石化输油管道设计中蒸汽伴热的应用探讨

付新尧（北京华福工程有限公司天津分公司，天津 300000）

石化输油管道设计中蒸汽伴热的应用探讨

付新尧（北京华福工程有限公司天津分公司，天津 300000）

当前，石油化工企业输油管道大多都需要保温以及拌热，在伴热过程中，使用最多的是蒸汽伴热法，本文将结合蒸汽伴热法的特征、优势等分析其在输油管道中的具体应用过程。

石化输油管道设计；蒸汽伴热；应用分析

在我国石油化工企业当中，为了能够使各项生产操作更加规范，使油气停运输期间在管道中的温度合理就必须采用伴热方法，使油气运输能够更加安全。下面就对石化输油管道设计中的蒸汽伴热具体应用进行分析。

1 外伴热管

1.1 工艺的计算方法

对外伴热的计算影响最大的就是保温的构造，其具体的影响因素如下所示：

1.1.1 圆形保温结构

首先是圆形保温结构影响，这种圆形保温结构外壳是一个圆管，在管内布设着非常多的伴热管道与主管道。并且这种圆形的结构中还包含了单根伴热管和双根伴热管。但单根管与双根管的构造存在非常大的差异［1］，具体见下图所示：

图1圆形保温结构单根伴热管

通过伴热计算公式能够了解最佳的伴热效果，但却会将主管保温壳所散失的能量忽视掉，蒸汽伴热下热量损耗的公式如下：

Do在上述公式当中，表示的是主管保温层的外部半径，单位为m；

Di表示的是主管保温层的内径，单位为m；

K表示热量损耗系数，系数值一般都在1.162～1.35之间；

q1表示伴热管管道热损值，单位为W/m；

t值主管内的介质温度；℃；

to为环境温度；

α是管道保温层向大气中释放的热量系数值

αi是加热空气向保温层释放的热量系数［2］。通常，=12.83W（m2.K）

1.1.2 非圆形的保温结构

还有一种结构被称为异形保温结构，使用的材料全部为保温效果良好的保温材料，并在其中参杂了非常多的粘合剂，增强了结构的稳定性，在安装这种异形保温壳过程中，因为绑扎的的过紧，会出现非圆形的异形结构。非圆形的单根伴热管结构如下图所示。

在对非圆形的保温结构设计当中，需要注意非常多的问题，比如，结构内的材料不能与加热空间离得过近，空间要使用其他材料填充，比如，胶泥等，如果距离过近将使管道的伴热保温效果大大降低。如果不得不使用软性材料填充，则要在管道外围包扎一层铁丝网，确保加热空间内的温度达到指标［3］。

1.2 安装设计

1.2.1 设计过程中的一般要求

最好使用支管将伴热蒸汽从主管道的上部引出来，还要在支管管道的根部位置设计出一个阀门，当成管道的切断阀，设计在水平管道上最适宜。

1.2.2 对于蒸汽伴热的伴热管，每一个管道都要单独设置一个疏水的管道设施，不能与其他的蒸汽伴热管道一起使用，这样不利于疏水［4］。

1.2.3 伴热疏水管阀最好好使用过滤器过滤一遍，这就要在疏水管阀前设置一个Y型的过滤器。

1.2.4 经过了疏水阀过滤后的水会变成凝结水，排放过程中最好集中进行排放。

1.2.5 为了防止出现蒸汽管道中的蒸汽全部凝结到管道的管网中，就要适当的增加管道系统的背压，这样能够确保水管系统在平稳的状态下运行，并且疏水阀组一通常都要设置在旁通的管道中。

1.2.6 供给的伴热蒸汽管道最好要从高处进行引流，还要沿着伴热的管道进行布设，这样由高到低的布设能够使凝结以后的水沿着低处排出去，为此，在管道设计过程中，要尽量避免出现U型的管弯以防止造成管道内积聚更多的液阻。

1.2.7 对于封闭的凝结水管道系统，疏水阀要尽量排干净，凝结水管道返回过程中最好沿着管道内的介质流向呈45°角收回，并要与主管道的上部进行连接。

1.2.8 而在非封闭的凝结水管道系统当中，从疏水阀中流出的水要经过分离设备过滤，还要经过冷却以后排入到水系统的管网中。

1.2.9 对于半径在2米以内的辐射区域，要设置4个以上的伴热点以及回收点，而前提是要设计出蒸汽的分配站与疏水站。

2 内管的伴热

2.1 内管伴热的计算方法

一般，内管的伴热直径与伴热管道的介质粘度之间存在联系。在适宜的操作条件下，介质的温度会与伴热的温度存在差异，其规律为：在介质温度与伴热管道直径温度相同的情况下，内伴热管的直径会随着介质的粘度增加而增加，还会随着介质的流速增大而增大。

2.2 伴热管的蒸汽消耗量

内伴热管的伴热长度一般都在120米左右，最大不能超过300米，并且内伴热管的蒸汽损耗量是直径外伴热管蒸汽损耗量的80%。

3 结语

本文主要对石化输油管道设计中的蒸汽伴热的应用方法以及设计中需要注意的问题进行了分析，可见，随着石油化工行业的飞速发展，装置内管伴热已经成为一种新趋势。

［1］王文.全面提升工程建设技术发展水平进一步拓宽地面建设工程市场［C］.中国石化石油工程技术与管理会议文集，2011：241-247.

［2］盛予非.燃煤锅炉在15万t/a工业白油及溶剂油工程项目的应用［J］.山东化工，2012，41（4）：101-105.

［3］雷聪.水煤气净化装置蒸汽—凝液系统及蒸汽伴热系统的改造优化［J］.电子制作，2014，（11）：139-141.

［4］江山，沙亦强.火电厂蒸汽伴热与电伴热方案的技术经济比较［J］.中国电力，2011，34（8）：7-9.

付新尧（1974年9-），大专学历，工程师。北京华福工程有限公司天津分公司，目前从事的工作化工工程管道设计。