化工工藝管道蒸汽伴管的設計分析

李效超（巨化集團漢正新材料有限公司，浙江 衢州 324004）

在化工工業生產過程中通常為了能夠更好的對工藝管道進行保溫和防凍處理，一般在工程建造時便配套建設相應的伴熱管道。其中蒸汽伴管便是防凍保溫措施主要的方式之一，蒸汽伴管的原理是通過直接或者間接的蒸汽循環來將伴熱管道中所損失的熱量進行有效的補充，從而根據其要求獲得或防凍、或保溫等作用。蒸汽工藝管相對于其他類型的伴管有比較明顯的優勢，即其溫度能夠自動進行調節、冷凝功能潛熱功能效果顯著、使用方面和適用范圍非常廣泛等特點，這也是該種工藝伴管非常受青睞的原因之一。但是該種工藝管道的在設計的過程中其設計方案非常的難以確定，本文就對其設計方案進行簡單的探討。

1 蒸汽伴熱管道系統設計理念

1.1 蒸汽伴管的構成

蒸汽伴管更多的適用于低溫的環境之中，主要的原因是因為容易發生冷凝和凝固或者大量的熱量損失造成具有腐蝕性氣體冷凝成水狀，或者促使工藝介質的粘度升高從而對生產操作的儀表產生損害。一般的在工業生產過程中如果沒有進行特殊的加熱處理那么通常都會使用蒸汽伴管。蒸汽伴管的主要構成有7個，分別是冷凝水總管、引出管、收集站；蒸汽引入管、分配站、伴管和總管等。

2 蒸汽伴熱系統的設計要求

2.1 蒸汽分配站管道布置設計基本要求

2.1.1 分配站的安裝一般采用立式安裝的方式或者臥式安裝的方式；

2.1.2 分配站接管數情況，對于DN40蒸汽分配站中的接管數量應該控制在6個以內；DN50蒸汽分配站的接管口控制在10個以內，一般的會在每個分配站預留至少一個備用口，在平時備用口都采用螺紋管帽等進行封閉。

2.1.3 在蒸汽熱伴管的設置上其間距控制在1m為宜；

2.1.4 分配站的位置一般在靠柱子、墻壁等區域，這樣能夠有效的縮減管道的長度；

2.1.5 蒸汽伴熱供氣管的切斷閥門通常都設置在出口位置的水平管上；

2.1.6 伴熱供氣總管其應該從蒸汽主觀的頂部進行引出，而供氣管則應該從伴熱戰的頂部位置進行水平方向引出。

2.2 冷凝液收集站管道布置設計要求

2.2.1 冷凝液收集站接管口的數量、管道布置設計、收集站的位置和冷凝液管設計間距、預留接頭、回水管等等均和分配站管布置設計保持一致。

2.3 伴管的設計要求

伴管蒸汽還是從蒸汽主管的頂部位置進行引出，也要在引出口的位置設置切斷閥；每根伴管都應該設計單獨的疏水閥，盡量不要和其他的伴管進行合并疏水，對于那些進過疏水閥且不需要進行回收的凝結水需要進行集中的排放處理。在系統運行的過程中有時會出現蒸汽進入到凝結水管網中，造成整個系統的背壓升高從而影響凝結水系統運行狀態，因此為了避免這種情況的發生應該在疏水閥組出設置旁路閥門即可。

伴管的蒸汽盡量從最高點進行引出，且沿著伴熱管從高處向低處進行敷設，最后使得凝結水從低點排出，這樣一來再設計的過程中有效的減少了U型彎的數量，降低了液阻和氣阻發生的可能性。若伴管的敷設方法采用水平的方式，那么應該將其安裝在所被伴管道的下方；如果是垂直方式進行敷設，若其數量在2根以上那么應該均勻包圍式敷設；如果其主管需要進行伴熱且支管無需進行伴熱時，那么應該在其支管的第一個切斷閥位置進行伴熱的設計。伴管之間的連接采用焊接、活接頭以及法蘭等方式進行，如果伴管的內徑為10mm或者12mm，其材質為不銹鋼或者紫銅則盡量使用卡套式的接頭方式

2.4 伴管長度設計要求

在對伴管最大長度設計時應該從其最大允許長度和伴熱管的直徑等數據進行考慮，在設計時其伴管的起點要靠近伴熱分配站，伴熱供氣管道的長度要控制在15m以內，相應的伴管的終點應該盡可能的靠近其收集站，供氣段長度和回凝長度要控制在30m之內，如果在一個伴熱系統中所有的伴管長度差異不大，那么其最短伴管的長度應該大于最長伴管70%，這也是在伴管設計過程中非常重要的一點。

3 伴熱管材及其規格的選擇

在蒸汽伴管的設計過程中，其管道材料和規格的選擇同樣是非常重要的內容，一般在化工生產工程中所使用的蒸汽伴管的材料主要有三種，分別是不銹鋼、紫銅管以及碳鋼管等。在我國化工企業中所使用不銹鋼和紫銅管作為主要的材料。不銹鋼和紫銅管其在建筑施工方面會更加的容易，比如在整個系統之中很多的結構其形狀不規則比如閥門、儀表過濾器等等。一般在設計過程中管材的規格根據不同材質進行細分。比如若是不銹鋼那么其規格為?12*1.2，或者?15*1.2兩種規格；入股材質為紫銅管那么其規格為?8*1.0和?10*1.0兩種；如果是碳鋼管其規格為DN15、DN20、DN25三種類型，在設計的過程中其伴管的材質盡可能是主管保持一致，其連接的方式通常也是采用焊接或者卡套的連接方式。

4 結語

隨著化工工業的不斷發展，在化工生產系統中起著重要作用的蒸汽伴熱系統也越來越受到人們的重視。本文對化工工業生產中所應用的蒸汽伴管的設計進行細致的分析，分別從設計和安裝過程中的伴管直徑和數量等方面進行詳細的探討，希望能夠和更多的同行同仁們進行設計方面的討論，也希望蒸汽伴管的設計技術更加純熟。

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