化工管道伴热设计规定
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化工装置工艺管道加伴热标准《化工装置工艺管道加伴热标准》1. 引言在化工行业中,工艺管道加伴热是一项非常重要的工作。
它不仅可以确保管道内介质的流动性和稳定性,还可以提高生产效率,降低能源消耗。
而为了确保工艺管道加伴热的标准化、规范化进行,制定了一系列的标准,本文将对化工装置工艺管道加伴热标准进行深入探讨。
2. 化工装置工艺管道加伴热标准的重要性工艺管道加伴热是化工装置中非常重要的一环,它直接关系到工艺管道内介质的温度控制、流动性和稳定性。
一旦加热不足或过度加热都会对生产造成不利影响。
制定化工装置工艺管道加伴热标准,对于确保生产的安全、稳定具有重要的意义。
3. 化工装置工艺管道加伴热标准的主要内容化工装置工艺管道加伴热标准主要包括管道加热设计、加热温度控制、材料选用、安全防护等内容。
其中,管道加热设计是非常关键的一环,它需要考虑到介质的特性、管道的材质和环境温度等因素,并且要符合相关的安全标准。
加热温度的控制也是非常重要的,过高或者过低的温度都会对生产造成影响。
标准还规定了对加热温度的监测和控制要求。
4. 化工装置工艺管道加伴热标准的执行情况及存在的问题在实际生产中,一些化工企业在执行工艺管道加伴热标准方面还存在一些问题。
首先是对标准的认识不足,一些操作人员对于标准的要求并不清楚,导致在实际操作中出现偏差。
其次是在设备选型和安装上存在一定的问题,一些企业在设备选型上存在盲目跟风的情况,而在安装上存在一定的瑕疵。
最后是对于加热温度的控制不够精准,一些企业在加热温度的控制上还存在一定的欠缺。
5. 个人观点和理解在我看来,化工装置工艺管道加伴热标准的制定和执行是非常重要的。
只有通过严格的标准要求来确保工艺管道加热的质量和安全,才能够更好地保障生产的正常进行。
我们也应该关注标准执行中存在的问题,并采取相应的措施来加以改进,以期达到更好的生产效果。
6. 结论化工装置工艺管道加伴热标准对于化工行业的生产具有非常重要的意义。
化工管道伴热设计规定化工管道是工业领域中极为重要的一种运输系统,其涉及到了各种化工原料及其危险性质。
因此,化工管道的伴热设计规定是相当重要的一个环节。
一旦设计规定出现错误,就有可能会对环境和人身安全带来严重危害。
本文将从以下几个方面来探究化工管道伴热设计规定的相关内容。
一、什么是化工管道伴热化工管道伴热是为了在管道使用过程中,保持管道中介质的温度以及避免结冰或结霜的情况,专门对管道进行加热的一种设计规定。
主要是为了应对工业生产中管道经常遇到的低温低能量状态,比如输送稠度高、密度大、易结晶的石化原材料,或是输送起始点与目的地距离较远,环境温度低等因素。
二、为什么要伴热化工管道由于其性质,输送的物质经过一定距离的运输后,往往会变得更加粘稠、凝固、结晶,甚至产生积瘤等问题。
这些情况都很容易导致管道堵塞、爆破等严重事故的发生。
而加热管道就可以避免这些问题的产生。
同时,加热可以使得介质的温度得到恢复,使得化工生产过程更加稳定、可靠。
三、化工管道伴热设计的规定化工管道伴热设计的规定主要包括以下几个方面:1.管道的选型管道的选用必须考虑到输送的流体性质、管道的工作状态及温度等因素。
对于耐高温、耐腐蚀性较好的材料,其管道的伴热机制也比较容易实现。
而一些易燃易爆、易挥发等物质,则需要更加严格的管道选择,以免对使用者造成不良影响。
2.伴热方式的选定伴热方式的选用与温度调节有着直接关系。
化工管道的伴热方式包括电伴热、蒸汽伴热、热水伴热等多种方式。
选择不同的伴热方式取决于介质传热速率、管道结构和寿命、伴热控制的自动化程度等多种因素。
3.伴热管道的管径及密度管道的管径与伴热密度直接影响着管道的工作效率和伴热控制的难易程度。
通过合理的管道设计以及合适的伴热密度控制,可以使伴热管路的效率更高,系统仍能够保持原有的工作水平。
4.热突寿命的预计化工管道的伴热装置使用寿命与装置加热度(热功率),使用频率,管径和管路材质等因素都有关。
化工管道伴热设计规定为了确保化工管道在低温环境中能够正常运行,需要通过伴热技术来防止管道内的介质结冰或凝固。
伴热设计规定是指根据管道的特点和工况要求,确定合适的伴热材料、安装方式和控制系统等,以保证管道的安全和稳定运行。
首先,在进行伴热设计前,需要对管道系统进行综合分析,包括管道的材质、直径、长度、环境温度、介质温度、流量和压力等参数,以了解管道系统的工作条件。
