化工装置中工艺管道的伴热设计问题分析

常婉亭 井蒙蒙 郜柳青 仵淑滢

摘要：对于我国整体的经济发展来说，化工企业是至关重要的组成部分，在化工装置中工藝管道的伴热设计是其较为重要的模块之一，有必要展开详细分析。本文简略阐述了其技术原理以及选择标准，并对其实际的介质选择和设计过程中的注意事项展开了深入分析，旨在优化化工装置中工艺管道的伴热设计。

关键词：化工装置;工艺管道;伴热设计

引言：近些年来，我国大力主张在化学生产过程中提高对于资源的利用效率，但是尽管从目前来看，我国工艺管道在设计与使用方面相比从前已经有了较强的进步，但实际上仍存在诸多不足之处制约着资源利用率的提升，所以有必要对伴热问题展开深入分析。

1 化工装置中工艺管道的伴热设计

1.1技术分析

管道伴热设计本身是一种新型的保温防冻技术，从目前来看，其已经在当下各个领域的生产中得到了广泛应用。从其实际的伴热方式出发能够将其分为两大类，其一是夹套伴热以及伴管伴热的传统伴热，其二便是自动调控电伴热。电伴热在实际工作中，因为其周遭的温度会骤然下降，所以会出现分子收缩的问题，而在碳颗粒经过电流流动的过程中，便会使得伴热线出现发热的现象，若是温度持续升高，便会使得电塑料中的分子快速膨胀，并产生电阻升高、电路中断等问题，进而出现相应的闭合电路，提升伴热线发热功率。

1.2伴管以及夹套伴热工艺管的选择标准

近些年来我国经济社会发展已经迈入全新的阶段，以往我国所使用的传统蒸汽伴热技术在当下已经逐渐被新型的技术所取代。从目前来看，我国正在深入研究电伴热技术，也已经得到了较为丰硕的成果，笔者主要从以下几方面内容入手对伴管以及夹套伴热工艺管的选择标准进行分析。其一，可以针对管内部介质热量损失进行补给，以此保障相应的输送温度能够同管道的实际需求相符合。其二，在进行传输的过程中，热气的损耗会使其出现凝液现象，这对于管内正常开展的气体输送工作有着严重影响。其三，在操作过程中，若是介质压力出现骤然下降的现象便会很容易给管道造成堵塞问题。其四，在停止运输之后，由于热损耗会使得管内介质的温度迅速降低，致使其难以将介质完全吹扫干净，产生了较大的管道凝固的隐患。其五，在实际输送的过程中，在热损耗的条件下，管道内介质部分会产生结晶。其六，在凝固点方面，输送介质同周遭的环境相一致，甚至还会比环境的温度要高[1]。

1.3管道伴热选择标准

在管道伴热选择标准方面，主要可从以下几方面内容入手进行分析，其一，周遭环境的温度或者是传送介质的温度应当低于凝固点管道的温度，一方面，若是介质凝固点的温度要低于50℃，那么最好要选择伴管伴热，另一方面，若是介质的凝固点温度在50℃-100℃之间便可以选用夹套管伴热。其二，如果相比较伴热管道环境温度来说，其他露点的温度过于高，便可以采用伴热管伴热，而入关输送介质与管道周围环境的凝固点相比较低，便可以运用伴热水管伴热。

2 工艺管道伴热设计——以蒸汽伴管为例

2.1介质选择

在化工装置的工艺管道伴热设计方面，介质选择是较为重要的环节，对于介质选择的合理性能够直接影响能源利用的实际效率，优化选择合适的介质可以有效降低热能的散失，通常情况下，在石油化工装置中通常会应用蒸汽伴管作为伴热设计，相关工作人员在实际设计的过程中应当注意以下几方面问题。在对伴热设计的介质进行选择时，应当主要明确两种介质，包括水与气。其中水主要指的是拥有一定温度的热水，而气则指的是水蒸气。其介质为热水时通常情况下会有着较低的温度。尽管热水本身具有一定的温度，但事实上其温度同蒸汽相比远远不足。当选用蒸汽作为介质时，不应让温度高于150℃。因此，实际在进行伴热设计的过程中务必要综合考虑各方面因素，然后对相应的介质以及合适的温度进行确定。

2.2注意事项

在设计蒸汽管道的过程中，相关工作人员务必要综合考虑其具体的保温范围，其通常情况下适用于设备中选用介质凝固点比较高的状态下。若是其整体的温度比较高，也可以应用于介质本身具有腐蚀性或者热敏度大等多种情况下。蒸汽伴管本身具有一定的特殊性，由于该类伴管模式主要是采用蒸汽进行加热的，而该类蒸汽是饱和的，其临界点在50℃，若是输送介质在温度方面具有差异性，那么最终所选用的具体方式以及所起到的实际效果也会出现不同。工作人员在进行具体设计时应当事先选择好伴热管，并确保其能够同相关要求相符合，包括类型以及数量等。一般来说，多数情况下会选择使用普通的伴热管，在情况特殊的时候也会选择具有较大半径的伴热管。在伴热管的管数方面大多是从介质的实际情况出发开展设计工作，由于其绝热等级的要求具有差异性，所以应当对伴热管的设置进行实时更改[2]。

除此以外，相关工作人员应当加强对于伴热管补偿要求的重视，并将其纳入到设计考虑范围内。在实际进行操作的过程中还可以在其中添加内置补偿器，可以将自认补偿器固定设置于管道拐弯处，在对伴管进行固定时，应当采用相应的特殊材料将其捆绑，若是想切实保障其良好的保温效果，可以适当加入保温垫。设计人员在进行设计过程中务必要明确好各个要点问题，包括蒸汽在顶端引出，应当尽量缩短输送蒸汽时的路径长度以及整体流程，特别是对于U型管道来说，一般情况下在从U型管道经过时会产生诸多问题，所以应当尽量避免在实践操作过程中从U型管道处通过。凝结水从最低端引出收集，在进行整个操作时，相关人员要密切关注蒸汽，避免其出现其进入凝结水收集端的现象，不然势必会降低实际的收集效率，严重的情况下还会对其整体流程推进起到制约作用。

结论：综上所述，优化采用化工工艺管道伴热设计能够有效提升化工生产过程中的资源利用效率，对于化工企业经济效益的提升以及其整体的可持续发展有着积极的促进作用。因此，相关工作人员务必要加强对其的重视程度，并严格按照相应的设计标准以及注意事项进行设计，以此促进我国化工工业整体持续平稳发展。

参考文献：

[1]张海生.论化工工艺管道的伴热设计分析[J].中国化工贸易，2019，11（22）：26.

[2]李政.化工工艺管道蒸汽伴热系统设计研究进展[J].盐科学与化工，2018，47（7）：5-8.