化工工艺管道蒸汽伴管的设计.pdf

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第10期
-27
化工工艺管道蒸汽伴管的设计
张慧颍
(北京京迪美化工科技有限责任公司,北京市100029
[摘要]本文依据化工工程设计相关规定和规范,结合施工实践,论述了化エエ艺管道蒸汽伴管设计及安装中应解决的伴
管直径、数量、最大允许长度及在最大允许长度范国内出现袋形累计上升高度值等问题。
[关键词]化工工艺管道;蒸汽伴管;施工;设计
伴热作为一种有效的管道保温及防冻措施广1.2蒸汽伴热系统的设计内容
泛应用于化工工程建设中,其工作原理是利用伴1,2.1伴热站
热媒体散发一定的热量,通过直接或间接的热交
伴热站分为蒸汽分配站、冷凝水收集站。蒸
换补充被伴热管道的热损失,达到升温、保温或
防冻的要求。工艺管道的伴热方式有4种:内伴熱汽分配站分为非自导式蒸汽分配站和自导式蒸汽
管伴热、外伴热管伴熱、夹套伴热、电伴热。工
分配站。蒸汽由蒸汽分配站上部引入,设置在1
艺管道常用的伴热介质为热水、蒸汽、热载体和
楼,蒸汽、泠凝水主管在管廊或空中架空敷设,
当蒸汽引入管低于蒸汽总管时,用非自导式蒸汽
电热。因蒸汽取用方便、冷凝潜热大、温度易于
调节、适用范围较广,是一种主要的保温方式
分配站。蒸汽由蒸汽分配站下部引入,设置在2层
本文对蒸汽伴热管道系统的设计进行一些归纳总
楼面以上,当蒸汽引入管高于蒸汽主管时,用自
导式蒸汽分配站。
结
伴热站设置在便于操作且容易支撑的地方
1蒸汽伴热管道系统设计
尽量靠墙、柱、平台、栏杆等,伴热站应布置整
1.1蒸汽伴热系统的组成
齐、合理、不堵塞操作通道,不影响设备维修
对于低于环境温度,易冷凝、凝固或因热损1.2.2蒸汽分配站和伴热供气总管
失而黏度增高的工艺介质或腐蚀性气体中产生冷
(1)S值的计算
凝水而影响正常生产操作的管线、设备和仪表,
蒸汽分配站的管径可按下式计算出S值,蒸汽
除非有特殊加热处理,一般都应设蒸汽伴管。典分配管、蒸汽引入管、冷凝水集合管、冷凝水引
出管按表1查取
S=A+2B+3C
式中:A为DN15、12mm、10m伴管
根数;B为DN20伴管根数;C为DN25伴管根数。
S值超过16时,设立蒸汽分配站和疏水站的数量>2
表1蔡汽分配站各项管径的确定
伴管数量」蒸汽分「蒸汽引冷凝水「冷凝水
/根配管/m」入管/am」集合管/mu引出管/mu
DN50
DN25
DN50
DN2
9~12
DN50
DN40
DN50
DN40
13~16DN80
DN50
DN80
DN50
作者简介:张意颖(1978-),女,河南偃师人,2001年毕业
图1蔡汽伴热管道系统图
于中南大学材料科学与工程专业,工程师职称,现在北京京迪美
化工科技有限责任公司从事管道设计工作。
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石油和化工设备
28-口论文广场
201年第14卷
2)蒸汽分配站的要求
表2蔡汽伴管最大允许有效伴热长度
在5m半径范围内至少需3个伴热供气组的地
伴管直各「蒸汽压力p(MPa)的最大允许有效件热长度
方应提供蒸汽分配站。少于3个伴热供气组的伴
管直接从蒸汽主管上引出。蒸汽分配站的布置应
0.3≤p≤0.50.5くp≤0.70.7くp≤1.0
