CN103727349A - 一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法，它有四大步骤：一、根据各种生产工艺要求及当地气候环境条件，再根据石油化工装置工艺管道安装设计手册中伴热管径及伴热管根数计算公式计算得出HTT-SUPERSEDE伴热***中伴热管的根数，并且再经过ANYSYS有限元分析模拟对计算结果进行核准校正；二、根据化工防腐要求，分别对物料管和伴热管进行防腐；三、在管道伴热施工时需将导热胶泥沿伴热管与物料管两侧填实并沿切线方向抹平，然后再将该导热胶泥饱满填充在U型沟槽内，扣在外伴热管上，使用不锈钢丝绑紧；四、涂抹好导热胶泥24h后，按照设计规定，安装保温层。本发明是一种提高传热效果而又简便的工艺方法。

Description

一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法，该方法，是利用高温传热领域的一种耐高温、导热性能好的无机导热材料(HTT-SD800/99LC)填充在外伴热管与物料管的间隙中，增强伴热效果，代替夹套伴热。属于石油、化工热交换技术领域。

技术背景

在石油、化工、电力、国防工业中，管道运输伴热和热交换设备一般要用伴管、电伴热管(带)和套管，但伴管和电伴热管(带)大都靠空气对流和辐射传热，传热效率不高，热损耗较大，采用夹套管，传热效率较高，热损耗低，但施工、安装难度较大，尤其是弯曲盘管、阀门和法兰等处。因此伴管、电伴热管(带)与物料管或热交换器之间需要填充高导热材料，使伴管、电伴热管(带)与物料管或热交换器紧密接触，以增大接触面积，用热传导代替之前辐射传热和对流传热，强化传热，提高传热效果，从而使外伴热管伴热可以代替夹套伴热的方式。

目前国内有几款导热胶泥的产品，但大多只是出售导热胶泥，没有针对特定的工艺制定特定产品及伴热方案，只是粗犷将导热胶泥推销给用户，没有结合生产工艺将导热胶泥特性和优势充分的发挥出来。北京派诺蒙能源科技有限公司专门生产一款HTT-SD800/99LC用于配合外伴热管使用代替原有的夹套伴热，其中还设计了针对伴热管直径制作的保证导热面积的施工附件3d(d是外伴热管直径)U型槽，和用于固定导热胶泥的禁锢扎带来保证整个外伴热***的伴热效果能够达到夹套伴热***的伴热效果，这种伴热方式称为HTT-SUPERSEDE。

发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法，它克服了现有技术的不足，是一种强化传热，提高传热效果而又简便的工艺方法。

2、技术方案：为达到本发明的目的，采取以下技术方案来实现：

本发明一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：根据各种生产工艺要求及当地气候环境等条件，再根据石油化工装置工艺管道安装设计手册中伴热管径及伴热管根数计算公式计算得出HTT-SUPERSEDE伴热***中伴热管的根数，并且再经过ANYSYS有限元分析模拟对计算结果进行核准校正。

外伴热管所需要的伴热管外径

$d=\frac{k(t-t_a)}{(\frac{1}{2\mathrm{\λ}}\ln \frac{D_0}{D_i}+\frac{1}{\mathrm{\α}{D}_0}+\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i{D}_i}){\mathrm{\α}}_t(t_{\mathrm{st}}-t)}$

伴热管根数

$n\≥\frac{d}{d_0}$

式中：

D₀――保温层外径，m；

D_i――保温层内经，m；

d――伴热管计算外径，m；

d₀――伴热管实际外径，m；

k――热损失附加系数；一般取1.15-1.25；

n――伴热管根数，根；

α――保温层外表面向大气的放热系数；

w/m·k；

V_w——风速，m/s；

α_i――保温层内加热空间空气向保温层的放热系数，一般取α_i=13.95w/m·k；

α_t――伴热管向保温层内加热空间的放热系数，w/m·k；

t――主管内介质温度，℃；

t_st――伴热管内介质温度，℃；

t_a――环境温度，℃；

步骤二：根据化工防腐要求，分别对物料管和伴热管进行防腐。

步骤三：如图2所示：在管道伴热施工时需将HTT-SD800/99LC导热胶泥沿伴热管与物料管两侧填实并沿切线方向抹平，然后再将HTT-SD800/99LC导热胶泥饱满填充在U型沟槽内，扣在外伴热管上，使用不锈钢丝绑紧，每米U型沟槽绑2-3道。至弯头或法兰处长度不到1m可随意裁剪U型沟槽至合适长度。避免出现气泡和空隙，HTT-SD800/99LC导热胶泥应将伴热管完全包裹，施工厚度为7-10mm。

如图3所示：在设备伴热施工时应用HTT-SD800/99LC导热胶泥将伴热管包裹，厚度为7-10mm。HTT-SD800/99LC导热胶泥与设备的接触面宽度约为伴热管直径的3倍左右。如伴热管平均间距不足50mm时，可考虑采用整个敷抹密实的施工方式。

