夾套伴熱管道在PDMS中的設計

高珊（中國天辰工程有限公司管道工程部）

夾套伴熱管道在PDMS中的設計

高珊（中國天辰工程有限公司管道工程部）

夾套伴熱管在化工裝置的管道系統(tǒng)中占有重要的位置，可以輸送對加熱溫度具有較嚴格要求的介質，其質量可能直接影響整個裝置的運行。本文主要闡述了夾套管的類型及基本結構，簡單介紹了其三維模型的設計步驟（以PDMS為例）以及配管中應當注意的問題。

夾套管；伴熱管；配管設計；PDMS

1 夾套管的類型及基本結構

顧名思義，夾套管是一種具有雙層套管結構的特殊管道，包括外管和內管。內管輸送工藝介質，外管用于輸送起保溫或加熱作用的介質來補充內管在輸送或停輸期間的熱量損失，靠對流傳熱方式完成熱交換，使工藝物料維持恒定的溫度。夾套管按照熱源介質來分，可以分為蒸汽夾套、熱水夾套兩種；按照外觀來分，可以分為內管焊縫隱蔽型（全夾套）和內管焊縫外露型（半夾套）。

2 夾套管及伴熱管三維設計步驟

概括來說，夾套管通常需要合理布置夾套管的熱源及介質進出口，且使夾套內熱源介質可以自動排凈。若采用蒸汽應由套管上部引入，凝結水由套管下部排出，供氣管、凝結水管應分別設切斷閥；若采用熱水為伴熱介質，熱水應由套管下部引出，上部引出，供水和回水管亦應分別設切斷閥。

在福建天辰耀隆新材料有限公司20萬噸/年己內酰胺工程項目中，液相重排、己內酰胺聚合切片等工段，環(huán)己酮肟和己內酰胺兩大物料的凝固點分別為69℃和89℃，采用了大量“內管焊縫隱蔽型”夾套管，以熱水或聯(lián)苯液導熱油進行伴熱?，F(xiàn)就管道專業(yè)進行夾套管道三維模型的設計思路和步驟加以總結。

（1）確定三維模型中需要伴熱的管線及其位置 當PDMS三維模型中工藝物料管道已基本完成后，就可以開始夾套伴熱管道的設計了。按照工藝專業(yè)提供的P&ID和管線一覽表，確定三維模型中需要伴熱的夾套管線及其位置。

（2）將需要伴熱的夾套管道進行分段 每段夾套管的套管長度取決于管道布置，并受內管與外管內的伴熱介質之間溫度差的限制。一般情況下，每節(jié)夾套管的長度不宜超過6米，管廊上的可按9米計算，即每6米或9米段加一對法蘭。若可以利用閥門、流量計等處法蘭作為起始點自然分段為更佳。據(jù)此將需要伴熱的夾套管線分為若干段，每段之間的伴熱管道采用跨接管進行串接，跨接管宜采用法蘭連接，方便拆卸。

（3）根據(jù)所需伴熱管道的大小和數(shù)量確定分配盤的大小和數(shù)量，繪制伴熱系統(tǒng)圖 一根伴熱管的最大有效加熱長度為40米。這里的總長度包括分配盤至夾套管的熱水進口的引入管長度，夾套管長度，和夾套管的熱水出口至收集盤引出管的長度的總和。通過一個閥或每一個跨接管，其壓力降可按3m直管考慮，總管轉彎處按1m壓力降考慮。據(jù)此來判斷每根夾套管需要多少根伴熱管線，即當伴熱管總長度超過40米時，就需要從分配盤引一根新的伴熱管為后續(xù)管道伴熱。

熱水分配盤的引入管和分配管的公稱直徑可根據(jù)伴熱管數(shù)量和公稱直徑，按如下公式計算得出S值后，再查表得出：

S=A+2B+3C

式中：A：DN15、DN12、DN10伴管根數(shù)； B：DN20伴管根數(shù)；C：DN25伴管根數(shù)。

S 熱水分配盤/熱水回收盤分配管引入管4～8 DN50 DN40 9～12 DN80 DN50

需要注意的是，熱水分配盤和回收盤應留一至兩個備用接頭，S值應包括備用接頭的管徑和數(shù)量。當S值超過12時，宜設立兩個或兩個以上分配盤。

初步確定好伴管與被伴管的聯(lián)系后，就可以繪制伴熱系統(tǒng)圖。

而后，根據(jù)個人習慣，可以在每根夾套管的伴熱介質進出口處按照伴熱管徑大小，在PDMS模型中上出夾套管外管用管接臺，相當于給每段伴熱管進出口位置做標記，以免伴熱管道太多而混亂。若為熱水伴熱，則一般每段夾套管的較低點為進水點，較高點為回水點。若采用蒸汽伴熱，則每段夾套管的較高點為進汽點，較低點為冷凝水出水處。

（4）在需要伴熱管道較集中的附近位置設置分配盤 一般靠柱子為宜，以方便做支撐。分配盤和回收盤可水平安裝和垂直安裝。需要注意的是，同一分配盤到收集盤的熱水伴管的當量長度宜大致相等，否則可能造成熱水量分配不均勻，造成伴管短路。

（5）將伴熱管從分配盤引到被伴熱管線的外管用管接臺處，回收管線從管接臺處引至回收盤。伴熱管線盡可能成排布置，滿足美觀且方便統(tǒng)一做支撐的要求。單根伴熱管線可延被伴熱主管與主管保溫在一起。

3 結語

綜上所述，通過對夾套管伴熱設計的工作總結，希望能夠對今后設計的同類管道起到幫助作用，供初學者參考。同時，管道設計是一項精細、繁瑣、復雜的過程，既要滿足工藝、生產(chǎn)、操作、檢修要求，又要經(jīng)濟合理、安全可靠，所以就要求設計人員在整個設計過程中把握每一處細節(jié)，總結經(jīng)驗，不斷優(yōu)化，提高設計水平，體現(xiàn)天辰作為國際工程公司的實力。

［1］石油化工管道伴管和夾套管設計規(guī)范SH/T3040-2002［S］.

［2］石油化工夾套管施工及驗收規(guī)范SH/T3546-2011［S］.

［3］工業(yè)金屬管道設計規(guī)范（2008年版）［S］.GB 50316-2000（2008）.

［4］化工裝置管道布置設計規(guī)定——技術規(guī)定［S］.》HG/T 20549.5-199.