使伴前管线尽量短,蒸汽供汽站应预留至少一个
10、Φ12
备用接头。当蒸汽分配站的分支数量小于等于6个
IDN 15
DN 20
90
时,分配总管口径为DN50,进口总管在切断阀后
DN 25
80
100
120
变径为对你DN40。当蒸汽分配站的分支数量大于
6个时,分配总管及进口总管口径均为DN50。
表3蔡汽伴管最大允许U形弯累计上升离度
蒸汽分配站安装位置高于蒸汽总管时,分配
站低点可不设排放冷凝水的蒸汽疏水系统,水平
蒸汽压力累计上升高度』蒸汽压力累计上升高度
安装的分配站应无袋形并坡向蒸汽总管。蒸汽分
/Mpa
Mpa
0.3~0.5
0.7~1.0
6
配站低于蒸汽总管时,其上游不得有下凹的袋形
弯,分配站的低点应设蒸汽疏水阀组。
〉0
1.2.3伴管
冷凝液站的分支数量小于等于6个,收集总管口径
(1)伴管管径及所需伴管的最少数量
为DN50,出口总管在切断阀前变径为DN40。当
设计中,根据不同环境及工艺操作条件,蒸冷凝液站的分支数量大于6个,收集总管及出口总
汽伴管管径及根数按SHT3040-2002《石油化工管口径均为DNS0
管道伴管和夹套管设计规范》表4.0.,2-1~表4.0.2-4
伴热冷凝液总管从冷凝液主管的顶部接入,
选用。
伴热凝液分支管从伴热站的顶部或水平引出。伴
当环境温度、伴管介质的操作条件、保热冷凝液总管上的切断阀通常安装在冷凝液主管
温材料制品的导热系数及放热系数等数据与表的出口附近的水平管上。每根蒸汽伴管在冷凝液
4.0.2-1~表4.0.2-4不同时,伴管管径及根数按下列返回端必须安装1组疏水阀,如要回收冷凝液,在
公式计算。
冷凝液疏水阀后设1个切断阀。冷凝液排放到排污
口,对人体不会产生危害及周围管线和设备产生
腐蚀性影响。当冷凝液返回疏水站时,在疏水阀
D)aDxノ/、(?
前后均设1个切断阀,并在疏水阀和1个切断阀之
间设置1个检查阀。
(2)伴管的最大长度
伴热蒸汽管的最大允许伴热有效长度与蒸汽2设计实例
压力和伴热管直径有关。伴管起伴点应尽可能靠
已知条件:被伴热工艺管线内流体温度保持
近伴热分配站,伴热供汽(伴前管)一般不超过60℃,伴热蒸汽为0.3MPa的饱和蒸汽,最低环境
15m,终伴点尽可能靠近收集站。蒸汽伴热的伴热
温度为-15℃,工艺管线尺寸DN200mm,被伴热
供汽(伴前管)和回凝(伴后管)总长度应控制
工艺管线长度50m,保温材料为环保型复合硅酸
在30m以内,若有超出,应适当缩短有效伴管长
盐,保温厚度70mm。
度。在同一个蒸汽分配站的蒸汽伴管当量长度大
査SH/T3040-2002表4.0.2-3,可知伴管nX
致相等,最短蒸汽伴管的当量长度不宜小于最长DN应为1×DN20,伴热管采用单根DN20碳钢
伴管当量长度的70%。从伴管输出点到冷凝器之间
管。从表2可知,给定蒸汽最长能伴60m,可满足
的总长见表2。
所需伴热50m的要求。从其附近蒸汽分配站引1根
1.2.4冷凝液站和伴热冷凝液总管
DN20的伴管即可。
在3m半径范围内至少需要3根冷凝液管组时3材料
应提供冷凝液站。单独回收的冷凝管线,管线在3.1伴管材料及规格
离开被伴管线后设置疏水器接回冷凝液总管。蒸
伴管材料有紫铜管、不锈钢管及碳钢管3种
汽伴热的每根冷凝液疏水器的出口管上安装一个国外工程中多选用紫铜管和不锈钢管作为伴管
切断阀。冷凝液站应预留至少一个备用接头。当