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        高凝點(diǎn)物料管道的內(nèi)管伴熱設(shè)計(jì)

        2017-12-02 07:59:02萬(wàn)保坡長(zhǎng)園華盛泰興鋰電材料有限公司江蘇泰興225400
        化工管理 2017年33期
        關(guān)鍵詞:凝固點(diǎn)苯二胺內(nèi)管

        萬(wàn)保坡(長(zhǎng)園華盛(泰興)鋰電材料有限公司,江蘇泰興225400)

        高凝點(diǎn)物料管道的內(nèi)管伴熱設(shè)計(jì)

        萬(wàn)保坡(長(zhǎng)園華盛(泰興)鋰電材料有限公司,江蘇泰興225400)

        管道伴熱的目的是維持管道內(nèi)介質(zhì)的溫度,蒸汽是化工管路伴熱裝置中廣泛采用的一種伴熱介質(zhì)。目前常用的蒸汽伴管主要有外伴熱管、夾套管、內(nèi)加熱管。對(duì)于高凝固點(diǎn)的物料如鄰苯二胺,夾套管的使用存在一些限制,因此根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了內(nèi)加熱管,實(shí)際使用效果良好。

        蒸汽伴熱;高凝固點(diǎn);鄰苯二胺;內(nèi)管伴熱

        化工裝置有很多管道需要伴熱,用于維持管道內(nèi)物料的溫度。常見(jiàn)的伴熱介質(zhì)有熱水、蒸汽、導(dǎo)熱油、電伴熱等。從成本及伴熱效果綜合考慮,大部分伴熱管均使用蒸汽作為伴熱介質(zhì)。石化標(biāo)準(zhǔn)SH/T 3040-2012《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)蒸汽伴熱管的設(shè)計(jì)做出了詳細(xì)的規(guī)定。其中規(guī)定,對(duì)于介質(zhì)凝固點(diǎn)高于100℃時(shí),應(yīng)選用內(nèi)管焊縫隱蔽型夾套管(全夾套)伴熱,管道上的閥門(mén)、法蘭、過(guò)濾器等應(yīng)為夾套型【1】。但在實(shí)際生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)全夾套管有如下缺點(diǎn):

        ⑴.管道重量隨內(nèi)管直徑增大而幾倍增大,不方便安裝。如內(nèi)管規(guī)格為Φ108×4mm,外夾套管規(guī)格為Φ159×4mm時(shí)每米夾套管理論重量達(dá)到24.5kg【2】,不方便安裝及維修。

        ⑵.鋼材使用量增大(例如Φ108×4mm內(nèi)管需要Φ159×4mm外套管,鋼材耗用增大),增加了建設(shè)成本。

        ⑶.有毒有害介質(zhì)無(wú)法使用全夾套管,只能使用內(nèi)管焊縫外漏的半夾套形式。半夾套形式存在伴熱死區(qū),物料容易凝結(jié),堵塞管道,妨礙生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

        ⑷.管道保溫材料直徑增大(Φ108×4mm的內(nèi)管需要使用Φ159×4mm外管,保溫棉管內(nèi)徑需要159mm規(guī)格),增加了保溫成本。

        在鄰苯二胺項(xiàng)目中,由于鄰苯二胺凝固點(diǎn)為102-104℃,對(duì)于管道的輸送流暢提出了更高的要求。為了解決物料安全輸送問(wèn)題,對(duì)伴熱管做出進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)。

        1 介質(zhì)凝固點(diǎn)超過(guò)100℃的伴熱管改進(jìn)

        為了解決以上問(wèn)題,在15000噸/年鄰苯二胺工程項(xiàng)目中,創(chuàng)造性的開(kāi)發(fā)了內(nèi)管伴熱的技術(shù)。裝置投產(chǎn)后至今,管路運(yùn)行穩(wěn)定,降低了生產(chǎn)維護(hù)成本。

        內(nèi)管伴熱系統(tǒng)的示意圖如下:

        如圖所示:Φ108×4mm的物料管中安裝一根Φ18×2mm蒸汽管。蒸汽內(nèi)管在物料管兩端通過(guò)煨彎穿出物管外壁,然后焊接連接法蘭。整根內(nèi)加熱管在接觸物料部分沒(méi)有焊縫。

        內(nèi)管加熱的伴熱技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下:

        ⑴.相比全夾套管伴熱,管道重量大幅降低,方便安裝。如物料管規(guī)格為Φ108×4mm,內(nèi)加熱管使用Φ18×2mm。每米內(nèi)加熱管理論重量只有12kg,比全夾套管減少了50%。

