管道伴热节能优化设计.pdf

溪 攒 P石油化工设计 etrochemical Design 2012，29(4) l6～l7 管道伴热的节能优化设计 张猛 响 (中国石化工程建设有限公司，北京100101) 摘要：管道伴热在石油化工行业有广泛的应用，但伴热在设计过程中并未得到足够的重视。随着社 会环保意识的增强，优化管道伴热设计以实现节能降耗愈发具有重要的意义。从4个方面探讨了通过管 道伴热的优化设计实现节能降耗的可行性：统筹规划装置内伴热方案以实现伴管热量的充分利用，减少 了伴管的使用长度；将工艺管道伴热需求分类，按需求开启伴热；优化配管布置以实现减少伴管长度的目 的；合理选用伴热介质以降低热量的消耗。 关键词 ：管道伴热 节能 统筹规划 配管布置 管道伴热主要是防止管内介质冻结、凝固、组 到设备，而两个设备常常会在不同的分区，即一根 分分离、结晶、气体冷凝以及维持管内介质操作温 管道经常要横跨不同的设计分区。分区管道伴热 度(粘度)。典型的应用实例有：管道水的防冻；熔 设计在应对这种情况时就会显得捉襟见肘，它不 融化学物质的传输如磷酸、硫、对二甲苯；维持泵 仅会增加伴管长度和阀门数量，而且相应地造成 输送流体的低粘度如石油产品、聚合物等；避免燃 伴热效率降低。本文以一个极端的例子说明分区 料气的冷凝及其所导致的不正常燃烧；防止管送 管道伴热设计的弊端，详见图1和图2。 天然气里的湿气冷凝；防止调节阀组、备用泵的冻 图1和图2中的例子假定了有一根工艺管道 结；消除湿气冷凝引起的管道硫化氢腐蚀。 同时跨越了4个分区，图 1表示的是管道按分区 管道的伴热与否、伴热强度一般在基础设计 伴热时的方案，图2表示的是管道按装置统筹伴 阶段就已经确定，而伴热方案的确定 (如伴热站的 热时的方案。图1的方案会在分区界面处产生或 设置)往往在详细工程设计阶段进行 ，在当前石化 短或长的双伴热部分；而图2的方案不仅满足了 行业快速发展的大背景下，紧张的设计周期在一 工艺伴热的要求，而且使伴管的热量充分利用，节 定程度制约了伴热方案的设计优化。那么，在伴 省了伴管长度与阀门数量。 热设计上花更多的设计时间是否有必要?答案是 口 1 U 1 ’． ’2 2 肯定的：(1)伴热的成本并非一次成本还需加上后 3 ／4 期的运行成本；(2)借鉴商界的 “长尾理论”即众 多小市场可汇聚成与主流相匹敌的市场能量，表 2 2 明管道伴热的节能优化设计有巨大的市场潜力。 l 广] 石油化工装置伴热管道的伴热方式分为内伴 图1 管道按分区伴热时的方案 热管伴热、外伴热管伴热、夹套管伴热和电伴热。 1一蒸汽分配站；2一蒸汽疏水站；3一伴热管； 本文叙述外管热管伴热方式 (该方式应用范围最 4一单伴热的工艺管道 广)。 收稿 日期 ：2012—07—16。 1 伴热按装置统筹设计的方案的优