蒸汽伴热及夹套管设计要求
(能源化工行业)化工管道伴热设计规定

(能源化工行业)化工管道伴热设计规定化工管道伴热设计规定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方便,除某些特殊的热载体外,都是由企业的公用工程系统供给。
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,证实安全可靠。
由于工艺管道内介质的生产条件复杂,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。
壹、伴热介质1.热水热水是壹种不常用的伴热介质,适用于在操作温度不高或不能采用高温伴热的介质的条件下,作为伴热的热源。
当企业有这壹部分余热能够利用,而伴热点布置比较集中是时,可优先使用。
有些厂用于原油罐或添加剂罐的加热,前者是为了节省蒸汽利用余热,后者是控制热源介质的温度,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用的壹种伴热介质,取用方便,冷凝潜热大,温度易于调节,使用范围广。
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、低压俩个系统,基本上能满足石化企业中工艺管道的使用要求。
3.热载体当蒸汽(指中、低压蒸汽)温度不能满足工艺要求时,才采用热载体作为热源。
这些热载体在炼油厂中常用的有重柴油或馏程大于300℃馏分油;在石油化工企业中有联苯-联苯醚或加氢联三苯等。
热载体作伴热介质,壹般用于管内介质的操作温度大于150℃的夹套伴热系统。
4.电热电热是壹种利用电能为热源的伴热技术。
电伴热安全可靠,施工简便,能有效地进行温度控制,防止管道介质温度过热。
二、伴热方式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,和外伴热管比较,能够节省15~25%的蒸汽耗量;(2)内伴热管的外侧传热系数hi,和主管内介质的流速、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。
伴热管要求

4.2伴热要求4.2.1用于蒸汽伴热的蒸汽应根据厂内条件而定。
蒸汽温度应取蒸汽的饱和温度。
4.2.2用于热水伴热的热水温度宜低于100℃,当被伴介质温度较高时,热水温度可高于100℃,但不得高于130℃。
伴热热水回水温度不宜低于70℃。
4.2.3热水伴热系统应采用闭式循环系统,热水的供水压力宜为0.35MPa~1.0MPa, 回水总管余压应控制在0.2MPa~0.3MPa。
4.2.4伴热管的直径取决于被伴热管道的热损失和伴热管道的蒸汽压力。
外伴热管管径为DN15、DN20、DN25。
4.2.5蒸汽伴管最大允许有效伴热长度可按下列原则确定:4.2.5.1蒸汽伴管最大有效伴热长度按表4.2.5.1选用,也可根据实际条件、凝液负荷、保温材料及厚度进行计算;表4.2.5.1蒸汽伴管最大允许有效伴热长度伴管直径mm 蒸汽压力为P MPa 时的最大允许有效伴热长度,m0.3≤ P ≤0.50.5< P ≤0.70.7< P ≤1.0DN15 60 75 90DN20 60 75 90DN25 80 100 1204.2.5.2当伴热蒸汽的凝结水不回收时,最大允许有效伴热长度可延长20%;4.2.5.3采用导热胶泥时,最大允许有效伴热长度宜缩短20%。
4.2.5.4当伴管在最大允许有效伴热长度内出现“U”型弯时,累计上升高度不宜大于表4.2.5.4中规定的数值。
