化工工藝管道蒸汽伴管的設計

崔軻軻（貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽 550000）

化工工藝管道蒸汽伴管的設計

崔軻軻
（貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽 550000）

首先闡述了蒸汽伴熱管道的主要構成，再分析了蒸汽伴熱系統的具體設計要求，最后對伴熱管道材質以及規格的選擇進行了研究，為相關人士提供參考。

化工工藝；蒸汽伴熱管；設計

1　引言

在化工工業生產過程中，為了使得工藝管道的保溫以及防凍處理效果更好，需要在工程建設過程中建設配套的伴熱管道。其中，蒸汽伴熱管道就是防凍保溫措施的主要途徑，蒸汽伴管的工作原理是通過直接以及間接的蒸汽循環使得伴熱管道中損失的熱量進行補償。蒸汽工藝管道和其他伴管相較而言，溫度能夠進行自行調節，冷凝功能潛熱功能效果也比較顯著，應用范圍廣，這就是伴熱管道的突出優勢。但是因為此種工藝管道設計難度較高，因此，設計質量難以控制。為此，本文對蒸汽伴管設計工作進行詳細探討。

2　蒸汽伴熱管道的組成

在化工生產過程中，由于受到外部環境的影響，管道內會不斷發生熱損失，為此，需要補充此類損失以保證操作溫度的恒定；對于工藝有特殊要求，介質需要升溫的管道；在物料輸送階段，因為熱損失會產生大量凝溶的氣體管道，若不對其進行伴熱，則會腐蝕管道或影響正常操作；在操作過程中，由于在壓力突然下降而自冷，可能導致結冰堵塞或管道劇冷脆裂的管道；在輸送過程中，由于熱損失造成降溫，導致析出結晶體的管道；在切換操作或間歇停輸期間，管內介質由于熱損失造成溫度下降，又不能放空或掃線而影響下次輸送的管道；在輸送高粘度介質時，由于熱損失導致介質溫降后粘度劇增，使系統阻力突增，輸送量下降且其量達不到工藝允許量一半的管道；在歷年一月份平均溫度的平均值低于0℃地區，保溫管線掃線后仍有存水無法排凈的局部管段。蒸汽伴熱系統主要包括冷凝水總管、蒸汽導入管、冷凝水排出管、蒸汽分配站、冷凝水回收站、蒸汽伴管以及蒸汽總管。

3　蒸汽伴熱系統的設計要求

3.1蒸汽分配站管道布置設計基本要求

第一，分配站的安裝通常都是采用立式安裝或者是臥式安裝方法；第二，分配站接管數量也是有所要求的，就DN40蒸汽分配站中的接管，其數量不得超過6；DN50蒸汽分配站的接管口數量不得超過10。通常會在每個分配站中設置一個及以上備用口，備用口大多都是采用螺紋管帽進行封閉處理的；第三，蒸汽伴管之間的間隔距離控制在1m左右；第四，分配站大多都是設置在柱子或者墻壁周圍，這樣可以避免材料的浪費，優化管道設置，縮短管道的總長度；第五，蒸汽伴熱供氣管道的切斷閥門一般都是處于出口位置的水平管上；第六，伴熱供氣總管需要從蒸汽主管的頂端引出，但是供氣管則需要從伴熱管的頂端水平方向引出。

3.2冷凝液收集站管道布置設計要求

冷凝溶收集站接管口的數量、管道布置設計、收集站的位置以及冷凝溶罐設計間距、預留接頭、回水管等都要在分配站管布置設計的基礎上進行，盡量保持一致。

3.3伴管的設計要求

伴管蒸汽主要是從蒸汽主管的頂端進入，同時需要在引出口的位置設置切斷閥。每個伴管都需要具備獨立的疏水閥，并且不能和其他伴管合并疏水。已經通過的疏水閥需要將無須回收再利用的凝結水集中統一處理。在系統運行中，蒸汽很容易進入凝結管網，從而使得系統的背壓不斷升高，對凝結水系統的整體運行質量造成影響。所以，為了避免這一問題，需要在疏水閥組的附近設置旁路閥門。

伴管的蒸汽可以從最高點不斷引出，順著伴熱管從高處向低處鋪設開來，這樣凝結水就可以從最低處排出，這就意味著可以減少U型管彎曲點，從而有效避免了溶阻以及氣阻等問題的發生。如果伴管是水平鋪設的，則需要將其安裝在所背板管道的下部；若采用垂直方式鋪設伴管道，那么管道數量高于2，就需要改為包圍式鋪設方法。如果主管是進行伴熱并且支管不需要進行伴熱時，則需要在支管的第一個切斷閥位置開展伴熱設計。伴熱管道可以通過焊接、活接頭或者法蘭進行連接，若伴管的內徑是10mm、12mm，材質為不銹鋼和紫銅，則使用卡套式接頭方式。

3.4伴管長度設計要求

伴管長度設計過程中，需要對最大允許長度以及伴熱管的直徑等數據進行核對，在設計時需要盡量縮短伴管的起點與伴熱分配站之間的距離，伴熱供氣管道的長度也不得超過15m，伴管的終點也要盡量設置在收集站周邊，供氣段長度以及回凝長度也要控制在30m。若處于一個伴熱系統中伴管長度相差不大，那么伴管長度最小也要超過伴管最長長度的70%。

4　伴熱管材及其規格的選擇

在蒸汽伴管設計階段，需要對管道材料以及規格進行合理選擇，化工生產中應用的蒸汽伴管材料主要分為三種，即不銹鋼、紫銅管和碳鋼管等。一般情況下不銹鋼和紫銅管是最為重要的材料類型，其施工操作難度較低。例如，系統中有諸多結構和形狀，尤其是閥門、儀表過濾器等，因此，會對管材的規格以及材質進行科學劃分。例如，如果不銹鋼的規格為12*1.2、15*1.2；入股材料為紫銅管，其規格有8*1.0、10*1.0兩類；碳鋼管規格主要為DN15、DN20、DN25三種，在設計伴管時，需要保證其材料和主管相同，較為常見的連接方式為焊接或者是卡套連接方法。

5　結束語

隨著化工工業的快速發展，化工生產系統中的蒸汽伴熱系統的重要性日益突出，其對于工業生產的安全性有著積極影響。本文對化工工藝生產過程中應用的蒸汽伴管的設計要求進行分析，如設計以及安裝過程中伴管直徑和數量等多個方面進行闡述，望能夠對類似工程建設提供參考依據。相關專家學者也要加強研究力度，使得蒸汽伴管設計技術更加完善。

[1] 張發有.工藝裝置蒸汽伴熱管的設計與計算[J].石油化工設計，2010，27（3）：42-45.

[2] 周龍，文黨偉，常潔.石油化工裝置蒸汽伴熱管的設計[J].化學工程與裝備，2012，（6）：55-57.

Chemical Process Piping with Steam Pipe Design

Cui Ke-ke

The first expounds the constitution of steam heating pipeline and then the specific design requirements of steam heating system are analyzed，finally the selection of heat tracing pipe material and specifications are studied，providing reference for relevant personage.

chemical process；steam tracing tube；design

TQ051

A

1003-6490（2016）03-0082-02

2016-02-10

崔軻軻（1989—），男，貴州貴陽人，助理工程師，主要從事化工設計工作。