化工工藝管道伴熱設(shè)計畢業(yè)論文

1、 化工工藝管道伴熱設(shè)計 Tracing Tube Design For Chemical Process Piping引言- 1 -第一章：工藝管道伴熱系統(tǒng)- 2 -1.1自調(diào)控伴熱技術(shù)- 2 -1.1.1自調(diào)控伴熱技術(shù)原理- 2 -1.1.2 自控電伴熱安裝條件及應(yīng)用施工- 2 -1.2傳統(tǒng)蒸汽伴熱- 4 -1.3蒸汽伴熱及電伴熱選用比較- 4 -1.3.1 溫度控制- 5 -1.3.2 能源費(fèi)用- 5 -1.3.3 建設(shè)安裝費(fèi)用- 6 -1.3.4 安全性、可靠性、維護(hù)費(fèi)用- 6 -1.3.5 小結(jié)- 6 -第二章：蒸汽伴熱管道的設(shè)計- 7 -2.1 蒸汽伴熱系統(tǒng)的組成- 7 -2.1.1

2、蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容：- 8 -2.1.2 蒸汽伴熱系統(tǒng)相關(guān)規(guī)定- 8 -2.2 伴管選型- 9 -2.2.1 伴管材料及規(guī)格- 9 -2.2.2 保溫材料的選擇- 10 -2.2.3伴管管徑及所需伴管的最少數(shù)量- 10 -2.3 蒸汽分配站和輸水站的設(shè)置- 12 -2.4 蒸汽伴管 形彎累計上升允許高度- 13 -2.5安裝要求- 13 -2.6 伴管敷設(shè)應(yīng)符合下列要求- 13 -2.7 伴管設(shè)計中應(yīng)注意的問題- 15 -2.8 解決措施- 16 -第三章：設(shè)計實例- 17 -結(jié)論- 19 -致謝- 20 -參考文獻(xiàn)：- 21 -化工工藝管道伴熱設(shè)計摘要： 介紹了化工工藝管道伴熱系統(tǒng)的工藝

3、設(shè)計主要方法：傳統(tǒng)蒸汽伴熱、自調(diào)控電伴熱，并闡述了兩者的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)缺點(diǎn)，指出自調(diào)控電伴熱取代蒸汽伴熱的必然趨勢,并且簡單概述了自控電伴熱技術(shù)中電纜選材、技術(shù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、控溫原理及施工方法。其中主要介紹了蒸汽伴熱，并從伴管的直徑、數(shù)量、最大允許長度、U型彎累計上升高度以及伴管、輸水器、緊固件的材料等方面論述了國內(nèi)外蒸汽伴管設(shè)計相關(guān)規(guī)定、規(guī)范和要點(diǎn);結(jié)合工程實例，論述了伴管蒸汽的引入和伴管敷設(shè)時相關(guān)注意事項，以及在最大允許范圍內(nèi)出現(xiàn)袋型累計上升的高度問題，另外對傳統(tǒng)蒸汽伴熱管線設(shè)計中常見的問題和解決措施也做了簡要的列舉，蒸汽伴熱復(fù)雜度決定了運(yùn)行后的長期維護(hù)性及維護(hù)費(fèi)用高的特點(diǎn)，關(guān)鍵字：化工管

4、道；傳統(tǒng)蒸汽伴熱；自調(diào)控電伴熱；伴管；設(shè)計；Heat Tracing Tube Design for Chemical Process PipingAbstract: Author has introduced the process design method for heat tracing system of chemical piping, Traditional stream Tracing Tube 、Automatic control Electric Heat Tracing Tube,And described the benefits of technical and ec

5、onomic ,pointed out that Automatic control Electric Heat Tracing Tube to replace the steam tracing is an inevitable trend,and done a simple overview of Automatic control Electric Heat Tracing technology、material selection、technical、structural features、temperature control theory and construction meth

6、ods. it mainly introduced the steam heating,on the side code and gist in the steam tracing design at home and abroad from aspects of diameter,quantity, and max allowable length of tracing tubes ,accumulated inclination of U bends as well as materials of tracing tube ,trap,tightening parts etc;in com

7、bination witn project examples,author has also discussed the relative matters to be noticed incase of laying the tracing tube and introducing the steam of tracing tube as well as the problem about the accumulated inclinde height value incase of existing the pockets with in the max allowed scope,othe

8、rwise for the common problems and solution steps of the Traditional stream Tracing Tube design have also done a brief list ,the complexity of Steam heating tracing determines a long maintenance aftet the runing .Key words: chemical piping, Traditionalstream heat tracing,Automatic control Electric He

