摘　要：介绍蒸汽伴热系统的结构。依据SH／T 3040—2013《中国石油化工管道伴管和夹套管设计规范》，结合设计经验，对蒸汽伴热系统关键设计内容进行分析，探讨设计时应注意的问题。

关键词：蒸汽伴热；伴管；被伴管；设计

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

伴热是一种行之有效的管道防冻和保温措施，工作原理是利用伴热介质热量，对被伴管散热损失加以补充，起到防冻、保温的作用，伴热介质可选用热水、蒸汽等^[1-2]。蒸汽取用方便，潜热大，成为炼油和化工工艺装置伴热系统介质的首选。然而在一些工程中，蒸汽伴热系统的设计随意性较大，不规范，不仅无法实现伴热系统的正常功能，而且增加了能耗和维修成本。本文对工艺管道蒸汽伴热系统的设计要点进行探讨。

1　蒸汽伴热系统设计

①蒸汽伴热系统组成

蒸汽伴热系统组成见图1，主要包括：蒸汽总管，蒸汽引入管，蒸汽分配站，伴管，被伴管，凝结水收集站，凝结水引出管，凝结水总管等^[3]。

②伴管计算外直径及根数

根据SH／T 3040—2013《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》(以下简称《规范》)，伴管计算外直径d、伴管根数n的计算式分别为：

式中d——伴管计算外直径，m

k——热损失附加系数，取1.25

t——被伴介质维持温度，℃

ta——环境温度，℃

Kt——伴管总传热系数，W／(m²·K)

tst——伴热介质温度，℃

l——保温管保温材料热导率，W／(m·K)

Do——保温管外直径，m

Di——保温管内直径，m

ho——保温管外表面传热系数，W／(m²·K)

hi——保温管内表面传热系数，W／(m²·K)，一般取13.95W／(m²·K)

n——伴管根数

do——伴管选型外直径，m

③最大允许有效伴热长度

伴管沿被伴管的最大允许有效伴热长度按表1确定，表1中p为蒸汽压力。

④伴管U形弯累计上升高度

由于被伴管常采用U形补偿，以及受到安装现场实际条件制约，伴管出现U形弯是不可避免的。U形弯的出现将增加伴管的阻力，易产生气阻和液阻。因此，《规范》对伴管U形弯允许累计上升高度进行了规定，见表2。

⑤蒸汽分配站和凝结水收集站

在3m半径范围内，若存在3个或3个以上的伴热点及回收点时，伴热系统应设置蒸汽分配站和凝结水收集站。蒸汽分配站、凝结水收集站应预留1～2个备用接头。

《规范》规定，先计算蒸汽分配站、凝结水收集站各种管径伴管总根数(应包括备用接头管径对应的根数)N，然后根据表3选取蒸汽分配管、蒸汽引入管、凝结水集合管、凝结水引出管公称直径。当N超过16时，宜设立两座或两座以上蒸汽分配站、凝结水收集站。N的计算式为：

N=n1+2n2+3n3

式中N——蒸汽分配站、凝结水收集站各种管径伴管总根数

n1——公称直径分别为10、12、15mm的伴管根数

n2——公称直径为20mm的伴管根数

n3——公称直径为25mm的伴管根数

2　需注意的阕题

a．蒸汽引入管应从蒸汽总管顶部引出，并在靠近引出位置设切断阀，切断阀宜设置在水平管段上。

b．每根伴管宜单独设疏水阀，不与其他伴管合并疏水。为防止蒸汽窜入凝结水管网，干扰凝结水系统正常运行，疏水阀组不得设置旁路阀。为便于疏水阀检修，疏水阀上下游各设一个切断阀。

c．伴管应从高点引入，沿被伴管由高到低敷设，凝结水应从低点排出，应尽量减少U形弯，防止产生气阻和液阻。

d．伴管在低点应设放水点，高点设放气点。

e．通过疏水阀后的不回收凝结水，宜集中排放。

f．在密闭凝结水系统中，凝结水引出管宜沿凝结水流向45°斜接在凝结水集合管顶部。在敞开凝结水系统中，疏水阀排出的凝结水应经汽—水分离器处理后排至下水系统。

g．被伴管水平敷设时，伴管应安装在被伴管下方一侧或两侧。被伴管竖直敷设时，伴管根数大于或等于2根时，宜围绕被伴管均匀敷设。

h．保温层宜选用半硬质管壳或硬质管壳，也可以选用软质毡包裹，但软质毡内应设置镀锌薄钢板或镀锌铁丝制成的支撑骨架，以保证良好的加热空间。

i．当被伴管为干管，其支管不需伴热时，支管上的第一个切断阀应予以伴热，见图2。

j．伴管直管段应每隔20～30m设一个补偿器，补偿器可采用U形、Q形、螺旋缠绕形。

k．伴管直管段每隔1.0～1.5m用金属扎带或铁丝捆扎在被伴管上。U形弯附近的捆扎间距不大于0.4m；在被伴管弯头处捆扎间距应缩短，且与弯头焊缝距离不大于0.2m，以使得这些位置的伴管与被伴管接触紧密。

参考文献：

[1]李云，张兵强．地热用于油田集输伴热及发电的经济性分析[J]．煤气与热力，2009，29(1)：A05-A07．

[2]李松，田刚，郜闽慧．地热水用于油田集输伴热工程的设计[J]．煤气与热力，2010，30(8)：A25-A26．

[3]土少盖，郑学锋．化工工艺管道蒸汽伴管的设计[J]．化肥设计，2008(2)：21-24．

本文作者：李云  张兵强

作者单位：中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司