【石油化工行业标准(SH)】 石油化工管道伴管和夹套管设计规范

ICS 75 020
备案号：3241-2003
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 3040—2002
代替SH 3040-1991
石油化工管道伴管和夹套管
设计规范
Design specification of tracing piping and jacket pipingfor petrochemical industry
2003-02-09发布
2003-05-01
中华人民共和国国家经济贸易委员会实施
前言·
范围·
2规范性引用文件
3 术语，符号
4一般规定.
5伴管设计-
6夹套管设计
安装要求
用词说明
SH/T 30402002
SH/T3040--2002
本规范是根据中国石化（2001）建标字086号文的通知，由上海金山石油化工设计院对原《石油化工企业蒸汽伴热及夹套管设计规范》SHI40—91进行修订面成。本规范共分了章。这次餐订的主要内容有：1规范名称更改为《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》：2对原规范的内容作了修改和补充3增加了热水伴管设计规范：
4增加了伴管和夹套管安装要求的有关内容。在修订过程中，针对原规范中存在的问题，进行了广泛的调查研究，总结了近几年石油化工蒸汽和热水伴管及蒸汽夹套管设计和使用方面的实践经验，并征求了有关设计、施工、生产等方面的意见，对其中的主要问题进行了多次讨论，最后经审查定稿。本规范在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位（地址：上海市金山区金一东路7号，邮编：200540)，以便今后修订时参考。本标准由主编单位负责解释。本标准的主编单位：上海金山石油化工设计院参 加 编 制 单 位：中国石化工程建设公司主要起草人康美琴张发有
1范围
石油化工管道伴管和夹套管设计规范SH/T3040—2002
本规范规定了石油化工工艺管道蒸汽和热水外伴热管及蒸汽夹套管的设计及安装要求。本规范适用于石油化工新建工艺管道蒸汽和热水外伴热管及蒸汽夹套管设计。扩建、改建部分的设计可参照执行，设备和仪表的伴管和夹套管的设计、其他伴热介质的伴管和夹套管设计也可参照执行。
2规范性引用件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版适用于本规范。GB50235工业金属管道工程施工及验收规范SH3041石油化工警道柔性设计规范》SH3501《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范3术语、符号
3.1术语
伴管tracingpiping
外伴热管。
夹套管jacketpiping
夹套管，包括套管和内管。
经济厚度economicalthickness
隔热后，年散热损失所花费的费用和隔热工程资的年分摊费用之和为最小值时的计算厚度。3. 1. 4
环境温度environmenttexperature取历年最冷月份平均温度的平均值。3. 1. 5
导热胶泥heat transfer cement一种既有导热性又有粘结性的膏状物质：可与蒸汽伴管系统一起使用，以改普传热状况。3.2符号
D—保温层内径，
一保混层外径，：
d——伴管计算外径，m:
d。伴管外径，m:
SH/T 3040—2002
——热能价格，元/10
伴管蒸汽耗量、kg/m+h:
gy——夹套管蒸汽耗量，kg/m·h:Hi——饱和水热焰，kJ/kgi
Hy饱和蒸汽热焙，kl/kg;
一年利率（复利）：
一热损失附系数，取1.15～1.25：伴管根数，根；
保温层结构投资计息年数：
一伴管投资计息年数：
保温层构单位造价，元/m
P.——伴管单位造价，元/kg
带伴管的管道热损失，w/mt
9:—夹套管热损失，W/m
9%—-无套管部分热损失，W/m;
g1-一被伴介质温升所需热量，W/m：2Q;=92+93+94,W/m
R,—--保温层热阻，m·℃/W:
一保温层表面热阻，m·℃/W
一保温层结构投资贷款年分摊率：(1+t
按复利：
(1+t) -1
伴管投资贷款年分摊率：
(1 +）
按复利：S,=-
(1+ i)\ -1
一被伴介质温度，℃:
一环境温度，℃；
st—伴管介质温度，℃;
V一—历年年平均风速的平均值，m/s：—保温层外表面向大气的放热系数，W/m.C：α—保温层内加热空间空气向保温层的放热系数，W/.C，一般取13.95；αt伴管向保温层内加热空间的放热系数，W/m.℃：5—保温层厚度，m:
5.—伴管壁厚，m:
—保温材料制品导热系数，W/m·℃：r—年运行时间，h:
o钢材密度，kg/m。
4一般规定
4.下列管道应采用伴管或夹套管伴热：a)
需从外部补偿管内介质热摄失，以维持被输送介质温度的管道：SH/T 3040—2002
b）在输送过程中，由于热损失而产生凝液，并可能导致腐蚀或影响正常操作的气体管道：e）
在操作过程中，由于介质压力突然下降而自冷，可能冻结导致堵塞的管道：d
在切换操作或停输期间，管内介质由于热损失造成温度下降，介质不能放净吹扫而可能凝固的管道；
在输送过程中，由于热损失可能析出结晶的管道：输送介质由于热损失粘度增高，系统阻力增加，输送量下降，达不到工艺最小充许量的管道f
输送介质的凝固点等于或高于环境温度的管道。4.2伴热方式的选用原则如下：