9、at Tracing,tracing tube,design 引言 設(shè)備和管道的散熱是供熱系統(tǒng)中熱量損失的重要組成部分。自全世界能源危機(jī)以來,各國都把節(jié)能視為能源之一,普遍受到重視,而設(shè)備和管道的隔熱是重要的節(jié)能措施之一。絕熱是保溫和保冷的統(tǒng)稱,為了防止生產(chǎn)過程中設(shè)備和管道向周圍環(huán)境散發(fā)或吸收熱量,絕熱工程已經(jīng)成為化工裝置中不可缺少一部分。在日常化工生產(chǎn)過程中為了防止易凝結(jié)物質(zhì)在管路輸送過程中產(chǎn)生凝固或粘度增大，管道的伴熱保溫技術(shù)也逐漸成為一個獨(dú)立而且成熟的系統(tǒng)。 管線伴熱作為一種有效的管道保溫及防凍措施已廣泛應(yīng)用于化工工程建設(shè)中,它是五、六十年代熱電聯(lián)產(chǎn)時的產(chǎn)物，其工作原理是利用伴熱媒體散發(fā)

10、一定的熱量,通過直接或間接的熱交換補(bǔ)充被伴熱管道的熱損失,達(dá)到升溫、保溫或防凍的工作要求。工藝管道的伴熱方式大致可分為:傳統(tǒng)蒸汽伴熱和自調(diào)控電伴熱兩種。其中傳統(tǒng)蒸汽伴熱按照伴熱方式的不同又可分為：內(nèi)伴熱管伴熱、外伴熱管伴熱和夾套伴熱。工藝管道常用的伴熱介質(zhì)為熱水、蒸汽、熱載體和電熱。由于傳統(tǒng)蒸汽伴熱技術(shù)蒸汽取用方便、冷凝潛熱大、溫度易于調(diào)節(jié)、適用范圍較廣,再者根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)實力的客觀條件，傳統(tǒng)蒸汽伴熱預(yù)計在未來較長時期內(nèi)，仍將是國內(nèi)大多數(shù)煉油和化工企業(yè)的首先，尤其是有的生產(chǎn)裝置中的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，用水撤熱而產(chǎn)生中、低壓蒸汽，它又難有其它合適利用途徑。有的裝置的壓力冷凝水經(jīng)閃蒸還副產(chǎn)11.5/c低

11、壓汽，所以只能用作管線伴熱。這樣采用蒸汽伴熱可免除能源費(fèi)用，但電伴熱的出現(xiàn)仍然讓其暴露出自己的缺點(diǎn)，傳統(tǒng)伴熱技術(shù)雖然一次性投入較少但其維護(hù)費(fèi)用要高很多，而且不易操控，在復(fù)雜管道伴熱中更是不易實現(xiàn)。隨著國家經(jīng)濟(jì)實力的發(fā)展傳統(tǒng)蒸汽伴熱勢必會被電伴熱所替代。我國亦已于上世紀(jì)60年代中期進(jìn)行了電伴熱的工業(yè)試驗，按照伴熱所需條件以及經(jīng)濟(jì)性，伴熱技能將越來越成熟。第一章：工藝管道伴熱系統(tǒng)自調(diào)控伴熱技術(shù) 自調(diào)控伴熱技術(shù)原理 自調(diào)控伴熱技術(shù)是一種新型的伴熱方式，早在1960年日本就用直接通電法加熱瀝青管道來提高它的流動性。20世紀(jì)60年代初，德國布納工廠通過架空管道用電感應(yīng)加熱法加熱保溫將乳液PVC聚合的聚合

12、液送往噴霧干燥廠房。美國、加拿大等亦都自20世紀(jì)60年代起陸續(xù)在石油、天然氣和化工等領(lǐng)域采用電加熱法。它不僅操作方便、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低而且控制性能比較好，能在較短的反應(yīng)時間內(nèi)將伴熱溫度調(diào)整到所需的工藝指標(biāo)。其伴熱原理是用熱電纜和所伴管道捆綁來達(dá)到伴熱效果，一般自調(diào)控伴熱電纜是由兩根平行的鍍錫或鍍銀的銅質(zhì)導(dǎo)線構(gòu)成，外敷一層具有PIC特性（temperature coefficient)的高分子半導(dǎo)體材料，最外層則為阻燃絕緣護(hù)套構(gòu)成，由于這種平行結(jié)構(gòu)，伴熱電纜使用時，可根據(jù)需要裁剪成任意長度使用，采用二通或三通連接。在每根伴熱電纜內(nèi)，母線之間的具有正溫度系數(shù)特性的高分子復(fù)合材料的電路導(dǎo)通數(shù)量，會隨溫

