管道伴热方式最全合集

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，现分述如下。

(1)热水

热水是一种件热介质，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时，可优先使用。有些厂用于原油或添加剂罐的加热，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，适用范围广。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)温度本能满足工艺要求时，才采用热载体作为热源。这些体在炼油厂中常用的有重柴油或馏程大于300℃馏分油；石油化工企业中有联苯—联苯醚或加氢联三苯等。

(4)电热

电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。

伴热方式一般有内伴热管、外伴热管、夹套伴热和电伴热四种方式。

1）内伴热管伴热

伴热管安装在工艺管道（以下亦称主管）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。这种结构的特点是：

a）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；

b）内伴热管的外侧膜传热系数与主管内介质的流速、粘度有关；

c）由于它安装在主管内部，所以伴热管的壁厚应加厚。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大施工量随之增加；

d）伴热管的热变形容易引起伴热管胀裂事故，应引起注意；

e）这种结构模型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。起伴热介质有蒸汽和热水两种。伴热管放出的热量，一部分补充主管（或称被伴热管）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最大的保温空间，也就是伴热管放出的热量，几乎全部代替主管的损失，因而这种形式的伴热保温结构，热源的耗量是最小的。

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—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，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。

实践证明带传热胶泥的外伴热管伴热可以代替投资昂贵的夹套管及多根伴热管。它能提供与夹套管一样的传热效果。

综上所述，外伴热管在石化企业中能得到厂泛的应用，其主要原因有以下几点：

(1)适应范围广，一般操作温度在170℃以下的工艺管道都可以采用。输送有腐蚀性或热敏性介质的管道，不能用内伴热及夹套伴热，但对于常规的外伴热管，只要在主管与伴热管之间用石棉板隔热后，仍可采用。

(2)施工、生产管理及检修都比较方便。伴热管损坏后，可以及时修理、既不影响生产，又不会出现产品质量事故。

(3)带传热胶泥的外伴热管，它的热传导率非常接近于夹套管。同时传热胶泥能对任何部分维持均匀的温度。

(4)传热胶泥使用寿命长，具有优良的抗震能力。在加热与冷却交替循环的操作条件下，不会发生破裂、剥落及损坏现象。传热胶泥也可用于电伴热系统。

3）夹套伴热

夹套伴热管即在工艺管道的外面安装一套管，类似套管式换热器进行伴热。在理论上只要伴热介质温度与内管介质的温度相同，或略高一些，就能维持内管介质的温度，这时蒸汽耗量只需满足本身的热损失，因而伴热效率是比较高的。

常用的夹套管基本上分为两种类型：

(1)管帽式夹套管

管帽式夹套管要求内管焊缝全部在夹套外侧。这种结构又称内管焊缝外露型。

(2)法兰式夹套管

法兰式夹套管的内管焊缝全部在夹套内部、法兰及阀门处都能通过伴热介质，不会产生局部(指阀门及法兰处)热损失，达到全线在夹套下伴热的目的。这种类型又称内管焊缝隐蔽型。

夹套管伴热耗钢量大，施工工程量亦大。但它能应用于外伴热管不能满足工艺要求的介质管道。如石化企此中输送高凝固点、高熔点介质的管道，需采用这种伴热方式。

4）电伴热

以往管道伴热多用蒸汽作外供热源，通过伴热管补偿其散热损失。这种传统的伴热方式，伴热所需维持的温度无法控制；耗热量大，安装和维修的工作量大，生产管理不方便。采用电伴热可以有效利用能量，有效控制温度。电伴热方式有感应加热法、直接通电法、电阻加热法等。

电伴热的主要优点是：安全可靠、施工简便、日常的维护工作量少；能量的有效利用率高，操作费用低；所需维持的温度可以有效地进行控制，这对某些热敏感介质管道伴热有它独到的优点。

(1)电伴热的方法

a）感应加热法

感应加热法是在管道上缠绕电线或电缆，以补偿管道的散热损失。1964年，抚顺石油二厂前旬中转站向厂区输送原油的管道，在穿越浑河段的管道伴热就是采用这种方式。电感应加热虽有热能密度高的优点，但费用人高，限制了它的发展。

b）直接通电法

直接通电这是在管道上通以低压交流电，利用交流电的表皮效应产生的热量，维持管道温度，使之不出现温降。直接通电法的优点是：投资省，加热均幻。但在有支管、环管（成闭路的管道）、变径和阀件的管道上，很难应用。只适于长输管道上应用。

c）电阻加热法

这种电伴热方式，是利用电路上电阻体发热的原理开发的，最易于为人们所了解。目前，国内外广为应用的也是这类电伴热产品。

利用电阻体发热的电伴热带又分两种基本类型：一种是电阻体串联在电路上。另一种是在并联电阻两平行电路上跨接电阻。

这种电缆发热元件是金属电阻丝，其材料为铜-镍合金或镍-铬合金，材料选择主要取决于所需维持管道温度的高低。高温矿物材料绝缘电热电缆（MI型），维持温度达427℃，表面可经受593℃高温，所用电阻体材料就得采用高温稳定的镍-铬耐热合金（NICHROME）

