化工工艺管道防冻保温方法

化工工艺管道防冻保温方法我国将持续受到西伯利亚地区冷空气南下的影响将经历今年冬 天最冷的一周一股强冷空气来袭，多地气温将创入冬以来新低在化工厂管道设计中，管道的保温和伴热经常见到，管道的 防冻保温设计不容忽视，特别是在高寒地区的化工企业管道的防冻 保温设计需要根据介质温度和工艺要求具体设计保温措施否则在恶 劣的气候条件下，易出现液体管支管冻裂的情况，因此管道配管有其 特殊的要求，不能按普通的要求设计目前国内实行的设计标准中尚 无一个系统完善的设备、管道防凝、防冻准则，需要结合现场每根管 道和设备，重点进行工艺管道防冻保温的设计方法说明和相关注意事 项，以确保该防冻保温效果1、工艺管道内介质冻结机理介质在管道内流动时，由于散热损失的存在，介质的温度沿流程 逐渐降低在有限的管道长度内，在一般的散热损失情况下，通常介 质温度不至于降低到介质的凝固点或冰点；但当管内介质停止流动 时，由于介质得不到热量的补充，温度就有可能降至凝固点或冰点， 甚至更低，从而发生冻结，轻则堵塞管道，重则导致管道破裂通常 在管内介质冻结时，首先是紧靠管内壁的介质开始冻结，圆形管道中 冻结的介质沿管壁呈环状，然后逐渐增加冻结层厚度，直至冻结到管 中心而堵塞管道。

由上述介质冻结过程分析可知，管内介质冻结是一个不稳定的传 热过程由于不稳定传热过程的计算比较复杂，因此，在工程上一般 采用简化方法，即按照稳定传热的热平衡方法计算防止冻结的保温层 厚度，并适当考虑安全因素2、 工艺管道的防冻设计对于介质内含水的设备和管道，采用保温、伴热的方式防冻，亦 采用设置坡度排液、辅助管道的方式防冻对下列设备管道进行防冻 设计：①循环吸收液管道；②工艺循环水管道；③后产物处理管道； ④脱硫塔；⑤泵、槽类尽量放在室内管道的防冻方式采用保温和伴 热两种为了防止管道或设备被冻坏，根据介质间断的时间计算出保 温层的厚度加热保温是化工物料输送管道常用的一种保温形式，将输送管道 向环境中的散热量用加热的办法加以补偿，使输送管道中物料温度保 扌寺不变或不冻结3、 防冻保温管道的布置要求和防冻措施所有易冻管道，均要按照防冻要求配管，压缩机、水泵、安全阀、 泄压阀、公用工程管道也有其特殊防冻措施，处理方法如下工业用水管道一般直径较大，且在寒冷地区需考虑防冻，故多采 用埋地敷设的方法直径较大的管道一旦发生结冰只是在管道内壁结 1圈冰，虽然不会堵塞管道，但其流量会受到限制，考虑到埋地管道 不易清理，通常将其埋至冰冻线以下，以保证管道内介质不会结冰。

2冰冻线以上的水管道1布置要求(1) 在寒冷地区埋地敷设的水管道引出地面时，应根据工艺要求， 在冷却水出入口总管上设置切断阀、防冻排水阀和长流水等措施寒 冷地区冰冻线以上水管的防冻管道安装形式见图1~图4其中，循 环水时可采用图1所示防冻措施；新鲜水附近无回水管道可采用图2 或图3所示防冻措施最冷月平均气温等于或低于0弋地区的循环水、 新鲜水等管道可采用图4所示防冻措施(断流时间过长时需伴热)设 备管道阀门处应设置防冻排液阀和防冻循环旁通管，以便在停工或检 修时，将设备和管内的存水排净，以避免冻裂设备防冻循环旁通管 和防冻排液阀应尽量靠近阀门，而且也需保温防冻⑶任何介质的管线，在任何场所都不设有“盲肠”管段，以避 免管内介质冻结、凝固、局部腐蚀及吹扫不净等架空敷设的水管道 应避免死端、盲肠、袋状管段，可以将有易冻管道的盲端改至最短， 或将盲肠管段改造为假管支撑，对难以避免的袋状管段应考虑设置低 点排液阀2防冻措施(1) 为防止室外地上管道不使用时发生管道冻裂，应设置排水阀 平时没有水流动的管道/如孔板流量计的仪表管，应设置蒸汽伴热管， 以防冻结⑵在装置运行时有可能暂时停车的设备，其冷却水管道的切断 阀采用阀门保温箱或对阀门伴热的方法防冻。