同时,还需要了解管道周围环境的特点,例如室外气温变化、风速和湿度等因素。
其次,在选择伴热材料时,需要考虑介质的特性和工作温度范围。
常用的伴热材料有电热带、矿物棉、硅胶管和玻纤带等。
电热带是一种通过电阻发热的材料,可以根据管道的长度和温度要求进行剪裁和连接。
矿物棉和硅胶管是一种具有良好保温性能的材料,可以直接套在管道上进行保温。
玻纤带则是一种耐高温、抗腐蚀的材料,适用于高温环境下的伴热保温。
然后,在进行伴热安装时,需要考虑管道的布局和细节处理。
伴热电缆应均匀地布置在管道上,并保证与管道的贴合度。
接头处需要采用合适的接头盒和连接器,以确保电缆的安全质量。
伴热保温材料要覆盖整个管道,并保证无缝隙和破损。
在伴热系统中,还需要安装温度传感器和控制器,以监控和控制伴热系统的温度和功率。
最后,在伴热设计中,还需要考虑管道系统的保温和通风问题。
保温层的厚度和材质应根据工作温度和保温要求进行选择,以减少热量的散失。
通风系统可以通过通风孔和通风管道等方式来实现,以防止管道系统内的湿气和有害气体的积聚。
总之,化工管道的伴热设计是确保管道安全运行的重要环节。
通过合适的伴热材料、安装方式和控制系统的选择,可以有效地预防管道结冰或凝固等问题,并保证管道的安全和稳定运行。
在伴热设计过程中,需要全面考虑管道的工况要求和环境条件,以确保伴热系统的可靠性和经济性。
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方便,除某些特殊的热载体外,都是由企业的公用项目系统供给。
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。
因为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。
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用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一种伴热介质,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、低压两个系统,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,一般用于管内介质的操作温度大于150℃的夹套伴热系统。
4.电热电热是一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,可以节省15~25%的蒸汽耗量;<2)内伴热管的外侧传热系数h i,与主管内介质的流速、粘度有关;<3)因为它安装在工艺管道内部,所以伴热管的管壁加厚。
(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。
管道伴热规定1 总则1.1 目的为统一中国海洋总公司惠州炼油项目管道伴热设计,特编制本规定。
1.2 范围1.2.1 本规定规定了石油化工工艺管道蒸汽外伴热管设计及安装要求。
1.2.2 本规定适用于中国海洋总公司惠州炼油项目中工艺管道蒸汽外伴热管、夹套管、电伴热的设计。
设备和仪表的伴管设计、其他伴热介质的伴管设计也可参照执行。
1.3 规范性文件本规定适用于工艺装置配管专业的设计,包括装置(单元)布置、管道布置、管道材料和管道应力等方面内容,不适用于给排水专业埋地管道的设计。
本规定适用于中国海洋总公司惠州炼油项目中各阶段的配管设计。
10000-SP-STPE-0101 工艺系统一般规定GB50235-1997 工业金属管道工程施工及验收规范SH/T3040-2002 石油化工管道伴管和夹套管设计规范SH/T3041-2002 石油化工管道柔性设计规范SH3501-2002(2004)石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范(附加一号补充)2 设计2.1 技术要求2.1.1 本规定应作为伴热系统绘制图纸和确定形式的基准。
2.1.2 伴热设计的基本原则应符合10000-SP-STPE-0101的相关规定。
2.1.3 需要考虑伴热的管道参见10000-SP-SIPE-0101的相关规定。
2.1.4 工艺及公用工程管道等需要伴热的管道应在P&ID及管道说明表上标明。
2.1.5 伴热分配站及回收站的压力等级应在引入管和返回管所连接的主管压力等级一致。
2.2 伴热介质伴热介质可以是蒸汽或热水、和电伴热,伴热介质的选择应符合10000-SP-STPE-0101的相关规定。
