隔热保温类型的选用

1、标准T/ES220026-2005snec绝热、保温类型的选用修改 标记简要说明修改 虫他编制校核审核审定日期2005-05-01 实施2005-04-15 发布中国石化集团宁波工程有限公司1总则1.1 目的1.2 范围1.3 编制本标准的依据1.4 参考资料2类型和专业分工2.1 绝热、保温的类型2.2 绝热、保温设计的专业分工3绝热类型的选用3.1 选用范围3.2 绝热层厚度的选用4伴热保温的选用4.1 蒸汽伴管伴热保温4.2 蒸汽夹套管伴热保温4.3 电伴热保温4.4 其他伴热保温5符号说明1总则1.1目的绝热、保温是保证石油化工、化工生产装置的管道系统和设备减少在工作过程中的热 量或冷

2、量损失，以节约能源；减少生产过程中介质的温降或温开，以利于生产过程的良好 运行；避免、限制或延迟管道内介质的凝固、冻结，以维持正常生产；降低或维持工作环 境温度，以改善劳动条件、防止操作人员烫伤；防止设备和管道系统表面结露的有效措施。 1.2范围本标准适用于石油化工、化工生产装置中的设备和管道系统的绝热、 保温类型的选用。 1.3编制本标准的依据：化学工程学会工艺系统工程设计技术规定HG/T20570.11-1995第11篇隔热、保温类型的选用。国家标准设备及管道保温技术通则GB4272-92;国家标准设备及管道保温设计导则GB8175-87;国家标准设备及管道保冷技术通则GB11790-96

3、国家标准设备及管道保冷设计导则GB15586-95国家标准工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-97;石油化工行业标准石油化工设备和管道隔热技术规范SH3010-200Q石油化工行业标准石油化工管道伴管和夹套管设计规范SH3040-2002;国家标准覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范GB/T17393-98。1.4 参考资料中国石化出版社石油化工工艺管道设计与安装2002.22类型和专业分工2.1 绝热、保温的类型设备、管道的绝热一般指隔热保温、保冷、人身保护（防烫） 、防冻等。保温一般指 加热保护绝热，如伴热管、夹套管等。2.2 绝热、保温设计的专业分工2.2.1 化工工艺专业化工工艺专

4、业在设备和管道的工艺数据表中提出绝热、保温（包括保温类型、保温热 源介质）等要求。2.2.2 管道材料专业管道材料专业在绝热、保温的设计规定（或绝热、保温说明书）中提出：2.2.2.1 在不同温度、直径下的设备、管道的绝热、人身保护（防烫）的绝热层厚度。工艺有特殊绝热要求者除外。2.2.2.2 设备、管道伴热保温的有关数据，如伴热管根数、伴热管直径、夹套管直径、电 热带根数及规格等。2.2.2.3 绝热、保温所需的材料汇总清单。2.2.3 工艺系统专业2.2.3.1 在提出的装置内公用物料系统设备的数据表中应含有对设备的绝热、保温（包括 保温类型、保温热源介质）等要求。2.2.3.2 在PI图

5、上管道的管道号第五个单元中， 按规定的文字代号标注出绝热、 保温类型。2.2.3.3 在管道命名表中的绝热类型和绝热厚度栏中填写绝热、保温类型和厚度。2.2.3.4 提出设备绝热保温条件汇总表，需要时附设备绝热保温标志图。汇总表和标志图 的内容和格式，参阅SNEC：计中心工艺系统专业提交文件内容的规定（T/ES220008）的第1.16条和第1.17条。3绝热类型的选用3.1 选用范围凡具有下列情况之一的设备、管道、管件、阀门等（以下对管道、管件、阀门等统称 为管道）必须采取绝热措施。3.1.1 表面温度大于50c以及根据生产工艺需要外表面温度小于或等于50c的设备和管道（工艺上不需要或不能绝

6、热的设备、管道除外）。3.1.2 介质凝固点高于环境温度的设备和管道。3.1.3 表面温度超过60c的不需要绝热的设备和管道，需要经常维护又无法采用其他措 施防止烫伤的部位应在下列范围内设置防烫伤绝热层：3.1.3.1 距离地面或工作平台的高度小于2.1m；3.1.3.2 靠近操作平台距离小于0.75m；3.1.4 需阻止或减少冷介质及载冷介质在生产和输送过程中的冷损失。3.1.5 需阻止或减少冷介质及载冷介质在生产和输送过程中的温度升高。3.1.6 需阻止低温设备及管道外壁表面凝露。3.1.7 因外界温度影响而产生冷凝液从而腐蚀设备管道。3.1.8 设备和管道发出的噪声大于工程规定的允许噪声

