化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計

崔軻軻（貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽 550000）

化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計

崔軻軻
（貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽 550000）

首先闡述了蒸汽伴熱管道的主要構(gòu)成，再分析了蒸汽伴熱系統(tǒng)的具體設(shè)計要求，最后對伴熱管道材質(zhì)以及規(guī)格的選擇進(jìn)行了研究，為相關(guān)人士提供參考。

化工工藝；蒸汽伴熱管；設(shè)計

1　引言

在化工工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了使得工藝管道的保溫以及防凍處理效果更好，需要在工程建設(shè)過程中建設(shè)配套的伴熱管道。其中，蒸汽伴熱管道就是防凍保溫措施的主要途徑，蒸汽伴管的工作原理是通過直接以及間接的蒸汽循環(huán)使得伴熱管道中損失的熱量進(jìn)行補(bǔ)償。蒸汽工藝管道和其他伴管相較而言，溫度能夠進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，冷凝功能潛熱功能效果也比較顯著，應(yīng)用范圍廣，這就是伴熱管道的突出優(yōu)勢。但是因為此種工藝管道設(shè)計難度較高，因此，設(shè)計質(zhì)量難以控制。為此，本文對蒸汽伴管設(shè)計工作進(jìn)行詳細(xì)探討。

2　蒸汽伴熱管道的組成

在化工生產(chǎn)過程中，由于受到外部環(huán)境的影響，管道內(nèi)會不斷發(fā)生熱損失，為此，需要補(bǔ)充此類損失以保證操作溫度的恒定；對于工藝有特殊要求，介質(zhì)需要升溫的管道；在物料輸送階段，因為熱損失會產(chǎn)生大量凝溶的氣體管道，若不對其進(jìn)行伴熱，則會腐蝕管道或影響正常操作；在操作過程中，由于在壓力突然下降而自冷，可能導(dǎo)致結(jié)冰堵塞或管道劇冷脆裂的管道；在輸送過程中，由于熱損失造成降溫，導(dǎo)致析出結(jié)晶體的管道；在切換操作或間歇停輸期間，管內(nèi)介質(zhì)由于熱損失造成溫度下降，又不能放空或掃線而影響下次輸送的管道；在輸送高粘度介質(zhì)時，由于熱損失導(dǎo)致介質(zhì)溫降后粘度劇增，使系統(tǒng)阻力突增，輸送量下降且其量達(dá)不到工藝允許量一半的管道；在歷年一月份平均溫度的平均值低于0℃地區(qū)，保溫管線掃線后仍有存水無法排凈的局部管段。蒸汽伴熱系統(tǒng)主要包括冷凝水總管、蒸汽導(dǎo)入管、冷凝水排出管、蒸汽分配站、冷凝水回收站、蒸汽伴管以及蒸汽總管。

3　蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計要求

3.1蒸汽分配站管道布置設(shè)計基本要求

第一，分配站的安裝通常都是采用立式安裝或者是臥式安裝方法；第二，分配站接管數(shù)量也是有所要求的，就DN40蒸汽分配站中的接管，其數(shù)量不得超過6；DN50蒸汽分配站的接管口數(shù)量不得超過10。通常會在每個分配站中設(shè)置一個及以上備用口，備用口大多都是采用螺紋管帽進(jìn)行封閉處理的；第三，蒸汽伴管之間的間隔距離控制在1m左右；第四，分配站大多都是設(shè)置在柱子或者墻壁周圍，這樣可以避免材料的浪費，優(yōu)化管道設(shè)置，縮短管道的總長度；第五，蒸汽伴熱供氣管道的切斷閥門一般都是處于出口位置的水平管上；第六，伴熱供氣總管需要從蒸汽主管的頂端引出，但是供氣管則需要從伴熱管的頂端水平方向引出。

3.2冷凝液收集站管道布置設(shè)計要求

冷凝溶收集站接管口的數(shù)量、管道布置設(shè)計、收集站的位置以及冷凝溶罐設(shè)計間距、預(yù)留接頭、回水管等都要在分配站管布置設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行，盡量保持一致。