13、度的影響而有變化，當(dāng)伴熱線1.1.2 自控電伴熱安裝條件及應(yīng)用施工在沒有多余蒸汽及汽源的場合, 如長輸油品管道、油庫及油田等地區(qū)可以采用電伴熱。另外對于復(fù)雜的管線及儀表管線等, 用電熱帶既方便也能有效利用能量, 還容易有效控制溫度。電伴熱主要適用于下列情：（1） 由于用電伴熱可有效進(jìn)行溫度控制, 可求, 安全可靠。防止熱敏介質(zhì)管道過熱。自調(diào)控伴熱電纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及伴熱原理熱管：導(dǎo)電塑料微分子充分膨脹，幾乎切斷所有電路暖管：變暖時導(dǎo)電塑料微分子膨脹，漸漸切斷電路冷管：受冷時導(dǎo)電塑料微分子收縮，接通電路 銅線阻燃絕緣護(hù)套 （2） 適用于沒有蒸汽或其它熱源的較邊遠(yuǎn)地如油田井場、井口裝置的設(shè)備和管道及長

14、輸油品管道的伴熱 （3）非金屬管道一般不能采用蒸汽伴熱，但可用電伴熱。 （4）使管道系統(tǒng)簡單, 且又能維持溫度超過150 。最小2英寸（螺距）電伴熱應(yīng)用施工：正確繞法除非是溫度自限性電伴熱帶，負(fù)責(zé)不應(yīng)交叉纏繞圖:1.1.2 a閥體閥門桿（不需伴熱）加熱電纜圖：1.1.2 b傳統(tǒng)蒸汽伴熱 目前蒸汽外伴熱管是國內(nèi)外石化裝置普遍采用的一種伴熱方式。伴熱管放出的熱量，一部分補(bǔ)充主管內(nèi)介質(zhì)的熱損失，另一部分通過管外保溫層散失到四周環(huán)境。采用硬質(zhì)保溫預(yù)制外殼要使主管與伴熱管間有一空間，這樣使伴熱小管放出的熱量可幾乎全部補(bǔ)償主管的熱損失。所以這種伴熱形式熱源的耗量較經(jīng)濟(jì)。 在輸送介質(zhì)溫度高于150 時，并要

15、求介質(zhì)還有一定的溫升，則可采用23根伴熱管，甚至還要采用傳熱膠泥填充在外伴管與主管之間，使之形成一個整體。它相當(dāng)于用3根同直徑常規(guī)伴熱管的功用。目前這種傳熱膠泥國內(nèi)也已經(jīng)生產(chǎn)，實踐證明采用傳熱膠泥的外伴熱管，可以代替投資昂貴的夾套管及多根伴熱管。 外蒸汽伴熱管之所以能在石化工廠中得到廣泛使用，其主要原因如下： (1)石化工廠內(nèi)有副產(chǎn)蒸汽或乏汽可以利用, 而且蒸汽潛熱大, 從而降低伴熱經(jīng)常費(fèi)用。 (2) 適用范圍普遍, 操作溫度在150 以下的工藝管道都可采用。 (3)不需什么特殊材料, 便于施工和管理。蒸汽伴熱及電伴熱選用比較 蒸汽伴熱和電熱帶伴熱廣泛應(yīng)用于石油化工裝置, 用來防止物料凝結(jié)、結(jié)

16、晶等, 而使生產(chǎn)能在寒冷季節(jié)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但它們之間在材料、安裝建設(shè)及運(yùn)行成本費(fèi)用上仍存在一些差異。1.3.1 溫度控制 (1) 電熱帶伴熱要求有溫度控制設(shè)施, 并要求設(shè)置信號指示燈來顯示工作狀態(tài)。對于輸送熱敏性介質(zhì)的場合, 采用電伴熱較易于控制溫度, 且熱能利用率高。 (2)蒸汽伴熱僅借指示溫度計來人工調(diào)整溫度,這是蒸汽伴熱的不足之處。但目前按國外經(jīng)驗就惡少，局部如確需要亦可按圖1.3.1 a增設(shè)壓力調(diào)節(jié)閥來控制溫度或介質(zhì)系熱敏性， 而要求特別謹(jǐn)慎, 則按圖1.3.1 b 增設(shè)溫度調(diào)節(jié)閥和高溫切斷閥, 從而解決蒸汽伴熱不能進(jìn)行溫度控制問題。1.3.2 能源費(fèi)用 cm2 低壓蒸汽價圖：1.3.

