化工管道伴热设计规定[1].docx

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1、化工管道伴热设计规定化工管道伴热设计规定第一章伴热方式及其选用石油化工企业中的管道，常用伴热的方法以维持生产操作及停输期间管内介质的温度。它的特点是伴热介质取用便利，除某些特殊的热毂体外，都是由企业的公用工程系统供应。伴热方式多种多样，适用于输送各种介质及操作条件下的工艺管道。通过几十年的实际运行，证明平安牢靠。由于工艺管道内介质的生产条件困难，因此选用伴热介质，确定伴热方式都应取决于工艺条件，现分析如下。一、伴热介质1.热水热水是一种不常用的伴热介质，适用于在操作温度不高或不能采纳高温伴热的介质的条件下，作为伴热的热源。当企业有这一部分余热可以利用，而伴热点布置比较集中是时，可优先运用。有些

2、厂用于原油罐或添加剂罐的加热，前者是为了节约蒸汽利用余热，后者是限制热源介侦的温度，防止添加剂分解变质。2 .蒸汽蒸汽是国内外石油化工企业中广泛采纳的种伴热介质，取用便利，冷凝潜热大，温度易于调整，运用范围广。石油化工企业中蒸汽可分高压、中压及低压三个系统，而用于伴热的是中、低压两个系统，基本上能满意石化企业中工艺管道的运用要求。3 .热载体当蒸汽（指中、低压蒸汽）温度不能满意工艺要求时，才采纳热载体作为热源。这些热载体在炼油厂中常用的有重柴油或蚀程大于300C端分油：在石油化工企业中有联苯-联苯醛或加氢联三苯等。热载体作伴热介质，一般用于管内介质的操作温度大于150C的夹套伴热系统。4 .电

3、热电热是一种利用电能为热源的伴热技术。电伴热平安牢靠，施工简便，能有效地进行温度限制，防止管道介质温度过热。二、伴热方式1.内伴热管伴热伴热管安装在工艺管道（以下也称主管）内部，伴热介质释放出来的热量。全部用于补充主管内介质的热损失。这种结构的特点：（1）热效率高，用蒸汽作为热源时，与外伴热管比较，可以节约1525%的蒸汽耗量；（2）内伴热管的外侧传热系数hi,与主管内介质的流速、粘度有关；（3）由于它安装在工艺管道内部，所以伴热管的管壁加厚。无缝钢管的自然长度一般为813米，伴热管的焊缝乂不允许留在工艺管道内部，因此弯管的数量大大增多，施工工程量随之加大。（4）伴热管的热变形问题应予重视，否

4、则将引起伴热管胀热损失，因而伴热效率是比较高的。常用的夹套管基本上分为两种类型：（I）管帽式夹套管管帽式夹套管要求内管焊缝全部在夹套外侧。这种结构乂称内管焊缝外露型，如图1-3所示。（2）法兰式夹套管法兰式夹套管的内管焊缝全部在夹套内部，法兰及阀门处都能通过伴热介质，不会产生局部（指法兰及阀门处）热损失，达到全线在夹套下伴热的目的。这种类型乂称内管焊缝隐藏型。如图1-4所示。夹套管伴热耗钢量大，施工工程亦大。但它能应用于外伴热管不能满足工艺要求的介质管道。如石化企业中输送高凝固点，高熔点介质的管道，需采纳这种伴热方式。4.电伴热以往管道伴热多用蒸汽作外供热源，通过伴热管补偿其散热损失。这种传统

5、的伴热方式，伴热所需维持的温度无法限制；耗热量大，安装和修理的工作量大，生产管理不便利。采纳电伴热可以有效利用能量，有效限制温度。电伴热方式有感应加热法、干脆通电法、电阻加热法等。在实践过程中，蒸汽外伴热管伴热是一种运用最多的伴热方式，故叙述蒸汽外伴热的设计原则，其它伴热方法参见其它有关规定。三、设计原则1.伴热设计的原则（1）管道伴热设计,一般状况下仅考虑补充管内介质在输送过程或停输期间的热损失，以维持所需的操作温度，不考虑管内介质的升温。（2） 对于工艺有特殊要求，介质须要升温的管道，可以选用特殊的伴热方式进行升温输送。（3） 下列条件的管道应考率保温伴热。a.在环境温度下，需从外部补充管

