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摘 要:在我国的现代化建设中,石油化工企业为各行业的发展提供着保障,在石油化工的生产过程中,管道伴热一直是重点性的工作,伴热在石油化工装置中的主要作用是补偿设备因为各种原因散失的温度,从而保障设备的正常运转。就目前的情况来看,由于工艺技术的成熟和科技的发展,伴热方式呈现多样化,在针对不同介质和不同操作环境的管道中发挥着重要作用,本文就管道的伴热设计中的各要素进行了分析,探讨了不同类型结构的设计。
关键词:石油化工生产;工艺管道;伴热;结构设计
一、伴热介质及伴热温度的选用
1.在管内介质温度低于九十五摄氏度的情况下,可以将0.3——0.7MPa的蒸汽选用作为热源,当出现伴热点较为集中的情况时,可以使用热水作为伴热。
2.当管内介质温度在九十五到一百五摄氏度之间时,可以将0.8——0.9MPa的蒸汽作为伴热。
3.当管道输送的温度高于一百五十摄氏度时,0.9MPa的蒸汽已经不能再满足工艺需要,这时,在伴热介质的选择上,可以考虑热载体。
4.不同类型的管道,其伴热采用的方式不同,对于以下管道,应当采用夹套管或是伴管:
4.1需要借助外部热量来补偿管内损失的介质热,以便能够保障被输送的介质的温度的管道。
4.2在进行介质的输送时,因为热损产生凝液,出现腐蚀现象,从而不能正常运转的气体管道。
4.3在进行操作时,因为介质压力的骤降,出现自冷现象,从而冻结堵塞的管道。
4.4在衔接环节,由于伴热停止,使得介质热量损耗无法补偿,介质凝固后无法放净吹扫的管道。
5.伴热介质如何确定温度也具有严格的要求和标准,根据不同的情况,可以按如下要求确定。
5.1被伴介质的温度和介质温度的温差高于三十摄氏度时,其要使用导热胶泥的情况下,伴热介质温度当高于被伴介质温度十摄氏度以上。
5.2伴热热水温度宜低于一百摄氏度,当被伴介质温度较高时,热水温度可高于一百摄氏度,但是不能高于一百三十设施度,伴热热水回水温度不宜低于七十摄氏度。
5.3套管的介质温度可以高于或是等于被伴介质的温度,但是温度差异不能超过五十摄氏度。
5.4对于温度下降和控制或最终温度的夹套管伴热管道,伴热介质的温度应根据被伴介质的凝固点或最终温度要求确定。
6.在系统的选择上,热水伴热当采用闭式循环系统,其热水的供应,压力要保持在0.34MPa到1.0MPa之间,回水总管的余压应当控制在0.3MPa到0.4MPa之间。
二、伴热方式的选用
1.对于输送介质的环境温度或是终端的温度将要或是已经达到凝固点的管道,如果凝固点在五十摄氏度以下时,伴热方式当选用伴管;如果凝固点在五十摄氏度到一百摄氏度之间是,伴热方式当选夹套管;如果凝固点在一百摄氏度以上时,伴热方式当选择内管焊缝隐蔽型夹套管。
2.输送介质为气体,且其露点和环境温度相比较高,需要进行伴热的管道,伴热方式当选用伴管。
3.部分工艺管道对于介质温度要求较低,其凝固点高于环境和输送介质温度,伴热方式应当采用热水伴管。
4.对于介质是液体,且其凝固点在四十摄氏度之下的管道,或者是介质为气体,露点温度在四十摄氏度之下但高于环境温度的管道,其伴热方式当采用热水伴管。
三、石油化工装置汇总工艺管道的伴热设计
1.内伴热管伴热设计
主管道在内部进行安装,管道的介质热损,其补充主要来源于伴热介质释放的热量,这样的结构具有如下特点:首先,这样的补充方式热效率较高,同外伴热管相比,当热源为蒸汽时,蒸汽的消耗量可以 减少百分之十五到百分之二十五;其次,主管内介质的黏度和流动速度极大的影响着内伴热管的外侧膜的传热系数;再次,这种结构由于是在内部安装,所以其管壁相应的要进行加厚,无缝钢管的长度在一般情况下在八米到十二米之间,管道内部又不能出现焊缝,这就使得要增加适量的弯管,这也意味着要加大工程量;最后,应当要特别注意的便是热量照成伴热管的变形,如果出现变形,极容易出现热管胀裂,产品质量和生产进度都将受到影响。
