化工管道伴热方式及设计要求-防爆电热带


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化工管道伴热方式及设计要求
石油化工企业中的管道,常用伴热的方法以维持生产操作及停输期间管内介质的温度。它的特点是伴热介质取用方便,除某些特殊的热载体外,都是由企业的公用工程系统供给。伴热方式多种多样,适用于输送各种介质及操作条件下的工艺管道。通过几十年的实际运行,证实安全可靠。由于工艺管道内介质的生产条件复杂,因此选用伴热介质,确定伴热方式都应取决于工艺条件,现分析如下。
一、伴热介质
1. 热水
热水是一种不常用的伴热介质,适用于在操作温度不高或不能采用高温伴热的介质的条件下,作为伴热的热源。当企业有这一部分余热可以利用,而伴热点布置比较集中是时,可优先使用。有些厂用于原油罐或添加剂罐的加热,前者是为了节省蒸汽利用余热,后者是控制热源介质的温度,防止添加剂分解变质。
2.蒸汽
蒸汽是国内外石油化工企业中广泛采用的一种伴热介质,取用方便,冷凝潜热大,温度易于调节,使用范围广。石油化工企业中蒸汽可分高压、中压及低压三个系统,而用于伴热的是中、低压两个系统,基本上能满足石化企业中工艺管道的使用要求。
3.热载体
当蒸汽(指中、低压蒸汽)温度不能满足工艺要求时,才采用热载体作为热源。这些热载体在炼油厂中常用的有重柴油或馏程大于300℃馏分油;在石油化工企业中有联苯-联苯醚或加氢联三苯等。
热载体作伴热介质,一般用于管内介质的操作温度大于150℃的夹套伴热系统。
4.电伴热
电伴热是一种利用电能为热源的伴热技术。电伴热安全可靠,施工简便,能有效地进行温度控制,防止管道介质温度过热。
二、伴热方式
1.内伴热管伴热
伴热管安装在工艺管道(以下也称主管)内部,伴热介质释放出来的热量。全部用于补充主管内介质的热损失。这种结构的特点:
(1)热效率高,用蒸汽作为热源时,与外伴热管比较,可以节省15~25%的蒸汽耗量;
(2)内伴热管的外侧传热系数hi,与主管内介质的流速、粘度有关;
(3)由于它安装在工艺管道内部,防爆电热带 ,所以伴热管的管壁加厚。无缝钢管的自然长度一般为8~13米,伴热管的焊缝又不允许留在工艺管道内部,因此弯管的数量大大增多,施工工程量随之加大。
(4)伴热管的热变形问题应予重视,否则将引起伴热管胀裂事故,既影响产品质量,又要停产检修。
(5)这种结构型式不能用于输送有腐蚀性及热敏性介质的管道。一般很少用于石化企业工艺管道。
2.外伴热管伴热
外伴热管是目前国内外石化企业普遍采用的一种伴热方式,其伴热介质一般有蒸汽和热水两种。伴热管放出的热量,一部分补充主管(或称被伴管)内介质的热损失,另一部分通过保温层散失到四周大气中。在硬质圆形保温预制管壳中,主管与伴热管之间有一***大的保温空间,也就是伴热管放出的热量,几乎全部代替主管的热损失,因而这种型式的伴热保温结构,热源的耗量是***省的。
当伴热所需的传热量较大(主管输送温度大于150℃)或主管要求有一定的温升时,常规伴热设计将难以满足工艺要求,需要多管(伴热管根数超过3根)伴热。在这种情况下,应采用传热系数大的伴热胶泥,填充在常规的外伴热管与主管之间,使它们形成一个连续式的热结合体(如图1-1所示),这样的直接传热优于一般靠对流与辐射的传热。因此,一根带传热胶泥的外伴热管相当于用3根同直径的常规伴热管的作用。其结构如图1-1所示。
 

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