6、内介质的热损失，以维持输送温度的液体管道；b.在输送过程中，由于热损失产生凝液而引起腐蚀或影响正常操作的气体管道：c.在操作过程中，由于在压力突然下降而自冷，可能导致结冰堵塞或管道剧冷脆裂的管道：d.在切换操作或间歇停输期间，管内介质由于热损失造成温度下降，乂不能放空或扫线而影响下次输送的管道：e.在输送过程中，由于热损失造成降温，导致析出结晶体的管道：f.在输送高粘度介质时，由于热损失导致介质温降后粘度剧增，输送量下降且其量达不到工艺允许量一半的管道：g.在历年一月份平均温度的F均值低于OC地区，保温管道扫线后仍有存水无法排净的局部管段。2.伴热介质的选用（1）管内介质温度在95C以下的管道

7、，应选用0.3-0.6Mpa的蒸汽作为热源。再伴热点（或称加气点）集中地段，也可选用热水伴热。（2）管内介质温度在95150C之间的管道，应选用0.7O.9Mpa的蒸汽伴热。（3） 输送温度在150以上的管道，当0.9Mpa蒸汽还不能满意工艺要求时，可选用热载体作为伴热介质。（4） 夹套管的伴热介质温度可等于或稍高于被伴介质的温度,但不宜高于被伴介质温度50C。（5） 热方式的选用（1）输送介质的凝固点低于5（C的管道，可选用外伴热管伴热。当有特殊要求且工艺管道的公称直径大于150Inm时，也可选用内伴热管伴热。（6） 输送介质的凝固点从50IO（Te的管道，或常常处于重力自流，或停滞状态的易

8、凝介质的管道，宜选用管帽式夹套管伴369热，或带传热胶泥的外伴热管伴热。（7） 输送介质的凝固点高于100C的管道，应选用法兰式夹套管伴热。管道上的法兰、阀门应带夹套型。（8） 输送腐蚀性介质或热敏性介质的管道，严禁运用内伴热管、带传热胶泥的外伴热管及蒸汽夹套管伴热。可选用外伴热管伴热，但伴热管与主管之间应有隔热措施。（9） 加热炉前的燃料气体，为了防止冷凝带液影响燃烧,可用夹套伴热。（10） 工艺管道要求在输送过程中有肯定温升时，可选用带传热胶泥的外伴热管或夹套管伴热。（11） 对于在100C左右或大于IO(TC时，管内介质易于分解、聚合或产生其它物性变更的物料，应采纳热水外伴热管伴热，热水

9、温度可依据工艺操作条件确定。（12） 送有毒介质的管道当采纳夹套管伴热时，应采纳管帽式夹套管。其次堂蒸汽外伴热管工艺设计一、蒸汽外伴热管1.伴热管直径计算外伴热管的计算公式受保温结构的影响，现分述如下。(1)圆形保温壳的伴热计算，这种保温结构(如图2-1所示)相当于一圆管内壳，在保温层内壁与工艺管道(或简称主管)的外壁(包括伴热管的外壁)之间有一加热空间，这样主管通过保温层散失到四周大气中的热量，在伴热计算中可以略去不计。据此，计算公式大为简化。伴热管道的热损失iioioaDDDDInttKq2221)(1+=(2-1)则外伴热管所须要的伴热内径)()1121()(412ttDDDDInttK

10、dstiiioioa+三(2-2)伴热管的根数202dd11(2-3)(2)非圆形保温结构的伴热计算这种结构系指软质保温材料，加入某种粘合剂后，制成的圆形保温管壳，安装经紧扎后变形为非圆形的保温结构(如图2-23所示)，亦称异形保温壳。这时管壳出现一个散热角，它是主管与保温层接触部分，也就是主管通过这部分把热量散失到四周大气中去。蒸汽压力为O.6Mpa疏水阀出口压力0.2Mpa0则允许累计上上升度为40(0.6-0.2)=16m(2)当伴热蒸汽的冷凝水不回收时，表中伴热长度可延长2030（13） 管的蒸汽耗量(1)计算公式：(2-8)式中g1.蒸汽用量，kg/mh；q1.带外伴热管的管道热损失

