夹套管的配管设计研究
论石油化工装置夹套管的配管设计
论石油化工装置夹套管的配管设计摘要：近年来，我国对石油资源的需求不断增加，石油化工行业有了很大进展。
石油化工生产中，石化产品在通过管道进行运输时常会出现产品黏结管道、产品输送量下降及输出产品杂质多等问题。
这些问题都是管道内部热量损失，温度得不到有效调控引发，若能在石油化工生产运输装置中设置能调节管道温度，减少热量损失的设施，问题便不会发生，最终石化产品的质量也符合生产要求。
而这种设施就是夹套管，相关人员还要对这种设施的配管进行设计，使其与石油化工装置结合效果更好。
关键词：石油化工装置；夹套管；配管设计引言在进行石油化工生产的过程中需要对管道内的石油等液体进行一定的保温，保证石油在生产与输送过程中管道内的温度不会发生大的变化，以免影响石油化工成品的粘性和质量。
夹套管配管设计主要就是用来对石油化工的生产进行保温的，夹套管的主要结构就是由两个直径不同的管道组合而成，将两个管道按照大套小的原则进行内管和外管的组合安装，并且在两个管道的夹层之间注入起保温作用的载体，保证石油化工在生产过程中管道内的热平衡。
由于夹套管在配管设计中需要考虑到热能以及内管的输送介质等问题，在进行夹套管配管设计的过程中有可能会出现一些问题，影响石油化工成品的质量，需要对其进行一定的技术分析。
1石油化工装置中夹套管配管设计的不足（1）对夹套管的类型选择不合理。
目前在石油化工装置夹套管设计中，很多石油化工生产企业为了控制成本，往往会选用成本较低的夹套管类型，这类的夹套管在实际使用的过程中会产生制热不均匀、不及时的问题，不能保证石油化工装置内的热量平衡。
（2）对夹套管长度选用不合格。
在进行石油化工装置夹套管设计的过程中，对夹套管的规格要求比较严格，以避免出现夹套管不适用的问题。
在实际进行夹套管配管的长度与直径选择时，很多设计人员没有根据石油化工装置内的液体容量对管道长度进行准确的计算，往往会导致出现夹套管配管长度不够或者直径不能符合输送量要求的问题。
浅谈石油化工装置夹套管的配管设计
浅谈石油化工装置夹套管的配管设计【摘要】蒸汽夹套管是石油化工实际生产中广泛应用的保温管道类型之一。
夹套管具有适应广泛、温度调节迅速、伴热均匀、伴热效率高的优势，因此在实际生产中大量被采用。
本文阐述了夹套管的优势、用途，探讨了夹套管的选用及设计原则。
【关键词】化工装置；夹套管；配管设计蒸汽夹套管是石油化工实际生产中广泛应用的保温管道类型之一。
夹套管具有适应广泛、温度调节迅速、伴热均匀、伴热效率高的优势，因此在实际生产中大量被采用。
夹套管是一种具有两层套管结构的管道，大直径管套内有同心的小直径管道，套管内流动着起加热或保温作用的热载体来补充内管在停输或输送期间的热损失，内管用于输送工艺介质，靠对流完成热交换，来保持恒定的工艺稳定。
本文阐述了夹套管的优势、用途，探讨了夹套管的选用及设计原则。
1.夹套管的优势及用途在石油化工生产中，为了防止腐蚀性冷凝液的形成、防止产品固化、避免产品在低温时产生成分的分离，为了保持高粘度产品的流动性，避免工艺流体由于低温时产生堵塞，使特定的产品的温度保持恒定，在生产工艺上，常常采取对工艺管道伴热的方式设计，以保障生产操作的正常进行，维持管内介质的温度在一个适当的范围。
为了减少管内热损失，可以采取补充热量的方式，夹套管的方式就是补充热量的一种方式。
夹套管伴热具有突出的特点就是伴热均匀、伴热效率高，当管道内某一区域温度降低时，该区域的局部压力就会下降，热的介质就会补充过去，同时气相热载体冷凝就会释放大量的潜能。
