化工裝置中工藝管道的伴熱設(shè)計問題分析

常婉亭 井蒙蒙 郜柳青 仵淑瀅

摘要：對于我國整體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說，化工企業(yè)是至關(guān)重要的組成部分，在化工裝置中工藝管道的伴熱設(shè)計是其較為重要的模塊之一，有必要展開詳細(xì)分析。本文簡略闡述了其技術(shù)原理以及選擇標(biāo)準(zhǔn)，并對其實(shí)際的介質(zhì)選擇和設(shè)計過程中的注意事項(xiàng)展開了深入分析，旨在優(yōu)化化工裝置中工藝管道的伴熱設(shè)計。

關(guān)鍵詞：化工裝置;工藝管道;伴熱設(shè)計

引言：近些年來，我國大力主張在化學(xué)生產(chǎn)過程中提高對于資源的利用效率，但是盡管從目前來看，我國工藝管道在設(shè)計與使用方面相比從前已經(jīng)有了較強(qiáng)的進(jìn)步，但實(shí)際上仍存在諸多不足之處制約著資源利用率的提升，所以有必要對伴熱問題展開深入分析。

1 化工裝置中工藝管道的伴熱設(shè)計

1.1技術(shù)分析

管道伴熱設(shè)計本身是一種新型的保溫防凍技術(shù)，從目前來看，其已經(jīng)在當(dāng)下各個領(lǐng)域的生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。從其實(shí)際的伴熱方式出發(fā)能夠?qū)⑵浞譃閮纱箢?，其一是夾套伴熱以及伴管伴熱的傳統(tǒng)伴熱，其二便是自動調(diào)控電伴熱。電伴熱在實(shí)際工作中，因?yàn)槠渲茉獾臏囟葧E然下降，所以會出現(xiàn)分子收縮的問題，而在碳顆粒經(jīng)過電流流動的過程中，便會使得伴熱線出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，若是溫度持續(xù)升高，便會使得電塑料中的分子快速膨脹，并產(chǎn)生電阻升高、電路中斷等問題，進(jìn)而出現(xiàn)相應(yīng)的閉合電路，提升伴熱線發(fā)熱功率。

1.2伴管以及夾套伴熱工藝管的選擇標(biāo)準(zhǔn)

近些年來我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展已經(jīng)邁入全新的階段，以往我國所使用的傳統(tǒng)蒸汽伴熱技術(shù)在當(dāng)下已經(jīng)逐漸被新型的技術(shù)所取代。從目前來看，我國正在深入研究電伴熱技術(shù)，也已經(jīng)得到了較為豐碩的成果，筆者主要從以下幾方面內(nèi)容入手對伴管以及夾套伴熱工藝管的選擇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。其一，可以針對管內(nèi)部介質(zhì)熱量損失進(jìn)行補(bǔ)給，以此保障相應(yīng)的輸送溫度能夠同管道的實(shí)際需求相符合。其二，在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，熱氣的損耗會使其出現(xiàn)凝液現(xiàn)象，這對于管內(nèi)正常開展的氣體輸送工作有著嚴(yán)重影響。其三，在操作過程中，若是介質(zhì)壓力出現(xiàn)驟然下降的現(xiàn)象便會很容易給管道造成堵塞問題。其四，在停止運(yùn)輸之后，由于熱損耗會使得管內(nèi)介質(zhì)的溫度迅速降低，致使其難以將介質(zhì)完全吹掃干凈，產(chǎn)生了較大的管道凝固的隱患。其五，在實(shí)際輸送的過程中，在熱損耗的條件下，管道內(nèi)介質(zhì)部分會產(chǎn)生結(jié)晶。其六，在凝固點(diǎn)方面，輸送介質(zhì)同周遭的環(huán)境相一致，甚至還會比環(huán)境的溫度要高[1]。

1.3管道伴熱選擇標(biāo)準(zhǔn)

在管道伴熱選擇標(biāo)準(zhǔn)方面，主要可從以下幾方面內(nèi)容入手進(jìn)行分析，其一，周遭環(huán)境的溫度或者是傳送介質(zhì)的溫度應(yīng)當(dāng)?shù)陀谀厅c(diǎn)管道的溫度，一方面，若是介質(zhì)凝固點(diǎn)的溫度要低于50℃，那么最好要選擇伴管伴熱，另一方面，若是介質(zhì)的凝固點(diǎn)溫度在50℃-100℃之間便可以選用夾套管伴熱。其二，如果相比較伴熱管道環(huán)境溫度來說，其他露點(diǎn)的溫度過于高，便可以采用伴熱管伴熱，而入關(guān)輸送介質(zhì)與管道周圍環(huán)境的凝固點(diǎn)相比較低，便可以運(yùn)用伴熱水管伴熱。