若超过表4.2.5.4中的数值时,宜适当减少最大允许有效伴热长度,但伴管累计上升高度不宜超过10m。
表4.2.5.4 蒸汽伴热管允许U形弯累计上升高度蒸汽压力,MPa 累计上升高度,m0.3 ~ 0.5 4>0.5 ~ 0.7 5>0.7 ~ 1.0 64.2.5.5热水伴管最大有效伴热长度可按表4.2.5.5选用。
表4.2.5.5热水伴管最大允许有效伴热长度伴管直径mm 热水压力为P MPa 时的最大允许有效伴热长度,m0.3≤ P ≤0.50.5< P ≤0.7 0.7< P ≤1.0DN15 60 70 80DN20 60 70 80DN25 70 80 904.2.6应根据蒸汽、热水的伴热温度和环境温度按SH/T3040的规定选取伴热管尺寸和根数。
浅谈化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析

浅谈化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析一、引言在化工工艺生产中,常常需要在管道中输送高温的流体,为了避免流体在输送过程中温度过快降低或结冰,需要对管道进行蒸汽伴热处理。
蒸汽伴热是通过在管道外壁包覆蒸汽管道或蒸汽伴热带,利用蒸汽的热量来保持管道的温度,确保流体的运输和加工过程正常进行。
本文将分析化工工艺管道的蒸汽伴热设计,讨论蒸汽伴热系统的设计要点和注意事项。
二、蒸汽伴热原理蒸汽伴热是利用高温高压的蒸汽对管道进行加热,维持管道内流体的温度。
蒸汽伴热可以提供稳定的温度和热能,避免流体在管道中结冰或温度过低。
蒸汽伴热还可以节约能源,提高工艺生产效率。
蒸汽伴热系统一般包括蒸汽发生设备、蒸汽输送管道、伴热管道或伴热带以及控制系统。
蒸汽通过输送管道到达伴热部位,释放热量,再通过排气管道回收蒸汽。
伴热管道或伴热带紧贴在需要加热的管道表面,将蒸汽释放的热能传导到管道内的流体,达到加热的效果。
三、蒸汽伴热设计要点1. 确定伴热管道或伴热带的材质和尺寸伴热管道或伴热带的材质一般选择导热性能好、耐高温、耐腐蚀的材料,如不锈钢、碳钢等。
材质的选择应根据流体性质、操作温度和压力等因素综合考虑。
伴热管道或伴热带的尺寸要根据管道的直径和长度、需要加热的流体性质及温度等确定,确保伴热系统能够提供足够的热量。
2. 蒸汽输送管道的设计和布局蒸汽输送管道的设计和布局要考虑蒸汽的输送距离、压力损失、热损失以及安全性等因素。
合理的管道设计和布局可以保证蒸汽能够稳定地输送到伴热部位,并且保证系统的安全可靠。
3. 控制系统的设计蒸汽伴热系统的控制系统要能够实现对加热温度的精准控制,保证管道内流体的温度稳定。
控制系统还要能够监测蒸汽的压力、温度、流量等参数,实时调节蒸汽的供应量,确保伴热系统的运行效果。
4. 安全防护措施的设置蒸汽伴热系统需要设置安全防护措施,防止蒸汽泄漏、管道爆裂等意外事件的发生。
安全防护措施包括安全阀、断电保护装置、温度传感器等设备的设置,以及对系统的定期检测和维护。
浅谈化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析

浅谈化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析化工厂对蒸汽伴热管道的设置有许多严格的要求。
只有这样才能设计科学、合理,减少采购和安装成本,尽量减少安装困难,蒸汽管道的工作效率提高,蒸汽管道的安全性增加,蒸汽伴热管道发挥正常作用。
标签:化工工艺管道;蒸汽伴热设计;分析;根据介质运输的特性来划分,可以分为保温输送方式、不保温输送方式以及保温伴热管道的输送。
