管道蒸汽伴热详解.docx

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1、管道蒸汽伴热详解目录1 .伴热介质的类型12 .了解保温需求的决定要素22. 1.气候要求23. 2.生产需求34. 3.介枝需求35. 了解装置伴热措施要点35.1. 装置的架构特点33.2.系统内介质特点43. 3.产品的物理特性54.介绍蒸汽伴热54. 1.蒸汽伴热的需求54. 2.蒸汽伴热的类型64. 3.确定示踪剂要求74. 4,尺寸和长度74. 5.蒸汽伴热与其他方法相比的优势74. 6.疏水器的选用84. 7.系统管线和胶管的选用84. 8.保温材料的选用94. 9.保温层的选用94. 10.蒸汽伴热及其他方法的比较101伴热介质的类型伴热介质可分为两大类，电动和流体。流体伴热系

2、统利用高温下的加热介质将热量传递到管道。流体通常包含在连接到被跟踪管道的管子或小管中。如果蒸汽是伴热流体，冷凝水要么返回锅炉，要么倾倒。如果使用有机传热流体，则将其返回热交换器进行再加热和再循环。通常，伴热流体的加热可以通过工艺流的废热，化石燃料，蒸汽或电力的燃烧来提供。电伴热系统将电能转换为热量，并将其传递到管道及其所含流体中。目前使用的大多数商用电伴热系统都是电阻式，并采用放置在管道上的电缆形式。当电流流过电阻元件时，产生的热量与电流的平方和元件对电流流动的电阻成比例。其他专用的电伴热系统利用阻抗、感应和皮肤传导效应来产生和传递热量。1. 2.了解保温需求的决定要素2. 1.气候要求工业或

3、生活工业或生活装置的保温伴热需求，与工业或生活装置所在的地域有直接联系。地区的不同，对采暖的需求不同。在我国北方季节特征明显，冬夏界线分明；而南方季节分界模糊，气候相对温和。因此在对不同地区工业或生活装置的整体保温设上，要本着设计理念相同、设计思路迥异的原则，因地制宜、因势利导，根据其气候特征进行设计，实现保温的目标。以北方为例，季节温差很大，在采暖设计上，要更加注重温度控制的灵活性和自如性。对每个架台、每段分配台都要进行独立的取热开关。另外，北方的采暖，需要对采暖区域进行温度隔绝，以减少热损失。通常的办法是用绝热材料如岩棉等进行外层护套加装，这些施工的结果，会导致分配台的管线区分模糊，为此施

4、工单位需要在分配台的醒目处加设提示牌，标明伴热管线的去向、阀门的辖区，以方便操作。3. 2.生产需求工业或生活企业的不同生产线对生产的需求各有不同，每套工艺流程对系统的温度要求不同，当温度指标发生改变，整个系统就会产生生产波动。保温设施的引入，解决了生产过程中对恒温值的需求。针对不同的生产系统，设计符合其需求的保温伴热系统，根据生产单元的生产情况，投用与之匹配的伴热系统，以保证工业或生活装置的正常运行。4. 3.介质需求不同的介质，对保温的需求也不同。原油、重油等易凝结的介质，在管路输送过程中，由于温度逐渐降低，粘度逐渐增大，甚至会凝固影响生产。因此，在选择对流动介质的装置和管线进行保温和伴热

5、时，必须从源头开始加装保温措施，如在该物料管道附近加蒸汽等伴管，以维持物料一定的温度。如材质不同，注意采取隔离措施避免伴管与工艺管道的接触腐蚀。对于静态介质的保温和伴热，只需对储罐和容器进行相应的保温与伴热就可以实现。对于动态储罐，则可以根据管线情况和介质特性进行保温与伴热。5. 了解装置伴热措施要点影响工业或生活工业或生活装置的保温伴热因素主要包括环境温度、介质的物理特性、装置的操作指标、系统的反应条件等，从装置的架构特点和系统内介质特点以及产品的物理特性三个方面决定了这些要素在实施保温伴热过程中的条件和要求。5.1. 装置的架构特点工业或生活装置内管线纵横、塔罐林立。不同的装置架构和设备布

