化工工艺管道蒸汽伴热系统设计分析

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　　摘 要：化工管道在实际运输中，蒸汽伴热系统是保障运输稳定的重要因素。但是，在实际生产中，工作部门对蒸汽班伴热系统设计不重视，在设计上并不完善，未统一，且现有计算方式已不能适应时代发展需求。文章提出以计算机技术为支持，采用数值模拟技术，计算伴热效果及传热效率，旨在为优化化工工艺管道系统，为操作人员更好操作奠定基础。
　　关键词：化工；工艺；管道；蒸汽伴热；系统
　　1 蒸汽伴热设计原则及内容分析
　　1.1 设计原则
　　蒸汽伴热管设计需确保介质传输稳定，确保系统稳定运行。此外，应考虑传输经济性。①蒸汽伴热管热源介质以饱和介质为支持，确保饱和度满足要求。伴热温度需高于价值温度，一些的介质结焦点及凝固点不同，需有针对性的选择蒸汽温度；②采用卧式/立式分配站支持，控制接管数量小于6根，蒸汽伴热管控制1m左右，优化管道设计，确保经济实用；③若介质具有强腐蚀性或酸性，需设计外部伴热管，无腐蚀危害物料，可设计内部伴热管。
　　1.2 设计内容
　　1.2.1 蒸汽分配站设计
　　分配站有自导式、非自导式两种。设计中，一楼设置分配站，分配站上方引入蒸汽，在管廊架空敷设冷凝水管和蒸汽管。设置疏水阀，低点设置排液管及切断阀，在的出口水平管上部，设计供气管阀门。为确保系统稳定，各分配站配置备用扣，配置阀门，以法兰盖封闭。
　　1.2.2 冷凝液站
　　设计中，由冷凝液顶引出伴热凝液分支管，在主管出口位置设置切断阀，冷凝液返回位置设置疏水阀，一根蒸汽伴热管对应一个阀门。若对冷凝液回收，切断阀设置在疏水阀后方。冷凝液需按照要求排放，若冷凝液无需回收，可在裝置方便位置设置排污口，集中排放，注意减少排污对居民生活造成影响。
　　1.2.3 蒸汽伴热管设计
　　选择合适伴热管尺寸及数量，一般选DN15或DN20尺寸，分析工艺管道公称直径，确定伴热管数量。若其公称直径为100mm，设置一根伴热管，直径在150mm-450mm设置两根伴热管，直径500mm，设置三根伴热管。
　　利用S=N1+2N2+3N3计算分配站、冷凝液站等伴管总根数（S），式中N1为公称直径10、12、15（mm）伴管根数，N2为公称直径20mm伴管数量，N3为25mm直径数量。查表1确定直径。
　　蒸汽伴热管中，伴管可能出现U形弯，U形弯影响伴管阻力，易产生气阻、液阻，因此，规定在蒸汽压力0.3-0.6MPa范围中，U形弯允许上升高度为4m，在0.6-1.0MPa范围中，U形弯允许上升高度为5m。
　　蒸汽压力及直径影响伴热有效距离，设计中，将伴热起点设计都在分配站附近，控制伴热供气管<15m，终点设置在收集站附近，控制伴热供气总长30m左右。
　　1.2.4 保温
　　保温可选择硬质管壳或软质毡材。采用硬质管壳建设保温层，伴热管道外壁及保温层有较大保温空间，可减少热损。软性保温层和伴热管构成保温空间较小，可通过在中间加装铁丝网，提高热空间。
　　2 蒸汽伴热设计存在的问题及解决措施
　　问题：①蒸汽伴热设计不完善，未按照标准文件建设，现场施工受限；②伴热效果及传热效率误差大，以经验公式计算，热量损失大，徒增成本；③设计未考虑系统工程稳定性，设计理念不合理。
　　对策：①行业强化设计人员专业素质，设计按照规范执行落实，建立健全监督机制；②倡导精细化设计，以流动数值传热，对传热及工艺模拟，计算蒸汽用量，减少热损；③以集成设计支持，实现整体设计，以3D建模对伴热系统仿真模拟，进行碰撞检查，及时发现问题，解决问题。
　　通过蒸汽伴热管设计，可落实蒸汽伴热，减少化工工艺管道运输中的能源消耗，实现化工节能生产运输。就蒸汽伴热管设计而言，需考虑不同因素对伴热管的影响，实现最优设计。
　　3 结束语
　　综上所述，文章从蒸汽伴热管道的设计原则及设计内容详细分析，介绍蒸汽伴热系统构造之后，指出实际设计工作落实中存在的问题，并提出对应的解决措施，旨在为促进的化工产业可持续发展奠定基础。
　　参考文献：
　　[1]周心才.管道的蒸汽伴热设计[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（12）：171-172.
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