        ⑵.不再使用大規(guī)格外加套鋼管,材料成本大幅降低,可以節(jié)省約50%的材料及安裝成本,效益明顯。

        ⑶.伴熱效果好,節(jié)省能源。夾套管伴熱蒸汽在向物料提供熱量的同時(shí)還會(huì)向環(huán)境散熱,而內(nèi)加熱管浸沒(méi)在物料中,熱量全部由物料吸收,不會(huì)向環(huán)境中散熱,節(jié)能效果明顯。

        ⑷.所有焊縫外漏,利于檢修及試壓,可以用于輸送有毒有害介質(zhì)。

        ⑸.保溫棉管不需要放大規(guī)格,節(jié)省保溫成本30%以上。

        2 內(nèi)管伴熱技術(shù)施工注意事項(xiàng)

        內(nèi)管伴熱具有很多優(yōu)點(diǎn),但施工時(shí)需要注意以下幾點(diǎn),不然會(huì)影響使用效果。

        ⑴.內(nèi)伴熱管由于需要浸沒(méi)在物料中,因此需要注意防腐;同時(shí)由于內(nèi)伴熱管內(nèi)徑都較?。ㄒ话銥棣?8mm或Φ25mm),因此需要使用不銹鋼或合金鋼材質(zhì)。

        ⑵.內(nèi)伴熱管浸沒(méi)在物料管中的部分不能留有焊縫,所有彎頭均為機(jī)械煨彎。

        ⑶.公稱直徑DN80及以上物料管可以使用內(nèi)伴熱管,DN65及以下管道由于無(wú)法制作,不能使用。

        ⑷.受限于鋼管長(zhǎng)度(浸沒(méi)在物料中的管線不能有焊縫),使用內(nèi)伴熱管的物料管道兩片法蘭間的總距離為購(gòu)買(mǎi)的內(nèi)加熱管長(zhǎng)度減去0.8米。

        ⑸.內(nèi)伴熱管安裝前必須嚴(yán)格試壓、試漏、試通。在保證內(nèi)伴熱管暢通、無(wú)泄漏基礎(chǔ)上才可安裝。

        3 實(shí)際使用案例

        在15000噸/年鄰苯二胺工程項(xiàng)目中,以下介質(zhì)均需要伴熱:鄰硝基氯苯(凝固點(diǎn)31-33℃),鄰硝基苯胺(凝固點(diǎn)69.7℃),鄰苯二胺(凝固點(diǎn)102-104℃)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),并參照SH/T 3040-2012規(guī)范,對(duì)三種物料設(shè)計(jì)了不同的伴熱方式:

        含鄰硝基氯苯介質(zhì)管路使用Φ25mm×2.5mm蒸汽伴熱管;

        含鄰硝基苯胺介質(zhì)管路使用半夾套管伴熱,管線上的閥門(mén)、視鏡、過(guò)濾器等均使用夾套型。

        含鄰苯二胺介質(zhì)管路外徑小于Φ89mm的使用全夾套管,外徑大于等于Φ89mm的使用蒸汽內(nèi)管伴熱。管線上的閥門(mén)、視鏡、過(guò)濾器等均使用全夾套型。

        裝置于2011年投產(chǎn)后,伴熱系統(tǒng)穩(wěn)定,運(yùn)行至今未發(fā)生物料凝固堵塞問(wèn)題。

        4 結(jié)語(yǔ)

        對(duì)于凝固點(diǎn)高于100℃的介質(zhì),當(dāng)管徑較大時(shí),使用全夾套伴熱安裝及維護(hù)、保溫成本很高或者由于介質(zhì)特性而無(wú)法使用全夾套伴熱時(shí),本文提供了一種新的伴熱方法:內(nèi)管伴熱技術(shù)。通過(guò)對(duì)比兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),詳細(xì)論述了內(nèi)管加熱技術(shù)的施工方法及注意事項(xiàng),為類似物料管道的伴熱系統(tǒng)在節(jié)約投資、方便施工、易于操作的設(shè)計(jì)、施工上提出了新的方向。為裝置的穩(wěn)定運(yùn)行提供充分的保障。

        [1]SH/T 3040-2012《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》中國(guó)石化出版社.

        [2]《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版下冊(cè)p193化學(xué)工業(yè)出版社.

        萬(wàn)保坡(1983-);性別:男,籍貫:河北衡水人,學(xué)歷:本科,畢業(yè)于上海交通大學(xué);現(xiàn)有職稱:中級(jí)工程師;研究方向:化學(xué)工程。

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