化工管道蒸汽伴管設計研究

朱 江，韓 榮

（新疆輕工職業技術學院，新疆烏魯木齊 830021）

化工管道蒸汽伴管設計研究

朱 江，韓 榮

（新疆輕工職業技術學院，新疆烏魯木齊 830021）

在化工管道的設計中，蒸汽伴管的設計是主要的設計環節，但是在實際設計過程中，容易出現較多的問題，影響化工管道的使用質量。因此對化工管道蒸汽伴管的設計進行分析，探究其組成、設計內容以及管徑等，同時分析了材料的選擇，希望以此來提升化工管道蒸汽伴管的設計質量。

化工管道；蒸汽伴管；設計

在化工領域中，伴熱是有效的保溫手段，是利用媒體散發熱量，通過熱交換來達到保溫的目的[1]。在化工管道的設計中，蒸汽伴管是重要的保溫工具，但是在設計過程中，依然存在較多的缺陷，因此，探究化工管道蒸汽半管的設計具有重要的價值。

1 化工管道蒸汽伴管的設計

1.1 伴熱系統的組成

在化工管道蒸汽伴管系統的設計中，對于溫度低于環境、容易凝固以及熱損失較高的管線，應該設計蒸汽伴管，其系統組成主要包括以下幾個部分：①蒸汽總管；②蒸汽引入管；③蒸汽伴管；④蒸汽分配站；⑤冷凝水總管；⑥冷凝水引出管；⑦冷凝水收集站。

1.2 化工管道蒸汽伴熱系統的設計內容

在化工管道蒸汽伴熱系統的設計中，其主要設計內容如下：

第一，需要設計伴管以及伴管站的布置圖。在設計過程中，伴熱管均需要采用粗實線進行設計；蒸汽伴管均需要編制相應的編號[2]；蒸汽伴管站、收集站、分配站以及冷凝液收集站均需要進行標注，以此來考慮最佳的操作通道。

第二，在伴管的設計中，需要參照相應的標準，目前主要采用《化工裝置管道布置設計內容和深度規定》，參與的標準主要為HG/T 20549。

第三，在蒸汽分配站的設計中，對于非自導式的分配，通常設置在1樓，而自導式的分配站通常由下部引入，設計在2層以上。

第四，在冷凝水收集站的設計中，采用水平安裝方式。

第五，在伴管的設計中，應該設計相應的編號，可以便于記錄和維修。

1.3 管徑及數量的設計

在蒸汽伴管的設計中，應該對管徑以及數量進行設計，在設計過程中，應該哪找SH/T 3040-2002標準進行選擇，同時參照《石油化工管道伴管和夾套管設計規范》來進行選擇，在保證壓力要求的基礎上來選擇最佳的管道直徑。如表1所示。

表1 伴管伴熱長度范圍內的直徑分布表

在伴管的設計中，根據環境溫度的差異，根據公式（1）可以計算出相應的管道數量。

中，d是直徑，d0是外徑，D1是保溫層外徑，K為人損失系數，n為伴熱根數，t為溫度，α為伴熱系數，λ為導熱系數。通過公式（1）的計算，可以確定相應伴管數量。

1.4 設計伴管實例分析

在伴管的設計中，管內流體的溫度保持在60℃左右，伴熱蒸汽為0.3MPa，最低溫度為-15℃，工藝管線為DN200mm，管線長度為50m，保溫的厚度為70mm。根據相關標準，可以采用DN20的碳鋼管，通過表1可知，在蒸汽伴管長度為60m，可以滿足50m的伴熱要求，因此采用1根DN20即可。在設計過程中，U型管容易出現壓力下降，會產生相應的阻力，不便于空氣的排出，因而在設計的過程中，需要根據實際情況設計其合理的上升高度，在設計過程中，通常蒸汽壓力為0.3～0.5MPa時，其上升高度為4m，在0.5～0.7MPa時，上升高度為5m，在蒸汽壓力為0.7～1MPa時，其上升高度為6m。

2 伴管材料的選擇

2.1 伴管材料

在伴管的材料選擇中，通常選擇的是紫銅管、不銹鋼管以及碳鋼管，國外的工程中，通常采用紫銅以及不銹鋼來進行生產主要是由于其具有較高的彎曲度以及較低的價格，因而在國外的應用較為廣泛，而在國內的設計中，通常是以碳鋼管和不銹鋼管為主。在規格的選擇中，紫銅管的直徑通常選擇8和10的直徑；不銹鋼管通常選擇12*1.2以及15*1.2的材料[3]；碳鋼管在選擇過程中，通常選擇DN15、20和25的材質。另外，在材質的選擇中，通常選擇304不銹鋼。

2.2 水水器和緊固件

在疏水器的選擇中，通常采用熱動力式以及浮筒式的疏水器，主要是由于其尺寸相對較小，并且具有過濾器。在緊固件材料的選擇中，對于鍍鋅鐵絲的選擇，通常是選擇18#的規格，對于鍍鋅鋼帶以及不銹鋼鋼帶的選擇，其規格0.4* 13mm。

2.3 保溫材料

在保溫材料的設計中，通常選擇半硬質管殼或者硬質材料完成，部分伴管可以選擇軟質的或者鍍鋅鐵絲網來制作骨架，保證合理的加熱空間。在采用不銹鋼管進行設計時，需要保證清除材料中的氯離子，將其控制在一定的范圍內，否則會對不銹鋼產生腐蝕的作用。

3 結語

主要剖析了蒸汽伴熱管道的設計要點，分析其直徑、數量以及上升高度問題。希望可以為化工管道伴管的設計提供一定的借鑒，相信在未來的化工管道伴管的設計中，必然會逐漸提升設計標準和質量。

[1] 孫方莉，劉紅果.化工裝置中工藝管道蒸汽伴熱系統的設計探討[J].中州大學學報，2016，（2）：125-128.

[2] 李珊珊.淺談化工工藝管道的蒸汽伴熱設計分析[J].山東化工，2014，（12）：122-128.

[3] 陸明軍.關于化工管道蒸汽伴管的加熱保護技術要求[J].化工管理，2014，（14）：130-135.

Study on Steam Pipeline Design of Chemical Pipeline

Zhu Jiang，Han Rong

In the design of chemical pipeline，the design of steam pipe is the main design link，but in the actual design process，prone to more problems，affecting the quality of chemical pipeline use.In this paper，the design of steam pipe for chemical pipeline is analyzed，and its design，design content and pipe diameter are analyzed.At the same time，the choice of material is analyzed，hoping to improve the design quality of chemical pipe steam pipe.

chemical pipeline；steam pipe；design

TQ051

B

1003-6490（2017）01-0105-02

2017-01-12

朱江（1971—），男，江蘇南通人，高級講師，主要從事應用化工技術專業課程教學工作。