从节能方面而言,保温伴热输送有助于减小热损失,实现节能。
从化工工艺的层面上而言,减小一些冷凝状态下的物质气化溢出,可以有效减小一些腐蚀性气体对化工工艺设备的腐蚀,达到保护化工工艺设备的目的。
一、蒸汽伴热系统的设计要求1.蒸汽分配站管道布置的要求。
蒸汽分配站用做实现蒸汽总管道的蒸汽进行有效分配,有效避免管道内部的不同区域产生冷凝水。
通常而言,蒸汽分配站的管道布置应遵循以下几个原则。
(1)为了方便分配站向不同区域散发蒸汽,通常蒸汽分配站的布置会采用水平或者立式结构,如此可以有效的实现均匀分配。
(2)分配站接管数有如下要求。
对于DN40型的蒸汽分配站而言,其设置的接管口一般为DNl5型或DN20型,通常设置不超过6个。
DNS0型的蒸汽分配站设置的DNl5型或DN20型蒸汽接管口不超过10个,每个分配站都应预留1—2个备用口,用作实现紧急情况下的蒸汽分配。
(3)伴热供气组的区域范围应合理设置,通常在3m范围以内。
(4)蒸汽分配站应尽可能的靠近墙柱等设置,有效确保蒸汽分配站管道的稳定性。
此外,蒸汽分配站管道应设置相应的切断阀门,通常设计于管道的出口附近。
总管处还应设计相应的换气阀门,设计于切断阀门的前侧。
此外,为了保障分配站的运作安全,应设置相应的疏水阀门,其中排液管与切断阀应相间设计。
(5)伴热工期管道中的主管顶部应设置相应的蒸汽引出管道,蒸汽通常通过伴热站的顶部或者水平位置引出。
与此同时,管道分配站设置相应的固定支架以及滑动支架,方便管道引气。
2.冷凝液收集站管道布置设计的要求。
伴热设计基础01

管道伴热设计基础 1.遵循《石油化工企业蒸汽伴管及夹套设计规范》 2伴热方式类别 2.1 伴热方式和伴热介质的分类 2.1.1 本装置采用的伴热方式有外伴热管伴热、夹套伴热和电伴热三种方式, 夹套伴热又分为 管帽式夹套伴热和法兰式夹套管伴热。 2.1.2 本装置外伴热管伴热和夹套伴热采用的伴热介质为蒸汽、热水或热载体。 2.2 伴热符号 2.2.1 在设计文件和PID图中所注明的伴热分类符号如表2.2-1 表2.2-1 伴热分类符号 类 别 符 号 分 类
伴 热 EST 蒸汽外伴热管伴热 TC 热水外伴热管伴热 SJT 夹套管伴热 ET 电伴热
2.3 外伴热管和夹套管材质的选用 2.3.1 外伴热管必须采用20#无缝钢管。 2.3.2 夹套管的内管应采用无缝钢管,套管可采用20#无缝钢管或焊接钢管。 2.3.3 夹套管中与内管连接的零件材质应与内管材质相同。 2.3.4 当套管与内管材质不同或温差大时,应按《石油化工企业管道柔性设计规范》对夹套进行温度应力校核。 2.3.5 内管与套管可按表2.3-1所示的金属材质组合,否则需采取隔离措施,以免产生接触腐蚀 表2.3-1 通用金属组合 蒙乃尔合金 铝 奥氏体不锈钢 镀锌钢 铁素体钢 铁素体钢 可 可 镀锌钢 可 可 可 奥氏体不锈钢 可 可 可 可 铝 可 可 可 蒙乃尔合金 可 可
3 设计要求 3.1 外伴热管伴热 3.1.1蒸汽外伴热管 3.1.1.1 伴热管必需从蒸汽主管或蒸汽集合管顶部引出,并在靠近引出处在水平管上设切断阀。 3.1.1.2 每根伴热管宜设疏水阀。 3.1.1.3 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,则应在该处设蒸汽分配管或冷凝水集合管,并应在分配管或集合管上设置备用接头。 3.1.1.4 每根伴热管应尽量高点供汽,由高向低步步低敷设,在最低点排凝。伴热管应尽可能避免口袋,但即使有口袋也不设导淋。 3.1.1.5 通过疏水阀后不回收的冷凝水,宜集中引入一汽水分离器内,将废汽高空排放,冷凝水应引至附近排水沟。 