⑶安装在垂直管道上的切断阀或止回阀的出口排放阀应尽量靠 近切断阀或止回阀，若有可能可在阀体上排放⑷泵或压缩机的冷却水排放管道应设置成坡向管道，并将其沿 坡向接至回水或下水管道3压缩机入口管道压缩机入口管道的防冻多采用热水或蒸汽伴热以及外敷保温层 的方法当然，伴热保温也是相对的，其热量是否满足要求还需考察 其他因素如果环境温度太低，可将压缩机放置在压缩机房内，采取 统一供暖的方式这时的压缩机入口管道可以不防冻’但暴露在室外 的入门管道仍需保温防冻水泵的防冻常采用在泵的进、出口管道设置旁通管道的方式为 防止备用泵内介质冻结凝固，可采用配置设有限流孔板的防冻循环管 道，吏流体从备用泵的防冻循环管道经泵体返回入口管一般防冻循 环管道设置在泵出口切断阀前与泵出口之间，限流孔板须经过核算， 防冻管线仍需保温水泵防冻管道的安装形式如图所示图中启用泵的出口端(C和B)压力应大于入口端(A)的压力，备用 泵的出口端(D)压力小于B点的压力由于止回阀的存在，吏得止回 阀上段至B点处有积液，因此设置了旁通线，吏积液从B端通过旁 通线流经泵返回A点，以此达到防冻的目的5安全阀、泄压阀所有易冻介质或安全阀蒸汽放空、蒸汽放空阀放空后易产生冷凝 液(无害)介质，应在靠近安全阀出口管底部处开设®8mm泪孔，以防 止安全阀出口结冰引起憋压爆炸。

若泄压阀排放至密闭系统，并且在 最低环境温度下泄放总管中的气体有可能冷凝时，应在泄压阀的排出 口凝液可能有积聚的部分伴热配管应从泄压阀出口坡向泄压总管， 绝对避免出现“袋形”，否则气体凝液将冻结在泄压阀出口管道内而 引起阻寒，从而导致泄压不畅，发生事故公用工程物料管道的防冻一般只是防止凝液的积聚，在工业装置 中不仅要采取保温的方式防冻，还要在适当的位置设置排放阀或疏水 阀等，以便及时将产生的凝液排放掉1) 过热蒸汽管道上的低点应设置排放阀，阀的位置应靠近蒸汽 主管2) 饱和蒸汽管道上有可能积聚冷凝水的低点或末端需设置疏水 阀如果蒸汽分配集合管和冷凝液集合管在靠近主管的地方，则应设 置切断阀或止回阀，且阀门要水平设置蒸汽伴热的每根支管末端应 设置分液包和疏水阀，在蒸汽可能积聚凝液的低点要设置排放阀，以 便在系统停止供气时，凝液能及时导出，避免冻结在管道内3) 蒸汽伴管在回冷凝液收集站时应尽量减少液袋(蒸汽伴管液袋 是蒸汽伴管结冻的主要原因)，在不可避免的伴管液袋中，液袋高度 按规范不能超4m1个伴管最多只能有1个液袋，不能按规范可允 许几个液袋同时存在⑴设备的安全喷淋系统应在供水阀下游侧设置排放阀，当系统停止供水时应能排净，管道内不得留存液体，以免在冬季将管道冻裂。

事故淋浴洗眼设施应尽量设在室内，如果必须设在室外时，应靠 近建筑物的墙边安装，供水管道及其阀门应安装在建筑物内装置内空气系统（工厂空气和仪表空气）是管道防冻保温容易忽 略的地方，因为工厂空气和仪表空气介质中含有少量水蒸气防冻处 理方法是在缓冲罐底部管口导淋阀后增加疏水阀或在缓冲罐底部增 加伴热，在空气经过过滤器、分离器时，其中的水蒸气就会凝结积留 在设备底部缓冲罐需设置排放阀以排除凝液在空气系统管道的低 点有可能积聚冷凝水的地方也应设置排放阀7放空和导淋在通常的设计中，放空阀和导淋阀前短管按规范其长度为75~ 100mm，根据笔者在神华煤气化工程现场和其他北方工程现场经验 证明，放空阀和导淋阀前短管长度在75 ~ 100mm时经常出现冻结 现象，应采用小于50mm的短管为宜，且焊接时必须采用有效的冷 却措施总结 （1）化工厂工艺管道的防冻保温有其特有的处理方法工艺 管道多采用蒸汽或热水伴热防冻，保温防冻也是经常采用的方式之(2) 如果管道中的介质具有足够的显热，可利用保温层减少介质 自身热量的损失，以此保证物料在管道内不至因黏度过大而滞流3) 以往公用工程物料管道和水管道多是采用设置排液装置来达 到防冻的目的，随着化工装置的规模越来越大，操作人性化要求间歇 操作时间过长的公用工程管道也应采用伴热保温的方式。