7、级时，需要用隔声材料（常采用 绝热材料）包裹设备、管道来降低噪声。3.2 绝热层厚度的选用根据化工工艺专业和工艺系统专业发表的工艺数据表中对设备的绝热要求、介质温度 等特性，结合管道材料专业发表的“绝热设计规定”选择设备和管道的绝热层厚度。工艺 有特殊绝热要求者除外。4伴热保温的选用当绝热不能满足工艺物料的绝热保温要求时，一般采用伴热保温的形式。伴热保温通 常有蒸汽伴热、热水伴热、导热油伴热和电热带伴热等。4.1 蒸汽伴管伴热保温4.1.1 蒸汽伴管伴热保温适用范围设备、管道中介质的凝固点、粘度较大，工艺介质需维持的温度较高，或者设备、管 道所在区域的防爆等级较高，介质的腐蚀性、热敏性较强时，

8、应选择蒸汽伴热的热保温形 式。4.1.2 热源介质的选用蒸汽伴热常用饱和蒸汽作热源介质，蒸汽压力通常由蒸汽温度决定，而蒸汽温度根据 工艺介质需保温的情况而定，一般情况下蒸汽应高于被保温介质的温度。选用的蒸汽温度 应考虑工艺物料的特性，如结焦点、凝固点等。使用蒸汽压力一般等于或低于1300kPa,常用3501000kPa,最低200kPa。压力太低时，管道阻力造成蒸汽的压力降低会产生冷凝 液，因而伴管长度较短，工程上一般不采用低于 200kPaffi力的伴管蒸汽。蒸汽热源在操作 期间及开、停车时不应中断。4.1.3 蒸汽伴管伴热保温的设计要求4.1.3.1 设备伴管伴热保温的设计要求设备内介质是

9、酸或其他严重腐蚀性的物料时，设备如需伴热保温应采用外部伴热，对 于其他物料，可以采用外部伴热，或内部伴热。工艺系统专业根据化工工艺专业发表的设备工艺数据表中提出的伴热保温的要求对 设备的伴热长度、伴管间距进行计算。4.1.3.2 管道伴管伴热保温的设计要求物料管道一般采用外部伴热。工艺系统专业根据化工工艺专业的条件和由管道材料专 业提出的伴热保温管道所需伴热管的根数及其他要求，在“管道命名表说明”中写明管子的蒸汽伴热管的根数4.1.4 蒸汽伴管伴热保温计算4.1.4.1 设备蒸汽伴管伴热保温计算1) 设备伴热管管径的选择设备伴管的规格，通常采用DN15-DN2磬径的管子，如果需要，也可以采用大

10、一点的 管径。2) 设备伴管伴热经绝热后的热损失计算a)保温绝热层表面至周围空气给热系数(a。)a 0= a r + a k(4.1-1)式中“0保温绝热层表面至周围空气给热系数，W/(m2 C )；"r保温绝热层的辐射传热系数，W/(m2 C )；"k对流传热系数，W/(m2 ) 0辐射传热系数(a)C ts 273 4(-)4ts ta 100(b2731001 4 )4(4.1-2)式中t s 保温绝热层外表面温度，C；t a 周围环境温度，C (室外常年运行的取历年之年平均温度的平均值，季节性运行的取历年运行期日平均温度的平均值，或者根据工程标准选取；室内均取25C

11、 或者根据工程标准选取)；C辐射系数，W/(m2 C 26.38.397 tcp)薄铁皮或油漆表面C= 5.23,铝板表面C= 0.33 对流传热系数(a k)ts tas a(4.1-3)在室内无风情况下式中tcp保温绝热层的平均温度，C；1tcp 2 (t s t a)D 保温绝热层外径R!如果设备外形不是圆形，则D1 P式中P横截面的外周长，m；冗 圆周率(兀=3.14)。其余符号说明与式(4.1-1)及式(4.1-2)相同在室外有风的情况下若 WD<0.8m2/s(4.1-4)0.618则 k4 04 Wk4.04-0.382D1若 WD>0.8m2/s4.24w 0.80

