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化工标准之仪表及管线伴热和绝热保温设计规定.pdf
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详细说明：化工标准之仪表及管线伴热和绝热保温设计规定pdf,化工标准之仪表及管线伴热和绝热保温设计规定2伴热、绝热保温
2.1蒸汽伴热
2.1.1凡符合下列条件之一者均应采用蒸汽伴热
1在环境温度下有冻结、冷凝、结晶、析出等现象产生的物料的测量管线和检测
仪表;
2在环境温度下有冻结可能的分析取样管线;
3不能满足最低环境温度要求的仪表。
2.2热水伴热
2.2.1凡符合下列条件之一者均可采用热水伴热:
1不宜采用蒸汽伴热的检测系统;
2在没有蒸汽源的情况下。
2.3电伴热
2.3.1凡符合下列条件之一者均可采用电伴热
1与2.1.1条件相同者;
2要求对伴热系统实现遥控和自动控制的场合;
3对环境的洁净程度要求较高的场合;
4在没有其它热源的场合。
2.4绝热保温
2.4,1凡符合下列条件之一者均应采用绝热保温:
1对于热流体(例如蒸汽热水或其它高温物料)的仪表检测系统;
2对于冷流体仪表检测系统;
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3当采用绝热保温方式可保证仪表和管线正常工作时都应采用绝热保温,不必
伴热。
2.5伴热保温设计中有关温度的规定
2.5.1仪表管线内介质的温度:20~80℃。
2.5.2在使用环境温度下,保温箱内的温度:15~20℃。
2.5.3处于露天环境的保温系统,大气温度应取当地极端最低温度。而安装在室内的
保温系统,应以室内最低气温作为计算依据。
2.6仪表管线的保温结构及材料
6.1保温结构是由保温层和保护层两部分组成。
仪表管线的保温可以采用管道保温中常规的现场绑扎法,也可采用测量管线伴热
管保温层和保护层一体化的管缆法。
5
6
图2.6,1仪表保温结构
图中:1—蒸汽伴热管;2-仪表管线3—防腐油漆(选择用);4保温层;5镀锌铁皮;6—铁丝。
2.6.2绑扎法保温层的材料按下列原则选用:
1导热系数小于0.081W/m·℃;
2密度小于350kg/m3;
3具有一定的机械强度,其抗压强庋大于0.3MPa;
4热稳定性好,当温度变化时其强度不降低,且不产生脆化现象;
5化学稳定性好,对金属无腐蚀作用;
6材料吸水率小;
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7具有不燃性或难燃性;
8施工方便和价格低廉。
2.6.3绑扎法常用的保温层材料特性如表26.3所示。
表2.63常用保温材料
名称
密度
导热系数
推荐使用温度
g
W/(m·℃)
℃C
岩棉
100~200
0.049
聚氨酯泡沫塑料
30~60
0.0275
65~80
硅酸钙制品
170~240
0.055~0.06
550
离心玻璃棉
15
0.033
300
聚苯乙烯塑料
≥30
-65~70
2.7伴热方式
2.7.1伴热方式分为重伴热和轻伴热。
1重伴热是指伴热管线直接接触仪表及仪表测量管线,如图27.1(BD)所示;
2轻伴热是指伴热管线不接触仪表及仪表测量管线或它们之间加一层石棉板隔
离开,如图2.7.1(A、C)所示;
3应当根据介质的特性,参见图2.7.1确定相应的伴热形式。
(A)
(B)
C)
(D)
图2.7.1伴热结构图
图中:A单管伴热;B一单管伴热;C一单管伴热;D多管伴热。
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3保温设计
3.1保温层厚度计算
3.1.1仪表管线保温层厚度8:按下列公式计算:
t一o
q=3.6·
(3.1.1-1)
D
21
D=d·eB
(3.1.1-2)
(3.1.1-3)
t一to
B=3.6
(3.1.1-4)
2T1
d-d
(3.1.1-5)
式中q—仪表管线的允许热损失,kJ/(m·h);
D
仪表管线保温后的外径,m;
仪表管线的当量外径,m;
仪表管线内介质温度,℃;
大气温度,℃(使用地区最低极限温度);
A—保温材料的导热系数,W/(m·℃)