因而夹套管伴热适用范围较广，温度调节也比较迅速，适合用于工艺要求比较高的场合，尤其是高温场合是最佳的选择。
但是夹套管也是有一定缺点的，一旦内管发生泄漏检修比较困难，也比较难发现，制造要求也较高。
其加热、保温作用的热载体一般是热媒、蒸汽两种介质。
热媒具有比热大、热稳定性质好的优点，属于非常好的热载体，在高温下对应的压力较低，但是投资较大，需要另设温控系统、循环泵、热媒加热炉等设备，才能提供一定流量和温度的热媒；蒸汽具有取用方便的优点，但是要想正常使用工作温度必须低于200℃。
化工夹套管的配管设计研究
化工夹套管的配管设计研究在化工生产过程中，夹套管是一种比较常用的保温管，由于夹套管的构造比较特殊，在管道设计时，一直是设计的难点。
其管路结构为双层套管结构，为了保持管中流动介质的温度，在套管的空隙之间有高温流动介质流动，非常适合输送对局部过热比较敏感或者质地粘稠的流体，在化工生产中发挥着举足轻重的作用。
1 选择夹套管的原则以及夹套管的种类1.1 夹套管的种类从热媒体的角度来说，夹套管主要有热水夹套、蒸汽夹套以及热油夹套等类型，不同类型的夹套管适用的化工物料不同，但是设计原则是一致的。
根据套管和内管的连接方法可以将其分为外露型内管焊缝和隐蔽型内管焊缝。
一般隐蔽型内管连接方式比较适用于法兰式夹套，外露型内涵焊缝适合在直管的管段上进行使用。
在实际安装的过程中，要按照输送物质的工况、物理性质、蒸汽质量和安装环境选择连接方式。
1.2 选择夹套管的基本原则（1）当输送物质的凝固点超过100℃时，可以使用隐蔽型内管焊缝夹套管；（2）当输送物质的凝固点在50℃以上、100℃以下时，使用外露型内管焊缝夹套管；（3）当管道输送的物质为有毒物质时，要使用外露型内管焊缝的夹套管。
1.3 外管和内管的连接方式确定外管和内管的连接方式时，可以参考夹套管端部的结构类型进行选择。
如果管道输送的物质为有毒物质，物质的凝固点在50℃以上、100℃以下，一般使用端板Ⅰ型和管帽式Ⅱ型。
如果夹套管为输送凝固点超过100℃的内管焊缝隐蔽型套管，一般使用法兰式Ⅲ型，此外，法兰式Ⅲ型也适用于熔体管道夹套管或高凝固点介质夹套管，容易泄露的夹套管，使用联苯醚、联苯为伴热介质的夹套管。
2 夹套管的设计2.1 配管设计在设计夹套管配管时，尽可能避免出现死角或U型管，确保夹套管中伴热介质流动顺畅。
如果出现了U型管或死角，要在低处设置液体排放口。
所有夹套管冷媒体的进口和出口都要设置专门的切断阀门，安装水压试验、排液口和无阀排气口。
停用冷媒体时，不能对管线的其他部分冷媒的正常运行造成影响。
浅谈夹套管的配管设计
浅谈夹套管的配管设计摘要蒸汽夹套管是石油和化工生产中常用的保温管道类型之一。
夹套管伴热具有伴热效率高、伴热均匀、温度调节迅速、适用范围广的优势，因而在生产中得到了广泛的运用。
本文阐述了夹套管伴热的用途、优势，探讨了夹套管的配管设计及选用原则。
关键词夹套管；配管设计；选用原则；安装夹套管是一种具有双层套管结构的特殊管道，在小直径管道外面套上同心的大直径套管，内管用于输送工艺介质，套管内流动着起保温或加热作用的热载体来补充内管在输送或停输期间的热损失，靠对流完成热交换，来保持恒定的工艺温度。
1 夹套管伴热的用途及优势在石油和化工生产中，为了保持高粘度产品的流动性，避免产品在低温时产生成分的分离、防止产品固化、防止腐蚀性冷凝液的形成，使特定的产品的温度保持恒定，避免工艺流体由于低温时产生堵塞，在生产工艺上，常常采用工艺管道伴热的方式，来维持管内介质的温度在一个适当的范围，以保障生产操作的正常进行。