12、5d0.15(4.1-5)式中W 风速，m/so保温采用冬季平均风速，保冷采用夏季平均风速，或者根据工程标 准选取。其余符号说明与式(4.1-1)式(4.1-3)相同。工程计算中，也可用下述简便计算方法确定绝热层表面至周围空气的给热系数。在室内时， 0=9.76 + 0.07 (ts-ta)(4.1-6)一般取 ts ta=15 20 C在室外时， 00 6.97 W(4.1-7)对于绝热或加热保护绝热结构，一般0 =11.62W/(m2 C )b)热损失的传热系数(K)K 1 (4.1-8)112式中K热损失的传热系数，W/(m2 C );“1设备外壁至保温绝热层内侧空隙间空气的给热系数，W

13、/(n? C), 一般工程计算中取 a 1=11.6213.95 W/(m2C);6 2保温绝热层厚度，m；入2保温绝热层导热系数，W/(m2 C)。其余符号说明与式(4.1-1)式(4.1-7)相同。c)热损失的传热温差(At)保温设备内介质对外壁的传热一般忽略不计，度(t)可视作相同。 t =t w- t a=t - t a式中At热损失的传热温差，C；t w保温设备的外壁温度，C；t保温设备内的工作温度，C。其余符号说明与式(4.1-1)式(4.1-8)相同,d)热损失的负荷(Q)Q=K- F At式中Q热损失的负荷，WF设备外表面积，m2其余符号说明与式(4.1-1)式(4.1-9)相

14、同3) 计算伴管长度(L)a)这样设备外壁温度(tWw)与设备内工作温(4.1-9)(4.1-10)伴热管与热保温设备之间的传热系数(K1)Ki(4.1 11)式中K 1 伴热管与热保温设备之间的传热系数，W/(m2- C)；民2 伴热管内蒸汽冷凝给热系数，一般取11622.50W/（ m2 C）；6 伴热管的管壁厚度，m；入 伴热管的导热系数，W/（mC）；“3 蒸汽伴热管至保温绝热层内空气给热系数，w/（m2 C ）；口4保温绝热层内空气至被加热设备的给热系数，w/（m2 C）。a & a4 的经验数据见表4.1-12。表4.1-1蒸汽伴管至保温绝热层内空气的给热系数（a 3） W

15、/（m2 C ）蒸汽温度（t）伴管的公称直彳仝 mmC2532405012018.3617.7817.0916.6213819.7619.0618.3618.0115120.8020.3419.5319.0616422.0821.5020.6920.3418023.7123.1222.4321.85表4.1-2保温绝热层内空气至被加热设备的给热系数（a 4）蒸汽温度（t） C138151164给热系数(a4) W/(m2 C)13.3713.9514.53b）伴热管与保温设备之间的传热温差（A11）由前述可知，设备的外壁温度（tw）与设备内工作温度（t）可视作相同A 11=t v t w=t

16、v t（4.1-12）式中t v伴热管内蒸汽的工作温度，C。其余符号说明与式（4.1-1）式（4.1-11）相同。c） 伴热管面积（F1）F1 -（4.1-13）K1 ? t1式中符号说明与式（4.1-1）式（4.1-12）相同。d） 伴热管长度（L）L 旦旦（4.1-142 r d式中l伴热管长度，mr伴热管外半径，成d伴热管外直径，m其余符号说明与式（4.1-1）式（4.1-13）相同。4）使用本计算方法的注意事项a）上述方法适用于伴管与被保温设备壁间有空气层存在。b）被保温的设备的外径（圆筒形） 1m4.1.4.2 设备伴热管计算举例计算某设备的伴管长度1）列出已知条件a） 保温设备直径

17、小1400mm高度约为3000mmb）设备中物料温度160 C；c）按工程标准，环境温度为-10 C；d） 保温伴管直径d=25mm厚度6 =3mme） 保温绝热层厚度100mmf） 冬季平均风速7m/s；g） 饱和蒸汽温度175C ,压力900kPa。2）热损失计算a）热损失传热系数（K）保温绝热层表面至周围空气的给热系数（a。），由式（4.1-7）得：./-r 一 一一. 9 。一、,F，一00 6.97JW 11.62 6.97V7 =30.06 W /（m2C）,0取11.62。设备外壁至保温绝热层内侧空隙间空气的给热系数（a 1）取 a 1 = 11.62 W/（m2 C）保温绝热层