3.3伴管的設(shè)計要求

伴管蒸汽主要是從蒸汽主管的頂端進(jìn)入，同時需要在引出口的位置設(shè)置切斷閥。每個伴管都需要具備獨立的疏水閥，并且不能和其他伴管合并疏水。已經(jīng)通過的疏水閥需要將無須回收再利用的凝結(jié)水集中統(tǒng)一處理。在系統(tǒng)運行中，蒸汽很容易進(jìn)入凝結(jié)管網(wǎng)，從而使得系統(tǒng)的背壓不斷升高，對凝結(jié)水系統(tǒng)的整體運行質(zhì)量造成影響。所以，為了避免這一問題，需要在疏水閥組的附近設(shè)置旁路閥門。

伴管的蒸汽可以從最高點不斷引出，順著伴熱管從高處向低處鋪設(shè)開來，這樣凝結(jié)水就可以從最低處排出，這就意味著可以減少U型管彎曲點，從而有效避免了溶阻以及氣阻等問題的發(fā)生。如果伴管是水平鋪設(shè)的，則需要將其安裝在所背板管道的下部；若采用垂直方式鋪設(shè)伴管道，那么管道數(shù)量高于2，就需要改為包圍式鋪設(shè)方法。如果主管是進(jìn)行伴熱并且支管不需要進(jìn)行伴熱時，則需要在支管的第一個切斷閥位置開展伴熱設(shè)計。伴熱管道可以通過焊接、活接頭或者法蘭進(jìn)行連接，若伴管的內(nèi)徑是10mm、12mm，材質(zhì)為不銹鋼和紫銅，則使用卡套式接頭方式。

3.4伴管長度設(shè)計要求

伴管長度設(shè)計過程中，需要對最大允許長度以及伴熱管的直徑等數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，在設(shè)計時需要盡量縮短伴管的起點與伴熱分配站之間的距離，伴熱供氣管道的長度也不得超過15m，伴管的終點也要盡量設(shè)置在收集站周邊，供氣段長度以及回凝長度也要控制在30m。若處于一個伴熱系統(tǒng)中伴管長度相差不大，那么伴管長度最小也要超過伴管最長長度的70%。

4　伴熱管材及其規(guī)格的選擇

在蒸汽伴管設(shè)計階段，需要對管道材料以及規(guī)格進(jìn)行合理選擇，化工生產(chǎn)中應(yīng)用的蒸汽伴管材料主要分為三種，即不銹鋼、紫銅管和碳鋼管等。一般情況下不銹鋼和紫銅管是最為重要的材料類型，其施工操作難度較低。例如，系統(tǒng)中有諸多結(jié)構(gòu)和形狀，尤其是閥門、儀表過濾器等，因此，會對管材的規(guī)格以及材質(zhì)進(jìn)行科學(xué)劃分。例如，如果不銹鋼的規(guī)格為12*1.2、15*1.2；入股材料為紫銅管，其規(guī)格有8*1.0、10*1.0兩類；碳鋼管規(guī)格主要為DN15、DN20、DN25三種，在設(shè)計伴管時，需要保證其材料和主管相同，較為常見的連接方式為焊接或者是卡套連接方法。

5　結(jié)束語

隨著化工工業(yè)的快速發(fā)展，化工生產(chǎn)系統(tǒng)中的蒸汽伴熱系統(tǒng)的重要性日益突出，其對于工業(yè)生產(chǎn)的安全性有著積極影響。本文對化工工藝生產(chǎn)過程中應(yīng)用的蒸汽伴管的設(shè)計要求進(jìn)行分析，如設(shè)計以及安裝過程中伴管直徑和數(shù)量等多個方面進(jìn)行闡述，望能夠?qū)︻愃乒こ探ㄔO(shè)提供參考依據(jù)。相關(guān)專家學(xué)者也要加強(qiáng)研究力度，使得蒸汽伴管設(shè)計技術(shù)更加完善。

[1] 張發(fā)有.工藝裝置蒸汽伴熱管的設(shè)計與計算[J].石油化工設(shè)計，2010，27（3）：42-45.

[2] 周龍，文黨偉，常潔.石油化工裝置蒸汽伴熱管的設(shè)計[J].化學(xué)工程與裝備，2012，（6）：55-57.

Chemical Process Piping with Steam Pipe Design

Cui Ke-ke

The first expounds the constitution of steam heating pipeline and then the specific design requirements of steam heating system are analyzed，finally the selection of heat tracing pipe material and specifications are studied，providing reference for relevant personage.

chemical process；steam tracing tube；design

TQ051

A

1003-6490（2016）03-0082-02

2016-02-10

崔軻軻（1989—），男，貴州貴陽人，助理工程師，主要從事化工設(shè)計工作。