6、局对采暖伴热有不同的需求。对于保温层和保温管线的敷设，首先要根据工业或生活装置架构情况来进行设计和布线。炼塔和储罐炼塔由多层塔盘组成，对于炼塔的塔身进行保温材料加厚时，要注意塔体的仪表和设备，对设备的开口处、塔的人孔等都要留有维护开口，确保设备检维修时的破损面最小。炼塔和储罐外层的保温材料，既要保证厚度均匀，又要对预留开口处进行足够的保温防护。对于塔身安装的仪器和设备，要单独进行保温和伴热。需要温水伴热的，布线应敷设在保温层外面，防止管线泄漏时进行拆检和堵漏。设有仪表保温箱的，要保证保温箱的开关润滑和密封，避免仪器投用、检查过程中保温箱开启障碍，保证保温效果和使用顺畅。管廊和架台工业或生活工业

7、或生活装置的主体，除了炼塔、储罐，更多的就是管廊和架台。大型的设备和各种仪器仪表，都分布在错落有致的架台和纵横交错的管廊。而伴热分配台成为这些管廊和架台的恒温保护伞，成为工业或生活工业或生活装置伴热文化的主干。通常，伴热分配台就地设置，采用就近、就低的原则。管廊的保温，通常在装置建设期间做好预留，管线对接、保温层敷设，前后衔接。架台上的保温相对复杂，也有足够的时间和空间进行修改和调整。3. 2.系统内介质特点系统内介质的物理特性，对保温伴热措施的选择具有决定性的作用。在工业或生活生产中，需要各种原料来实现生产任务。有的介质对温度的要求很高，环境温差不满足其储存和运送条件，就会发生三态改变；有的

8、介质的凝固取决于反应釜内外的环境，当温差超出了其存在状态的指标要求，介质就会发生冷凝、气化或者聚合。装置的传输管线的保温：介质在输送管线的保温伴热取决于管线的使用频次。若同一管线只用于同一种介质的传输，则系统保温伴热只做单一考虑即可。对于规模较小的生产企业，一条输送管线可能会用于多种介质的传输，通过工艺管线切换来实现不同用途，这种形式的传输管线，在保温伴热设计时要考虑多种因素；大型工业或生活装置对管线、设备的使用比较严格和专一，通常都是配置系统的专业传输管线网络，实现专线专用，保温措施可根据传输介质定向制定。装置反应系统的保温介质在系统内进行反应实现生产操作时，系统内的管线情况、反应要求等，都

9、会对介质的三态产生影响，必须根据操作的需要进行相应的保温和伴热措施。比如，管线内环境温度低于介质的熔点，就会导致介质发生凝固，这种情况多发生在工业或生活生产的高温高压环节。通过系统的保温和伴热，来实现介质温度的恒定，协助装置完成整个反应过程。有的系统受反应条件的限制，对反应系统内部进行一定的技术处理，比如：真空反应系统，当真空管内外温度差较大时，管内介质就会发生冷凝，破坏原有的真空度。这样的管线需要进行特殊的技术处理，对保温材料的选用也有一定的要求；反应塔的塔身内外存在的温差，会导致塔内介质气相冷凝发生聚合；等等。避免真空度的破坏、防止聚合的发生，这些都需要采取相应的保温和伴热措施。装置的储存

10、罐体的保温中，有一个特殊的装置群，那就是罐区。所有的原料、半成品、成品都要经过储罐的保存运送到各自需要的工号。储罐的保温伴热受管内介质属性约束，油品在一定的温度下会凝固，需要通过蒸汽伴热来保存，当外界环境温度发生改变时，对伴热量的需求就会发生改变。4. 3.产品的物理特性产品在管线中输送和在储罐内存储，都有一定的环境要求，这些环境要求构成了产品在管线和储罐内的保温措施要素。根据产品的凝固点、熔点的不同，对产品流经的管线和储罐进行相应的保温伴热措施，保证产品的各项指标符合出厂要求和标准。4.介绍蒸汽伴热蒸汽伴热是将蒸汽热应用于管道和容器，以保持所需的过程温度，防冻，粘度控制或获得流体内的温度控制

11、点，以使其在过程中的化学相互作用。蒸汽伴热通常通过运行与要加热的管道或容器直接接触的蒸汽管线来完成。4.1. 蒸汽伴热的需求蒸汽伴热的工作原理非常简单。当管道中的产品温度高于其周围的空气时，热量将通过管道壁从产品传递到周围的空气。这种热损失将导致产品的温度下降。管道隔热将显著降低热量损失率，但不幸的是，没有隔热是100%有效的。蒸汽是一种非常有效的热载体，其压力和温度之间具有固定的关系。它可以长距离传输热量，并在恒定温度下释放热量。为了弥补产品管道损失的热量，小口径蒸汽管道或示踪剂被连接到产品线o蒸汽产生的热量进入产品线并取代损失的热量。传递的热量，以及产品温度，都可以通过简单的自作用控制系统