2.3 伴热方式伴热方式可以是蒸汽外伴热管、夹套管、电伴热,伴热方式的选择应符合10000-SP-STPE-0101的相关规定。
3 外伴热管3.1 用于蒸汽伴热的蒸汽应根据厂内条件而定。
蒸汽温度应为蒸汽的饱和温度。
3.2 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。
化工工艺管道的伴热摘要化工生产中,设备和管道的散热是供热系统中热量损失的重要组成部分。
绝热一词,就是对保温跟保冷两个词的一个统称,然而在实际的生产过程当中,人们为了防止相关的设备以及工艺管道可能会向周围的环境当中中释放或者吸收热量,于此同时,在冬季较寒冷的地区,为了防止管道和设备内的介质由于外界的低温环境而造成物理变化,因此绝热工程已经成为当前现代化工装置中不可缺少的一部分。
关键词:化工,管道,设备,伴热第1章工艺管道的伴热系统1.1工艺管道伴热的主要方式(1)内伴热管道伴热:载体伴热管道是被安装在工艺管道内部的,因此其热量可以全部释放于主管道内部。
(2)外伴热管道伴热:载体伴热管道是被安装在工艺管道外部的,因此其热量一部分可以释放到主管道内部,其余部分可以通过保温层释放到了周围的环境中。
如果伴热系统需要的传热量比较大,或者是工艺主管道对温度要求要有一定的温升值时,则需要多条管道共同来伴热,或者是采用传热系数更大的传热胶泥,填充在外伴热管与主管之间。
(3)夹套管道伴热:载体夹套伴热管,就是在工艺管道的外面再安装一套管道,就相当于内管和外管,内外管之间就形成一个换热空间,最终达到工艺要求的伴热效果。
(4)电伴热:电伴热带被缠绕在需要加热的工艺管道外部,其利用电阻体的发热用来补充工艺管道的热量损失。
1.2自调控伴热系统1.2.1 自调控伴热技术自调控伴热技术是新型的一种伴热方式,早在上世纪六十年代,日本就通过直接通电法来加热沥青管道,以达到提高它的流动性的目的。
这种新型的技术,操作起来不仅方便简单,而且运行维护的费用也相对比较低,不仅如此,它的操控性能也比较好,能在短时间内就将要求的伴热温度调整到温度参数范围内。
1.2.2自调控伴热原理自调控伴热的主要原理,是将电缆线和所需要伴热的管道捆绑在一起来达到伴热的目的,通常情况下自调控伴热电缆线是由两根平行的镀锌或者镀银的铜制电缆线构成,其外部是一层高分子半导体材料,最外层是由一种具有阻燃绝燃的护套构成的。
石化工艺管道的伴热设计石油化工作为支持社会现代化发展的关键基础在此情况下要引起足够的重视,特别是对于工艺管道部分建设情况。
工艺设备及所用管道中所产生的部分伴热问题在石油化工中一直受到较多关注,同时伴热技术也在不断的发展,在解决保温、防冻等相关需求的同时也满足了热的供应。
就管线的设计来说,管线的伴热式设计是管线的一种特有的设计方法,它的应用离不开绝缘体的应用。
通过对管线的伴热系统的研究,可以使管线的伴热系统达到自动化,从而使管线的伴热系统达到技术要求。
伴随供热系统是石化管线的一种间接供热方法,与其他供热方法有明显的不同。
多因素管线的伴热设计大多是为了充分地将热能作为伴热源来使用,并能够更好地确保管线的安全性。
目前的管内伴热式按照伴热媒质的差异,应该分为两种形式的伴热式:电力伴热式和水蒸气伴热式。
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。
这种传统的伴热方式伴热所需维持的温度无法控制;耗热量大安装和维修的工作量大生产管理不方便。
采用电伴热可以有效利用能量有效控制温度。
电伴热方式有感应加热法、直接通电法、电阻加热法等。
化工工艺管道电伴热设计时,一般都是以通电,电阻和感应加热为伴热保温设计。
本实用新型通过电伴热的方式进行设计,结构的设计简单方便,安全系数较高,对日常的维修也没有过多的要求。
此外,近年来随着人们对于电伴热的不断研究,电伴热技术不断发展起来,在能耗逐渐下降的情况下,能源利用率得到有效提升。
是否能有效节省能源一般需要注意电伴热伴热容量的提升,其原则是:因伴热容量较大,设备运行成本随之升高,所以相关工作人员在设计时要借助计算机来计算热容量启动工况,并加以分析与设计,从而实现整体运行能量节省;因伴热容量低会使管道利用率降低,所以在设计中应重视伴热容量过低造成热能浪费。
石油化工装置中工艺管道的伴热设计分析摘要:部分工艺对温度有相关方面的需求,因此便需要用到伴热保温来输送介质,伴热方法通常采用电伴随加热法以及蒸汽管伴随加热法,而管道集肤效应伴热技术是我们在本文中介绍的重点,它属于电伴随加热法,本文着重对化工工艺管道的伴热设计进行详细研究。