18、的导热系数（入2）入 2= 0.0604 W/（m C）热损失传热系数(K)由式(4.1-8)得:130.06 11.620.0604=0.56 W /(m2 C)b) 设备的外表面积(F)F=3.14X1.4 X3=13.19m2c)热损失的传热温差(At)由式(4.1-9)得：At=twr- ta=160 (-10)=170 Cd)热损失(Q)由式(4.1-10)得Q=K- F - At =0.56X13.19 X 170=1255.69 W3)伴管长度计算 a)传热面积(Fi)伴热管与保温设备之间的传热系数(K1蒸汽冷凝给热系数(a 2)取 a 2= 11622.50 W/(m2 C)钢

19、管导热系数入=46.52 W/(m - C)伴热管至保温绝热层内空气给热系数(a 3)查表4.1-1 , a 3=22.08 W/(m2 C)保温绝热层内空气至被加热设备的给热系数(a 4)查表 4.1-2 , a 4=14.53 W /(m2 C ),伴管壁厚 6 =3mm伴热管与保温设备之间的传热系数(K1)由式(4.1-11)得：11Ki 工一支工 10.00311a2a3a411622.50 46.52 22.08 14.53=8.75 W /(m2 C) 伴热管与保温设备之间的传热温差(At1)由式(4.1-12)得:Ati=tv tw=175 160=15C传热面积（F1）由式(4

20、.1-13)得:F1Q 1255.6929.57mKi ? t18.75 15b）伴管长度（L）由式（4.1-14）得:F1d3.14 0.0259.57 121.91m4.1.4.3管道蒸汽伴管伴热保温1)管道伴热管管径的选择般情况下对工艺、公用工程管路采用 DN5DN5管径的管子，如果需要可选用直径大于DN25的伴管。2）管道伴热管管数的确定管道伴热管管数与被伴热管内工艺介质的情况和工艺管道的直径有关，应按适合本工,规定绝热保温等级和有程设计项目的要求，由管道材料专业编制“绝热保温设计规定” 关数据，确定管道伴热管管数。3）其它设计要求输送腐蚀性或热敏性介质的管道不可与伴管直接接触，在管道

21、与伴管之间要加一层隔 离板（如石棉纸或石棉板）。4.2 蒸汽夹套管伴热保温如果介质要求保温的温度较高，并且要求各点受热均匀即控制温度较严，采用蒸汽伴 管伴热不能满足工艺介质的保温要求时，应采用夹套伴热的形式。输送工艺物料的凝固点 等于或高于150c且需保温均匀时，一般采用蒸汽夹套管保温。蒸汽夹套管的大小按管道 材料专业发表的工程“绝热保温设计规定”中的要求选择。4.3 电伴热保温4.3.1 电伴热概述电伴热是用电热来补充被伴热物体在工艺过程中所散失的热量，以维持介质温度在某 一范围内。4.3.2 电伴热特点及适用范围当需要保温的工艺介质温度不高（一般需维持介质温度在30120C）,防火防爆要求

22、不高，或远离蒸汽源的设备、机泵、管道，可以采用电伴热保温形式。电伴热效率高，一 股可达80%90%,还可对伴热温度进行调节，并具有施工简单、运行可靠、不需经常维 修等优点，但由于电热带烧断后不易发现，且耗电量较大，所以一般不推荐使用，仅在远 离蒸汽源或没有蒸汽，而又必须伴热的管道及死区段才采用电热带伴热。4.3.3 电伴热的种类电伴热按其结构可分为以下六种形式。4.3.3.1 恒功率电热带该型电热带能较精确维持管道或加热体的介质温度，适用于埋敷地下或有腐蚀性气体 的场合。4.3.3.2 三相恒功率电热带适用于长距离、大口径管道的加热和伴热保温。4.3.3.3 自限式电热带该型电热带的特点是能自

23、动控制温度，使加热基本趋于热平衡。适用于介质温度低于 35c的管道、阀门、泵体的防冻和保温，以及维持仪表管线的工艺温度。4.3.3.4 挠性电热板挠性电热板热效率高、重量轻、安装方便、适应性强、耐热耐寒性好，既能维持容器 120c的温度，又能在一30c低温时仍能保持挠性，能在户内、户外和工厂I区、II区爆 炸性气体场所使用。适用于油罐、槽池和容器的伴热保温。4.3.3.5 高温电热带高温电热带用于相对湿度小于80%,无爆炸性危险场所的工业设备和实验室的罐体、管道和槽池的加热、保温，也可用于其他容器的加热，最高耐热温度近于450 C,推荐使用小于350 C 04.3.3.6 船用电热带船用电热带

