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化工装置热水及蒸汽伴热系统的设计

一、热水、蒸汽伴热系统的组成

热源总管、热介质引入管、分配站、伴前管、伴管、伴后管、冷凝液(热水回水)收集站、收集站出口回流管、回流管总管。

二、热水、蒸汽伴热类型的选择

1.热水伴热

①介质温度要求较低的工艺管道、输送介质温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道。

②液体介质凝固点低于40°C的管道、气体介质露点高于环境温度且低于40°C的管道及热敏性介质管道。

③?防冻要求的伴热。

2.蒸汽伴热

①介质凝固点高于40°C的管道。

②经常处于重力自流或停滞状态的易凝介质管道。

③对特殊工艺加热有要求的管道(采用蒸汽伴热或热水伴热一般由工艺专业决定并在流程图上说明)。

三、蒸汽供汽站/热水供水站(分配站)管道布置设计的一般要求

①?分配站接管数如下:?DN40蒸汽分配站(或DN50热水或导热油分配站)每站设DN15(或DN20)接管口不多于6个；DN50蒸汽分配站(或DN80热水或导热油分配站)每站设DN15(或DN20)接管口不多于10个。每个分配站留1~2个备用口，备用口应配置阀门，并用螺纹管帽或法兰盖封闭。

②?分配站尽可能靠墙、柱、平台栏杆等设置，其位置应使伴前管道尽量短。

③每组伴热供汽(供水)总管上的切断阀通常安装在蒸汽/热水主管上的出口附近，且装在水平管上，此阀宜采用截止阀。

④?伴热供汽总管应从蒸汽/热水主管顶部引出，伴热供汽(供水)管应从伴热站的顶部或水平引出。

⑤?分配站的低点应有排液管、切断阀，蒸汽分配站还应设疏水阀。

⑥?仪表采用的伴热供汽/供水站一般宜单独设置，不宜与管道的伴热站共用。其设计方法与管道相同(仪表元件的伴热由仪表专业自行设计，管道专业仅提供站)。

注1：蒸汽分配站安装位置高于蒸汽总管时，分配站低点可不设排放冷凝水的蒸汽疏水阀系统，水平安装的分配站应无袋形并坡向蒸汽总管。蒸汽分配站低于蒸汽总管时，其上游不得有下凹的袋形弯，分配站的低点应设蒸汽疏水阀组。

注2：蒸汽分配站至少有3根伴管(DN15)送至半径为3m范围内的地点时才设置，否则伴热供汽管可直接从蒸汽总管上引出。

注3：分配站应布置在不妨碍通行、便于操作的地方，布置应考虑整齐和美观。

注4：供汽管的阀门应布置在便于接近的地方。

注5：分配站的蒸汽应从蒸汽总管的顶部引出。

四、伴管设计

1.伴管的一般要求

①蒸汽伴热和热水伴热伴管尺寸通常为DN15，必要时用DN20。

②?伴管根数由详细工程设计规定，根据HG/T20549，一般要求见下表。

上表的伴管数量较少，对易凝结物料伴热效果差，以下是某化工企业某项目使用的伴热管线设计原则：

③对于输送酸、碱、胺、酚溶液等管道可能因局部过热而产生腐蚀时，应在伴管与被加热的管道之间加垫石棉垫(图6-222)。当被加热的设备或管道的材料为不锈钢而伴管为碳钢时，也应加垫石棉板，不使其直接接触。为防止被伴设施过热，对于非金属阀座的阀、碱管、胺管伴管应根据伴管管径按间距1~1.5m安装隔离垫，隔离垫的大小一般为50mmX25mmX10mm。

2.伴管布置要求

①伴管的伴前及伴后段尽量多根成排布置，以方便保温及支架设置。

②?蒸汽伴管应在管道需要伴热部位的最高点开始引人，至最低点离开，尽可能使冷凝水自流到收集站，避免袋形弯或减小袋形弯上行的总高度。这点是施工时最容易忽略的！

③被伴热管道上需经常拆卸维修的部位，其蒸汽或热水伴管应装活接头或法兰连接，如控制阀、安全阀、转子流量计等，伴热管道的分支采用三通连接。

④伴管的热补偿方法如下图

3.蒸汽伴管特殊要求

①?每根伴管的最大有效长度(指伴管与被伴热设备或管道相接触的部分，包括盘绕的长度在内)，按所用蒸汽的压力而定。按HG/T20549的规定，注意数据与SH/T3040的不同，应根据项目实际情况选用。

SH/T3040的伴管长度参考如下

②?袋形弯上升段的总高度(A+B+C+D)，对于每个0.1MPa压差(供气压力与疏水阀后背压之间的差)不得大于4m，否则应分段加热，或按照项目的工程规定。

③一般情况下，每根伴管应在终端单独使用一个疏水器。

五、典型工程实例图

1.?冷凝水回收时收集站和冷凝水回收管的布置

2.?冷凝水不回收时收集站和冷凝水排放管的布置

3.热水伴热管道系统

4.蒸汽伴热和热水伴热伴管典型图例

注：摘自《压力管道设计及工程实例（第三版）》，略有删改。