3.1.2 热水外伴热管 3.1.2.1每根加热环管的最高点应设放气阀。 3.1.2.2每根加热环管上应设两个切断阀,一个设在供热总管的分支线处,一个设在回水总管的入口处。 3.1.2.3每根加热环管的入口处,应设置配有切断阀的软管接头,以作为扫线用压缩空气或化冰用蒸汽的入口,出口处设排空阀。 3.1.2.4热水伴热管应从低点供水,高点回水。 3.1.2.5考虑加热环管之间的压力平衡,可在环管上设置节流孔板,孔板直径不宜小于5mm。 3.1.2.6加热环管不宜直接从总管上接出;一般情况下,可以8-12根设一集合管。集合管与总 管的连接管上应设有阀门以便调节。 3.2 夹套管伴热 3.2.1 蒸汽夹套管伴热 3.2.1.1每节夹套管的长度不宜超过6米。 3.2.1.2 蒸汽夹套管水平敷设要求有坡度时,套管内介质流向应与坡向一致。 3.2.1.3 蒸汽应由套管上部引入,冷凝水由套管下部排出。供汽管和排凝管分别设切断阀。 3.2.1.4 每一夹套伴热系统独立设置疏水阀. 3.2.1.5 套管管段间连接处的水平跨越管宜在底部切线方向进出,夹套管法兰处的跨越管应采 用法兰连接。 3.2.1.6 夹套内管与套管的连接型式采用管帽式连接方式或法兰式连接方式. 3.2.1.7夹套管由于介质温度、布置位置而产生的热胀量需补偿时,宜考虑自然补偿或设置补偿器。 3.3 电伴热 3.3.1电伴热产品选型 3.3.1.1电伴热产品工作电压为220V(交流电), 3.3.1.2电伴热产品防爆等级按管道所在区域的爆炸危险性分类, 3.3.1.3 电伴热产品要求漏电保护和静电接地。 3.3.1.4由管道散热量确定电伴热产品的功率类别(即电伴热带型号)。 3.3.1.5确定电伴热产品持续性温度(按管道内介质的最高操作温度)。 3.3.1.6确定电伴热产品短时间承受的最高温度(一般按管道内介质的最高温度,如蒸汽扫线即按蒸汽温度)。 3.3.1.7根据电压、爆炸危险性分类、补偿的热量、持续性温度、承受的最高温度选择合适的电伴热产品型号。 3.3.1.8核算维持温度下的输出功率,为能满足要求即可选定产品型号。 3.3.1.9在爆炸危险区内的电伴热开关要符合所在危险区的安全要求。 3.3.2恒温控制器的选用 3.3.2.1对热敏介质管道的电伴热,必须设置恒温控制器.对一般介质管道的电伴热,设置恒温控制器,能有效地控制电力的使用,节约能量。 3.3.2.2根据所在区域的爆炸危险性类别,选则适用该区域应用的恒温控制器。 3.3.2.3供电电压和电伴热带负荷不得超过恒温控制器的额定值。 3.3.2.4恒温控制器的传感元件应能承受管道可能出现的最苛刻的温度条件。 3.3.3弥补措施 3.3.3.1电伴热带输出功率小于管道散热量时,采用传热系数较低的保温材料、增加保温层厚度、增加管道上电伴热带数量,其方法通常是并联两条或多条电伴热带或在管道上缠电伴热带. 4 伴热管规格和长度的确定 4.1 伴热管管径及根数的确定 4.1.1蒸汽伴热伴管规格及根数的确定见表4.1-1 表4.1-1 蒸汽伴管规格及根数 被伴热管规格 伴热管规格 伴热管根数
工艺装置蒸汽伴热管的设计与计算

工艺装置蒸汽伴热管的设计与计算
蒸汽伴热管是工业装置中常用的一种加热方式,它通过在管道
周围布置伴热导热电缆或伴热导热管来保持管道内介质(通常是液体)的温度,防止其在输送过程中凝固或结冰。
设计和计算蒸汽伴
热管涉及到多个方面,包括管道材料选择、伴热导热电缆或伴热导
热管的布置、热损失的计算、安全因素考虑等。
首先,在设计蒸汽伴热管时,需要考虑管道的材质和尺寸。
通