对管内介质进行加热，来补充热损失，补充热量的方式之一就是夹套管的方式。
夹套管伴热具有伴热效率高、伴热均匀的突出优势，当管道的任意一个地方的温度降低时，气相热载体冷凝而释放出大量的潜热，同时，由于冷凝处的局部压力降低，会立刻有热的介质补充过去，因而，使得夹套管伴热的温度调节迅速、适用范围广，是工艺要求苛刻的场合、特别是对温度控制要求严格的高温场合的最佳选择。
2 夹套管的配管设计及选用原则2.1 夹套管的配管原则1）适用于各种夹套管和各种冷热媒体的总设计原则在配管设计中，为保证夹套管内伴热介质流动通畅，尽量避免U形管或死角出现，若必须有，则应在其低点处设排液口。
每一夹套管的冷热媒体进出口都需设置切断阀。
夹套管上须安装水压试验和操作时用的无阀排气及排液口。
冷热媒体为间歇性使用或管线中有维修拆卸件时，此部分冷热媒的停用不能影响管线其它部分冷热媒体的运行。
为方便安装，不能使用45°度弯头。
对于易于固化需要机械清洗的管线的弯头部分，用十字分支加法兰的结构来代替夹套管弯头，必须避免有盲肠段或液袋，尽量避免使用偏心异径管，泵的吸入口除外。
夹套管的配管设计研究
下 ，导 向板 的位置 也 应高 重视 ，考 虑使 其尽量 多 地吸 收膨胀 差 。热应
力的计算 还必须 符合 石油化工 管道柔 性设计 规范》 的要 求 。
２ ． ２夹套管 的选材 和焊接 般 情况 下 ，夹 套管 的外管 和 内管材 料应 按他 们各 自内含流 体 的
一
温度 、压 力、特 性而 定 ，要考 虑工 作介质 对管 道 的腐蚀 而 采用不 同的 材料 ，同 时还要 考虑 到管 壁 的厚度 所能 承受 最大 的工 作压 力 。夹 套管 的管配 件一般 采用对焊 的形式 。 般情 况 下 ，夹套管 的 内 、外 管材 料应该 按照 它 们各 自内含 流体 的特 性 、压 力 、温 度而定 ，考虑工 作介质对 管道 的腐蚀而 采用 不同 的材料 ， 同时 ，管壁 的厚 度要 能承 受最 大 的工作 压力 。夹 套管 的管 配件都 应 当
２ ． 夹套 管的长 度
般 情况 下 ，夹套管 的三 通 采用剖 切 ，剖切 有横 剖和 纵剖 ，根 据 具体情况 选用 。另外 ，三 通一般根 据支管 的管径来 确定 ，通常 情况 下 ， 外 管的三 通比 内管 的三通 大 １ 档。 ３ ． ３ 仪 表接 口
一
夹套 管 内管 的管顶 放空 口 、排液 口 、仪 表管 口，其结 构形 式 分为 缝 隐蔽型 和焊缝 外露型 。 ３ ． ４异径管 夹套 管变 径时 应该选 用标 准 的异径 管 。内外 管 的异径 管是 标 准的 对 焊件 。外 管 的异径 管与 内管 的异径 管接 头部 要给 予合 理 的位置 ，以 达到外 管 与内管 的相 互影 响 ，接 头端 部通 常应 错开 小段 距离 ，一 般为 ５ ０ ａ ｒ ｍ，以减少 内外管 的互相妨 碍 。 ３ ． ５ 跨接管 夹套 管之 间 的蒸 汽管可 以采 用跨 接管 进行 串接 ，一般 是 采用 法兰 连接 。水平夹套 管的跨 接管一般 有伴热介 质上进 下 出。 ３ ． ６ 定位板 为 了 防止 内、外 管的 偏离 ，夹套 管 的定位 板定 位可 以 内管 的外 壁 上 。内管 材质应 与 定位板 的材 质相 一致 ，安装 的 方位 不能 影响 内管 的 介质流 动和热位 移 。
论石油化工装置夹套管的配管设计
论石油化工装置夹套管的配管设计夹套管在石油化工装置中的配管设计是非常重要的，它不仅能够提高装置的安全性和可靠性，还能够提高生产效率和降低生产成本。
