管道伴热系统在项目的应用
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摘要本文主要蒸汽伴热、热水伴热和电伴热的特点，及其在项目设计过程具体的做法。
关键词分配盘回收盘 PDMS伴热
中图分类号： TU81文献标识码：A 文章编号：
1、概述
石油化工生产装置大都已趋向全露天化且是流程式成直线型布置，这样对于在冬季生产时的防冻问题就显得非常重要。而且这些装置的工艺管道内因介质不同，生产条件各异且复杂。因此怎样合理选用伴热介质并确定怎样的伴热方式则都应取决于生产工艺条件来定。
在石化生产企业中常采用伴热的方式来维持或补充生产操作及停车期间的管道热量损失。通常伴热介质为热水、蒸汽和电伴热。
2、蒸汽伴热
当一个项目选用蒸汽伴热时，首先考虑整个项目有多少根需要伴热的管线，被伴管总长为多少，管径是多大，需要做多少个根伴热管。然后需要设计分配盘及回收盘的伴热系统图，并在布置图中体现其位置。
用于伴热的蒸汽一般为中低压蒸汽系统。
2.1蒸汽伴热的的特点
在蒸汽伴热系统中，伴热在主管道保温之前固定于主管上，将低压蒸汽运入伴热。蒸汽伴热系统通常由现有装置主蒸汽系统提供蒸汽。
蒸汽伴热系统为管道提供大量的热，其可靠性及安全性都比较高，但蒸汽伴热系统消耗的总能量是保持伴热管在所需温度实际能量的十几倍，能量消耗大。
2.2伴热长度Lmax的确定
伴热管的供气点至排凝点的最大允许长度称伴热长度。可按下式近似计算。
式中： Lmax——伴热管的最大允许长度，m；
gmax——伴热管在允许压力降下的最大蒸汽流量，kg/h；
gl——主管伴热用的蒸汽耗量，kg/m·h；
Ax——修正系数，一般取0.6～0.7。
根据国内石油化工企业中实际运行的伴热长度、同时参考国外设计公司及引进装置的有关资料。
有的主管线较长（尤其外管廊）时，当伴热小管伴了一定长度时，为保证主管的温度要求，需要考虑从新引伴热管。可按表2-1-1 确定伴热长度.
伴管伴热长度
表2-1-1
使用上表中的伴热长度，还需注意以下两点：
当伴热管在允许伴热长度内出现U形弯时，则以米计的累计上升高度，不宜大于以蒸汽压力与输水阀出口压力差值（以Mpa计）的40倍。
2.3伴管管径及伴管根数的确定
对于硬质圆形保温管壳的伴管结构，相当于在保温层内壁与工艺管道的外壁之间有一“加热空间”，主管通过保温层散失到四周大气中的热量，在伴热计算中可以忽略不计。
则外伴热管所需要的伴热外径
伴热管根数
实际上，工艺管道所需的外伴热管的直径及根数，在工程上有两个问题应予以考虑，一是规则不宜过多，便于采购及安装，二是管径不能太小，影响蒸汽流通量而降低伴热效果。
工程上推荐外伴热管最小直径为DN15、最大为DN25、根数不超过4根。特殊情况下，也可根据实际情况决定。在不同环境温度及工艺操作条件下，伴热管直径与根数可按《石油化工装置工艺管道安装手册》 第一篇里表13-2-2~表13-2-5选用
2.4伴管分配盘及回收盘的设置
蒸汽分配盘的起源引入管从蒸汽总管上方引出，泠凝液回收盘的凝液回收管从回收总管上方引入，分配盘的低点设置疏水阀，
一个分配盘或回收盘最多设置16个伴管支管，其中应留有2个备用口，蒸汽分配盘、回收盘的管径与伴管数目见表2.-1-2
注：“S”超过16时应设立两个或两个以上的分配盘。
蒸汽分配盘的一般做法如下图所示：
蒸汽回收盘的一般做法如下图所示：
低点排净阀均为DN20，
伴热安装结构图如下：
2.5蒸汽伴热系统的管线标记及材料统计
2.5.1蒸汽伴热系统的管线标记
蒸汽伴热系统往往比较复杂，为了便于设计、施工及材料的统计，需对蒸汽分配盘及各分支进行编号
蒸汽分配盘代号：TSM
冷凝液回收盘代号：TCM
在项目上需对分配盘及回收盘编号，如：TSM01、TCM01。
2.5.2蒸汽伴热系统的材料统计
在管道布置图或设备布置图上绘制分配盘及回收盘的位置，然后绘制管道伴热体统图。
然后应用PDMS软件里TOOLS下拉菜单的保温统计，统计出伴热主管的长度，再考虑一下分配盘及回收盘到伴热主管的长度，这样一根伴热管的伴管长度就能算出来了。
做疏水阀材料时应注意：
原则上每根伴热管设一个疏水器，两根以上的伴热管不可合用一个疏水阀。但是，没有”U”型管且凝结水靠重力留下的伴热管，当用同一个气源用给同根输送管伴热时，可以多根伴管同一个疏水阀。
3、热水伴热
有些项目也会采用热水伴热，热水伴热系统与蒸汽伴热系统基本相似。
3.1热水伴热的特点
低温热水伴热虽然也是传统的热水伴热型式，但其温位较低，热量可以从其它装置中大量的预热中获得，而且伴热后的回水可以重复利用，最主要的是热水伴热温度较低，温度调控要求不高。
但在项目实际应用上热水伴热效果没有蒸汽的好，现在国内还是普遍采用蒸汽伴热。
3、电伴热
电伴热常用于被伴的介质温度不高（一般在30~120度之间），防火防爆要求不高，或远离蒸汽热源的的设备、机泵、管道的场所
3．1电伴热的特点
可靠地温度控制，施工量小，没有跑冒滴漏，能量利用率高，操作费用低，尤其是热敏感介质伴热，距离供热点远的伴热，更有无比的优势。
但使用成本较高，加热速度比蒸汽较慢。不适用于要求较高的场合，注意接地，易产生静电。
4、结束语
项目上具体采用哪种伴热，应根据业主及装置的特点决定，就智能化而言电伴热有其自身的有点并且获得令人瞩目的成就，如果能够提高耐温等级和加热速度，它会占领更大的市场。
总之电伴热将取代蒸汽伴热和热水伴热，它将是未来伴热系统的发展方向。其技术会有更大的发展空间。
参考文献
石油化工装置工艺管道安装设计手第一篇 中国石化北京设计院徐承恩（中国石化洛阳石化工程公司彭世浩）
电伴热在输油管道中的应用 油田建设设计兰建新
化工管道伴管和夹套管设计规范 SH/T3040