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設(shè)備及管道設(shè)計溫度的確定

來源:威海環(huán)宇化工機械有限公司   2025年05月19日 15:42  

石油化工企業(yè)在生產(chǎn)的過程當(dāng)中,我們作為工程師通常會與一系列的溫度打交道,最常見的為正常運行溫度,工藝報警溫度,緊急切斷溫度,泄放溫度等工藝運行時的溫度。我們在設(shè)計和管理這些溫度時,不要忘記了相應(yīng)的設(shè)備和管道的設(shè)計溫度。

設(shè)備和管道的設(shè)計溫度是設(shè)備和管道選材的重要依據(jù)之一,選擇合理的設(shè)計溫度既能夠保證運行的安全,有能夠保證具有較高的性價比,因此在前期設(shè)計過程中,我們作為工程師應(yīng)當(dāng)確定設(shè)備和管道的設(shè)計溫度。

通常,每一個反應(yīng)或每一個工藝過程都有正常的運行溫度范圍,當(dāng)然也有異常工況下的溫度范圍以及條件下的溫度范圍。我們在設(shè)計設(shè)備和管道設(shè)計溫度時需要考慮苛刻的溫度條件,因此需要我們不僅僅要考慮工藝的情況,還需要考慮環(huán)境因素、異常工況、應(yīng)急處置時的工況。

1、設(shè)備及管道的設(shè)計溫度不應(yīng)該低于操作過程當(dāng)中苛刻工況下的溫度。

當(dāng)然對于一些條件,各類材料的溫度適用范圍可能不能滿足苛刻工況下的溫度要求,需要我們進一步的核算。

不同的管道設(shè)備管件及零配件,緊固件等,其選用的設(shè)計溫度范圍可以不同。

2、對于沒有絕熱保護保溫層的設(shè)備及管道

當(dāng)介質(zhì)的溫度小于65℃時,管道設(shè)備及其組成件的設(shè)計溫度應(yīng)該與介質(zhì)的溫度相同。

但是得注意考慮到陽光照射、靠近加熱熱源等情況導(dǎo)致的管道額外升溫。如:管道與其他高溫管道并排,靠近加熱爐等收到熱輻射,導(dǎo)致管道運行時的溫度升高的情況。

當(dāng)沒有絕熱層的管道中介質(zhì)溫度大于65℃時:

與直接加熱介質(zhì)接觸的管道組件及零配件,設(shè)計溫度不應(yīng)該低于介質(zhì)溫度的95%;

松套法蘭的設(shè)計溫度不低于介質(zhì)的85%;

其他法蘭不低于介質(zhì)溫度的90%

螺栓螺母緊固件的設(shè)計溫度不低于介質(zhì)的80%。

在實際的設(shè)計過程當(dāng)中,設(shè)計溫度的參數(shù)應(yīng)當(dāng)選用介質(zhì)的溫度,只有當(dāng)材料的適用溫度范圍不能滿足介質(zhì)溫度要求時,才按照上述要求執(zhí)行。

3、對于有外保溫的設(shè)備及管道

應(yīng)當(dāng)選用介質(zhì)的溫度作為設(shè)計溫度。當(dāng)然如果條件允許的話,也可以用實測的溫度作為設(shè)計溫度。

實際上,在生產(chǎn)過程當(dāng)中,實測溫度往往并不是苛刻工況下的溫度,因此通常情況下仍然需要采用苛刻工況下的溫度作為設(shè)計溫度。

4、帶有內(nèi)襯層或內(nèi)隔熱層的設(shè)備及管道

設(shè)備或管道的外層材料設(shè)計溫度要經(jīng)過傳熱計算或?qū)崪y確定。

如:對于一些爐窯,其內(nèi)層采用耐火材料,而外層的鋼選用的設(shè)計溫度需要經(jīng)過傳熱計算或?qū)嶋H測定,確定其外壁的溫度后選用合適的設(shè)計溫度,從而確定最佳的材料。

5、帶有加熱、伴熱或夾套的設(shè)備及管道

這種情況下不能僅僅依靠介質(zhì)溫度作為設(shè)計溫度,而是選用溫度最高的一方作為設(shè)計溫度。

即:如果工藝介質(zhì)溫度高于加熱介質(zhì),則選用工藝介質(zhì)溫度作為設(shè)計溫度;當(dāng)加熱介質(zhì)溫度高于工藝介質(zhì)溫度時,應(yīng)當(dāng)選用加熱介質(zhì)作為設(shè)計溫度。

當(dāng)然如果采用伴熱管在外壁敷設(shè)的方式進行加熱,那么工藝主管的設(shè)計溫度取值應(yīng)參考:伴熱管的最高溫度減10℃與工藝介質(zhì)的最高溫度相比,兩者中較高者作為設(shè)計溫度。

6、安全泄放溫度

安全泄放時的設(shè)備及管道溫度不同,應(yīng)當(dāng)選用泄放時的工況情況下的最高或低溫度。

如:因為超溫而導(dǎo)致容器超壓,達到泄放條件后,泄放介質(zhì)通過泄放管道或設(shè)備泄放。此時,泄放出的氣體或液體介質(zhì)的溫度通常情況下較高,因此泄放管道和設(shè)備在進行設(shè)計溫度選用時,應(yīng)當(dāng)考慮泄放工況下的異常高溫的情況。

對于一些液化烴類或者是其他物質(zhì)泄放時,由于泄放出的氣體壓力變化而發(fā)生膨脹,膨脹的氣體吸收外部熱量,從而導(dǎo)致介質(zhì)溫度降低。相應(yīng)的,在這種工況下,泄放管道和設(shè)備要選用適合此種低溫工況的材質(zhì)。

7、實驗溫度

如果設(shè)備或管道需要進行實驗,所選用的是管道或設(shè)備的設(shè)計溫度應(yīng)當(dāng)滿足實驗時苛刻溫度的要求。

管道和設(shè)備設(shè)計溫度是材質(zhì)選擇的一個重要參數(shù),我們要根據(jù)具體的工藝情況、異常工況等,充分考慮各種內(nèi)在和外在的因素,確定最合適的設(shè)備及管道設(shè)計溫度,從而實現(xiàn)安全與效益的并重。

 


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