蒸汽伴热在石油化工输油管道设计中的应用.pdf

第43卷第5期
Vol
Contemporary Chemical Industry
May,2014
化工设计
蒸汽伴热在石油化工输油管道设计中的应用
张杰家,王佰亮2
(1.大庆华凯石油化工设计丁程有限公司,黑龙江大庆163711;2.沈阳化工研究院设计工程有限公司单位,辽宁沈阳10000
摘要:目前石油化工企业的输油管道很多都需要保温和伴热。在使用伴热的管道中,又有相当大数量的
输油管道采用蒸汽伴热的方式。对石油化丁装置中的输油管道的蒸汽伴热进行了阐述,着重研究了蒸汽伴热的
工程设计计算及具体施工方法。针对外伴热、内伴热和夹套伴热等三种方式,分别进行了详细的介绍,加以
类和总结。对石油化工装置中输油管道的设计及施工制作具有非常实用的指导意义。
关键词:蒸汽;伴热;石油化工;设计
中图分类号:TE832
文就标识码:A
文章编号:1671-0460(2014)05-0812-04
Application of Steam Tracing in Petrochemical Pipeline Design
ZHANG Jie-jia, WANG Bai-liang
Daqing Huakai Petrochemical Design Engineering Co, Ltd, Heilongjiang Daqing 163711, China
2. Shenyang Chemical Industry Research Institute Design Engineering Co, Ltd, Liaoning Shenyang 110000, China
Abstract: Pipelines in many petrochemical enterprises at present all need heat tracing and thermal insulation. In heat
tracing pipes, a considerable number of oil pipelines use steam tracing. In this paper, the steam tracing of the
petrochemical pipelines was introduced, the design calculation and construction method of the steam tracing
enginecring were studied. Three heat tracing ways including internal heat tracing, external heat tracing and jacketed
heat tracing were analyzed and summarized, which had practical significance for design and construction of
p
pipli
.ey words: Steam: Hcat tracing; Petrochemical engineering; Design
在石油化工企业中,为了维持生产操作和停输
运期间管道内的温度,通常采用伴热的方法。伴热
介质都是由企业的公用工程系统供给的。伴热介质
多种多样,其中包括热水、蒸汽、热载体、电热等。
伴热的方式大致可以分为:外伴热管伴热、内伴热
管伴热、夹套管伴热、电伴热等。目前,石油化
工企业大多数采用外伴热管伴热和电伴热。本文对
热空
蒸汽伴热进行阐述。
1外伴热管
图1圆形保温结构单根伴熱管
Fig 1 Circular heat preservation of single heat pipe
1.1工艺计算
1.1.1外伴热管直径计算
保温的结构影响着外伴热的计算方式。分析如
(1)圆形保温结构
这种结构把保温壳看做一个圆管,圆管内有主
管道和伴热管道。圆形保温结构还分为单根管伴热
和双根管伴热2。单根管伴热如图1、双根管伴热
图2
图2圆形保温结构双根伴热管
ig, 2 Circular heat preservation of double heat pipes
在伴热计算中,忽略了主管道通过保温壳散失
收稿日期:2014-03-20
作者简介:张杰家(1981-),男,道宇大连人,工程师,2004年毕业子沈阳化工学院化学エ程与工艺专必,目前从事石油化工工程设计工作。
电话:0459-6201850,E-ma1l:z1j0214@163.con
第43卷第5期
张杰家,等:蒸汽伴热在石油化工输油管道设计中的应点
到外界的热量。蒸汽伴热管的热损失公式为公式(1)会大大降低管道伴热和保温的效果。如果需要使用
某种软性材质的保温材料,施工时尽量在主管道与
2πK(r
蒸汽伴热管道外围进行包扎,包扎一层铁丝或者铁
ln-0+
丝网,用来保证它的加热空间
んD.cD..D.
式中:D。一保温外径,m;
D,一保温层内径,m
主管道
K一热损失附加系数;一般取1.15~1.25
q带外伴热管的管道热损失,W/m;
t一主管道内介质温度,℃
一环境温度;取历年以来一月份的月平均温度的平均值
伴热管
a一管道保温层的外表面向大气的放热系数;
a一管道保温层内的加热空间的空气向保温层的放热系数,一般
包空更的
情况下,放热系数a=13.95W(m2·K)
伴热管所需的伴热管外径计算公式为公式
图3非圆形保温结构单根伴热管
Fig 3 Noncircular single trace pipe insulation
(2)
structure
d=()
保温材料
2DaD。"sxg(-a
)
主管逆
式中:d一伴热管计算外径,m;
入一保温材料制品的导热系数,W/(m?K);
Dn保温层外径,m
D一保温层内径、m;
加热空间
K一热损失附加系数;一般取1.15-1.25:
一主管道内介质温度
t一伴热管介质温度,℃
图4非圆形保温结构双根伴热管
h一环境温度;取历年以来一月份的月平均温度的平均值
Fig 4 Preservation structure of noncircular double
Q一管道保温层的外表面向大气的放热系数;
heat pipes
a一管道保温层内的加热空间的空气向保温层的放热系数,一般
来说取a=13.95W/(m2K);
1.1.2伴热管的蒸汽消耗量
伴热管向保温层内加热空间的放热系数,W/(m3?K)
蒸汽伴热的消耗量与管道热损失、饱和蒸汽的
伴热管的根数计算见公式(3)4
焓、饱和水的焾有关系。计算如公式(4)4
3.6
n≥
H,.-H
式中:n一伴热管根数,根
式中:ーー蒸汽用量,kg/(m·h方;
d一伴热管计算外径,m
q一管道的热损失,Wfm
一伴热管实际外径,m。
一燴(饱和蒸汽
H一饱利水的焓,kkg
(2)非圆形保温结构
K一热损失的附加系数。
非圆形保温结构又叫异形保温结构,一般来<