对碳钢、铸铁、铁素体合金钢等材质的管道,为达到管道保冷目的,必须选择合适的保冷需清除其表面的铁锈、油脂及污垢后,涂刷两道冷材料及保冷厚度。选择经济保冷材料有最重要的底子油。本工程中,输送液相低温乙烯的管道材两个技术指标:一是导热系数,因为导热系数与管质为奥氏体不锈钢,因此不需涂刷防锈漆,但要求-道的热损失成正比,当有多种保冷材料可以选择与管道

4、接触的耐磨材料和泡沫玻璃中Cl含量不时,材料的导热系数与其单位体积价格的乘积越能超过20μg/g的要求,以免不锈钢管道腐蚀。小则越经济;二是密度,通常,材料密度越小,其导1.2保冷层[1]热系数越小。目前,国内的石化装置低温管道通保冷层结构按其形式和安装方法有:常使用泡沫玻璃和硬质聚氨酯泡沫塑料(以下简(1)胶泥涂抹结构。一般用于小型设备、外形称聚氨酯)双层异材保冷结构。泡沫玻璃具有容复杂的构件或临时性保冷,现已较少使用。重低、不透湿、不吸水、不燃烧、不霉变、不受鼠啮,(2)包扎结构。利用毡、席、带等的半成品绝机械强度高且易于加工,有良好的耐低温性(可用热材料,在现场剪成所需要的尺寸,然

5、后包扎于管于-196℃的低温环境)等优点;聚氨酯(使用温度道上。如果包扎一层不满足设计厚度,可以包二在-65℃以上)具有容重低、导热系数小、有较好层或三层。常用的材料有:矿渣棉毡、玻璃棉毡、的防潮性和阻燃性等优点,并且聚氨酯的材料价超细玻璃棉和石棉布。第26卷李珏.低温管道的保冷设计·53·(3)复合结构。里层材料耐较低低温,外层材脂加玻璃布的结构,在聚氨酯外表面涂抹一层3料耐较高低温,既满足保冷要求,又可减轻保冷层mm厚的玛碲脂,玻璃布搭接缠绕,玻璃布外层再重量。适用于较低温度(-50℃以下)的管道保冷。涂抹3mm厚的玛碲脂。(4)浇灌式结构。将发泡材料浇灌入预制的1.4保护层模壳中发

6、泡成保冷层结构。本工程低温阀门、法保护层是保冷结构的最外一层,它起到保护兰的保冷采用了聚氨酯泡沫塑料现场发泡技术。保冷层及防潮层的作用,以阻挡环境和外力对保(5)预制管壳结构。按照设计要求,将保冷材冷层的影响,延长隔热结构的寿命。因为本工程料预制成硬质的定型制品,施工时直接将定型制的保冷层是硬质管壳结构,所以用0.5mm的铝板品用不锈钢带捆扎在管道上。做保护层。现场施工时,铝板质地较软,便于弯本工程管道的保冷设计方案选用复合结构与曲,适用于本工程采用的双层异材保冷结构的防预制管壳结构相结合的方式:泡沫玻璃内层、聚氨护层。软质的绝热结构一般宜采用镀锌钢板做保酯外层的双层异材保冷结构,泡沫玻

7、璃及聚氨酯护层。为避免破坏里面的防潮层,本装置的保护层均为预制管壳。由于保冷材料是预制管壳,当单层接缝施工采用了咬合结构,而不是常见的自攻螺保冷层厚度超过100mm时,必须分为两层或多层丝固定形式。双层保冷的直管结构见图1。捆扎,而且被分层后的保冷材料的厚度要求基本一致。内、外层的厚度值需经计算确定,既要满足保冷要求,又要使泡沫玻璃和聚氨酯界面处的温度不超过聚氨酯安全使用温度的0.9倍。安装保冷材料时,上块和下块的接缝,内层接缝和外