2.外伴热管伴热设计
这是同内伴热管相对应的结构设计,在石化企业的伴热系统中被广泛的运用,热水和蒸汽管热管是其主要的伴热介质,和内伴热管结构不同的时,伴热管释放出来的热量,不会全部用于补充热损失,其中的一部分会因为结构的特殊性二在大气中散失。当主管输送的温度大于一百五十摄氏度,或是主管对于温度有特殊要求时,一般的伴热结构很难满足要求,这时,可以选用伴热胶泥,提高传热系数,并且在外伴热管和主管之间起到填充作用,减少了热损失,使得传热直接化。这种结构设计具有其独特的优越性,首先,它能够适应复杂的温度环境,只要温度没有超过一百七十摄氏度,都能够采用这种结构,其次这种结构无论是管理、检修和施工,操作都较简便,在检修过程中不会对生产造成影响;其次,由于传热胶泥的运用,使得其传热性大大提高,而且能够使温度更加均匀;最后,这种结构具有良好的抗震性,而且不会因为冷热交替使管道发生破裂,使用年限较长。
四、结语
就内涵和作用来讲,伴热不同于加热,伴热的最基本功能是维持性和补充性,因为在石油化工装置运转中,工艺管道内的热量在运输过程中会必然的流失,如果流失热量过多,就会给生产带来种种问题,所以伴热在生产中中观重要,本文通过不同角度对伴热设计进行了探讨,希望具有指导意义。
参考文献
[1]田轶华,陈洁,蒙燕婕.浅谈化工设备中夹套管的配管设计[J].中国石油和化工标准与质量,2011,06:36.
[2]董亮,魏小强,洪博岩.产业结构调整中石油化工装置建设的技术问题浅议[J].中国石油和化工标准与质量,2012,06:230.
[3]苏建中.化工工艺和设备安全评价的研究[A].中国职业安全健康协会.中国职业安全健康协会首届年会暨职业安全健康论坛论文集[C].中国职业安全健康协会,2004:5.
[4]蔡作麟.谈石油化工装置工艺管道安装专业监理工作心得体会[A].中国设备管理学会.2011全国压力容器压力管道技术发展与使用暨新技术新产品交流会论文集[C].中国设备管理学会,2011:7.
关键词:石油化工生产;工艺管道;伴热;结构设计
一、伴热介质及伴热温度的选用
1.在管内介质温度低于九十五摄氏度的情况下,可以将0.3——0.7MPa的蒸汽选用作为热源,当出现伴热点较为集中的情况时,可以使用热水作为伴热。
2.当管内介质温度在九十五到一百五摄氏度之间时,可以将0.8——0.9MPa的蒸汽作为伴热。
3.当管道输送的温度高于一百五十摄氏度时,0.9MPa的蒸汽已经不能再满足工艺需要,这时,在伴热介质的选择上,可以考虑热载体。
4.不同类型的管道,其伴热采用的方式不同,对于以下管道,应当采用夹套管或是伴管:
4.1需要借助外部热量来补偿管内损失的介质热,以便能够保障被输送的介质的温度的管道。
4.2在进行介质的输送时,因为热损产生凝液,出现腐蚀现象,从而不能正常运转的气体管道。
4.3在进行操作时,因为介质压力的骤降,出现自冷现象,从而冻结堵塞的管道。
4.4在衔接环节,由于伴热停止,使得介质热量损耗无法补偿,介质凝固后无法放净吹扫的管道。
5.伴热介质如何确定温度也具有严格的要求和标准,根据不同的情况,可以按如下要求确定。
5.1被伴介质的温度和介质温度的温差高于三十摄氏度时,其要使用导热胶泥的情况下,伴热介质温度当高于被伴介质温度十摄氏度以上。
5.2伴热热水温度宜低于一百摄氏度,当被伴介质温度较高时,热水温度可高于一百摄氏度,但是不能高于一百三十设施度,伴热热水回水温度不宜低于七十摄氏度。
5.3套管的介质温度可以高于或是等于被伴介质的温度,但是温度差异不能超过五十摄氏度。