常情况下,不锈钢、碳钢等材质的管道常用于蒸汽伴热管的设计中,而管道的直径和壁厚则需要根据介质输送量和工作压力来确定。
其次,伴热导热电缆或伴热导热管的布置也是设计中的关键环节。
合理的布置可以确保管道周围的温度均匀,从而保证介质的输
送质量。
在布置时需要考虑管道的形状、长度、周围环境温度等因素。
另外,热损失的计算也是设计中的重要一环。
通过计算管道在
输送过程中的热损失,可以确定伴热导热电缆或伴热导热管的功率
和长度,从而确保管道内介质的温度保持在合适的范围内。
此外,安全因素也是设计中需要考虑的重要内容。
蒸汽伴热管设计需符合相关的安全标准和规范,确保在工作过程中不会出现安全隐患,同时需要考虑防水、防腐蚀等问题。
总的来说,设计和计算蒸汽伴热管需要综合考虑管道材料、伴热导热电缆或伴热导热管的布置、热损失的计算以及安全因素等多个方面,以确保蒸汽伴热管在工业装置中能够稳定、高效地工作。
蒸汽伴热管道规范
蒸汽伴热管道规范 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020蒸汽伴热管道规范范围本规范涵盖了管道、仪表和相关设备的蒸汽伴热设计和安装的一般要求。
与本规范、图纸或其它用于此工作的规范有偏差时,应在工作前向授权技师提交书面申请以获得相关批准。
参考文献在这方面相关的规范如下:(1)X-MAPJ-S500-0018,管道检查验收施工规范(2)X-MAPJ-S500-0011,绝缘规范(3)GB50234-97,施工规范及工业金属管道的验收基本概要所有要求伴热的管线或其相关的设备和仪器,应有适用的管道和仪表流程图以及管线列表。
本规范适用32℉以及更高时的“低环境设计温度”。
设计蒸汽伴热管道设计时应布置有序,并考虑到热膨胀并且易于通向所有的法兰、阀门、U型弯管、滤水器和仪器。
为对阀门、U型弯管或滤水进行测试或易于拆除,应提供阀门、法兰。
实际操作时,伴热应从管线的最高点开始终止于最低点。
蒸汽供应连接应采取最近的车间蒸汽管集箱到管线的最高点,且需有隔离阀。
当要求两个或更多的蒸汽伴热供应点时,集合管通常用于伴热供应及冷凝水回水。
实际操作时,蒸汽伴热供应集合管应能自排水到主蒸汽管。
然而在操作及停工期间,如果布局允许将冷凝物收集到主蒸汽管,应在集合管的最低点安装排水阀,此时应在集合管为伴热系统最低点的地方安装U型弯管,连续不断地排出冷凝物,从而形成集合管。
蒸汽供应连接以及集合管应位于允许短期运行的伴热管道。
所有集合管的规格为附加伴热器的25%。
从经济角度来说,节约能源应收集蒸汽伴热的冷凝水,并排入同蒸汽伴热有相同压力水平的冷凝水总管。
冷凝水管线及冷凝水收集总管应尺寸应合适,防止收集操作的两相流动产生过多的回压。
所有要求伴热的管线应提供独立的伴热器,或伴热器不得伸至不同体系或系统的其它管线。
除了有调节阀或其它类似连接外,所有伴热器应单独密封。
所有的调节阀、管线阀门、配件、仪表和相关设备等,应同连接的管道一样有蒸汽伴热。
工艺管道伴热设计
工艺管道伴热设计伴热方式及其选用一、伴热类型伴管、夹套管和电热带三种类型。
在加热保护管道的周围,如果有蒸汽管路或者有防火、防爆要求的介质,则应采用伴管或夹套管类型。
如果加热保护系统周围无蒸汽管路,而且介质没有防火、防爆的要求,可用电热带保护。
生产中用得比较多的是蒸汽伴管。
1、装置中的工艺管道常用的伴热介质有下列四种:(1)热水:适用干在操作温度不高或不能采用高温伴热的介质的条件下,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;(3)热载体:一般用于管内介质的操作温度大于150 ℃的夹套的伴热系统。