(2)电伴热的应用

电伴热具有的优点，以及电伴热产品质量的不断改进，品种的不断增加，以及防爆防腐蚀和抗机械破损措施的不断完善，使得电伴热产品使用更加安全可靠，应用范围越来越发宽广。它不但适用于蒸汽伴热的各种情况，而且能解决蒸汽件热难以解决的很多问题。如：a.对于热敏介质管道，电伴热能有效的进行温度控制，可以防止管道温度过热；b.需要维持较高温度的管道伴热，一般超过150℃，蒸汽伴热就难以实现，电伴热则有充分的条件；c.非金属管道(如塑料管)的伴热，一般无法采用蒸汽伴热；d.无规则外型的设备(如泵)，电伴热产品柔软、体积小，可以有效地进行伴热；e.较边远地区，如油田井场，井口装置的管道和设备的伴热；f.长输管道的伴热；g.较窄小空间内管道的件热等等。

电伴热产品的应用，巳不再局限于管道伴热的范围。电伴热已广泛应用于炼油、石油化工、化工、塑料、食品、医药、电力、矿山、机械甚至建筑，农业等产业部门。

锦州石化公司炼油厂润滑油添加剂工程是石化系统最早大量使用电伴热的。它主要用于热敏性介质工艺管道和贮罐的温度维持，固体物料的熔化和输送系统以及部分仪表管道的防冻。90年代兰州石化公司炼油厂丁烷脱沥青装置采用瑞侃(Raychem)公司生产的自限性电热带伴热。

(3)电热带加热

在集输系统中，通常采用电热带作为地面管线和设备的电伴热产品。电伴热系列产品除电热带外，还包括电热板及其常用配件，如温度控制器、接线盒和管卡等。

1）电热带的优缺点

电热带的优点主要是:热效率高，可达80 % -90 %;发热均匀、温度控制准确、反应快、可实现远控及遥控，易于实现自动化管理;管理费用低;投资少。

主要缺点在于电热丝寿命短，易于出现断路的情况，且断路的机会随电热带的长度增加而增加;而电热带更换时还需更换保温层。从目前气田集输工程中电热带的应用情况来看，也存在电热丝易于断路的问题。但从总的来说，电热带在现场上已逐步在推广使用。

2）电热带的结构原理

电热带主要有单相恒功率电热带、三相恒功率电热带、高温电热带以及自限式电热带等几种形式，现以单相恒功率电热带为例介绍其基本构造。

电热带主要由两根平行的电源母线和电热丝，以及必要的绝缘材料组成，电热丝每隔一定距离与母线连接，形成连续的并联电阻，所谓“发热节长”即每根电热丝与母线连接的距离。母线通电后，将各电阻丝同时加热，形成一条连续的电加热带。对电加热带的温度控制主要利用温度控制器。温度控制器由感温包、毛细管和温控电触器等组成。它可以实现电热带温度的就地控制。温度精度在士4℃左右。

5）伴热设计的原则

(1)管道伴热设计，一般情况下仅考虑补充管介质在输送过程或停输期间的热损失以维持所需的操作温度，不考虑管内介质的升温。

(2)对于工艺有特殊要求，介质需要升温的管道，可以选用特殊的伴热方式进行升温输送。

(3)下列管道应采用伴管或夹套管伴热：

a．需从外部补偿管内介质热损失，以维持被输送介质温度的管道；

b．在输送过程中，由于热损失而产生凝液，并可能导致腐蚀或影响正常操作的气体管道；

c．在操作过程中，由于介质压力突然下降而自冷，可能冻结导致堵塞的管道；

d．在切换操作或停输期间，管内介质由于热损失造成温度下降，介质不能放净吹扫所可能凝固的管道；

e．在输送过程中、由于热损失可能析出结晶的管道；

f．输送介质由于热损失枯度增高，系统阻力增加，输送量下降，达不到工艺最小允许量的管道；

g．输送介质的凝固点等于或高于环境温度的管道。

6）伴热方式的选用原则

(1)输送介质的终端温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道：

a．介质凝固点低丁50℃时，宜选用伴管伴热；

b．介质凝固点为如50℃至100℃时，宜选用夹套管伴热；

c．介质凝固点高于100℃时，应选用内管焊缝隐蔽型夹套铃伴热。管道上的阀门、法兰、过滤器等应为夹套型。

(2)输送气体介质的露点高于环境温度需伴热的管道，宜选用伴管伴热；

(3)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，宜采用热水伴热；

(4)液体介质凝固点低于40℃的管道、气体介质露点高于环境温度且低于40℃的管道及热敏性介质管道，宜采用热水伴管伴热；

(5)输送有毒介质且需夹套管伴热的管道，应选用内管焊缝外露型夹套管伴热；

(6)经常处于重力自流或停滞状态的易凝介质管道，宜选用夹套管伴热或带导热胶泥的蒸汽伴管伴热。

7）伴热介质的温度确定

(1)伴管的介质温度宜高于被伴介质温度30℃以上，当采用胶泥时，宜高于被伴介质温度10℃以上；

(2)伴热热水温度灾低于100℃，当被伴介质温度较高时，热水温度可高于100℃，但不得高于130℃。伴热热水回水温度不宜低于70℃；

(3)套管的介质温度可等于或高于被伴介质温度，但温差人宜超过50℃；

(4)对于控制温降或最终温度的夹套管伴热的管道，伴热介质的温度应根据被伴介质的凝固点或最终温度要求确定。

8）热水伴热系统压力确定

热水伴热系统应采用闭式循环系统，热水的供水压力宜为0.35~1.MPa，回水总管余压应控制在0.2-0.3MPa。