24、的结构与恒功率电热带、三相恒功率电热带相同，主要用于海洋船舶、海 上石油钻井、平台或其它具有海洋性恶劣环境条件的爆炸性气体场合。4.3.4 电伴热选用规定选用电伴热产品型号，要考虑适用性、经济性、供电条件、最高维持温度、周围有无 腐蚀性环境等因素。具体方法如下：4.3.4.1 根据管道最高维持温度及偶然性的最高工作温度来选定电伴热产品的耐热等 级，具体耐热等级可按生产厂产品性能确定。4.3.4.2 根据供电条件、电网负荷情况及电热带的使用长度，选择电压等级（220V戈380V）o4.3.4.3 根据不同管径或容器的单位耗散热量来确定所需电伴热产品的单位长度或单位面积上的功率（即W/做WZnfT

25、）o4.3.4.4 根据不同环境（如是否埋地或有腐蚀性气体等）来确定所需电伴热产品的结构。4.3.5 电伴热计算1 .3.5.1电伴热热损失（Q）计算1） 当被保温管道、设备的外径小于等于1m寸q tw ta（4.3-1）2 D11In 1 + 2 2 Do0D1式中Q 电伴热热损失,W/mt w 被保温管道、设备外壁温度，C；ta 周围环境温度，C；入2 绝热层在平均温度下的导热系数，W/（m C）；d 1 管道、设备的保温绝热层外径，mD 0 被保温管道、设备的外径，m；“0保温绝热层表面至周围空气的给热系数，W/（m2 C ）2）当被保温设备为平壁及管道、圆筒型设备外径大于1m寸Q tw

26、 ta（4.3-2）上+工20式中Q电伴热热损失，W/H2；6 2保温绝热层厚度，mi其余符号说明与式（4.3-1）相同4.3.5.2电伴热计算举例计算某设备电伴热热损失1) 已知条件a) 设备内介质温度为100C；b) 设备外形尺寸为小1200mrK 4000mmc) 周围环境温度为一5C;d) 风速为10m/s；e) 保温绝热层的厚度为50mm2) 电伴热热损失计算保温绝热层的平均温度为100+(-5)/2=47.5 C保温绝热层的导热系数 入2 = 0.044W/(m C )保温绝热层至周围空气的给热系数(a0)由式(4.1-7)得a0 a0 6.97历 1162 6.97斤 3366

27、W /(m2 - C)电伴热热损失由式(4.3-2)得qtw ta100( 选型 根据热损失量由电伴热产品规格中选择合适的电热板或电热带。电热板或电热带的额 定功率应大于或等于热损失的量。如果单个电热板或电热带不能满足要求时，可选用多个 并联。4.4 其它伴热保温4.4.1热门(THERMONM专导法伴热 4.4.1.1 热门热传导=90.05W/m上十工0.0511"7 "70.04433.66总热损失23.142Q F?Q ?d?h 2? d2 Q3.14 12 4 2?12 290.05 1560.82W443) 最小电热板功率Pmin计算传热效率4=0.850.95

28、 取4=0.86-Q总 min I1560821814.91W 086热门热传导法是一种把导热胶泥（HEATTRANSFEREMENT够敷在蒸汽（或其它加热 介质）伴热管上，使蒸汽伴热管固定在工艺物料管外并与被伴热管之间产生热的通道。因 此，这种伴热比普通蒸汽伴热管的热传导效率要大十倍。一般蒸汽伴管伴热主要靠对流、辐射来传热，而热门导热胶泥传热则完全靠直接接触 传导传热，它的伴热效果几乎接近夹套伴热。4.4.1.2 热门电加热热门电加热法是在电伴热元件外面再涂敷导热胶泥。它除具有电伴热的优点外，还具有热 门热传导法的完全靠直接接触的高传热效率的优点。4.4.2 热水伴热保温当被保温介质需要的温度不太高， 一般在90 C以下，并且要求介质在局部也不能过热， 即受热均匀，又不宜采用电伴热等其他伴热时，可