关键词:工艺管道;化工;伴热;设计前言根据输送载体的特征,管道分为绝热、非绝热以及保温伴热型管道。
绝热管道通常输送如液氯、蒸汽、热水等具有一定温度要求的物质;保温伴热管道通常输送绝热不能满足工艺物料的绝热保温要求的物质,比如原油;而非保温管道通常输送对温度要求不高的物质,比如汽油。
尽量减少物质温度变化并有效的节约能源,同时还要保障人员的人身安全是绝热的主要功能。
保证温度与工艺加工条件相符,对加工力应维持并尽量发挥能起到积极的作用。
1常见的伴热方式的选用蒸汽伴热的情况(1)装置及管道介质粘度高、凝固点大,工艺介质温度在100℃以上、150℃以下;设备及管道区域防爆性能好;介质耐腐蚀、热敏感能力强。
(2)电伴热选择:在保温过程中介质温度保持在30~120℃之间,防火防爆要求较低,远离蒸汽源设备、机泵、管道。
(3)热水伴热条件:要求保温介质温度小于90℃,介质应受热均匀,不宜在电伴热等加热条件下使用;(4)导热油伴热条件:介质温度为140~355℃的濒燃状态,其他伴热介质无法达到伴热要求。
2化工工艺管道的伴热设计要求2.1蒸汽伴管的设计要求伴热管道的半径介于8到40毫米之间,但是需要注意的是在现实条件下,为降低管壁损失,有效节约原材料,常选用半径10~15 mm的管道。
一般采用0.5~1.2 MPa的蒸汽作为加热介质。
随着热管压力的变化,应根据输送凝固点的变化逐步完善相应措施。
2.2伴管热补偿的设计要求(1)螺旋缠绕型、Ω型或u型补偿器每20~30米均匀铺设在伴管直管段;(2)当伴管转弯为伴管进行自然补偿时,为了保证伴管的保温结构良好,应特别注意伴管固定点的位置;(3)使用不锈钢伴管时,将50毫米宽、1毫米厚的隔离垫放置在伴管和用扎带捆扎固定的伴管之间。
化工管道伴热设计规定首先,伴热设计规定要考虑管道的工作温度和周围环境温度。
工作温度是指管道内流体的温度,而周围环境温度是指管道所处环境的温度。
在伴热设计中,要保证管道内流体在工作温度下保持稳定,不出现结冰或结晶现象,同时还要考虑到周围环境温度对管道的影响,避免管道受到冷凝、冻结等不良影响。
其次,伴热设计规定还要考虑管道的保温材料选择和保温层厚度。
保温材料通常采用耐高温、导热系数低的材料,如玻璃棉、矿物棉等。
保温层的厚度要根据管道的工作温度和环境温度来确定,以确保管道在运行中不会出现温度过高或过低的情况,同时还要考虑到保温层的成本和施工难度。
此外,伴热设计规定还要考虑管道的伴热设备配置和布置。
伴热设备通常包括伴热电缆、加热带等,这些设备的配置要根据管道的长度、直径、工作温度等因素来确定,以确保管道的伴热效果良好。
在设备的布置上,要保证伴热设备均匀地分布在管道上,并且要注意避免管道与其他设备、管线等产生干扰。
最后,伴热设计规定还要考虑管道的监测和维护。
对于伴热管道,应该安装相应的监测设备,如温度传感器、防冻传感器等,以实时监测管道的温度和热损失情况。
同时,还要定期对管道进行维护,包括清洁保养、绝缘层修复等,以确保管道的正常运行和使用寿命。
综上所述,化工管道伴热设计规定是保证管道正常运行和延长使用寿命的重要保证。
伴热设计规定需要考虑工作温度、环境温度、保温材料选择和厚度、伴热设备配置和布置等因素,同时还要注意管道的监测和维护。
只有严格按照伴热设计规定进行设计和施工,才能确保化工管道的正常运行和安全使用。
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。
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用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.蒸汽蒸汽是国外石油化工企业中广泛采用的一种伴热介质,取用方便,冷凝潜热大,温度易于调节,使用围广。
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,一般用于管介质的操作温度大于150℃的夹套伴热系统。
4.电热电热是一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1.伴热管伴热伴热管安装在工艺管道(以下也称主管)部,伴热介质释放出来的热量。
全部用于补充主管介质的热损失。