11、，w/m;Hv饱和蒸汽的蜡，kj/kg;Hi饱和水的玷，kj/kg;K热损失附加系数，一般取1.15,25.(2)举荐数值为了便利设计，单位长度和单位时间内外伴热管的蒸汽用量可按表2-4选用。(一)带传热胶泥外伴热管1.传热胶泥的技术指标(1).有机型传热胶泥技术指标见表2-5ivHHKqg=116.3表2-4外伴热管的蒸汽用量kg/mh表2-5有机型传热胶泥技术指标项目有机型传热胶泥型号T-85(日本)TM-11(中国)最高运用温度190190线膨胀系数，10-6C30401624压缩强度，MPa8.755.75剪切强度，MPa4.226.3导热系数W/mK(ChMKca1.)室温9.42(

12、8.1)11.97(10.3)19010.12(8.7)水溶性不溶不溶储存期限月3、66蒸汽压力MPa伴管宜径dN,mm各种工艺管径DN1001503003505000.3150.150.250.3200.300.32250.61.0150.17200.(2)无机型传热胶泥指180.300.32250.210.320.36根数可按表2-8选用。表2-8带有传热胶泥外伴热管管径及根数选用主管直径mm环境温度5C环境温度-5C环境温度75C环境温度-25被伴介质温度，4C被伴介质温度，4C被伴介质温度，C被伴介质温度，C901201501709012015017090120150170901201

13、501701001502002503003504004505001x151x151x201x251x151X251x151x201x252X151x251x201x202x151x201x201x251X251x251x252X201x201x251x252x152x20IX252x152x151x252X15第三章蒸汽外伴热管的安装设计(一)一般要求1.蒸汽外伴热管(1)伴热管必需从主蒸汽管或蒸汽安排管顶部引出，并籁近引出处设切断阀。(2)每根伴热管宜设疏水阀。(3)在3米半径范围内如有三个或三个以上供汽点或排凝点时，则应在该处设蒸汽安排管或凝水集合管，并应在安排管或集合管上设置备用接头。(

14、4)通过疏水阀后不回收的冷凝水，宜集中引入一汽水分别蕾内，将废汽高空排放，冷凝水应引至旁边排水沟。(5)每根伴热管应尽量高点供汽，沿工艺管线由高向低敷设，在最低点排凝；并尽量削减U形水袋，以防止产生液阻和气阻。(6)当主管要求伴热而支管不要求伴热时，该支管上的第一个切断阀(靠近主管处)应予伴热。要求伴热的管道上的取样阀、放气阀、扫线阀和排液阀等均予伴热。(7)伴热管可不设低点排液阀。2 .带传热胶泥的伴管.(1)传热胶泥应依据产品性能确定运用方法。(2)有机型传统胶泥应采纳填角法，把胶泥填充在主管与伴管之间，如图3-1中b所示。(3)无机型传热胶泥应采纳抹子把胶泥在伴管四周抹匀，保证伴管在胶泥

15、之中如图3-1中a所示。3 .外伴管必需采纳无健钢管。4 .伴管连接应采纳焊接。当经过被伴管的阀门、设备和法兰时，为便于拆卸检修应采纳法兰连接。5 .被伴管为水平敷设时，伴管应安装在被伴管下方一侧或两侧。当被伴管为垂直敷设而伴管等于或多余二根时，宜沿被伴管四周匀称布置。6 .伴管可用金属扎带或镀锌铁丝捆扎在被伴管道上，捆扎间距为1.5m0有垫层的伴管在垫层出捆扎；当伴管捆扎材料与被伴管有接触腐蚀时，在接触处应加石棉布隔离垫o见图3-2所示。7 .伴管不得干脆焊接在被伴管上作固定点。8 .伴热管的热补偿，可按下列要求设计。(1)当伴热管供气点至排凝点之间的直线段不超过IOm时，可采纳中间固定方式，不设补偿器。(2)当伴热管供气点至排凝点之间的直线段大于40m时，除1.型自然补偿的管段外，每隔3040m设一补偿器。(3) 补偿器可采纳U型、型或螺旋缠绕型。(4)伴管随被伴管转弯作自然补偿时，伴管固定点的设置应使被伴管弯头处的保温结构不受损坏。(一)伴热管安装结构图1.外伴热管安装见图3-3图3-5o2.供汽安排管(或称集合管)安装图例(1)适用于管架敷设的工艺管道a.供汽安排垂直安装见图3-6b.供汽安排管(集合管)水平安装见图3-7,安排管(集合管)的直径可按