化工工艺管道蒸汽伴热系统设计分析

作者:未知

  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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