化工裝置中工藝管道的伴熱設計問題分析

常婉亭 井蒙蒙 郜柳青 仵淑瀅

摘要：對于我國整體的經濟發展來說，化工企業是至關重要的組成部分，在化工裝置中工藝管道的伴熱設計是其較為重要的模塊之一，有必要展開詳細分析。本文簡略闡述了其技術原理以及選擇標準，并對其實際的介質選擇和設計過程中的注意事項展開了深入分析，旨在優化化工裝置中工藝管道的伴熱設計。

關鍵詞：化工裝置;工藝管道;伴熱設計

引言：近些年來，我國大力主張在化學生產過程中提高對于資源的利用效率，但是盡管從目前來看，我國工藝管道在設計與使用方面相比從前已經有了較強的進步，但實際上仍存在諸多不足之處制約著資源利用率的提升，所以有必要對伴熱問題展開深入分析。

1 化工裝置中工藝管道的伴熱設計

1.1技術分析

管道伴熱設計本身是一種新型的保溫防凍技術，從目前來看，其已經在當下各個領域的生產中得到了廣泛應用。從其實際的伴熱方式出發能夠將其分為兩大類，其一是夾套伴熱以及伴管伴熱的傳統伴熱，其二便是自動調控電伴熱。電伴熱在實際工作中，因為其周遭的溫度會驟然下降，所以會出現分子收縮的問題，而在碳顆粒經過電流流動的過程中，便會使得伴熱線出現發熱的現象，若是溫度持續升高，便會使得電塑料中的分子快速膨脹，并產生電阻升高、電路中斷等問題，進而出現相應的閉合電路，提升伴熱線發熱功率。

1.2伴管以及夾套伴熱工藝管的選擇標準

近些年來我國經濟社會發展已經邁入全新的階段，以往我國所使用的傳統蒸汽伴熱技術在當下已經逐漸被新型的技術所取代。從目前來看，我國正在深入研究電伴熱技術，也已經得到了較為豐碩的成果，筆者主要從以下幾方面內容入手對伴管以及夾套伴熱工藝管的選擇標準進行分析。其一，可以針對管內部介質熱量損失進行補給，以此保障相應的輸送溫度能夠同管道的實際需求相符合。其二，在進行傳輸的過程中，熱氣的損耗會使其出現凝液現象，這對于管內正常開展的氣體輸送工作有著嚴重影響。其三，在操作過程中，若是介質壓力出現驟然下降的現象便會很容易給管道造成堵塞問題。其四，在停止運輸之后，由于熱損耗會使得管內介質的溫度迅速降低，致使其難以將介質完全吹掃干凈，產生了較大的管道凝固的隱患。其五，在實際輸送的過程中，在熱損耗的條件下，管道內介質部分會產生結晶。其六，在凝固點方面，輸送介質同周遭的環境相一致，甚至還會比環境的溫度要高[1]。

1.3管道伴熱選擇標準

在管道伴熱選擇標準方面，主要可從以下幾方面內容入手進行分析，其一，周遭環境的溫度或者是傳送介質的溫度應當低于凝固點管道的溫度，一方面，若是介質凝固點的溫度要低于50℃，那么最好要選擇伴管伴熱，另一方面，若是介質的凝固點溫度在50℃-100℃之間便可以選用夾套管伴熱。其二，如果相比較伴熱管道環境溫度來說，其他露點的溫度過于高，便可以采用伴熱管伴熱，而入關輸送介質與管道周圍環境的凝固點相比較低，便可以運用伴熱水管伴熱。

2 工藝管道伴熱設計——以蒸汽伴管為例

2.1介質選擇

在化工裝置的工藝管道伴熱設計方面，介質選擇是較為重要的環節，對于介質選擇的合理性能夠直接影響能源利用的實際效率，優化選擇合適的介質可以有效降低熱能的散失，通常情況下，在石油化工裝置中通常會應用蒸汽伴管作為伴熱設計，相關工作人員在實際設計的過程中應當注意以下幾方面問題。在對伴熱設計的介質進行選擇時，應當主要明確兩種介質，包括水與氣。其中水主要指的是擁有一定溫度的熱水，而氣則指的是水蒸氣。其介質為熱水時通常情況下會有著較低的溫度。盡管熱水本身具有一定的溫度，但事實上其溫度同蒸汽相比遠遠不足。當選用蒸汽作為介質時，不應讓溫度高于150℃。因此，實際在進行伴熱設計的過程中務必要綜合考慮各方面因素，然后對相應的介質以及合適的溫度進行確定。

2.2注意事項

在設計蒸汽管道的過程中，相關工作人員務必要綜合考慮其具體的保溫范圍，其通常情況下適用于設備中選用介質凝固點比較高的狀態下。若是其整體的溫度比較高，也可以應用于介質本身具有腐蝕性或者熱敏度大等多種情況下。蒸汽伴管本身具有一定的特殊性，由于該類伴管模式主要是采用蒸汽進行加熱的，而該類蒸汽是飽和的，其臨界點在50℃，若是輸送介質在溫度方面具有差異性，那么最終所選用的具體方式以及所起到的實際效果也會出現不同。工作人員在進行具體設計時應當事先選擇好伴熱管，并確保其能夠同相關要求相符合，包括類型以及數量等。一般來說，多數情況下會選擇使用普通的伴熱管，在情況特殊的時候也會選擇具有較大半徑的伴熱管。在伴熱管的管數方面大多是從介質的實際情況出發開展設計工作，由于其絕熱等級的要求具有差異性，所以應當對伴熱管的設置進行實時更改[2]。

除此以外，相關工作人員應當加強對于伴熱管補償要求的重視，并將其納入到設計考慮范圍內。在實際進行操作的過程中還可以在其中添加內置補償器，可以將自認補償器固定設置于管道拐彎處，在對伴管進行固定時，應當采用相應的特殊材料將其捆綁，若是想切實保障其良好的保溫效果，可以適當加入保溫墊。設計人員在進行設計過程中務必要明確好各個要點問題，包括蒸汽在頂端引出，應當盡量縮短輸送蒸汽時的路徑長度以及整體流程，特別是對于U型管道來說，一般情況下在從U型管道經過時會產生諸多問題，所以應當盡量避免在實踐操作過程中從U型管道處通過。凝結水從最低端引出收集，在進行整個操作時，相關人員要密切關注蒸汽，避免其出現其進入凝結水收集端的現象，不然勢必會降低實際的收集效率，嚴重的情況下還會對其整體流程推進起到制約作用。

結論：綜上所述，優化采用化工工藝管道伴熱設計能夠有效提升化工生產過程中的資源利用效率，對于化工企業經濟效益的提升以及其整體的可持續發展有著積極的促進作用。因此，相關工作人員務必要加強對其的重視程度，并嚴格按照相應的設計標準以及注意事項進行設計，以此促進我國化工工業整體持續平穩發展。

參考文獻：

[1]張海生.論化工工藝管道的伴熱設計分析[J].中國化工貿易，2019，11（22）：26.

[2]李政.化工工藝管道蒸汽伴熱系統設計研究進展[J].鹽科學與化工，2018，47（7）：5-8.