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1、化工工艺管道的伴热设计解析钱蔚1何丹丹21.2中国化学赛鼎宁波工程有限公司浙江315040摘要：本文简要介绍化工装置中工艺管道的伴热方式，同时基于化工生产过程各种伴热方法,研究一下化工装置中工艺管道的蒸汽伴热设计。关键词：工艺管道；伴热；设计；中图分类号：TU81文献标识码：A文章编号：随着世界能源危机的日益加剧，如何节能成为世界各国高度重视的研究领域之一。设备和管道的隔热是重要的节能措施之一。为了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的一部分。工艺管道常用的伴热方式有四种：内伴热管伴热、外伴热管伴热、夹套伴热、电伴
2、热。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。本文主要针对化工工艺管道的伴热设计进行讨论。一）化工工艺管道伴热设计1应采用伴管或夹套伴热的工艺管道1)需从外部补偿管内介质损失，以维持被输送介质温度的管道；2)在输送过程中，由于热损失而产生凝液，并可能导致腐蚀或影响正常操作的气体管道；3)在操作过程中，由于介质压力突然下降而自冷，可能冻结导致堵塞的管道；4)切换操作或间接停输期间，管内介质由于热损失造成温度下降，介质不能放净吹扫可能凝固的管道；5)在输送过程中，由于热损失可能析出结晶的管道；6)输送介质由于热损失粘度湖；7)输送介质的凝固点等于或
3、高于环境温度的管道。2伴管伴热的选用原则1)输送介质的终端温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道：a)介质凝固点低于50℃时，宜选用伴管伴热；b)介质凝固点为50℃至100℃时，宜选用伴管伴热；2)输送气体介质的露点高于环境温度需伴热的管道，宜选用伴管伴热；3)介质温度要求较低的工艺管道，输送介质温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道，宜采用热水伴管伴热；4)液体介质凝固点低于40℃的管道、气体介质露高于环境温度低于40℃的管道及热敏性介质管道，宜热水伴管伴热；5)经常处于中重力自留或停滞状态的易凝介质管道，宜选用夹套管伴热或带导热胶泥的蒸汽伴管伴热。3工艺管道
4、伴管常用的伴热介质1)热水：适用于在操作温度不高或不能采用高温伴热的介质条件下，作为伴热的热源；2)蒸汽：一般用于管内介质的操作温度小于150℃的伴热；4蒸汽伴管伴热保温适用范围设备、管道中介质的凝固点、粘度较大，工艺介天津化工2012年5月质需维持的温度较高，或者设备、管道所在区域的防爆等级较高，介质的腐蚀性、热敏性较强时，应选择蒸汽伴热的热保温形式。5伴管设计中应注意的问题(1)伴管蒸汽应从主管蒸汽管顶部引出,并在靠近引出处设切断阀,切断阀宜设置在水平管道上;(2)每根伴管宜单独设疏水阀,不宜与其他伴管合并疏水;通过疏水阀后的不回收凝结水,宜集中排放;(3)
5、为防止蒸汽窜入凝结水管网使系统背压升高,干扰凝结水系统正常运行,疏水阀组不宜设置旁路阀;(4)伴管蒸汽应从高点引入,沿被伴热管道由高向低敷设,凝结水应从低点排出,应尽量减少U形弯,以防止产生气阻和液阻;(5)被伴管为水平敷设时,伴管应安装在被伴管下方下侧或两侧,垂直敷设时,伴管等于或多于3根时宜围绕被伴管均匀敷设;(6)伴管经过阀门、管件时,伴管应沿其外形敷设,且宜避免或减少“U”形;(7)当主管伴热,支管不伴热时,支管上的第一个切断阀应予伴热;(8)被伴热管道上的取样阀、排液阀、放空阀和扫线阀等均应伴热;(9)伴管连接应采用焊接,在经过被伴管的阀门、法兰等处可
6、采用法兰或活接头连接。φ12、φ10紫铜或不锈钢伴管宜采用卡套式接头连接。6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0.3MPa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150℃的物料,应采用蒸汽夹套管加热。（二）伴热设备的技术对比1、蒸汽伴热蒸汽伴热系统和供热系统是互相独立的两个各级系统，其由点热源供热，经过蒸汽伴热管实现向工艺管道输送热量的功能。因为蒸汽本身在传输的过
7、程中不可避免的会产生一定热损失，那么工艺管道与热源点的距离不同，得到的热补偿也会相应不同，近点会出现过热补偿而远点则有可能出现补偿不足。不过由于电伴热受到一定环境因素的限制，蒸汽伴热的应用范围仍比较广泛。2、电伴热与蒸汽伴热系统不同，电伴热散热系统和供热系统是互相结合为一个整体的，其为线热源同时供热。虽然在实际应用中其补偿值和系统所需的热量无法做到严格相等，存在一定的差距，但是电伴热系统没有热量传输问题，因此管道供热相对均匀，不会出现上述蒸汽系统中的管道远近的问题。通常电伴热设备大概有以下三种：其一为矿物绝缘加热电缆，其由氧化镁材质的绝缘材料以及芯线和金属铠装组
8、合而成。该电伴热设备中的