17、1 a圖：1.3.1 b 為價格為70 75 元/t, 折合為0.260.28 元/ kWh 。因此電汽價比為2.52.9。如如裝置有副產(chǎn)中、低壓蒸汽或閉式操作壓力冷凝水經(jīng)閃蒸可得到1 1.2/ c低壓蒸汽, 那么利用低壓蒸汽作伴熱的能源費(fèi)用很低。如低壓蒸汽按20 元/t 收取維護(hù)費(fèi), 則折合價為0.074元/ kWh , 則此電汽價比為8.810.8 。假設(shè)電伴熱一次投資高出蒸汽伴熱約50 %, 即使電伴熱能源利用率高, 但投資回收期將約為5年或更長。 目前國內(nèi)裝置電價較高, 加之供電較緊張, 而政策規(guī)定不鼓勵使用電熱。假如裝置無廉價蒸汽且屬邊遠(yuǎn)地區(qū), 則采用電伴熱是可取的, 當(dāng)然某些裝置在

18、關(guān)鍵部位采用電伴熱也是可行的。1.3.3 建設(shè)安裝費(fèi)用 根據(jù)國外建設(shè)公司和承包商通常的報價, 如果人工費(fèi)兩者相近, 則電伴熱材料費(fèi)將比蒸汽伴熱材料費(fèi)高出一倍, 總之蒸汽伴熱系統(tǒng)的建設(shè)安裝費(fèi)僅為電伴熱的1/ 2 或1/ 3 。假如蒸汽供給管是預(yù)制組裝的以及冷凝水集水總管可以利用現(xiàn)有, 則蒸汽伴熱系統(tǒng)的建設(shè)安裝費(fèi)將更低。1.3.4 安全性、可靠性、維護(hù)費(fèi)用安全性： 蒸汽伴熱相對較安全, 但如安裝不好也許會出現(xiàn)蒸汽泄漏, 造成人員燙傷或保溫層損壞。電伴熱一般也很安全, 但如果安裝或維護(hù)不良, 也會發(fā)生電氣故障?？煽啃裕?蒸汽伴熱和電伴熱系統(tǒng)都難免會出現(xiàn)故障, 如汽源供應(yīng)中斷或電伴熱線路故障。但相比之

19、下, 電伴熱則較少發(fā)生故障。另外, 由于電熱帶表面釋熱低且均勻, 所以在失靈后靠表面摸觸則不易被察覺。維護(hù)費(fèi)用： 與電伴熱相比, 蒸汽伴熱較易發(fā)生故障, 因此比電伴熱需要更多的維護(hù), 如管線焊接處出現(xiàn)泄漏或缺陷以及管線可能出現(xiàn)腐蝕, 因而就增加了維修量及能源費(fèi)。根據(jù)杜邦公司的經(jīng)驗, 蒸汽伴熱的維護(hù)費(fèi)比電伴熱約高一倍, 它與機(jī)械和電氣人員的工資及其技術(shù)水平、施工熟練及管理水平等有關(guān)。1.3.5 小結(jié) 從上述初步對比, 蒸汽伴熱和電伴熱各有利弊。結(jié)合國內(nèi)目前情況, 似乎石油化工裝置往往有多余廉價蒸汽, 因此蒸汽伴熱在相當(dāng)時期內(nèi)仍將為首選。 第二章：蒸汽伴熱管道的設(shè)計在化工項目施工中，對于間斷輸送具

20、有下列特性的流體的管路，應(yīng)采用加熱保護(hù)；凝固點(diǎn)高于環(huán)境溫度的流體管路；流體組份中能形成有害操作的冰或結(jié)晶;含有H2S 、HCL、CL2 等氣體，能出現(xiàn)冷凝或形成水合物的管路; 在環(huán)境溫度下粘度很大，以致在起動循環(huán)之壓力下連正常流量的一半也達(dá)不到的液體管；能出現(xiàn)不合需要的分離等。 對上述管的加熱各種加熱保護(hù)蒸氣伴管、夾套管和電熱帶。其目的是保護(hù)介質(zhì)質(zhì)溫度符合生產(chǎn)工藝要求。各種加熱保護(hù)的保溫層厚度按保溫設(shè)計規(guī)定進(jìn)行，當(dāng)介質(zhì)溫度低于蒸汽溫度、蒸汽管路或介質(zhì)有防火、防爆的要求、輸送凝固點(diǎn)低于50 0C或具有腐蝕性、熱敏性的介質(zhì)以及介質(zhì)與蒸汽接觸時會產(chǎn)生有損害操作的事故等管路均應(yīng)采用伴管保護(hù)。外蒸汽伴熱

