化工工艺管道蒸汽伴管的设计分析

李效超（巨化集团汉正新材料有限公司，浙江 衢州 324004）

在化工工业生产过程中通常为了能够更好的对工艺管道进行保温和防冻处理，一般在工程建造时便配套建设相应的伴热管道。其中蒸汽伴管便是防冻保温措施主要的方式之一，蒸汽伴管的原理是通过直接或者间接的蒸汽循环来将伴热管道中所损失的热量进行有效的补充，从而根据其要求获得或防冻、或保温等作用。蒸汽工艺管相对于其他类型的伴管有比较明显的优势，即其温度能够自动进行调节、冷凝功能潜热功能效果显著、使用方面和适用范围非常广泛等特点，这也是该种工艺伴管非常受青睐的原因之一。但是该种工艺管道的在设计的过程中其设计方案非常的难以确定，本文就对其设计方案进行简单的探讨。

1 蒸汽伴热管道系统设计理念

1.1 蒸汽伴管的构成

蒸汽伴管更多的适用于低温的环境之中，主要的原因是因为容易发生冷凝和凝固或者大量的热量损失造成具有腐蚀性气体冷凝成水状，或者促使工艺介质的粘度升高从而对生产操作的仪表产生损害。一般的在工业生产过程中如果没有进行特殊的加热处理那么通常都会使用蒸汽伴管。蒸汽伴管的主要构成有7个，分别是冷凝水总管、引出管、收集站；蒸汽引入管、分配站、伴管和总管等。

2 蒸汽伴热系统的设计要求

2.1 蒸汽分配站管道布置设计基本要求

2.1.1 分配站的安装一般采用立式安装的方式或者卧式安装的方式；

2.1.2 分配站接管数情况，对于DN40蒸汽分配站中的接管数量应该控制在6个以内；DN50蒸汽分配站的接管口控制在10个以内，一般的会在每个分配站预留至少一个备用口，在平时备用口都采用螺纹管帽等进行封闭。

2.1.3 在蒸汽热伴管的设置上其间距控制在1m为宜；

2.1.4 分配站的位置一般在靠柱子、墙壁等区域，这样能够有效的缩减管道的长度；

2.1.5 蒸汽伴热供气管的切断阀门通常都设置在出口位置的水平管上；

2.1.6 伴热供气总管其应该从蒸汽主观的顶部进行引出，而供气管则应该从伴热战的顶部位置进行水平方向引出。

2.2 冷凝液收集站管道布置设计要求

2.2.1 冷凝液收集站接管口的数量、管道布置设计、收集站的位置和冷凝液管设计间距、预留接头、回水管等等均和分配站管布置设计保持一致。

2.3 伴管的设计要求

伴管蒸汽还是从蒸汽主管的顶部位置进行引出，也要在引出口的位置设置切断阀；每根伴管都应该设计单独的疏水阀，尽量不要和其他的伴管进行合并疏水，对于那些进过疏水阀且不需要进行回收的凝结水需要进行集中的排放处理。在系统运行的过程中有时会出现蒸汽进入到凝结水管网中，造成整个系统的背压升高从而影响凝结水系统运行状态，因此为了避免这种情况的发生应该在疏水阀组出设置旁路阀门即可。

伴管的蒸汽尽量从最高点进行引出，且沿着伴热管从高处向低处进行敷设，最后使得凝结水从低点排出，这样一来再设计的过程中有效的减少了U型弯的数量，降低了液阻和气阻发生的可能性。若伴管的敷设方法采用水平的方式，那么应该将其安装在所被伴管道的下方；如果是垂直方式进行敷设，若其数量在2根以上那么应该均匀包围式敷设；如果其主管需要进行伴热且支管无需进行伴热时，那么应该在其支管的第一个切断阀位置进行伴热的设计。伴管之间的连接采用焊接、活接头以及法兰等方式进行，如果伴管的内径为10mm或者12mm，其材质为不锈钢或者紫铜则尽量使用卡套式的接头方式

2.4 伴管长度设计要求

在对伴管最大长度设计时应该从其最大允许长度和伴热管的直径等数据进行考虑，在设计时其伴管的起点要靠近伴热分配站，伴热供气管道的长度要控制在15m以内，相应的伴管的终点应该尽可能的靠近其收集站，供气段长度和回凝长度要控制在30m之内，如果在一个伴热系统中所有的伴管长度差异不大，那么其最短伴管的长度应该大于最长伴管70%，这也是在伴管设计过程中非常重要的一点。

3 伴热管材及其规格的选择

在蒸汽伴管的设计过程中，其管道材料和规格的选择同样是非常重要的内容，一般在化工生产工程中所使用的蒸汽伴管的材料主要有三种，分别是不锈钢、紫铜管以及碳钢管等。在我国化工企业中所使用不锈钢和紫铜管作为主要的材料。不锈钢和紫铜管其在建筑施工方面会更加的容易，比如在整个系统之中很多的结构其形状不规则比如阀门、仪表过滤器等等。一般在设计过程中管材的规格根据不同材质进行细分。比如若是不锈钢那么其规格为ϕ12*1.2，或者ϕ15*1.2两种规格；入股材质为紫铜管那么其规格为ϕ8*1.0和ϕ10*1.0两种；如果是碳钢管其规格为DN15、DN20、DN25三种类型，在设计的过程中其伴管的材质尽可能是主管保持一致，其连接的方式通常也是采用焊接或者卡套的连接方式。

4 结语

随着化工工业的不断发展，在化工生产系统中起着重要作用的蒸汽伴热系统也越来越受到人们的重视。本文对化工工业生产中所应用的蒸汽伴管的设计进行细致的分析，分别从设计和安装过程中的伴管直径和数量等方面进行详细的探讨，希望能够和更多的同行同仁们进行设计方面的讨论，也希望蒸汽伴管的设计技术更加纯熟。

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