12、轻松控制。同样类型的控制也可用于冬季化应用，仅当环境温度低于预定水平时才允许蒸汽进入伴热线。为了找到泄漏的部位，必须拆卸数百米管道的绝缘层。费用是巨大的，也4. 与脚手架有关。因此，请记住这一点，并确保蒸汽伴热正确安装。5. 2.蒸汽伴热的类型夹套-用于超关键应用，通常产品温度必须始终保持在较高温度。使用蒸汽夹套还可以对管道进行快速预热。关键在这里，蒸汽伴热用于保持产品的温度，如果其温度低于预定水平，该温度将固化或变质。非临界跟踪用于将产品粘度保持在最佳泵送水平。冬季化确保管道不会因恶劣天气条件下的冻结而损坏。仪表-小口径蒸汽伴热管，通常为10亳米，用于保护流量计、控制阀、取样站、脉冲管路等。

13、4. 3.确定示踪剂要求要选择特定应用所需的蒸汽伴热管路的尺寸和数量，必须确定在最差设计条件下产品管道的热损失率。这种热损失率取决于产品温度和环境温度之间的差异。其他因素，如绝缘的导热系数，环境风速和绝缘表面的发射率将影响这种损失率。4. 4.尺寸和长度最常见的蒸汽伴热直径是3/8英寸（9.52毫米）和1/2英寸（12.7毫米）外径铜管或不锈钢管。使用了直径为5/8英寸（15.88毫米）和3/4英寸（19.05毫米）外径管;但是，这需要更大的费用。3/8英寸的管道更容易被沉积物和/或碎屑堵塞，因此使用频率较低。铜因其传热特性而成为首选，而不锈钢在腐蚀性环境中表现出更好的耐受性。4. 5.蒸汽伴

14、热与其他方法相比的优势虽然每种方法的优点可以争论，但下表显示了每种系统的相对优缺点。由于能源成本不断上升，工厂需要关注的关键领域之一是示踪系统的可靠性和能源效率。与使用热流体进行伴热相比，蒸汽的高可用热含量提供了许多好处，并且比电伴热效率高得多。由于蒸汽主要由水组成，因此在泄漏到大气中时对环境的影响很小。据估计，清理一升乙二醇泄漏的成本可能高达5,OOO.00美元。此成本包括工业现场发生泄漏时所需的清理、报告和文档。蒸汽本质上是安全的，这使其成为大多数必须最小化点火源的工业应用的实用选择。由于这些原因，在大多数工业和过程应用中，使用蒸汽伴热仍然是温度维持的首选。4. 6.疏水器的选用采用蒸汽伴

15、热实现采暖的保温伴热系统中，疏水阀是必不可少的设备之一，通过疏水阀开度的调节，实现保温伴热的最佳效果和能源利用的最大化，是保温伴热系统不懈追求的目标。疏水阀基本的工作原理就是利用蒸汽和水的重量差和温度差来实现疏水的目的，它能够迅速排除系统内产生的凝结水，并防止蒸汽泄漏。选用合适排量等级的疏水阀不仅可以节约能源，而且可以保证伴热系统的畅通运行，实现保温伴热理想效果。在对疏水阀选型过程中必须要遵循以下条件：1）根据耗汽量确定疏水阀的最大凝结水量。系统在开车和正常运行时凝结水发生量是不同的，因此，选用疏水阀之前必须对系统的耗汽量进行统计，根据工业或生活装置中蒸汽伴热情况，通常按照系统每小时耗汽量的2

16、.5倍左右来选择疏水阀的排水量。从而保证疏水阀在投用后能尽快排出凝结水，迅速提高系统的加热温度。反之，会造成凝结水不能及时排出，降低热效率。2）根据工作压差来选择疏水阀的排水量。疏水阀选用时容易被混淆的两个概念是公称压力和工作压差。公称压力提供的信息是疏水阀阀体所能承受的压力等级，而工作压差是疏水阀工作时需要满足的操作指标。因此，在选择疏水阀时要根据工作压差来选择，而不是依据阀门的公称压力来选择。也就是说，要对系统所选用疏水阀的阀前工作压力和出口背压的值有充分的了解，依据前后压差来选择疏水阀的排水量。3）根据蒸汽管线的作用选择疏水阀类型。蒸汽管线的伴热需求是选择疏水阀的重要依据。疏水阀根据工作原理可分为机械型、热静力型、热动力型