以下是关于夹套管配管设计的一些重要考虑因素：1. 夹套管的材料选择：夹套管的材料选择需要根据介质的性质以及工作条件来确定。
常见的夹套管材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等，可以根据具体工况来选择适当的材料。
2. 夹套管的尺寸设计：夹套管的尺寸设计需要考虑到介质的流动要求，一般来说，夹套管的直径要大于内管的直径，以确保介质能够顺畅地流动，并且要考虑到介质的压力和温度，以及夹套管的厚度。
3. 夹套管的布局设计：夹套管的布局设计需要考虑到设备的结构和空间限制，尽量选择合适的位置和布置方式，以确保配管的紧凑和工作的便利性。
4. 夹套管的连接方式：夹套管的连接方式一般有焊接、螺纹连接、法兰连接等，可以根据具体的工况和要求来选择适当的连接方式。
在选择连接方式时，需要考虑到夹套管的压力和温度，以及连接的可靠性和密封性。
5. 夹套管的绝热设计：夹套管的绝热设计是必要的，尤其是对于高温介质来说，可以采用绝热材料或者绝热层来降低热损失，并且减少外部环境对夹套管的影响。
6. 夹套管的安全阀和排放装置：夹套管在工作过程中可能会受到超压或者过热等异常情况的影响，为了确保装置的安全运行，需要合理设计安全阀和排放装置，及时释放过压和过热的介质，以保护设备和人员的安全。
7. 夹套管的维护和检修方式：夹套管作为装置的关键部件之一，需要定期进行维护和检修，以确保夹套管的正常运行和有效工作。
在维护和检修过程中，需要注意安全操作，防止意外事故的发生。
夹套管在石油化工装置中的配管设计是非常复杂和重要的工作，需要综合考虑多个因素，并且根据实际情况进行合理设计，以确保装置的安全运行和高效生产。
夹套管配管设计浅析
夹 套 管 配 管 设 计 浅 析
彭 江 重 庆化 工设 计研 究 院 重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ９
摘要 夹套管在化工装置中使用颇多，具有适应广泛、温度调节迅速、 伴热均匀、伴热效率高的优点。本文
介绍 了夹套管配管设计 的一些要点 ，列出了配管设 计所 需的部分数据供设 计人员选用。
或等 于 １ ． ５ Ｄ Ｎ，公 称尺 寸选 择可 按 表 １ ，内管公 称
直径 大 于 ２ ０ ０时 ，曲率半径 按 １ ． ０ Ｄ Ｎ。外 管公 称直 径一 般 比 内管 大 １～ ２个 档规 格 ，外管 弯 头 也 可选
彭
江：工程师 。２ ０ ０ ８年毕业于成 都理工大学 化学工艺 专业获硕 士学位 。从事 化工工程设 计 工作。联系 电话
管道。
外管
ＤＮ
（ ｍ ｍ）
外管
ＤＮ
热媒 管
ＤＮ
内管
ＤＮ
热媒管
ＤＮ
１ ５
２ ０
４ ０
４ ０
ｌ ５
ｌ ５
１ ０ ０
１ ２ ５
１ ５ ０
２ ｏ ｏ
２ ０
２ ０
２ ５ ４ ０ ５ ０ ６ ５
５ Ｏ ８ ０ ８ ０ １ ０ ０
通常夹 套 管 的 内 管 和 外 管 材 料 应 按 照 各 自内
含介 质 的特 性 、压 力 、温 度 而 定 ，要 考 虑 工 作 介 质 对 管道 的腐 蚀 而采 用 不 同 的 材 料 ，同 时 还 要 考 虑合适 的壁 厚 能 承受 最 大 工 作 压 力 。夹 套 管 的管 道及 管件 都 应 当采 用 对 焊 形 式 。 如 无 特 殊 要 求 ， 夹套 管 的尺寸 选用 可参 照表 １ 。 ２ ． １ 弯头 内管 弯 头 多 采 用 标 准 弯 头 ，曲率 半 径 按 小 于
