《毕业设计：化工管道伴热设计毕业论文》(5)

(11) 如伴热线与介质管相组合, 要合理选用软质矿渣棉保温材料。冬季下雪难免使水渗入碱性的矿渣棉,会对输送醋酸的铝管产生腐蚀。

第三章：设计实例

工艺条件:

工艺管线内流体温度保持60 ℃ 伴热蒸汽压力：0.3MPa（G） 最低环境温度：-20℃

饱和蒸汽温度：132.9 ℃

年平均风速：4 m/s 蒸汽冷凝热：2171.82kJ/㎏ 工艺管线尺寸：DN200 保温材料：玻璃棉

被伴热的工艺管线长度：50m 保温厚度：50mm (1)求ΔT1

ΔT1 =（60+132.9）/2-（-20）=116.45℃ (2)从图 2.2.2中查出热损失Q1值：

Q1=86.4W/m

(3)从图 2.2.3中查出保温层厚度对应的修正系数 F1

F1=1.0

(4)计算出工艺管线和伴管平均温度与设计的最小环境温度的平均值

T`=[(60+132.9)/2+(-20)]/2=38.2℃

(5)利用图 3.1.a 查出保温 材料在T`温度下的导热系数 K，K=0.036 W/㎡·K（不同生产厂生产的保温材料导热系数有所不同，最好按实际的保温材料的导热系数值）。

a

b c

图 3.1

(6)从图 3.2中查出 K=0.036 W/㎡·K的修正系数 F2=0.86

(7)利用图 3.3（因为风速 4.5m/s 与本题条件接近）查出风速修正系数F3=1.037 (8)计算出修正过的热损失 Q2

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Q2 = Q1×F1×F2×F3 = 86.4×1.0×0.86×1.037=77.05 W/m (9)计算出ΔT2（蒸汽温度与工艺温度之差) ΔT2 = 132.9-60 =72.9℃

(10)利用Q2值与ΔT2值在图 3.2和图 3.3中分别找出其正交点。

图 3.2 不用传热水泥时伴管的数量及尺寸

(11)分析：图 3.2中正交点处在单根5/8″的铜管之上，单根3/4″铜管即可满足伴热要求。但是，由于我国常使用碳钢管件作为伴管，因此在图 3.2中查找，距正交点最近处的碳钢管为单根3/4″，故选择单根3/4″碳钢管作伴热管。

图 3.3

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图 3.3中正交点处在远离单根3/8″铜管之下，且由于3/8″铜管作为伴管的输出热量约为380W/m，明显高出所需要的热量77.05W/m。

结论

伴热管采用单根3/4″碳钢管，根据表 2.1.2条件下最长能伴60m，所以满足所需伴热50m的要求，从其附近分配盘引一根3/4″的伴管即可。

主要介绍了蒸汽伴热系统的相关设计要领，结合化工工程设计经验及相关规定、规范、文献和目前的一些设计做法。根据国内经济状况和技术成熟度，传统蒸汽伴热设计仍然是目前设计的首选，它的高热输出蒸汽伴热系统为管道提供了大量的热。金属伴管和金属管道之间有非常高的导热率, 即使在保温损坏的情况下对伴热系统温度影响也不会很大。当然许多因素会导致蒸汽伴热系统故障, 例如管道泄漏、蒸汽疏水器故障、但很少有潜在的问题会影响其温度。过量的低压蒸汽用于伴热，提高了废热利用率，这也大大提高了蒸汽伴热的经济性。所以研究蒸汽伴热技术仍处于不可忽略的地位。

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致谢

本次毕业设计让我受益匪浅，我学到了应怎样独立面对实际化工行业中的设计难题，锻

炼了用自己的思维去设计现实中的流程的能力，从中获得了从未有过的成就感，我很高兴学校能给我这样一个锻炼的机会，这将对我以后不仅是工作还是生活都会有较深远的影响，在此我想感谢好多人，

由于从来没有过这方面的经验，难免我会有许多考虑不周全的地方，走了很多弯路，是我的导师的在我身旁一边又一边的指导和督促，不断的指导我克服困难，没有他们的辛勤教诲，我的设计就不会这么顺利的完成，感谢他们：我的工厂指导老师、学校导师，毛运秋和武卫明老师，从设计的立题到设计方法以及设计的撰写整个过程无不浸透着老师们的心血。他们广博的学识，严肃的科学态度，严谨的治学精神，灵活的思维方式，耐心细致的言传身教深深感染激励着我，将使我终身受益。导师不但在学习上给予我耐心细致的指导，在生活中也给了我莫大的关怀，这份师恩我将终身难忘。

在大学四年生活中，不断得到各位老师、同学的关心与帮助，使我在学习和生活中不断得到友谊的温暖与关怀，最重要的是一种精神上的激励，让我非常感动。

最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位老师表示感谢，希望您指正批评！

此致

敬礼

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参考文献：

[1] 中华人马共和国国家标准GB20264—97.工业设备及管道绝热工程设计规范，1997 [2] 中华人民共和国国家标准GBJ126—89.工业设备及管道绝热工程施工及验收规范，1989

[3]《Chemical Engineering》 August 4 1986.65 —70

[4]国家医药管理局上海医药设计院编，化工工艺设计手册（上），化学工业出版社（北京），1989

[5]化学工业部化工工艺配管设计设计中心站组织编，化工管路手册（下），化学工业出版社，1988

[6] SH /T3040 -2002. 石油化工管道伴管和夹套管设计规范. [7] 化工工艺设计手册(下) 第二版. 化学工业出版社, 1994. [8] 蔡尔辅. 石油化工管道设计. 化学工业出版, 2001.

[9] 陈让曲. 石油化工厂蒸汽伴热系统问题讨论. 炼油设计, 1996, 26 (2) : 51～56 [10] 炼油技术与工程. 2006, 36 (3) : 43～47

[11] 石油化工装置工艺管道安装设计手册[M]. 2005 年1 月版: 413～477

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