化工工艺管道蒸汽伴热系统设计

工艺与设备化 工 设 计 通 讯

Technology and Equipment

Chemical Engineering Design Communications

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第44卷第11期

2018年11月

1 蒸汽伴热管道系统设计的概述

随着科学技术的不断发展，目前在化工工艺管道伴热系统中应用的伴热管道主要有：蒸汽管道伴热、夹套伴热、电伴热等几种形式。而其中因为蒸汽伴热管道的取用非常方便，并且在应用过程中其冷凝潜热大，对于其温度也非常容易进行调节，所以化工工艺伴热管道中蒸汽伴热是一种非常常见的伴热方式。蒸汽伴热管道系统由以下几个部分组成：总管、支管、伴热管、保温箱、疏水器、冷凝液管、回水支管、回水总管、切断阀等。

2 蒸汽伴热设计研究回顾

2000年孙洪波等在研究过程中不仅具体的对蒸汽伴热管道设计进行分析，并且还提出了蒸汽伴热管工艺的准确计算方法。2008年，王少盖等在蒸汽伴热管道组成研究与设计时，对于管道设计、安装要求进行了具体分析，为我国蒸汽伴热管道的全面研究与发展提供了经验支持。2010年，张发有等提出了第一个石化行业标准《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》SH/T13040—2002，对于我国在规范化、标准研究设计蒸汽伴热管中起到了十分重要的指导作用。直到2011年，由张慧颖等提出的一些关于化工工艺管道蒸汽伴管设计，以及相关的工程安装指导事项，不仅对我国的蒸汽伴热管的直径、数量、最大允许长度等进行有效的解决，并且还能通过与实际案例进行结合，对整个设计进行优化处理。而随着化工行业的不断发展，目前化工工程上通常使用的蒸汽压力值都等于或低于1 300kPa ，常用的压力值在350~1 000kPa 。2015年王永凤等对蒸汽伴热与热水伴热两种管道伴热方式进行了对比实验，详细的掌握了两者之间存在的异同适用条件。随着对蒸汽伴热管道的不断研究，2016年孙方莉等对蒸汽伴管时的热补偿进行了设计研究，希望通过设置一种固定的支架和导向支架，来提高蒸汽伴热管的热补偿。3 蒸汽伴热系统的设计

3.1 伴热供气总管设计

在进行蒸汽伴热系统的设计过程中，为了能够更好地发挥伴热作用，需要将伴热站进行分开设计，首先在一楼设置蒸汽粉末分配站，这时需要从蒸汽分配站上方引入使用的蒸汽，并且将冷凝水和蒸汽主管放在外界的空气中，或者将其设计在廊道顶部。但是，如果设计时将蒸汽主管道的位置设计的低于蒸汽入口管时，这时就需要我通过一种自导式蒸汽粉末分配站进行改变，从而使其能够顺利地完善蒸汽导入工作。而设置热跟踪站，主要是想得到有效的支撑和简化各项

操作，从而使其能够尽量的靠近栏杆、平台、立柱、墙面等，通过科学合理的安排热追踪站，这样可以使对影响后期蒸汽伴热站运行的因素进行及时制止，从而防止出现各种堵塞情况的发生。

对于进行S 值计算来说，需要对蒸汽分配站管径进行了解，然后在按照相应的计算公式来进行S 值计算，对于计算过程中的蒸汽分配管数量以及蒸汽引入管、冷凝水集合管、冷凝水引出管等都需要我们进行查取。

公式：S=A +2B +3C

在对S 值进行计算时，通过数据查询，其中A 为整个伴热系统中DN15的伴管数量，B 为DN20伴管的数量，C 则是DN25伴管数量。当我们通过公式计算出S 值时，如果出现的数值大于16，那么必须在设计过程中对蒸汽分配站和疏水站的数量进行重新规划，保证其数量要≥2个。

3.2 蒸汽分配站

（1）对于蒸汽分配站的接管术要根据实际要求进行确定，其中使用DN40口径的蒸汽分配站应该使用6个以内的DN15型或DN20型的接管口。而当设计使用DN50型的蒸汽分配站时，这时应该使用10个DN15型或DN20型蒸汽接管口进行应用，并且还需要多预留2个接管口，从而保证不时之需。

（2）在目前的实际生产中，蒸汽分配站的布置结构通常采用立式或者水平，这是为了方便蒸向不同区域扩散，实现均匀分散。

（3）伴热供气管道中的主管道必须预留管道对管道内的蒸汽做引出，防止其在管道内积聚，在实际生产中，多选用在伴热站的顶部或者水平位置引出蒸汽。这样管道分配站也要提前安装合适的固定支撑和滑动支撑，以利于管道引气，并且使用是安全的。

（4）在3m 半径范围内至少有3个伴热供气组的地方应提供伴热站。

3.3 冷凝液站设计

将凝汽器主管道与凝结水总管顶部的热量相连接，从加热站顶部抽出分支冷凝管，在凝汽器主管道出口设置截止阀，并在T 形蒸汽管上设置一组疏水阀，返回冷凝水的末端。如果冷凝水需要再循环，将凝结阀设置在稀释剂中。冷凝水应排放到指定凝汽回收歧管，以免影响周围设备和管道。4 结论

蒸汽伴热管在化工生产中的使用目的就是实现蒸汽伴热，和其他输送方式相比它能够降低热损失和能耗。本文对化工工艺管道蒸汽伴热系统设计做了相关介绍和分析，在后期的伴热系统的设计中要综合考虑多方面因素，实现优化设计，提高运输效率和经济效益。

摘　要：化工是我国国民经济中的支柱产业之一，在化工生产中，许多介质需要进行输送，根据介质的物性，许多物料需要蒸汽伴热进行输送，以防止冻结和结露。详细地介绍了化工工艺管道蒸汽伴热装置目前在国内的研究进展，阐述了化工工艺管道蒸汽伴管设计内容。

关键词：化工工艺管道；蒸汽伴管设计；蒸汽伴热设计中图分类号：TQ055.81 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2018）11–0117–01

Design of Steam Tracing System for Chemical Process Piping

Wu Fang-guo

Abstract ：Chemical industry is one of the pillar industries in China ’s national economy.In chemical production ，many media need to be transported.According to the physical properties of the media ，many materials need to be transported by steam to prevent freezing and dewing.In this paper ，the research progress of steam tracing device for chemical process pipeline is introduced in detail ，and the design content of steam tracing device for chemical process pipeline is expounded.

Key words ：chemical process piping ；steam header design ；steam tracing design 化工工艺管道蒸汽伴热系统设计

吴方国

（重庆化工设计研究院有限公司，重庆 400039）

收稿日期：2018–08–22作者简介： 吴方国（1979—），男，四川南充人，高级工程师，主要

研究方向为化工工艺设计。