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,可以节省15~25%的蒸汽耗量;(2)伴热管的外侧传热系数h,与主管介质的流速、粘度有关;i(3)由于它安装在工艺管道部,所以伴热管的管壁加厚。
无缝钢管的自然长度一般为8~13米,伴热管的焊缝又不允许留在工艺管道部,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,否则将引起伴热管胀裂事故,既影响产品质量,又要停产检修。
(5)这种结构型式不能用于输送有腐蚀性及热敏性介质的管道。
一般很少用于石化企业工艺管道。
2.外伴热管伴热外伴热管是目前国外石化企业普遍采用的一种伴热方式,其伴热介质一般有蒸汽和热水两种。
伴热管放出的热量,一部分补充主管(或称被伴管)介质的热损失,另一部分通过保温层散失到四周大气中。
在硬质圆形保温预制管壳中,主管与伴热管之间有一最大的保温空间,也就是伴热管放出的热量,几乎全部代替主管的热损失,因而这种型式的伴热保温结构,热源的耗量是最省的。
当伴热所需的传热量较大(主管输送温度大于150℃)或主管要求有一定的温升时,常规伴热设计将难以满足工艺要求,需要多管(伴热管根数超过3根)伴热。
在这种情况下,应采用传热系数大的伴热胶泥,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体(如图1-1所示),这样的直接传热优于一般靠对流与辐射的传热。
因此,一根带传热胶泥的外伴热管相当于用3根同直径的常规伴热管的作用。
其结构如图1-1所示。
实践证明带传热胶泥的外伴热管可以代替投资昂贵的夹套管及多根伴热管。
它能提供与夹套管一样的传热效果。
如图1-2所示。
综上所述,外伴热管在石化企业中能广泛的应用,其主要原因有以下几点:(1)适应围广,一般操作温度在170℃以下的工艺管道都可以采用。
输送有腐蚀性或热敏性介质的管道,不能用伴热及夹套伴热,但对于常规的外伴热管,只要在主管与伴热管之间用石棉板隔热后,仍可采用。
(2)施工、生产管理及检修都比较方便。
伴热管损坏后,可以及时修理、既不影响生产,又不会出现质量事故。
(3)带传热胶泥的外伴热管,它的传热率非常接近于夹套管。
同时传热胶泥能对任何部分维持均匀的温度。
(4)传热胶泥使用寿命长,具有优良的抗震能力。
在加热与冷却交替循环的操作条件下,不会发生破裂、剥落及损坏现象。
传热胶泥也可用于电伴热系统。
3.夹套伴热夹套伴热管即在工艺管线的外面安装一套管,类似套管式换热器进行换热。
在理论上只要伴热介质温度与管介质的温度相同,或略高一些,就能维持管介质的温度,这时蒸汽消耗量只要满足本身的热损失,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:(1)管帽式夹套管管帽式夹套管要求管焊缝全部在夹套外侧。
这种结构又称管焊缝外露型,如图1-3所示。
(2)法兰式夹套管法兰式夹套管的管焊缝全部在夹套部,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。
这种类型又称管焊缝隐蔽型。
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,需采用这种伴热方式。
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。
这种传统的伴热方式,伴热所需维持的温度无法控制;耗热量大,安装和维修的工作量大,生产管理不方便。
采用电伴热可以有效利用能量,有效控制温度。
电伴热方式有感应加热法、直接通电法、电阻加热法等。
在实践过程中,蒸汽外伴热管伴热是一种使用最多的伴热方式,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,一般情况下仅考虑补充管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,不考虑管介质的升温。
(2)对于工艺有特殊要求,介质需要升温的管道,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,管介质由于热损失造成温度下降,又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平均值低于0℃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)管介质温度在95℃以下的管道,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)管介质温度在95~150℃之间的管道,应选用0.7~0.9Mpa 的蒸汽伴热。
