中石油北方工程设计有限公司管道室 吉林吉林 132002
摘要：目前化工设备中夹套管的配管设计应用的研究有着重要意义。本文对相关内容做了简单的概述，并且分析了夹套管的配管原则，同时也结合相关实践经验，分别从夹套管类型等多个角度与方面就化工装置夹套管的配管设计展开了研究和探讨，希望有助于相关工作的实践。
关键词：化工设备；夹套管；配管；设计应用
1前言
化工设备夹套管的配管设计应用作为一项实际要求较高的实践性工作，其有着其自身的特殊性。为更好地提升对夹套管配管设计的分析与掌控力度，通过合理化的措施与途径，需要进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
夹套管是一种具有双层套管结构的特殊管道，在小直径管道外面套上同心的大直径套管，内管用于输送工艺介质，套管内流动着起保温或加热作用的热载体来补充内管在输送或停输期间的热损失，靠对流完成热交换，来保持恒定的工艺温度。一、夹套管伴热的优势在石油和化工生产中的管道，在生产工艺上常常需要维持管内介质的温度在一个适当的范围，以保障生产操作的正常进行。常常采取对工艺管道伴热的设计，对管内介质进行加热，来补充热损失，补充热量的方式之一就是夹套管的方式。夹套管伴热的突出优势是伴热效率高、伴热均匀，当管道的任意一个地方的温度降低时，气相热载体冷凝而释放出大量的潜热，同时由于冷凝处的局部压力降低，会立刻有热的介质补充过去，因而夹套管伴热的温度调节迅速，适用范围广，是工艺要求苛刻的场合、特别是对温度控制要求严格的高温场合的最佳选择。
3夹套管的配管原则
3.1适用于各种夹套管和各种冷热媒体的总设计原则
在配管设计中，为保证夹套管内伴热介质流动通畅，尽量避免U形管或死角出现，若必须有，则应在其低点处设排液口。每一夹套管的冷热媒体进出口都需设置切断阀。夹套管上须安装水压试验和操作时用的无阀排气及排液口。冷热媒体为间歇性使用或管线中有维修拆卸件时，此部分冷热媒的停用不能影响管线其它部分冷热媒体的运行。
为方便安装，不能使用45°度弯头。对于易于固化需要机械清洗的管线的弯头部分，用十字分支加法兰的结构来代替夹套管弯头，必须避免有盲肠段或液袋，尽量避免使用偏心异径管，泵的吸入口除外。安装内外管的异径管时，要使异径管的大端在同一位置。若必须使用偏心异径管，内外管应同时装成底平或顶平形式。内管使用同心异径管时，外管也要使用同心异径管。当水平管线上有异径管时，夹套管内的媒体从小管径处流入。当夹套管系统带有变径的分支管时，媒体应从最小管径处流入。工艺管线的管件用对焊式，特殊情况可以用承插焊式半管接头。冷热媒体的进料、出料管和跨接管上拆卸点，必须位于夹套管的保温层外，避免内外管热胀冷缩引起的相互影响。内外管间的定位板应根据管道支撑放置，不能影响冷热媒体的进出口和排气排液口。
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3.2流体为液体的夹套管的特殊设计要点
冷热媒体的进口位于垂直夹套管的较低侧和水平管的下方。冷热媒体的流向宜与工艺流体的流向相反。冷热媒体的出口位于垂直夹套管的较高端和水平管的上方。水平夹套管上的跨接置于管道上方环形段须向上弯曲，并且环上安装一个无阀的排气口。冷热媒体进出管不能有分支，每个进口须有单独的出口。垂直管段上的跨接管须在两侧交替分开布置，以免冷热媒体偏在一侧流动，管口要尽可能靠近夹套管端的法兰处。在夹套管中安装导流板，可以保证热液体的有效循环，冷热媒体分配更准确，并能避免死点。
3.3流体为蒸汽的夹套管的特殊设计要点
蒸汽进口位于垂直夹套管的较高端和水平夹套管的上方，蒸汽流向宜与工艺流体流向相反。蒸汽出口位于垂直夹套管的较低端和水平夹套管的下方。水平管线上的跨接口须向下布置，并需安装无阀排液口。如有两个跨接管，则须一根向上，加一排气口，另一根向下，加一排液口。垂直管线上的跨接管须两侧交替布置，以免流体偏于一侧流动。碳钢夹套管在内管的蒸汽入口处，需设置加强板。夹套管的每一出口冷凝排放管须有单独的疏水器。每个蒸汽疏水器在维修或更换部件时必须能够单独拆卸，而不影响蒸汽及冷凝液系统的操作（如有需要）。疏水器应为热动力学式或温度调节型。带有切断阀和旁路的疏水器应置于适当位置尽可能靠近回水集合管，为了不影响任何检修和复位回水冷凝管上上游的疏水器与集合管的间距须大于2m。对于全部夹套管的管线，与夹套管相接的设备接口用垫板式法兰。水平敷设的夹套管要求有坡度时，套管内介质流向应与坡度一致。
4化工装置夹套管的配管设计
4.1夹套管长度
夹套管设计中的一个重要环节就是确定夹套管的长度和尺寸，长度会影响管内流体的特性。夹套管的长度应由保持热媒在最低温度下具有最必须的流量所决定，根据经验，一般蒸汽夹套管的长度为15m左右。
4.2内外管热应力
由于外管和内管的介质不同，就会导致介质的温度不同，引起的热膨胀应力也存在差异，所以应采取分别进行计算热应力。如果内管道和外管道计算的应力不一致时，夹管套就要进行设置膨胀节，以便夹管套膨胀时能够位移。在弯头处，设计的要满足内外管的膨胀位移的要求，可以采取改变外管直径以减少内外管的膨胀差。在这种情况下，要使导向板尽量多地吸收膨胀差。
4.3夹套管的焊接和选材
一般情况下，夹套管的外管和内管材料应按他们各自内含流体的温度、压力、特性而定，要考虑工作介质对管道的腐蚀而采用不同的材料，同时还要考虑到管壁的厚度所能承受最大的工作压力。夹套管的管配件一般采用对焊的形式。
4.4要保证热媒体能够在夹套管内顺畅流通
在配管中要避免直接在主管上开分支管，尽量减少流体的滞留死角。要注意消灭夹套管系统中的“水袋”或“气袋”。
5结束语
综上所述，加强对化工设备中夹套管配管设计应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的夹套管配管设计应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
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[3] 孙文强，孙光磊.夹套管道施工技术与工艺[J].石油化工建设.2016（09）：88-89.
论文作者:韩剑锋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/10
标签：套管论文; 冷热论文; 媒体论文; 管道论文; 流体论文; 介质论文; 疏水器论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;