夹套配管设计要领
夹套配管设计要领（这是根据日挥资料整理的仅供参考）1适用范围1.1本要领适用于高粘度或结晶，易聚合等介质的配管，为了防止凝固或保持温度等目的的而装夹套（下面叫套管）的配管设计。
1.2套管有全系统夹套和仅直管部分夹套两种方法，本要领是对全系统夹套方法的规定，而仅直管部夹套时也可用此要领。
2配管各部分的形状和尺寸对于套管内外管、弯头、三通、大小头等直至小口径的接头均采用对焊连接。
2.1配管（1）内外管公称直径的组合如表1。
表1（2）内外管的材质根据介质种类和温度、压力来选生，而壁厚则考虑，如下事项确定。
内管：应耐最高使用内压应耐最高使用外压（外压是指内压为0时）外管：应耐外管的最高使用内压（3）壁厚计算按另外的配管壁厚计算要领，但内管设计温度按内管介质温度，外管设计温度按外管介质温度。
2.2弯头弯头的内外么称直径组合与管子一样，其内外管的曲率半径，近似值如表2。
注:（1）表示特殊尺寸。
2.3三通（1）内管三通的使用范围原则上用到降二级的异径三通，且从大口径抽出小口径时不用凸台，而用支管焊。
（2）压力高的部分应如图所示，用补强板加强。
(3)外管抽出支管的地方用短管时行支管焊，并将其分成两半使用。
(参照图2)注：A尺寸表示最小值，与支管公称直径无关2.4大小头内外管的大小头都用对焊标准件，组装如图3那样偏心大小头同心大小头2.5 法兰（1）法兰设计为特殊形状，其基本形为平焊或对焊（参照图4）（2）法兰等级接内管设计条件，采用异径法兰，其详细尺寸为内孔径是内管公称直径，其它尺寸按外管公称直径。
（3）内管为特殊材质时，使用带一定长度内管的滑套法兰。
一般法兰带内管滑套法兰图4备注：除带内管的法兰以外，还有内外管都带法兰的方法，此外，还有外管弯头分成两半或使用带颈弯头等方法，而它们的形状与配管施工顺序有关，因此，必须首先决定其组装顺序。
例如，外管组装时的最后焊接点是在直管上还是在弯曲处，这可能能与内管焊接处的泄漏试验有关。
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夹套管的配管设计研究
摘要：夹套管是化工装置中常用的伴热系统。
夹套管的配管设计也是管道设计与安装中的难题。
本文以夹套管的配管设计为研究对象，首先对概述了夹套管的配管设计，包括夹套管类型、夹套管长度、内外管的热膨胀应力、夹套管的选材和焊接以及夹套管的热媒体流动畅通六个方面进行阐述，接着结合图表，从弯头、三通、仪表接口、异径管、跨接管和定位板等方面对夹套管的管件选用原则进行分析，最后，总结了夹套管的应用。
关键词：夹套管配管设计原则
夹套管是一种具有双层套管结构的特殊管道。
管道外面套上同心的大直径套管，内管用于输送工艺介质。
是用于保持管内输送粘性流体、凝固性流体以及高熔点合成液等流体的流动性能和温度，防止输送过程中流体在管道中凝结而设置的特殊管道。
因夹套管伴热具有特殊性，在石油化工生产中被广泛应用，是其他伴热管所不能替代的。
一、夹套管的配管设计
1.夹套管类型
按照热媒体的种类，夹套管可以划分为热水夹套、热油夹套和蒸汽夹套，不同的类型分别适用于不同的化工物料，但是，它们的设计原则是一样的。
按照管道的结构形式，套管与内管的连接形式分为内管焊缝隐蔽型和内管焊缝外露型，又称为完全夹套管和不完全夹套管两种形式，不完全夹套管仅适用于直管管段上。
2.夹套管的长度
夹套管的长度会影响内管流体的特性确定，因此从热媒体入口到出口之间的长度设计是夹套管设计中的一个重要环节。