仪表管线横截面周长
δ
保温层厚度,m。
281
3.1.2保温箱保温层厚度δ按下列公式计算
ti -to
(3.1.2-1)
.6(t-to)
(3.1.2-2)
式中q保温箱表面的允许热损失,kJ(m2h);
t——保温箱内温度,℃C(应符合2.5.2要求);
8保温箱的保温层的厚度,m。
3.1.3电伴热仪表管线热损失Q标按下列公式计算
t -to
Q
(3.1.3)
D
2丌入
式中Q标—单位长度管线热损失,W/m
3.1.4仪表管线允许热量损失q:值,可取表3.1.4内的数据作为保温计算的依据。
表3.1.4允许热量损矢
保温蒸汽压力(绝)MPa
大气温度℃
1.0
0.6
0.3
允许热量损失q,k/(m·h)
30以下
39×4.1868
34×4.1868
30×4.1868
30~-15
33×4.1868
29×4.1868
27×4.1868
15以上
28×4.1868
26×4.1868
25×4.1868
3.1.5每台仪表保温箱的热损失定为500×4.1868kJ/h
31.6热水伴热允许热量损失,根据不同的大气温度,可按表3.1.4中0.3MPa的蒸
汽压力选取相应的q值。
3.1.7蒸汽伴热保温层的厚度也可以根据大气温度按表31.7中数值,不经计算直接
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选取近似的保温层厚度。
表3.1.7保温层厚度选择表
大气温度,℃
蒸汽压力,MPa
保温层厚度,mm
30以下
-30~-15
0.6
15以上
0.3
注:表3.1.7中的保温层厚度是测量管线内介质温度为60℃时计算的。
3.1.8热水伴热保温层厚度参照表3.1.7选取。
大气温度如高于-5时,可以采用绝热方法保温,保温层厚度可以采用式(3.1.1)
计算,也可以确定为10mm。处于该环境中凝点较高的介质,应伴热保温。
31.9电伴热保温层厚度参照表3.1.7选取。
3.2保温蒸汽、热水用量计算
3.21系统总热量损失Qs为整个装置的每个保温管线的热量损失之和,其值应按下
式计算
Qs=∑!qXL+Qs)
(3.2.1)
式中Q—总热量损失,kJ/h;
L—第i个保温管线的保温长度,m;
Q—第i个保温箱的热损失,kJ/h;
保温系统的数量,=1、2、3…n。
3.2.2蒸汽用量m应按下式计算:
KI
Q。
(3.2.2)
式中m——仪表保温用蒸汽总耗量,kg/h;
K1—比率系数;
283
H蒸汽汽化潜热kJ/kg
在实际运行中,应考處下列不可避免的诸因素,取K1=2作为确定蒸汽总管的依
据。
1蒸汽管网压力的波动;
2保温层多年使用后保温效果的降低;
3确定允许压力损失时误差;
4管件的热损失;
5疏水器可能引起的蒸汽泄漏。
3.23热水用量V应按下式计算:
V= K2
(3.2.3)
C·(t-t丿·P
式中v—仪表保温用热水总耗量,m3/h;
t—保温管线用热水温度,℃;
t—回水温度,℃C
热水的密度,kg/m3;
C—水的比热(取41868kJ/kg:℃);
K2—损耗系数(包括热损及漏损),一般取K2=1.05。
保温管线用热水温度t及回水温度t均与仪表管线内介质的特性(如聚合、热敏性
强、易分解等)有关。
热水压力一般考虑到能返回到回水总管即可
284
4伴热系统的设计
4.1蒸汽伴热系统
4.1.1仪表伴热用蒸汽宜设置独立的供汽系统。对于少数分散的仪表保温对象,可按
具体情况供汽。
4,1.2蒸汽伴热系统包括总管、支管(或蒸汽分配器)、伴管及管路附件。总管、支管
(或蒸汽分配器)伴管的连接应当焊接接点应在蒸汽管顶部。
4.1.3蒸汽伴管及支管根部应安装截止阀。如图41.3。
4.1.4蒸汽总管最低处应设疏水器,特殊情况下应对回水管伴热。
图4.1.3蒸汽保温系统管路图
图中:1-蒸汽总管;2—蒸汽支管;3蒸汽伴管;4-保温箱;5—疏水器;
6一冷凝液管;7一回水支管;8一回水总管。
4.2疏水器的选择
4.2.1每个蒸汽伴热保温系统均宜单独设置一台凝液疏水器
4.2.2仪表保温用疏水器应安全可靠,安装方便,采用本身带有过滤器并有止逆作用
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