5.4对于温度下降和控制或最终温度的夹套管伴热管道,伴热介质的温度应根据被伴介质的凝固点或最终温度要求确定。
6.在系统的选择上,热水伴热当采用闭式循环系统,其热水的供应,压力要保持在0.34MPa到1.0MPa之间,回水总管的余压应当控制在0.3MPa到0.4MPa之间。
二、伴热方式的选用
1.对于输送介质的环境温度或是终端的温度将要或是已经达到凝固点的管道,如果凝固点在五十摄氏度以下时,伴热方式当选用伴管;如果凝固点在五十摄氏度到一百摄氏度之间是,伴热方式当选夹套管;如果凝固点在一百摄氏度以上时,伴热方式当选择内管焊缝隐蔽型夹套管。
2.输送介质为气体,且其露点和环境温度相比较高,需要进行伴热的管道,伴热方式当选用伴管。
3.部分工艺管道对于介质温度要求较低,其凝固点高于环境和输送介质温度,伴热方式应当采用热水伴管。
4.对于介质是液体,且其凝固点在四十摄氏度之下的管道,或者是介质为气体,露点温度在四十摄氏度之下但高于环境温度的管道,其伴热方式当采用热水伴管。
三、石油化工装置汇总工艺管道的伴热设计
1.内伴热管伴热设计
主管道在内部进行安装,管道的介质热损,其补充主要来源于伴热介质释放的热量,这样的结构具有如下特点:首先,这样的补充方式热效率较高,同外伴热管相比,当热源为蒸汽时,蒸汽的消耗量可以 减少百分之十五到百分之二十五;其次,主管内介质的黏度和流动速度极大的影响着内伴热管的外侧膜的传热系数;再次,这种结构由于是在内部安装,所以其管壁相应的要进行加厚,无缝钢管的长度在一般情况下在八米到十二米之间,管道内部又不能出现焊缝,这就使得要增加适量的弯管,这也意味着要加大工程量;最后,应当要特别注意的便是热量照成伴热管的变形,如果出现变形,极容易出现热管胀裂,产品质量和生产进度都将受到影响。
2.外伴热管伴热设计
这是同内伴热管相对应的结构设计,在石化企业的伴热系统中被广泛的运用,热水和蒸汽管热管是其主要的伴热介质,和内伴热管结构不同的时,伴热管释放出来的热量,不会全部用于补充热损失,其中的一部分会因为结构的特殊性二在大气中散失。当主管输送的温度大于一百五十摄氏度,或是主管对于温度有特殊要求时,一般的伴热结构很难满足要求,这时,可以选用伴热胶泥,提高传热系数,并且在外伴热管和主管之间起到填充作用,减少了热损失,使得传热直接化。这种结构设计具有其独特的优越性,首先,它能够适应复杂的温度环境,只要温度没有超过一百七十摄氏度,都能够采用这种结构,其次这种结构无论是管理、检修和施工,操作都较简便,在检修过程中不会对生产造成影响;其次,由于传热胶泥的运用,使得其传热性大大提高,而且能够使温度更加均匀;最后,这种结构具有良好的抗震性,而且不会因为冷热交替使管道发生破裂,使用年限较长。
四、结语
就内涵和作用来讲,伴热不同于加热,伴热的最基本功能是维持性和补充性,因为在石油化工装置运转中,工艺管道内的热量在运输过程中会必然的流失,如果流失热量过多,就会给生产带来种种问题,所以伴热在生产中中观重要,本文通过不同角度对伴热设计进行了探讨,希望具有指导意义。
参考文献
[1]田轶华,陈洁,蒙燕婕.浅谈化工设备中夹套管的配管设计[J].中国石油和化工标准与质量,2011,06:36.
[2]董亮,魏小强,洪博岩.产业结构调整中石油化工装置建设的技术问题浅议[J].中国石油和化工标准与质量,2012,06:230.
[3]苏建中.化工工艺和设备安全评价的研究[A].中国职业安全健康协会.中国职业安全健康协会首届年会暨职业安全健康论坛论文集[C].中国职业安全健康协会,2004:5.
[4]蔡作麟.谈石油化工装置工艺管道安装专业监理工作心得体会[A].中国设备管理学会.2011全国压力容器压力管道技术发展与使用暨新技术新产品交流会论文集[C].中国设备管理学会,2011:7.