摘　要：介紹蒸汽伴熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。依據(jù)SH／T 3040—2013《中國(guó)石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)蒸汽伴熱系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析，探討設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：蒸汽伴熱；伴管；被伴管；設(shè)計(jì)

Key Design Points of Steam Tracing System for Process Piping

Abstract：The structure of steam tracing system is introduced．Combined the design experience，the key design points of steam tracing system is analyzed according to the Design Specification of Tracing Piping and Jacket Piping for Petrochemical Industry(SH／T 3040—2013)．The problems that should be paid attention to in the design are discussed．

Keywords：steam tracing；tracing plpmg；traced piping；design

伴熱是一種行之有效的管道防凍和保溫措施，工作原理是利用伴熱介質(zhì)熱量，對(duì)被伴管散熱損失加以補(bǔ)充，起到防凍、保溫的作用，伴熱介質(zhì)可選用熱水、蒸汽等^[1-2]。蒸汽取用方便，潛熱大，成為煉油和化工工藝裝置伴熱系統(tǒng)介質(zhì)的首選。然而在一些工程中，蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)隨意性較大，不規(guī)范，不僅無法實(shí)現(xiàn)伴熱系統(tǒng)的正常功能，而且增加了能耗和維修成本。本文對(duì)工藝管道蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

1　蒸汽伴熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

①蒸汽伴熱系統(tǒng)組成

蒸汽伴熱系統(tǒng)組成見圖1，主要包括：蒸汽總管，蒸汽引入管，蒸汽分配站，伴管，被伴管，凝結(jié)水收集站，凝結(jié)水引出管，凝結(jié)水總管等^[3]。

②伴管計(jì)算外直徑及根數(shù)

根據(jù)SH／T 3040—2013《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)，伴管計(jì)算外直徑d、伴管根數(shù)n的計(jì)算式分別為：

式中d——伴管計(jì)算外直徑，m

k——熱損失附加系數(shù)，取1.25

t——被伴介質(zhì)維持溫度，℃

ta——環(huán)境溫度，℃

Kt——伴管總傳熱系數(shù)，W／(m²·K)

tst——伴熱介質(zhì)溫度，℃

l——保溫管保溫材料熱導(dǎo)率，W／(m·K)

Do——保溫管外直徑，m

Di——保溫管內(nèi)直徑，m

ho——保溫管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W／(m²·K)

hi——保溫管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W／(m²·K)，一般取13.95W／(m²·K)

n——伴管根數(shù)

do——伴管選型外直徑，m

③最大允許有效伴熱長(zhǎng)度

伴管沿被伴管的最大允許有效伴熱長(zhǎng)度按表1確定，表1中p為蒸汽壓力。

④伴管U形彎累計(jì)上升高度

由于被伴管常采用U形補(bǔ)償，以及受到安裝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件制約，伴管出現(xiàn)U形彎是不可避免的。U形彎的出現(xiàn)將增加伴管的阻力，易產(chǎn)生氣阻和液阻。因此，《規(guī)范》對(duì)伴管U形彎允許累計(jì)上升高度進(jìn)行了規(guī)定，見表2。

⑤蒸汽分配站和凝結(jié)水收集站

在3m半徑范圍內(nèi)，若存在3個(gè)或3個(gè)以上的伴熱點(diǎn)及回收點(diǎn)時(shí)，伴熱系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置蒸汽分配站和凝結(jié)水收集站。蒸汽分配站、凝結(jié)水收集站應(yīng)預(yù)留1～2個(gè)備用接頭。

《規(guī)范》規(guī)定，先計(jì)算蒸汽分配站、凝結(jié)水收集站各種管徑伴管總根數(shù)(應(yīng)包括備用接頭管徑對(duì)應(yīng)的根數(shù))N，然后根據(jù)表3選取蒸汽分配管、蒸汽引入管、凝結(jié)水集合管、凝結(jié)水引出管公稱直徑。當(dāng)N超過16時(shí)，宜設(shè)立兩座或兩座以上蒸汽分配站、凝結(jié)水收集站。N的計(jì)算式為：

N=n1+2n2+3n3

式中N——蒸汽分配站、凝結(jié)水收集站各種管徑伴管總根數(shù)

n1——公稱直徑分別為10、12、15mm的伴管根數(shù)

n2——公稱直徑為20mm的伴管根數(shù)

n3——公稱直徑為25mm的伴管根數(shù)

2　需注意的闋題

a．蒸汽引入管應(yīng)從蒸汽總管頂部引出，并在靠近引出位置設(shè)切斷閥，切斷閥宜設(shè)置在水平管段上。

b．每根伴管宜單獨(dú)設(shè)疏水閥，不與其他伴管合并疏水。為防止蒸汽竄入凝結(jié)水管網(wǎng)，干擾凝結(jié)水系統(tǒng)正常運(yùn)行，疏水閥組不得設(shè)置旁路閥。為便于疏水閥檢修，疏水閥上下游各設(shè)一個(gè)切斷閥。

c．伴管應(yīng)從高點(diǎn)引入，沿被伴管由高到低敷設(shè)，凝結(jié)水應(yīng)從低點(diǎn)排出，應(yīng)盡量減少U形彎，防止產(chǎn)生氣阻和液阻。

d．伴管在低點(diǎn)應(yīng)設(shè)放水點(diǎn)，高點(diǎn)設(shè)放氣點(diǎn)。

e．通過疏水閥后的不回收凝結(jié)水，宜集中排放。

f．在密閉凝結(jié)水系統(tǒng)中，凝結(jié)水引出管宜沿凝結(jié)水流向45°斜接在凝結(jié)水集合管頂部。在敞開凝結(jié)水系統(tǒng)中，疏水閥排出的凝結(jié)水應(yīng)經(jīng)汽—水分離器處理后排至下水系統(tǒng)。

g．被伴管水平敷設(shè)時(shí)，伴管應(yīng)安裝在被伴管下方一側(cè)或兩側(cè)。被伴管豎直敷設(shè)時(shí)，伴管根數(shù)大于或等于2根時(shí)，宜圍繞被伴管均勻敷設(shè)。

h．保溫層宜選用半硬質(zhì)管殼或硬質(zhì)管殼，也可以選用軟質(zhì)氈包裹，但軟質(zhì)氈內(nèi)應(yīng)設(shè)置鍍鋅薄鋼板或鍍鋅鐵絲制成的支撐骨架，以保證良好的加熱空間。

i．當(dāng)被伴管為干管，其支管不需伴熱時(shí)，支管上的第一個(gè)切斷閥應(yīng)予以伴熱，見圖2。

j．伴管直管段應(yīng)每隔20～30m設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器，補(bǔ)償器可采用U形、Q形、螺旋纏繞形。

k．伴管直管段每隔1.0～1.5m用金屬扎帶或鐵絲捆扎在被伴管上。U形彎附近的捆扎間距不大于0.4m；在被伴管彎頭處捆扎間距應(yīng)縮短，且與彎頭焊縫距離不大于0.2m，以使得這些位置的伴管與被伴管接觸緊密。

參考文獻(xiàn)：

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本文作者：李云  張兵強(qiáng)

作者單位：中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司