常用的热载体有重柴油或馏程大于300℃馏分油,联苯-联苯醚或加氢联三苯等;(4)电热:电伴热不但适用于蒸汽伴热的各种情况而且适用于热敏性介质管道,能有效地进行温度控制,防止管道温度过热;适用于分散或远离供汽点的管道或设备以及无规则外型的设备(如泵)的伴热。
2、工艺管道伴热方式有四种:(1) 内伴热管道伴热:伴热管安装在工艺管道(即主管)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;(2) 外伴热管伴热:伴热管安装在工艺管道外部,伴热管放出的热量,一部补充主管(即被伴热管)内介质的热损失,另一部分通过保温层散失到四周大气中。
当伴热所需的传热量较大(主管温度大于150℃)或主管要求有一定的温升时,需要多管伴热,或采用传热系数大的传热胶坭,填充在常规的外伴热管与主管之间,使它们形成一个连续式的热结合,这样的直接传热优于一般靠对流与辐射的传热;(3) 夹套伴热:夹套伴热管即在工艺管道的外面安装一套管,类似管套式换热器进行伴热;(4) 电伴热:电伴热带安装在工艺管道外部,利用电阻体发热来补充工艺管道的散热损失。
二、下列管道应采用伴热1、在环境温度下,需从外部补充管内介质的热损失,以维持输送液体温度的管道。
2、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。
浅谈化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析
浅谈化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析是在化工生产中常见的一项任务。
蒸汽伴热是指通过蒸汽传递热量给管道中的流体,以提供所需的温度或保持流体的温度。
在化工工艺中,常用的蒸汽伴热方式有蒸汽夹套、蒸汽喷嘴和蒸汽空气加热器等。
蒸汽伴热设计需要考虑的是管道的传热性能。
根据传热原理,传热速率与传热面积、传热温差以及传热介质的传热系数有关。
在设计时需要合理确定传热面积和传热温差。
传热面积一般通过增加管道的长度或增加管道的外表面积来实现。
传热温差一般是根据被伴热流体的温度要求和蒸汽的供热能力来确定。
蒸汽伴热设计还需要考虑管道的热损失。
热损失是指在传递热量过程中由于管道周围环境的影响而导致的热量损失。
热损失可以通过选择合适的绝热材料或增加绝热层来减小。
在确定绝热层厚度时,需要考虑管道材料的传热系数、环境温度以及被伴热流体的温度等因素。
蒸汽伴热设计还需要考虑管道的流体力学特性。
在设计时需要合理确定流体的流速、流量和流态,以保证伴热效果的同时不造成管道内的流体堵塞或流速过高而引起的压力损失。
对于需要避免结垢或结冰的流体,还需要增加管道的冲洗装置或采取防结垢措施。
蒸汽伴热设计还需考虑管道的安全性。
在选择管材和管件时应考虑化学性质、耐压能力和耐腐蚀能力,并进行合理的参数设计和计算。
在管道的进出口处应设置安全阀和疏水器等安全装置,以确保系统的安全运行。
蒸汽伴热设计是一个复杂的过程,需要综合考虑传热性能、热损失、流体力学特性和安全性等因素。
只有在合理的设计和分析基础上,才能实现管道的高效蒸汽伴热和安全运行。
化工装置蒸汽伴热系统设计
化工装置蒸汽伴热系统设计【摘要】化工装置有很多管道和设备需要依靠伴热的方法来维持介质的温度,蒸汽外伴热管伴热是广泛采用的一种伴热方式,但是很多化工企业对于蒸汽外伴热管伴热的设计计算没有一个系统的方法,伴热系统的现场施工也很不规范和不标准,笔者通过本文旨在引导大家正确顺利地进行蒸汽外伴热管伴热的设计和施工。
