工艺管线蒸汽伴热设计

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在石油开采过程中，石油化工装置中出现介质结晶、冷凝、冻结的情况，以及温度或黏度的变化，这些现象都会对开采质量产生影响。采用工艺管线蒸汽伴热设计可以有效的阻止现象发生。因此国家投入相当力量进行研究，经过实验证实蒸汽伴热技术经过合理的设计，可以起到节省费用、节约能源、提高效率的作用，因此在石油化工产业中广泛应用。

1　伴热管道的伴热方式

伴热方式有外管伴热、内管伴热、夹套伴热和电伴热等。蒸汽伴热相对其它的伴热方式，有着取用方便、潜热大的优点，可以更好降低能源输出，提高生产效率。

石油化工装置中的管道伴热主要是为了防止管道内的介质发生结晶、冻结、凝固等，影响管道内输送，除此外伴热管道可以维持管道内的温度以及粘合度，确保管道内部的介质流通。

2　蒸汽伴热管道设计细节2.1　设计的原理依据

对于伴热管道的设计标准，国家曾出台多项规范法则进行限定，本文进行的蒸汽伴热管道设计是按照《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》SH/T30400－2012标准进行的，其中包含详细的设计依据，保证了蒸汽伴热管道正常运行。

2.2　环境温度、伴热介质温度的选择

石油开采过程中，管道的环境以及伴热介质的温度会影响管道内部的运输。控制好温度的范围，有利于管道内物质运输效率的提升。

（1）不同环境选择不同温度

环境温度是根据管道的布置以及整个运行的情况来选择的，内外环境的温度要求不同，一般在已经采取供暖设备的房间，设定环境温度为20℃。室外温度的选择则需要根据具体情况进行分析，按照最不利于管道运输的温度进行设定。一般在对伴热温度的选择是按照过去几年的年平均温度取平均值即可。

（2）与压力密切相关的介质温度

管道蒸汽伴热方式其原理是依靠蒸汽内部的潜热进行伴热活动，所以在对介质温度进行选择时，需要考虑管道内部的压力情况。在石油化工装置中采用的蒸汽伴热方式，一般是蒸汽过热方式。蒸汽的压力有中低两种标准，中压的数据标准为1MPa、1.6MPa、2MPa，低压的蒸汽压力数值为0.6MPa、0.4MPa。根据相关的数据显示，在管线蒸汽伴热的压力一般选择0.4MPa、1MPa、1.6MPa，对应的温度是151℃／183℃／202℃。

3　在现有的基础上对环节进行优化3.1　设计布置蒸汽分配站和疏水站

根据实际情况设计出蒸汽伴热设施的平面布置图，根据图纸中的蒸汽分配站以及疏水站的位置进行设置，站内设置的蒸汽分配站需采用从上到下的顺序，有序的排列，同时尽可能将蒸汽分配站布置在建筑物或是结构框架的上面，这样的分布主要是确保冷凝液能通过高地位的分布，汇总到低位进行回收增加利用率。疏水站和分配站的位置

恰恰相反，是分布在建筑物或者是结构框架的最低位置，以方便管道流通。

3.2　设计疏水站的管道分布

疏水站的疏水阀是用于压力试验的，在蒸汽伴热设备进行正常运作时，疏水阀会定期进行更新运动。在实际的操作中发现，疏水阀清洗起来比较困难，设备遇到故障后修理也不方便。为了改善以上的现况，可以在设备之前添加切断网设置；为了方便污水的处理，应该调整疏水站内的凝结水收集管之间的距离，具体的数值应该为200mm；为了防止管道内的机械杂质进入疏水阀前设置的过滤器，应该尽可能将排污阀和凝结水管分布成同一垂直平面；为了防止疏水网堵塞应该增加排污阀，这样做可以有效的减少杂质污物进入疏水阀中。以上的细节优化可以帮助管道的正常运行。

3.3　设计被伴热管道的分布

在进行被伴热管道分布时需要区分几种情况，分别是集中分布、冬季伴热管道和常年伴热管道的分布、直径在DN50以下的管道分布。针对3种条件下，伴热管道有不同的分布方式，所以在设计时需要考虑周全

（1）以节省能源为前提，在满足工业工艺的情况下，把同介质同工艺的管道进行聚集设计，尽可能缩短管道之间的距离，以此来提高伴热的效果，方便管道的正常工作。

（2）由于气温的差异，冬季和常年的伴热设备需要进行区分。方便在相应的温度阶段进行管道设备之间的切换，确保管道的正常运行。一般在条件允许的情况下，安装两套设备，分别设置相应的运输数据，增加伴热的效率。

（3）伴热管道的直径设置，也将对伴热的效果产生影响。一般在石油化工设备中常用伴热管直径为DN10、DN12、DN15、DN20、DN25，伴热管根数不宜超过4根，原则是“大直径，少根数”，而国外则是“小直径，多根数”，从传热效果看小直径，多根数效果更佳，在工程设计中最好采用统一规格的换热管，同时设置阀门的数量以及管道的合理布控，也将起到事半功倍的效果。

4　结束语

经过实验证实蒸汽伴热技术经过合理的设计，可以起到节省费用、节约能源、提高效率的作用，因此在石油化工产业中广泛应用。按照《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》SH/T30400－2012标准进行设计，可以从布置蒸汽分配站和疏水站、疏水站的管道分布、被伴热管道的分布等几个方面进行考虑。

参考文献

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[3]甄崇汀. 工艺管道蒸汽伴热设计要点[J]. 化工设计，2014，6：36-39；1.

工艺管线蒸汽伴热设计

田春

珠海巨涛海洋石油服务有限公司　广东　珠海　519000

摘要：在实际的石油开采过程中，发现石油化工的装置会出现介质结晶、冷凝、冻结的情况发生，同时还伴随着温度或黏度的变化，这些现象都会对开采质量产生影响。本文将重点论述工艺管线蒸汽伴热的设计和优化。

关键词：工艺管线　蒸汽伴热　石油　设计