21、管尤其在石化工廠中能得到廣泛使用, 其主要原因如下: (1)石化工廠內(nèi)有副產(chǎn)蒸汽或乏汽可以利用, 而且蒸汽潛熱大, 從而降低伴熱經(jīng)常費(fèi)用。 (2)適用范圍普遍, 操作溫度在150 以下的工藝管道都可采用。 (3)不需什么特殊材料, 便于施工和管理。 國內(nèi)300kt/ a 合成氨和520kt/ a 尿素聯(lián)合工廠、300600kt/ a 乙烯裝置及大部分石油化工裝置等基本上都采用蒸汽伴熱來防止凍結(jié)。因有富余低壓蒸汽可利用, 同時為了節(jié)約蒸汽, 可在裝置區(qū)內(nèi)設(shè)兩個蒸汽伴熱系統(tǒng), 分別供常年及冬季伴熱用, 到夏季可將冬季伴熱管閥門關(guān)掉。下面結(jié)合技術(shù)資料，對蒸汽伴管的加熱保護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行分析。2.1 蒸

22、汽伴熱系統(tǒng)的組成蒸汽伴熱系統(tǒng)的組成為:蒸汽總管；蒸汽引入管；蒸汽分配站；蒸汽伴管；冷凝水收集站；冷凝水引出管；冷凝水總管。2蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容： (1)伴管及伴管站布置圖: 所有需要蒸汽的伴熱管,均用粗實線表示在其被伴管道的伴管布置圖上;所有蒸汽伴管編號均表示在伴管布置圖上；所有蒸汽伴管站及收集站,均表示在伴管布置圖上;蒸汽分配站及冷凝液收集站在相應(yīng)的伴管平面圖中標(biāo)注，待工藝管線安裝后，分配站的方位需考慮操作通道作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 (2)伴管及伴管站一覽表: 按化工裝置管道布置設(shè)計內(nèi)容和深度規(guī)定（HG/T20549.1-1998）中關(guān)于伴管和分配站的規(guī)定執(zhí)行。 (3)蒸汽分配站:非自導(dǎo)式蒸汽分

23、配站的蒸汽由蒸汽分配站上部引入，通常設(shè)置在1樓，因蒸汽、冷凝水主管通常在管廊或空中架空敷設(shè)。自導(dǎo)式蒸汽分配站的蒸汽由蒸汽分配站下部引入，通常設(shè)置在2層樓面以上，引入管高于蒸汽主管。 (4)冷凝水收集站: 通常采用水平安裝，根據(jù)現(xiàn)場情況也可以設(shè)置垂直安裝的分配站和收集站。 (5)伴管站識別標(biāo)簽: 伴管站應(yīng)注明伴管的起始點(diǎn)、編號和被伴熱工藝管線號，每根伴管上應(yīng)有2個相同的標(biāo)簽，1個安裝在蒸汽分配站上，另1個安裝在冷凝水收集站上，以便于查找和維修。 蒸汽伴熱系統(tǒng)相關(guān)規(guī)定 (1)在適當(dāng)?shù)牡胤郊性O(shè)置一個伴熱蒸汽用分配管，以盡量減少從主管道引出的分支管。2.2 伴管選型帶蒸汽伴管的物料管路，常用軟質(zhì)保溫

24、材料，將其一并包裹保溫。如超細(xì)玻璃棉氈，礦渣棉度等。為提高加熱效果，在伴管與物料管間應(yīng)形成加熱空間，使加熱空氣易于產(chǎn)生對流傳熱，設(shè)計采用鐵絲網(wǎng)做骨架，使之構(gòu)成加熱空間。物料管的管壁與熱空氣接觸面小雨180的稱為“自然加熱角”；等于180的稱為“半加熱角”，管道的管壁完全被熱空氣包圍的稱為“全加熱”?？紤]安裝方便，節(jié)約材料，通常采用前二者加熱方法，當(dāng)介質(zhì)溫度不高（5080°）可采用“自然加熱角”方式保溫，溫度較高時，最好采用“半加熱角”結(jié)構(gòu)。當(dāng)輸送物料為腐蝕性介質(zhì)，或熱敏性強(qiáng)、易分解的介質(zhì)。不允許將伴熱管緊貼于物料管管壁，應(yīng)在伴管上焊一隔離板或在物料管和伴熱管之間襯墊一絕熱片。 伴管材