【关键词】化工管道设备蒸汽伴热系统计算设计伴热作为一种有效的管道和设备的保温及防冻措施已广泛应用于化工装置中,其工作原理是利用伴热媒体散发一定的热量,通过直接或间接的热交换补充被伴热管道的热损失,达到升温、保温或防冻的工作要求。
工艺管道的伴热方式有4种:内伴热管伴热、外伴热管伴热、夹套伴热、电伴热。
工艺管道常用的伴热介质为热水、蒸汽、热载体和电热。
由于蒸汽取用方便、冷凝潜热大、温度易于调节、适用范围较广,因此蒸汽外伴热管伴热方式是使用最广泛最普遍的保温方式,一般操作温度在170℃以下的工况温度均可以采用,同时,施工、生产管理及检修都比较方便。
本人结合自身长期的化工行业工作经验以及其他设计工作者的科技成果进行了归纳总结,以期为同行们的工程项目设计提供参考和借鉴。
1 蒸汽伴热系统理论计算蒸汽伴热系统的理论计算,主要是通过对系统中所有管道和设备的总热量损失的核算,来确定所需要的伴热总面积,并最终确定满足伴热温度所需蒸汽伴热管的总长度,同时也计算出伴热系统所需要的蒸汽总量。
1.1 管道和设备总散热量计算1.1.1?单位长度管道和单位面积设备的表面散热量计算分别按下列两条公式分别计算出管道单位长度的散热量和设备(包括阀门)单位面积的散热量。
λ:绝缘材料导热系数(kcal /m·h·℃)D1:保温层内径(m)D2:保温层外径(m)α:绝热层外表面与周边环境的表面散热系数(kca l/m2·h·℃)(室内可取值11.63W/m2·℃)δ:绝缘层厚度(m)T0:需要蒸汽伴热维持的温度(℃),是指金属管道或设备的表面温度。
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蒸汽伴热及夹套管设计要求
目录
1.蒸汽外伴热管 (2)
1.1 伴管数量和管道选择 (2)
1.2 蒸汽伴管允许的最大有效伴热长度 (2)
1.3 蒸汽伴管允许U型弯累积最大上升高度 (2)
1.4 蒸汽耗用量估算 (2)
1.5 配管方式设计 (3)
1.6 伴热管的热补偿 (3)
1.7 其他要求 (3)
2. 蒸汽夹套管(全夹套) (4)
2.1 管道、管件选择 (4)
2.2 夹套管组合尺寸 (5)
2.2 蒸汽用量计算 (5)
2.3 夹套管伴热长度 (5)
2.2 配管方式设计 (6)
2.3 其他要求 (6)
3. 参考资料 (6)
1.蒸汽外伴热管
1.1 伴管数量和管道选择
1.1.1 伴管管道
选用两种:φ10*2紫铜管、DN15碳钢无缝钢管。
配合选择相应材质、大小活接头。
1.1.2 伴管数量及规格
依据现在实际使用情况,各分馏塔底部循环管线采用2*DN15方式;需要伴热的真空管道,直径大于、等于DN300的采用2*DN15方式;其他公称直径大于、等于DN150,采用1*DN15方式;其他采用1*φ10*2紫铜管方式。
SH 3040-2002《石油化工伴管和夹套管设计规范》中“表1 蒸汽伴管管径及根数”
可作为上述中未提及或特殊情况下的伴管数量级直径的参考。
1.2 蒸汽伴管允许的最大有效伴热长度
1.3 蒸汽伴管允许U型弯累积最大上升高度
同一根伴管在敷设时会遇到一处或基础向上弯后又向下的情况,其累积向上的高度和不应超过下表:
1.4 蒸汽耗用量估算
1.5 配管方式设计
配管设计的各方式和蒸汽的集中分配、冷凝液集中回收的方式及相关尺寸参考《SH 3040-2002 石油化工伴管和夹套设计规范》P16~P17;《HG/T 20549.2-1998 化工装置管道布置设计规定》P20~P37
1.6 伴热管的热补偿
1.6.1 当伴热管供汽点至排凝点之间的直线段不超过40m时,可采用中间固定方式,不设补偿
器。
