朱 江，韓 榮

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830021）

化工管道蒸汽伴管設(shè)計(jì)研究

朱 江，韓 榮

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830021）

在化工管道的設(shè)計(jì)中，蒸汽伴管的設(shè)計(jì)是主要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，容易出現(xiàn)較多的問題，影響化工管道的使用質(zhì)量。因此對(duì)化工管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，探究其組成、設(shè)計(jì)內(nèi)容以及管徑等，同時(shí)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(shè)計(jì)質(zhì)量。

化工管道；蒸汽伴管；設(shè)計(jì)

在化工領(lǐng)域中，伴熱是有效的保溫手段，是利用媒體散發(fā)熱量，通過熱交換來達(dá)到保溫的目的[1]。在化工管道的設(shè)計(jì)中，蒸汽伴管是重要的保溫工具，但是在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)具有重要的價(jià)值。

1 化工管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)

1.1 伴熱系統(tǒng)的組成

在化工管道蒸汽伴管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)于溫度低于環(huán)境、容易凝固以及熱損失較高的管線，應(yīng)該設(shè)計(jì)蒸汽伴管，其系統(tǒng)組成主要包括以下幾個(gè)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(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

在化工管道蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：

第一，需要設(shè)計(jì)伴管以及伴管站的布置圖。在設(shè)計(jì)過程中，伴熱管均需要采用粗實(shí)線進(jìn)行設(shè)計(jì)；蒸汽伴管均需要編制相應(yīng)的編號(hào)[2]；蒸汽伴管站、收集站、分配站以及冷凝液收集站均需要進(jìn)行標(biāo)注，以此來考慮最佳的操作通道。

第二，在伴管的設(shè)計(jì)中，需要參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，目前主要采用《化工裝置管道布置設(shè)計(jì)內(nèi)容和深度規(guī)定》，參與的標(biāo)準(zhǔn)主要為HG/T 20549。

第三，在蒸汽分配站的設(shè)計(jì)中，對(duì)于非自導(dǎo)式的分配，通常設(shè)置在1樓，而自導(dǎo)式的分配站通常由下部引入，設(shè)計(jì)在2層以上。

第四，在冷凝水收集站的設(shè)計(jì)中，采用水平安裝方式。

第五，在伴管的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該設(shè)計(jì)相應(yīng)的編號(hào)，可以便于記錄和維修。

1.3 管徑及數(shù)量的設(shè)計(jì)

在蒸汽伴管的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該對(duì)管徑以及數(shù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該哪找SH/T 3040-2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，同時(shí)參照《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》來進(jìn)行選擇，在保證壓力要求的基礎(chǔ)上來選擇最佳的管道直徑。如表1所示。

表1 伴管伴熱長(zhǎng)度范圍內(nèi)的直徑分布表

在伴管的設(shè)計(jì)中，根據(jù)環(huán)境溫度的差異，根據(jù)公式（1）可以計(jì)算出相應(yīng)的管道數(shù)量。

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

1.4 設(shè)計(jì)伴管實(shí)例分析

在伴管的設(shè)計(jì)中，管內(nèi)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(zhǎng)度為50m，保溫的厚度為70mm。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以采用DN20的碳鋼管，通過表1可知，在蒸汽伴管長(zhǎng)度為60m，可以滿足50m的伴熱要求，因此采用1根DN20即可。在設(shè)計(jì)過程中，U型管容易出現(xiàn)壓力下降，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的阻力，不便于空氣的排出，因而在設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)其合理的上升高度，在設(shè)計(jì)過程中，通常蒸汽壓力為0.3～0.5MPa時(shí)，其上升高度為4m，在0.5～0.7MPa時(shí)，上升高度為5m，在蒸汽壓力為0.7～1MPa時(shí)，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(guó)外的工程中，通常采用紫銅以及不銹鋼來進(jìn)行生產(chǎn)主要是由于其具有較高的彎曲度以及較低的價(jià)格，因而在國(guó)外的應(yīng)用較為廣泛，而在國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)中，通常是以碳鋼管和不銹鋼管為主。在規(guī)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(zhì)。另外，在材質(zhì)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(dòng)力式以及浮筒式的疏水器，主要是由于其尺寸相對(duì)較小，并且具有過濾器。在緊固件材料的選擇中，對(duì)于鍍鋅鐵絲的選擇，通常是選擇18#的規(guī)格，對(duì)于鍍鋅鋼帶以及不銹鋼鋼帶的選擇，其規(guī)格0.4* 13mm。

2.3 保溫材料

在保溫材料的設(shè)計(jì)中，通常選擇半硬質(zhì)管殼或者硬質(zhì)材料完成，部分伴管可以選擇軟質(zhì)的或者鍍鋅鐵絲網(wǎng)來制作骨架，保證合理的加熱空間。在采用不銹鋼管進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證清除材料中的氯離子，將其控制在一定的范圍內(nèi)，否則會(huì)對(duì)不銹鋼產(chǎn)生腐蝕的作用。

3 結(jié)語

主要剖析了蒸汽伴熱管道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，分析其直徑、數(shù)量以及上升高度問題。希望可以為化工管道伴管的設(shè)計(jì)提供一定的借鑒，相信在未來的化工管道伴管的設(shè)計(jì)中，必然會(huì)逐漸提升設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。

[1] 孫方莉，劉紅果.化工裝置中工藝管道蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討[J].中州大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，（2）：125-128.

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

[3] 陸明軍.關(guān)于化工管道蒸汽伴管的加熱保護(hù)技術(shù)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(jí)講師，主要從事應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)工作。