25、料及規(guī)格可用于伴管的管道有銅管、不銹鋼管及碳鋼管三種。國外工程中多選用銅管和不銹管作為伴管，這是因為國外的銅管及不銹鋼的價格比較便宜，且銅管易于彎曲及連接；碳鋼管由于極易被腐蝕，國外在蒸汽伴熱系統(tǒng)中已很少使用。但目前國內(nèi)的化工裝置中還是常以碳鋼管作為伴熱管。蒸汽伴管常采用的規(guī)格：銅管：×1;碳鋼（不銹鋼）管：1/ 2（DN15）、3/4（DN20）、1（DN25）。一般規(guī)定蒸汽管的材料與蒸汽主管一樣。當(dāng)所伴主管為不銹鋼時，伴管通常僅選用304材質(zhì)不銹鋼。伴管（包括輸出和回收管）一般采用卡套連接和對焊連接。2.2.2 保溫材料的選擇（表2.2.1）當(dāng)用不銹鋼管作為伴熱管時，保溫材料的選

26、擇要特別注意，要保證保溫材料中不含氯離子或者氯離子的含量控制在允許的范圍內(nèi)，因為氯離子的存在對不銹鋼管道有腐蝕作用，硅酸鈣制品中含有氯離子，在做不銹鋼管保溫時應(yīng)慎用伴管管徑及所需伴管的最少數(shù)量設(shè)計中，根據(jù)不同環(huán)境及工藝操作條件，蒸汽伴管管徑及根數(shù)可按石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計規(guī)范（SH/T3040-2002）選用當(dāng)環(huán)境溫度（一般環(huán)境設(shè)計溫度取當(dāng)?shù)?月的平均最低氣溫）、伴管介質(zhì)的操作條件、保溫材料制品的導(dǎo)熱系數(shù)及放熱系數(shù)等數(shù)據(jù)與石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計規(guī)范（SH/T3040-2002）選用不同時，伴管管徑及根數(shù)（采用硬質(zhì)或半硬質(zhì)圓型保溫材料制品）可按下列公式計算。式中，d為伴管計算外徑，m

27、;d0為伴管外徑，m；Di為保溫層外徑，m；D0為保溫層內(nèi)徑，m；K為熱損失附加系數(shù)，取1.151.25；n為伴管根數(shù)，根；t為被伴介質(zhì)溫度，；i為伴管內(nèi)保溫層內(nèi)加熱空間向保溫層的放熱系數(shù)，W/·i為伴管介質(zhì)溫度，；為保溫層外表面向大氣的放熱系數(shù)，W/·；i為保溫層內(nèi)加熱空間向保溫層的放熱系數(shù)，W/·；一般取13.95 W/·；i為伴管內(nèi)保溫層內(nèi)加熱空間的放熱系數(shù)，W/·；為保溫材料制品倒數(shù)系數(shù)，W/·。同時也有另外一種方法，就是根據(jù)已有的經(jīng)驗圖形做簡單大致的選擇，一般情況下都能滿足工程需求，此方法在選擇伴管尺寸和數(shù)量主要的依據(jù)有：管

28、線內(nèi)流體要保持的溫度；最低環(huán)境溫度及最高風(fēng)速；伴熱用的蒸汽飽和溫度；管線的保溫厚度及保溫材料的導(dǎo)熱系統(tǒng)；通過確定上述的條件，應(yīng)用下列圖表可快速得出所需伴管的尺寸和數(shù)量（并能確定伴熱過程中是否使用傳熱水泥）。圖 2.2.2是以保溫層厚度為50，導(dǎo)熱系數(shù)為0.0043W/·K及風(fēng)速0為基準(zhǔn)條件，得出不同溫度下管線的熱損失的曲線。于此基準(zhǔn)條件不同的情況，需對從圖 2.2.2查到的熱損失值按下述步驟修正。 1值123算出修正的熱損失Q2 = Q1×F1×F2×F3按Q2值，用圖8、9及表確定伴管尺寸及數(shù)量 1 蒸汽分配站和輸水站的設(shè)置 （1）“S"值的

29、計算蒸汽分配站的管徑可按下式計算出“S"值，然后蒸汽分配管、蒸汽引入管、冷凝水集合管、冷凝水引出管按表 2.3.1查取。 S=A + 2B+ 3C式中，A為DN 15、12 、10伴管根數(shù)。當(dāng)“S"值超過 16時，宜設(shè)2個或2個以上的蒸汽分配站和疏水站。（2） 在3 m半徑范圍內(nèi)，如果設(shè)置了3個或3個以上供氣點(diǎn)或拍凝點(diǎn)時，則應(yīng)在該處設(shè)置蒸汽分配管或冷凝水收集站。每個冷凝液回收站的伴管一般不超過14根，并預(yù)留12個備用管口。（3） 每根蒸汽伴管在冷凝液返回端必須安裝1組疏水閥。如果要回收冷凝液，可在冷凝液疏水閥后設(shè)1個切斷閥。冷凝液應(yīng)排放到排污口，以對人體不會產(chǎn)生危害和對周圍