1.6.2 当伴热管供汽点至排凝点之间的直线段超过40m时,除L型自然补偿的管段外,每隔
30-40m设一补偿器。
1.6.3 补偿器可采用U型,Ω型或螺旋缠绕型。
1.6.4 伴管随被伴管转弯做自然补偿时,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。
1.7 其他要求
1.7.1 伴热管必须从主蒸汽管或蒸汽分配管顶部引出,并靠近引出处设切断阀;每根伴热管
宜设疏水阀;
1.7.2 在3m半径范围内如有三个或三个以上供汽点或排凝点时,则应在该处设蒸汽分配管或
冷凝水集合管,并应在分配管或集合管上设置备用接头。
1.7.3 通过疏水阀后不回收的冷凝水,宜集中入一汽水分离器内,将废气高空排放,冷凝水
应引至附近排水沟;
1.7.4 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应伴热。
1.7.5 伴热管可不设低点排液阀。
1.7.6 伴管可用金属扎带或镀锌铁丝扎在被伴管道上,捆扎间距为1-1.5m,有垫层的伴管在
垫层处捆扎。
当伴管被伴管有接触腐蚀时(管道可能遭受水或其它电解液且保温层无法防止水计入时),在接触处应加石棉板隔离垫,一般可使用1mm厚石棉垫片。
1.7.7 成组布置的蒸汽伴热管,其疏水阀后凝结水管应集中接至凝结水集合管,集合管与凝
结水回收总管之间应设置止回阀。
1.7.8 伴管接头尽可能露在外,方便观察和检修。
2. 蒸汽夹套管(全夹套)
2.1 管道、管件选择
2.1.1 内、外管道均选用《搬迁项目管道、管件、紧固件、垫片选用标准》规定管道规格。
2.1.2 夹套法兰选用HG 20592-2009《钢制管法兰》附录B(资料性附录)钢制夹套法兰P102~P106,垫片按内管管径选择。
2.1.3 弯头
内管弯头选用《搬迁项目管道、管件、紧固件、垫片选用标准》规定规格;外管弯头选用GB/T 12459-2005《钢制对焊无缝管件》中规定的短半径弯头、Ⅰ系列(按照Ⅰb系列圆整)。
2.1.4 三通
外管三通按照外管直径选择,优先选择纵切式。
2.2 夹套管组合尺寸
2.2 蒸汽用量计算
需要时可按照《石油化工工艺管道安装设计手册》第一篇设计与计算(第三版)第442页公式13-4-2计算。
2.3 夹套管伴热长度
见下表,受内、外管热膨胀差影响,每根夹套管直管长度不宜超过6m。
超过6m应考
虑是否设计热补偿,参考《SH 3041-2002 石油化工管道柔性设计规范》。
补偿型式可以是自然补偿或“π”型补偿器。
2.2 配管方式设计
配管方式及相关尺寸参考《SH 3040-2002 石油化工伴管和夹套设计规范》P23~P24、P26~P30;
《石油化工工艺管道安装设计手册》第一篇设计与计算(第三版)P443~P445。
注:尽量避免使用官帽式夹套、端板式夹套管的设计方案;尽量避免跨接管使用螺纹连接方式。
2.3 其他要求
2.3.1 在夹套中与内管连接的零件材质应与内管相同,内管管道焊接全部使用氩弧焊。
2.3.2 夹套管水平敷设要求有坡度时,夹管内介质流向应与坡向一致,供汽由套管上部引入,
冷凝水由套管下部排出,供汽管及排凝管分别设切断阀。
2.3.3 法兰式夹套管的内管焊缝宜100%探伤,内、外管应按最高设计压力1.5倍进行试压。
内
管检验合格后方能封闭外管。
2.3.4 每一夹套管伴热系统应独立设置疏水阀。
3. 参考资料
SH 3040-2002 《石油化工伴管和夹套设计规范》
HG/T 20549.2-1998 《化工装置管道布置设计规定》
《石油化工工艺管道安装设计手册》第一篇设计与计算(第三版)。