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設備及管道設計溫度的確定

發(fā)布時(shí)間：

2024-06-05 09:31

石油化工企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程當中，我們作為工程師通常會(huì )與一系列的溫度打交道，最常見(jiàn)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(shí)的溫度。我們在設計和管理這些溫度時(shí)，不要忘記了相應的設備和管道的設計溫度。
設備和管道的設計溫度是設備和管道選材的重要依據之一，選擇合理的設計溫度既能夠保證運行的安全，有能夠保證具有較高的性?xún)r(jià)比，因此在前期設計過(guò)程中，我們作為工程師應當確定設備和管道的設計溫度。
通常，每一個(gè)反應或每一個(gè)工藝過(guò)程都有正常的運行溫度范圍，當然也有異常工況下的溫度范圍以及極端條件下的溫度范圍。我們在設計設備和管道設計溫度時(shí)需要考慮最苛刻的溫度條件，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、應急處置時(shí)的工況。
1、設備及管道的設計溫度不應該低于操作過(guò)程當中最苛刻工況下的溫度。
當然對于一些極端條件，各類(lèi)材料的溫度適用范圍可能不能滿(mǎn)足最苛刻工況下的溫度要求，需要我們進(jìn)一步的核算。
不同的管道設備管件及零配件，緊固件等，其選用的設計溫度范圍可以不同。
2、對于沒(méi)有絕熱保護保溫層的設備及管道
當介質(zhì)的溫度小于65℃時(shí)，管道設備及其組成件的設計溫度應該與介質(zhì)的溫度相同。
但是得注意考慮到陽(yáng)光照射、靠近加熱熱源等情況導致的管道額外升溫。如：管道與其他高溫管道并排，靠近加熱爐等收到熱輻射，導致管道運行時(shí)的溫度升高的情況。
當沒(méi)有絕熱層的管道中介質(zhì)溫度大于65℃時(shí)：
  • 與直接加熱介質(zhì)接觸的管道組件及零配件，設計溫度不應該低于介質(zhì)溫度的95%；
  • 松套法蘭的設計溫度不低于介質(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計溫度不低于介質(zhì)的80%。
在實(shí)際的設計過(guò)程當中，設計溫度的參數應當選用介質(zhì)的溫度，只有當材料的適用溫度范圍不能滿(mǎn)足介質(zhì)溫度要求時(shí)，才按照上述要求執行。
3、對于有外保溫的設備及管道
應當選用介質(zhì)的溫度作為設計溫度。當然如果條件允許的話(huà)，也可以用實(shí)測的溫度作為設計溫度。
實(shí)際上，在生產(chǎn)過(guò)程當中，實(shí)測溫度往往并不是最苛刻工況下的溫度，因此通常情況下仍然需要采用最苛刻工況下的溫度作為設計溫度。
4、帶有內襯層或內隔熱層的設備及管道
設備或管道的外層材料設計溫度要經(jīng)過(guò)傳熱計算或實(shí)測確定。
如：對于一些爐窯，其內層采用耐火材料，而外層的鋼選用的設計溫度需要經(jīng)過(guò)傳熱計算或實(shí)際測定，確定其外壁的溫度后選用合適的設計溫度，從而確定最佳的材料。
5、帶有加熱、伴熱或夾套的設備及管道
這種情況下不能僅僅依靠介質(zhì)溫度作為設計溫度，而是選用溫度最高的一方作為設計溫度。
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)溫度作為設計溫度；當加熱介質(zhì)溫度高于工藝介質(zhì)溫度時(shí)，應當選用加熱介質(zhì)作為設計溫度。
當然如果采用伴熱管在外壁敷設的方式進(jìn)行加熱，那么工藝主管的設計溫度取值應參考：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計溫度。
6、安全泄放溫度
安全泄放時(shí)的設備及管道溫度不同，應當選用泄放時(shí)的工況情況下的最高或最低溫度。
如：因為超溫而導致容器超壓，達到泄放條件后，泄放介質(zhì)通過(guò)泄放管道或設備泄放。此時(shí)，泄放出的氣體或液體介質(zhì)的溫度通常情況下較高，因此泄放管道和設備在進(jìn)行設計溫度選用時(shí)，應當考慮泄放工況下的異常高溫的情況。
對于一些液化烴類(lèi)或者是其他物質(zhì)泄放時(shí)，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，從而導致介質(zhì)溫度降低。相應的，在這種工況下，泄放管道和設備要選用適合此種低溫工況的材質(zhì)。
7、實(shí)驗溫度
如果設備或管道需要進(jìn)行實(shí)驗，所選用的是管道或設備的設計溫度應當滿(mǎn)足實(shí)驗時(shí)最苛刻溫度的要求。
管道和設備設計溫度是材質(zhì)選擇的一個(gè)重要參數，我們要根據具體的工藝情況、異常工況等，充分考慮各種內在和外在的因素，確定最合適的設備及管道設計溫度，從而實(shí)現安全與效益的并重。

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