2 工藝管道伴熱設(shè)計——以蒸汽伴管為例

2.1介質(zhì)選擇

在化工裝置的工藝管道伴熱設(shè)計方面，介質(zhì)選擇是較為重要的環(huán)節(jié)，對于介質(zhì)選擇的合理性能夠直接影響能源利用的實(shí)際效率，優(yōu)化選擇合適的介質(zhì)可以有效降低熱能的散失，通常情況下，在石油化工裝置中通常會應(yīng)用蒸汽伴管作為伴熱設(shè)計，相關(guān)工作人員在實(shí)際設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾方面問題。在對伴熱設(shè)計的介質(zhì)進(jìn)行選擇時，應(yīng)當(dāng)主要明確兩種介質(zhì)，包括水與氣。其中水主要指的是擁有一定溫度的熱水，而氣則指的是水蒸氣。其介質(zhì)為熱水時通常情況下會有著較低的溫度。盡管熱水本身具有一定的溫度，但事實(shí)上其溫度同蒸汽相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。當(dāng)選用蒸汽作為介質(zhì)時，不應(yīng)讓溫度高于150℃。因此，實(shí)際在進(jìn)行伴熱設(shè)計的過程中務(wù)必要綜合考慮各方面因素，然后對相應(yīng)的介質(zhì)以及合適的溫度進(jìn)行確定。

2.2注意事項(xiàng)

在設(shè)計蒸汽管道的過程中，相關(guān)工作人員務(wù)必要綜合考慮其具體的保溫范圍，其通常情況下適用于設(shè)備中選用介質(zhì)凝固點(diǎn)比較高的狀態(tài)下。若是其整體的溫度比較高，也可以應(yīng)用于介質(zhì)本身具有腐蝕性或者熱敏度大等多種情況下。蒸汽伴管本身具有一定的特殊性，由于該類伴管模式主要是采用蒸汽進(jìn)行加熱的，而該類蒸汽是飽和的，其臨界點(diǎn)在50℃，若是輸送介質(zhì)在溫度方面具有差異性，那么最終所選用的具體方式以及所起到的實(shí)際效果也會出現(xiàn)不同。工作人員在進(jìn)行具體設(shè)計時應(yīng)當(dāng)事先選擇好伴熱管，并確保其能夠同相關(guān)要求相符合，包括類型以及數(shù)量等。一般來說，多數(shù)情況下會選擇使用普通的伴熱管，在情況特殊的時候也會選擇具有較大半徑的伴熱管。在伴熱管的管數(shù)方面大多是從介質(zhì)的實(shí)際情況出發(fā)開展設(shè)計工作，由于其絕熱等級的要求具有差異性，所以應(yīng)當(dāng)對伴熱管的設(shè)置進(jìn)行實(shí)時更改[2]。

除此以外，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于伴熱管補(bǔ)償要求的重視，并將其納入到設(shè)計考慮范圍內(nèi)。在實(shí)際進(jìn)行操作的過程中還可以在其中添加內(nèi)置補(bǔ)償器，可以將自認(rèn)補(bǔ)償器固定設(shè)置于管道拐彎處，在對伴管進(jìn)行固定時，應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的特殊材料將其捆綁，若是想切實(shí)保障其良好的保溫效果，可以適當(dāng)加入保溫墊。設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計過程中務(wù)必要明確好各個要點(diǎn)問題，包括蒸汽在頂端引出，應(yīng)當(dāng)盡量縮短輸送蒸汽時的路徑長度以及整體流程，特別是對于U型管道來說，一般情況下在從U型管道經(jīng)過時會產(chǎn)生諸多問題，所以應(yīng)當(dāng)盡量避免在實(shí)踐操作過程中從U型管道處通過。凝結(jié)水從最低端引出收集，在進(jìn)行整個操作時，相關(guān)人員要密切關(guān)注蒸汽，避免其出現(xiàn)其進(jìn)入凝結(jié)水收集端的現(xiàn)象，不然勢必會降低實(shí)際的收集效率，嚴(yán)重的情況下還會對其整體流程推進(jìn)起到制約作用。

結(jié)論：綜上所述，優(yōu)化采用化工工藝管道伴熱設(shè)計能夠有效提升化工生產(chǎn)過程中的資源利用效率，對于化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升以及其整體的可持續(xù)發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)工作人員務(wù)必要加強(qiáng)對其的重視程度，并嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及注意事項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計，以此促進(jìn)我國化工工業(yè)整體持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張海生.論化工工藝管道的伴熱設(shè)計分析[J].中國化工貿(mào)易，2019，11（22）：26.

[2]李政.化工工藝管道蒸汽伴熱系統(tǒng)設(shè)計研究進(jìn)展[J].鹽科學(xué)與化工，2018，47（7）：5-8.