鞏永健 李 歡

1.法瑪?shù)?山東)工程科技有限公司淄博分公司 山東 淄博 255000 2.遼寧方大工程設(shè)計(jì)有限公司山東分公司 山東 淄博 255000

蒸汽伴管是現(xiàn)代化工生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分之一。由于利用蒸汽能夠?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)提供其所需要的熱量,因此蒸汽成為了化工生產(chǎn)中比較常用的一種伴熱介質(zhì),而蒸汽伴管也就被廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程中。在化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)工作中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)原則,在保證伴管安全性和適用性的基礎(chǔ)上結(jié)合化工生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行伴管材質(zhì)以及尺寸規(guī)格等參數(shù)的選擇,加強(qiáng)蒸汽伴管的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、保溫設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)等,從而為化工生產(chǎn)的正常進(jìn)行創(chuàng)造良好的前提條件。

一、設(shè)計(jì)蒸汽伴管的基本原則分析

設(shè)計(jì)化工工藝管道蒸汽伴管時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)以保證管道質(zhì)量安全為基礎(chǔ),充分了解化工生產(chǎn)以及化工工藝對(duì)供熱的具體需要,合理進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇,確保蒸汽伴管能夠適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行工況,為化學(xué)反應(yīng)提高穩(wěn)定可靠的熱量供給[1]。

二、設(shè)計(jì)蒸汽伴管要點(diǎn)分析

(一)合理選擇化工工藝管道蒸汽伴管材質(zhì)。在設(shè)計(jì)化工工藝管道蒸汽伴管時(shí),選擇蒸汽伴管材質(zhì)是設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求以及化工工藝特點(diǎn),在保證安全及適用性的基礎(chǔ)上充分考慮不同材質(zhì)的保溫能力、加工制作的難易程度等多項(xiàng)質(zhì)量性能指標(biāo),優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,提高蒸汽伴管材質(zhì)選擇的合理性。目前在化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)中大多采用碳鋼管、不銹鋼以及紫銅管等材料。而通過總結(jié)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),紫銅管以及不銹鋼材料的成本相對(duì)較高,但其加工制作比較容易,可以利用其作為蒸汽伴管的過濾器結(jié)構(gòu)材料或者閥門材料等[2]。與這兩種材料相比,雖然碳鋼管材料在可塑性方面有所欠缺,不過其成本低的優(yōu)勢(shì)較為突出,因此在化工工藝管道蒸汽伴管設(shè)計(jì)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。在采用碳鋼管作為蒸汽伴管材料時(shí),現(xiàn)階段大多采用的是DN15-DN25的碳鋼管材料,同時(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中可以采用卡套以及焊接等工藝對(duì)其進(jìn)行連接處理,以確?；すに嚬艿勒羝楣艿恼w性能夠達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

(二)合理確定化工工藝管道蒸汽伴管長度參數(shù)。合理確定伴管長度是化工工藝管道蒸汽伴管設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)準(zhǔn)確掌握蒸汽伴管應(yīng)用直徑以及管道直徑允許的最大值等各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息,且應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),以保證伴管長度參數(shù)設(shè)置的合理性。同時(shí)在設(shè)計(jì)化工工藝管道蒸汽伴管長度時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理控制熱分配站和蒸汽伴管起點(diǎn)的間距,以降低熱量在運(yùn)輸過程中所產(chǎn)生的損耗。通?；すに嚬艿勒羝楣荛L度應(yīng)不超過15m,且應(yīng)將蒸汽伴管終點(diǎn)設(shè)置在收集站附近,伴熱系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)長度不應(yīng)超過30m[3]。此外,當(dāng)在化工工藝管道伴熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了2組蒸汽伴管的設(shè)置方式時(shí),應(yīng)將其中一組蒸汽伴管長度設(shè)計(jì)為比另一組長70%左右,這樣才能保證伴熱系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

(三)合理設(shè)計(jì)化工工藝管道蒸汽伴管支撐結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)化工工藝管道蒸汽伴管結(jié)構(gòu)時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在對(duì)蒸汽伴管進(jìn)行固定方式的設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可以采用鍍鋅鐵絲或者其他金屬扎帶對(duì)蒸汽伴管結(jié)構(gòu)進(jìn)行捆扎固定,以確保其能夠與被伴熱管道連接牢固,為伴熱系統(tǒng)的安全運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)在設(shè)計(jì)工作中還應(yīng)對(duì)捆扎結(jié)構(gòu)間距進(jìn)行合理的控制,一般應(yīng)將二者間距設(shè)置在1m到1.5m左右。當(dāng)化工工藝管道蒸汽伴管采用墊層的設(shè)計(jì)方式時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理利用墊層因素確保結(jié)構(gòu)捆扎可靠牢固。此外,在化工工藝管道蒸汽伴管支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,為了防止蒸汽伴管接觸被伴管道材料受到腐蝕,設(shè)計(jì)人員應(yīng)將墊塊設(shè)置與二者接觸位置,以確保伴熱系統(tǒng)的使用壽命能夠達(dá)到預(yù)期。

(四)設(shè)計(jì)強(qiáng)化化工工藝管道蒸汽伴管保溫能力。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)化工工藝管道蒸汽伴管時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)其保溫設(shè)計(jì),目前在設(shè)計(jì)實(shí)踐中所采用的主要是異形或者圓形的保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。在采用圓形保溫結(jié)構(gòu)時(shí),一般其保溫管殼為圓形硬質(zhì)材料,且管殼應(yīng)具有較好的耐熱能力,以確保其在與高溫管道接觸時(shí)不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的完好性產(chǎn)生不利的影響,這樣才能保證化學(xué)反應(yīng)供熱穩(wěn)定可靠。而在采用異形保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式時(shí),在其保溫管殼的設(shè)計(jì)實(shí)踐中大多采用的是圓形的半硬質(zhì)材料,這樣可以有效減小管殼加熱面積。同時(shí)由于保溫管殼為軟質(zhì)材料,比較便于捆扎,且能夠在捆扎處理后形成近似圓形結(jié)構(gòu),其保溫效果也較為突出,所以該類型的保溫結(jié)構(gòu)在化工工藝管道蒸汽伴管設(shè)計(jì)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。

(五)優(yōu)化設(shè)計(jì)化工工藝管道蒸汽伴管布局。設(shè)計(jì)人員在化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)工作中還有對(duì)管道布局方案不斷優(yōu)化,一般應(yīng)將蒸汽伴管集中布設(shè)于主管兩側(cè)或其中一側(cè)。在設(shè)計(jì)方案中如采用垂直布局方式時(shí)應(yīng)確保伴管分布均應(yīng),嚴(yán)禁采用U型布局布設(shè)蒸汽伴管。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考慮化工生產(chǎn)系統(tǒng)的各種相關(guān)因素,使蒸汽伴管具有較好聯(lián)動(dòng)性和一定獨(dú)立性,以保證系統(tǒng)運(yùn)行安全。

三、總結(jié)

很多化工產(chǎn)品在其生產(chǎn)過程中為了保證化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行需要提供充足的熱量保證,因此必須采用蒸汽伴管等供熱方式,蒸汽伴管設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性將對(duì)化工反應(yīng)能否正常進(jìn)行以及化工生產(chǎn)安全產(chǎn)生重要的影響。因此必須高度重視化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)問題,設(shè)計(jì)人員要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求對(duì)蒸汽伴管設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步提高伴管供熱的安全性和可靠性,推動(dòng)我國化工工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。