30、管線和設(shè)備產(chǎn)生腐蝕性影響。（4） 疏水閥組的檢修內(nèi)容主要是疏水閥的檢修,一般來說只需清理過濾器,或更換同規(guī)格型號的疏水閥。當(dāng)冷凝液返回疏水站時,在疏水閥前后都設(shè)1個切斷閥,并在疏水閥和后1個切斷閥之間設(shè)置1個檢查閥。日揮公司也是這么要求的。2.4 蒸汽伴管 形彎累計上升允許高度伴熱蒸汽管出現(xiàn)U形彎（袋形）有時是不可避免的。U形彎的出現(xiàn)將會增加蒸汽伴熱管的壓力降，不利于空氣的排出，產(chǎn)生氣阻，同時會引起水擊。因此，當(dāng)伴管在最大允許有效伴熱長度出現(xiàn)U形彎時，累計上升高度不應(yīng)大于表2.3.2中規(guī)定的數(shù)值。國外工程公司的規(guī)定也不盡相同，如殼牌公司規(guī)定的U形彎累計上升高度最大為3 m安裝要求伴管蒸汽引入及

31、凝結(jié)水排出要求：1) 伴管蒸汽應(yīng)從蒸汽主管頂部引出,并在靠近引出處設(shè)切斷閥,切斷閥宜設(shè)置在水平管道上。2) 每根伴管宜單獨(dú)設(shè)疏水閥,不宜與其他伴管合并疏水。3) 為防止蒸汽竄入凝結(jié)水管網(wǎng)而致使系統(tǒng)背壓升高,干擾凝結(jié)水系統(tǒng)正常運(yùn)行,疏水閥組不宜設(shè)置旁路閥。4) 伴管蒸汽應(yīng)從高點(diǎn)引入,沿被伴熱管道由高向低敷設(shè),凝結(jié)水應(yīng)從低點(diǎn)排出,應(yīng)盡量減少U 形彎,以防止產(chǎn)生氣阻和液阻。5) 通過疏水閥后的不回收凝結(jié)水,宜集中排放。6）在密閉凝結(jié)水系統(tǒng)中,凝結(jié)水返回管宜順介質(zhì)流向45°斜接在凝結(jié)水回收總管的頂部。在敞開凝結(jié)水系統(tǒng)中,疏水閥排出的凝結(jié)水宜采用汽水分離器經(jīng)冷卻后排至下水系統(tǒng)。2.6 伴管敷設(shè)

32、應(yīng)符合下列要求（1）被伴管水平敷設(shè)時,伴管應(yīng)安裝在被伴管下方一側(cè)或兩側(cè),垂直敷設(shè)時,伴管等于或多于3 根時宜圍繞被伴管均勻敷設(shè)。（2）非金屬閥座的閥門,腐蝕性介質(zhì)的管線、膠管管線等絕熱定距墊的材料可以采用與管道絕熱相同的材料。 （3）所有伴管（不包括伴管供汽和回流伴管）彎頭處均采用煨彎，中間管子與管子對焊連接。（4）伴管供汽管和回流伴管的彎頭和管子連接采用成品彎頭和管接頭。（5）伴管每隔1 m用鋼帶或鐵絲固定，但在有彎頭的地方由于伴熱效率較低應(yīng)相應(yīng)縮短距離。圖 2.6.2 伴管的膨脹環(huán)圖 2.6.3 伴管的標(biāo)準(zhǔn)位置 2.7 伴管設(shè)計中應(yīng)注意的問題 (1)伴管蒸汽應(yīng)從主管蒸汽管頂部引出,并伴管下

33、方下側(cè)或兩側(cè),垂直敷設(shè)時,伴管等于或多于3根時宜圍繞被伴管均勻敷設(shè); (2) 每根伴管宜單獨(dú)設(shè)疏水閥,不宜與其他伴管合并疏水;通過疏水閥后的不回收凝結(jié)水,宜法蘭等處可采用法蘭或活接頭連接。12 、集中排放; (3) 為防止蒸汽竄入凝結(jié)水管網(wǎng)使系統(tǒng)背壓升高,干擾凝結(jié)水系統(tǒng)正常運(yùn)行,疏水閥組不宜設(shè)置旁路閥; (4) 伴管蒸汽應(yīng)從高點(diǎn)引入,沿被伴熱管道由高向低敷設(shè),凝結(jié)水應(yīng)從低點(diǎn)排出,應(yīng)盡量減少U形彎,以防止產(chǎn)生氣阻和液阻; 被伴管為水平敷設(shè)時,伴管應(yīng)安裝在被伴管下方下側(cè)或兩側(cè)，垂直敷設(shè)時，伴管等于或多于3根時宜圍繞被伴管均勻敷設(shè)； (6) 伴管經(jīng)過閥門、管件時,伴管應(yīng)沿其外形敷設(shè),且宜避免或減少“