步骤四：涂抹好导热胶泥24h后，可以按照设计规定，安装保温层。

3、优点及功效：本发明一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法，其优点是：

该发明能够针对不同的工艺要求设计详细外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的方案，使得伴热方案灵活、针对性强。该方法能够摒除夹套管伴热***施工难度大、焊接质量难以保证、投资大、工艺管道因腐蚀、老化等原因造成泄漏却难以检查漏点，因此维护和检修非常困难；传统的外管伴热***缺点是伴热管与工艺管道是线接触或是不接触，因此传热面积小、伴热介质热损大、受热面温度不均匀，整个伴热***传热效率低，伴热效果差。本发明具有投资小，施工方便，维护和检修方便、成本低，且能够具有传热面积大、伴热介质热损失小、传热均匀大幅提高伴热效果等优点，最终代替夹套管伴热方式。

附图说明：

图1为HTT-SUPERSEDE伴热结构剖面图

图2为管道施工图

图3为外加热盘管施工图

图4为本发明流程框图

具体实施方式

见图1—图4，本发明一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：根据各种生产工艺要求及当地气候环境等条件：

再根据石油化工装置工艺管道安装设计手册中伴热管径及伴热管根数计算公式计算得出HTT-SUPERSEDE伴热***中伴热管的根数，并且再经过ANYSYS有限元分析模拟对计算结果进行核准校正。

根据伴热条件计算，在伴热温度要求170℃时，外伴热管所需要伴热外径为

$d=\frac{1.2(170+10)}{(\frac{1}{2*0.076}*\ln \frac{0.43}{0.27}+\frac{1}{23.63*0.43}+\frac{1}{13.95*0.27})*22.1*(185-170)}=0.190m$

伴热管根数为

根据一根带导热胶泥的外伴热管相当于3根相同直径的常规伴热管的作用得出，需要带导热胶泥的外伴热管4根。

步骤二：根据化工防腐要求，分别对物料管和伴热管进行除锈，涂刷防腐层。

步骤三：如图2所示：在管道伴热施工时需将HTT-SD800/99LC导热胶泥沿伴热管与物料管两侧填实并沿切线方向抹平，然后再将HTT-SD800/99LC导热胶泥饱满填充在U型沟槽内，扣在外伴热管上，使用不锈钢丝绑紧，每米U型沟槽绑2-3道。至弯头或法兰处长度不到1m可随意裁剪U型沟槽至合适长度。避免出现气泡和空隙，HTT-SD800/99LC导热胶泥应将伴热管完全包裹，施工厚度为7-10mm。

如图3所示：在设备伴热施工时应用HTT-SD800/99LC导热胶泥将伴热管包裹，厚度为（7-10）mm。HTT-SD800/99LC导热胶泥与设备的接触面宽度约为伴热管直径的3倍左右。如伴热管平均间距不足50mm时，可考虑整个敷抹密实的施工方式。

步骤四：涂抹好导热胶泥24h后，可以按照设计规定，安装保温层。

Claims (1)

1.一种用外伴热管伴热方式代替夹套伴热方式的工艺方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一：根据各种生产工艺要求及当地气候环境条件，再根据石油化工装置工艺管道安装设计手册中伴热管径及伴热管根数计算公式计算得出HTT-SUPERSEDE伴热***中伴热管的根数，并且再经过ANYSYS有限元分析模拟对计算结果进行核准校正：

外伴热管所需要的伴热管外径

$d=\frac{k(t-t_a)}{(\frac{1}{2\mathrm{\λ}}\ln \frac{D_0}{D_i}+\frac{1}{\mathrm{\α}{D}_0}+\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i{D}_i}){\mathrm{\α}}_t(t_{\mathrm{st}}-t)}$

伴热管根数

$n\≥\frac{d}{d_0}$

式中：

D₀――保温层外径，m；

D_i――保温层内经，m；

d――伴热管计算外径，m；

d₀――伴热管实际外径，m；

k――热损失附加系数；一般取1.15-1.25；

n――伴热管根数，根；

α――保温层外表面向大气的放热系数；

w/m·k；

V_w——风速，m/s；

α_i――保温层内加热空间空气向保温层的放热系数，一般取α_i=13.95w/m·k；

α_t――伴热管向保温层内加热空间的放热系数，w/m·k；

t――主管内介质温度，℃；

t_st――伴热管内介质温度，℃；

t_a――环境温度，℃；

步骤二：根据化工防腐要求，分别对物料管和伴热管进行防腐；

步骤三：在管道伴热施工时需将HTT-SD800/99LC导热胶泥沿伴热管与物料管两侧填实并沿切线方向抹平，然后再将HTT-SD800/99LC导热胶泥饱满填充在U型沟槽内，扣在外伴热管上，使用不锈钢丝绑紧，每米U型沟槽绑2-3道；至弯头或法兰处长度不到1m随意裁剪U型沟槽至合适长度；避免出现气泡和空隙，HTT-SD800/99LC导热胶泥应将伴热管完全包裹，施工厚度为7-10mm；

在设备伴热施工时应用HTT-SD800/99LC导热胶泥将伴热管包裹，厚度为7-10mm；HTT-SD800/99LC导热胶泥与设备的接触面宽度约为伴热管直径的3倍左右；如伴热管平均间距不足50mm时，考虑采用整个敷抹密实的施工方式；

步骤四：涂抹好导热胶泥24h后，按照设计规定，安装保温层。

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