(3)输送温度在150℃以上的管道,当0.9Mpa蒸汽还不能满足工艺要求时,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50℃。
3.伴热方式的选用(1)输送介质的凝固点低于50℃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150mm时,也可选用伴热管伴热。
(2)输送介质的凝固点从50~100℃的管道,或经常处于重力自流,或停滞状态的易凝介质的管道,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。
(3)输送介质的凝固点高于100℃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。
(4)输送腐蚀性介质或热敏性介质的管道,严禁使用伴热管、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。
(5)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。
(6)工艺管道要求在输送过程中有一定温升时,可选用带传热胶泥的外伴热管或夹套管伴热。
(7)对于在100℃左右或大于100℃时,管介质易于分解、聚合或产生其它物性改变的物料,应采用热水外伴热管伴热,热水温度可根据工艺操作条件确定。
(8)输送有毒介质的管道当采用夹套管伴热时,应采用管帽式夹套管。
第二章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)相当于一圆管壳,在保温层壁与工艺管道(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 ii o i o a D D D D In t t K q ααλπ221)(21++-= (2-1) 则外伴热管所需要的伴热径)()1121()(412t t D D D D In t t K d st i ii o i o a -++-=αααλπ (2-2) 伴热管的根数202d d n (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2-2~3所示),亦称异形保温壳。
这时管壳出现一个散热角α,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。
另一个加热角β ,由它传热于主管介质的热损失。
值得注意的问题是:在施工过程中异形保温结构下部加热空间不得用保温材料或勾缝用料加以堵塞或填充(采用传热胶泥例外)。
否则所有的加热角绝大部分要转变为散热角,大大降低伴热效果。
如果要用某种软质保温材料,一定要在主管与伴热管的外围包覆一层铁丝网,以保证它的加热空间。
这种结构形式的伴热管计算公式较圆形结构复杂。
本手册仅列出异形保温结构的保温厚度与伴热管直径的关系,不作详细推导。
异形保温结构伴热管外径与保温厚度的关系式:()()()⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=o a k a k st o i o D t t t t t t d K D D Ini αβααλ13603602 (2-4) (3) 式2-1~4中符号意义及有关参数取值 式中 D o -保温层外径,m;D i -保温层径,m; d -伴热管计算 径,m; d o -伴热管公称直径,m ;K -热损失附加系数;一般取1.15~1.25; n -伴热管根数,根;q 1-带外伴管的管道损失,w/m; α-散热角,度; β-加热角,度;t-主管介质温度,℃;t st-饱和蒸汽温度,℃;t k-加热空间温度,℃;在异性保温结构中,t k>t,一般高于t约10~40℃。
主管介质的操作温度越高,则t k-t的差值越小。
t a-环境温度,℃;取历年一月份月平均温度的平均值α-保温层外表面向大气的放热系数;α=1.163(10+6V),W/m2••K;wV-风速,m/s,取历年年平均风速的平均值wa i-保温层加热空间空气保温层的放热系数一般取αi=13.95,W/m2••K;a t-伴热管向保温层加热空间的放热系数W/m2•••••••K;在不同蒸汽压力下的a t值见表2-1。