随着夹套管长度的增加，热媒体的沿程阻力导致的压力损失也随着增大，管中流体的流速就会下降，内外管层之间的传热效果也会随之下降。
所以，保持热媒在最低温度下具有的流量决定夹套管的长度。
2.1内外管的热膨胀应力
由于内管和外管的介质和介质的温度不同，内外管的管道材料和相应的引起的热膨胀应力也不同，应当分别地计算热应力。
当内外管道计算的热应力不一致时，应考虑设置夹套管的膨胀节，并且使夹套管能够膨胀移位。
另外，在弯头处，如果内外管的膨胀位移不能满足设计要求，就要适当改变外管直径以减小内外管的膨胀差。
这种情况下，导向板的位置也应高重视，考虑使其尽量多地吸收膨胀差。
热应力的计算还必须符合《石油化工管道柔性设计规范》的要求。
2.2夹套管的选材和焊接
一般情况下，夹套管的外管和内管材料应按他们各自内含流体的温度、压力、特性而定，要考虑工作介质对管道的腐蚀而采用不同的材料，同时还要考虑到管壁的厚度所能承受最大的工作压力。
夹套管的管配件一般采用对焊的形式。
一般情况下，夹套管的内、外管材料应该按照它们各自内含流体的特性、压力、温度而定，考虑工作介质对管道的腐蚀而采用不同
的材料，同时，管壁的厚度要能承受最大的工作压力。
夹套管的管配件都应当采用对焊形式。
2.3夹套管内的热媒体流动畅通
在配管中，尽量注意减少流体的滞留死角，避免直接在主管上开分支管。
特别注意消灭夹套管系统中的“水袋”或“气袋”。
3.夹套管的管件选用原则
3.1弯头
一般情况下，外管的公称直径比内管大1-2档。
如果需求的弯头数量不是很大，那么夹套管的弯头就可以选用标准件。
但是外管直径必须比相应的管道直径大。
如果管道材料，昂贵，在满足设计的其它要求下，也可以将2个剖成一半的弯头进行组装。
3.2三通
一般情况下，夹套管的三通采用剖切，剖切有横剖和纵剖，根据具体情况选用。
另外，三通一般根据支管的管径来确定，通常情况下，外管的三通比内管的三通大1档。
3.3仪表接口
夹套管内管的管顶放空口、排液口、仪表管口，其结构形式分为缝隐蔽型和焊缝外露型。
3.4异径管
夹套管变径时应该选用标准的异径管。
内外管的异径管是标准的对焊件。
外管的异径管与内管的异径管接头部要给予合理的位置，以达到外管与内管的相互影响，接头端部通常应错开小段距离，一
般为50mm，以减少内外管的互相妨碍。
3.5跨接管
夹套管之间的蒸汽管可以采用跨接管进行串接，一般是采用法兰连接。
水平夹套管的跨接管一般有伴热介质上进下出。
3.6定位板
为了防止内、外管的偏离，夹套管的定位板定位可以内管的外壁上。
内管材质应与定位板的材质相一致，安装的方位不能影响内管的介质流动和热位移。
二、结论
根据夹套管的工作原理分析，大多用于工艺介质为高粘度、高熔点的物质的行业。
经分析，以下几种情况比较适合采用夹套管伴热的管道：输送介质由于受到热损失容易析出结晶的管道；需要通过补偿介质热损失来维持介质温度的管道；输送的介质在输送的过程中阻力增加，热损失粘度增高，输送量下降的管道；由于介质自冷在操作的过程中可能导致堵塞的管道；在切换操作期间，管内介质由于温度的下降，造成介质凝固的管道等。
在用管道输送热介质时，要尽可能维持管内介质的温度，降低热损失。
总之，由于夹套管的伴热具有伴热均匀、适用范围广、伴热效率高温度调节迅速等优势，因此在石油化工企业得到了广泛的应用。
夹套管的配管设计要注意管内伴热介质的流动通畅，保障内外管的热膨胀应力一致，套管的长度适当，以及内外管的材料选择。
参考文献
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