化工設備中夾套管的配管設計應用

殷欣欣(煙臺國邦化工機械科技有限公司,山東 煙臺 264000)

夾套管作為化工領域中的一種常用的工具，是石油及化工行業在實際生產建設中，應用十分廣泛的保溫管道材料之一，它伴熱均勻、調節溫度迅速，在石油及化工行業應用普遍。它的結構較為復雜，采用兩層管道的設計方法，即大直徑管道內套有一個直徑略小的管道，經加熱后的熱載體在其中流動，套管能夠起到保溫的作用，并不斷補充熱載體流動過程中損失掉的熱量，有效的起到了傳輸同時且保溫的功能。尤其是內管，用于工藝介質的輸送，主要通過依靠對流熱來完成，這樣可以使工藝介質的溫度保持恒定。

1 夾套管伴熱過程中的優勢

用于化工設備生產的管道，其在生產過程中，必須要遵循一定的工藝標準，比如對工藝溫度就有要求，通常需要我們將工藝介質的溫度維持在一個適當的范圍，這樣生產操作才能夠繼續進行下去。這時，我們通常對夾套管的工藝管道進行設計，使其符合一定的標準，然后再對管道內的工藝介質進行加熱，以此來補充熱損失，因此，夾套管的應用是一種補充熱損失的有效方法。

夾套管具備的一些其它優勢也能夠為其提供一定的保溫性能，比如，伴熱均勻、伴熱效率高等特點。在實際運營過程中，當設備的某一個地方的溫度降低時，氣相的熱載體會受冷而冷凝，進而釋放出大量的潛熱，這就導致局部的壓力降低，進一步吸引熱的介質及時進行補充，夾套管就是這樣實現了伴熱溫度的迅速調節，因此，其使用范圍廣，這當然也就符合了化工設備的嚴苛的工藝標準。熱載體一般是蒸汽和熱媒這兩種，蒸汽的運用雖然較方便，但它要求在200℃以下時才能進行。而熱媒的穩定性好以及比熱大的特點使其更勝于蒸汽，但較為昂貴，而且需要在熱媒加熱爐和加熱泵等設備的配合下才能發揮作用。

2 夾套管的配管設計

2.1 夾套管設計中需要注意的問題

夾套管的設計條件要求較高，因此，實際的設計中，應遵循一定的原則，通常采用的標準是PID和“管道索引表”，此外，《管道柔性設計規定》也是設計人員應該參考的重要標準。

設計過程中，因熱脹冷縮而造成的移位是設計人員必須要考慮到的，此時，設計人員需要考慮套管的設計長度，這需要根據實際情況來進行選擇。在材料的選擇方面，要求與內管的材質相同，而且需要與線套的膨脹系數相近，這樣才能保證套管和內管的熱膨脹一致，但實際情況中，往往由于內管和套管材質上的差異性，導致介質的溫度差異性較大，因此，內管和套管的材料必須區別開來。在彎頭處如果內管的膨脹不能符合一定的設計要求，就必須要改變外觀的直徑，所以在實際設計中，需要充分考慮到導向板的位置，導向板位置設計決定了對膨脹差的吸收程度。

在配管的設計中，為使夾套管的伴熱介質流動暢通，盡量不要設計U形管，同時盡量避免四角的出現，一般來講，夾套管其內管結合套管的材質的選擇要綜合考慮其工作中所能承受的溫度和壓力等因素。此外，還要注意流通介質對管道的腐蝕性、套管內的實驗壓力等等，一般的工藝標準要求的是內外部最大設計壓力的1.5倍。

2.2 夾套管的選擇原則

夾套管的選用也有一定的原則和標準，具體看一系列的數據。工藝管的輸送介質，其凝固點在50—100℃，這時可以采用“內管焊縫外露型”的夾套管。而當輸送介質的凝固點在100℃以上時，就宜采用“內管焊縫隱蔽型”的夾套管。在輸送有毒的介質時，管道應采用“內管焊縫外露型”。很多夾套管的內管帶有分支管，且分支管部位的外管是三通的。夾套管有時出現一些彎頭處不易流通介質，此時應采取1.5倍半徑的長半徑彎頭來應對，外管則采用1倍直徑的短半徑彎頭進行處理。夾套管變徑處理是一個較為棘手的問題，也很常見，尤其是內管與外管在異徑管的大口端，其端部應注意錯開一定的距離，通常設置標準為50mm，之后還要進行法蘭式的連接形式。在對夾套管保溫時,尤其要注意，與外管相連的所有物件都必須要暴露在保溫層的外面。

3 夾套管在化工設備中的應用

夾套管的工作原理與很多化工設備上的熱處理器十分相似，因此，夾套管在一些以高粘度物質作為工藝介質的行業中應用極其廣泛。常用夾套管進行伴熱的管道主要就是一些需要從外部獲得管內熱損失的管道，在操作過程中，介質壓力的突然降低通常會導致溫度降低，這就使得管道介質凝結甚至導致管道堵塞的嚴重問題。因此，要盡可能的維持管道內介質的流動溫度，盡可能降低熱損失，實際的工藝標準要求我們在操作過程中，可以通過對管內介質進行加熱來補充熱損失。伴隨著工藝標準的逐步嚴格，用于輸送工藝介質的小直徑內管的保溫效果也越來越好，在工藝要求日漸苛刻的市場上仍獲得了一定的應用和認可。

4 結語

由于夾套管的伴熱效率高、對溫度的調節迅速且高效及使用范圍廣等特點使其得到廣大化工企業的認可，在實際的生產中也體現出其優越性，其設計應注意長度適當、內外管對熱膨脹的承受力要保持一致。

[1]田軼華,陳潔,蒙燕婕.淺談化工設備中夾套管的配管設計[J].中國石油和化工標準與質量,2011（6）.

[2]李黎,陳潔,王躍新.淺談夾套管的配管設計[J].科技傳播,2011（13）.

[3]高茵.淺談石油化工裝置夾套管的配管設計[J].科技致富向導,2012（26）.

[4]魏安娜.談石油化工裝置中配管的設計問題[J].中國石油和化工標準與質量,2013（20）.