34、U ”形; (7) 當(dāng)主管伴熱,支管不伴熱時,支管上的第一個切斷閥應(yīng)予伴熱; (8) 被伴熱管道上的取樣閥、排液閥、放空閥和掃線閥等均應(yīng)伴熱;(9) 伴管連接應(yīng)采用焊接,在經(jīng)過被伴管的閥門、法蘭等處可采用法蘭或活接頭連接。12、10紫銅或不銹鋼伴管宜采用卡套連接頭連接 解決措施為了要解決上述問題，可采取以下措施。 (1) 根據(jù)被伴熱管線的運(yùn)行參數(shù)選用合適的伴熱管徑。 (2) 同一干線上的各支路所帶負(fù)荷要接近,而負(fù)荷相差較大的支路應(yīng)分別連結(jié)在不同干管上。 (3) 伴熱流程應(yīng)防止出現(xiàn)短路, 使每一干管上連接相勻稱的負(fù)荷。 (4) 伴熱支路管線上應(yīng)盡量不再設(shè)一級支路。 (5) 在每個支路的頂端及末端

35、均安裝閥門,并在末端安裝溫度計以便流量調(diào)節(jié)、控制等, 但有的裝置設(shè)計伴熱管線只管連接支路再連支管。 (6) 合理設(shè)置高點(diǎn)放氣閥和低點(diǎn)放水閥, 對埋地管線的低點(diǎn)放水處應(yīng)設(shè)閥門池。 (7) 合理設(shè)置蒸汽分配站和疏水站, 以方便操作和維修, 分配站應(yīng)留有一定數(shù)量的備用接頭。 (8) 正確選擇及安裝疏水器, 使冷凝水能順暢排出。對疏水器要定期檢查, 在寒冷地區(qū)要采取防凍措施, 以維護(hù)正常運(yùn)行。 (9) 由于輸送主管與伴熱管之間熱脹量不同: 當(dāng)伴熱管供汽點(diǎn)與排凝點(diǎn)之間的直線不超過40m 時, 可采用中間固定在主管的管卡上,以便使熱脹量均勻分配到伴熱管的兩端, 并在伴熱管引入點(diǎn)處及引出處的保溫結(jié)構(gòu)上留出約

36、100mm 長的空隙以填充軟質(zhì)保溫材料, 不妨礙伴熱管的位移; 當(dāng)長度大于40m 時, 除主管為L 形自然補(bǔ)償?shù)墓芏瓮? 一般每隔3040m設(shè)一個補(bǔ)償器, 補(bǔ)償器可采用U 形或 形, 當(dāng)主管道上有法蘭或閥門或彎管時, 可在法蘭或閥門或彎管處設(shè)U 形或 形補(bǔ)償器, 且所有補(bǔ)償器不得出現(xiàn)袋形。 (10) 因?qū)岷?、易彎曲且很易與黃銅管件相接, 通常采用紫銅管做伴熱管。當(dāng)蒸汽壓力高于16kg/ cm2 時或冷凝水有腐蝕性, 則建議采用不銹鋼做伴熱管。而碳鋼管道常用于蒸汽壓力低且無腐蝕的情況。(11) 如伴熱線與介質(zhì)管相組合, 要合理選用軟質(zhì)礦渣棉保溫材料。冬季下雪難免使水滲入堿性的礦渣棉,會對輸送醋酸的鋁管產(chǎn)生腐蝕。第三章：設(shè)計實例工藝條件: 工藝管線內(nèi)流體溫度保持60 a（G） 最低環(huán)境溫度：-20 飽和蒸汽溫度：132.9 J/ 工藝管線尺寸：DN200 保溫材料：玻璃棉被伴熱的工藝管線長度：50m 保溫厚度：50mm(1) 求T1T1 1值：Q1(3) 從圖 2.2.3中查出保溫層厚度對應(yīng)的修正系數(shù) F1F1(4) 計算出工藝管線和伴管平均溫度與設(shè)計的最小環(huán)境溫度的平均值(5) 利用圖 3.1.a 查出保溫 材料在T溫度下的導(dǎo)熱系數(shù) K，K=0.036 W/