a输送介质的终端温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道：1）介质凝固点低于50℃时：宜选用伴管伴热：2）介质凝固点为50℃至100℃时，宜选用夹套管伴热：介质凝固点离于100C时，应选用内焊缝隐蔽型夹套管伴热。管道上的阀门、法兰、3
过滤器等应为夹套型，
6）输送气体介质的露点商于环境温度需伴热的管道，宣选用伴管伴热：介质温度要求较低的工艺管道、输送介质温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道，宜采c
用热水伴警伴热：
液体介质凝固点低于40℃的管道、气体介质露点高于环境温度且低于40℃的管道及热敏性介质管道，宣采用热水伴管伴热
输送有毒介质且需夹套管件热的管道，应选用内管焊缝外露型夹套管伴热：e)
经常处于重力自流或停滞状态的易凝介质管道，宜选用夹套管伴热或带导热胶泥的蒸汽伴管f
伴热。
4.3伴热介质的温度宜按下列要求确定a）伴管的介质温度宜高于被伴介质温度30℃以上，当采用导热胶泥时，宜高于被伴介质温度10℃以上：
伴热热水温度宜低于100C，当被伴介质温度较高时，热水温度可高于100℃，但不得高于130℃：伴热热水国水温度不宜低于70℃c
套管的介质温度可等于或高于被伴介质温度，但温差不宜超过50℃：d）对于控制温降或最终温度的夹套管伴热的管道，伴热介质的温度应根据被伴介质的凝固点或最终温度要求确定。
4.4热水伴热系统应采用闭式循环系统，热水的供水压力宜为0.35MPa1.0MPa，同水总管余压应控制在0.2MPa~0.3MPa。
4.5伴管及夹套管的材质应按下列规定选用：a）材质应根据设计温度、设计压力和介质特性等设计条件选用；b）伴管及夹套管的内管应来用无缝钢管，套管可采用无缝钢管或焊接钢管：头套管中与内管连接的管件应与内管的材质相同：d）当套管与内管材质不同时，应对夹套管进行应力计算。如两者热胀差异产生的热应力超过许3
SH/T3040—2002
用值时，内管与套管宜采用同种材质或线膨胀系数相近的材质。4.6伴管伴热的管道保温宜选用硬质或半硬质圆形保温材料制品。如选用软质材料时，应在伴管与保温层之间加铁丝网以保证加热空间。4.？保温厚度和热损失应按下列方法计算E)
当工艺无特殊要求时，保温厚度应采用“经济厚度”法计算。若经济厚度偏小以致散热损失量超过最大允许散热损失量时，应采用最大允许热损失量下的厚度。保温原度计算以采用硬质或辛硬质圆形制品材料为依据带外伴热管道的保温层经济厚度应按下式计算！Dhln-
Do+ 2ADa
DiαiDi
[3. 6fata(r-), postP(c-)
10°Ps
Psa,(-t)
8=Do-D
夹套管管道的保温层经济厚度应按下式计算：=3.795×10-区a6-
8=Do-D
e）蒸汽伴管和热水伴管的管遵热损失应按下式计算：2rk(t -t,)
夹套管管道的热损失应按上式计算：92=
2(μ -)
Iin Do+
4.8伴管和夹套管的蒸汽耗量可按下列公式计算：a）蒸汽伴管的蒸汽耗量按下式计算：3.6Kql
gI\ Hv-H,
b）夹套管的蒸汽耗量技下式计算：3.6KZ9
伴管设计
5.1伴管管径及根数（采用硬质或半硬质圆形保温材料制品）可按下列公式计算：d:
(st-t)
5.2伴管管径及根数的选用宜符合下列规定：d
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a）件管的管径宜为10、12，DN15、DN20、DN25，伴管根数不宜超过4根：b）在不同环境温度及工艺操作条件下，蒸汽伴管管径及根数可按表1～表4选用，热水伴管管径及根数可按表5~表8选用：
环境温度、伴管介质的操作条件、保温材料制品的导热系数及放热系数等数据与表1表8e
不同时，伴管管径及根数应按式（9）和式（10）计算。5
被伴管管径伴管管径
保温层厚度
5，mm
表1蒸汽伴管管径及根数
（蒸汽伴温度143℃/183℃、环境温度5℃）带管n×DN（蒸汽温度143℃耐）保温层厚度
被代介质输选温度t，
d, mum
α,=21.28W/nl。℃（伴管DN15）=0.u564w/m-
α=11.6w/m.C
a -13.95W/m2- r
α，=20.12W/m，（件管DN20）
,=19.54W/m-℃（伴管DN25)
2 =0. 060 0W/m -
α=11.6W/m-r
a-13.95W/m.C
伴管XDN（蒸汽温度183C时）
被伴介质输送温度，亡
1 × 15
α,=23.14W/m。C（伴管DN15）
α,*22.10W/m*·（伴管DN20）
α-21.40W/m，C（伴管DN25）
注1：蒸汽压力为0. 3Mra时，其饱和热汽温度为143℃，蒸汽压力为1.0MPa时，其饱和蒸汽温度为183亡，注2：当件管选用e12mm，p10mm紫铜管或不锈钢管时：则可代替DV15伴管。表示用导热疫泥价况下的伴管管径及根数170
SH/T 30402002
保滋层厚度
教伴管管径|伴管管径
5，mm
表2蒸汽伴管管径及根数
（蒸汽伴管温度143/183℃、环境温度-5℃）伴管#×DW（燕汽凝度143时）
被伴介所输送温度1.
1=0.0564W/m-C
α=11. 6W/m*- C
z,-13. 95W/mC
2 × 26
α-21.28W/n2C（伴管DN15）
ut=20.12W/mc（件普DN20）
α,=19.54w/m-（伴管w25）
保温层厚度
s，mm
A =0. 060 0W/m - C
a=11.6W/m，c
a=13.95Wm*
管XD（蒸汽温度183℃时）
被伴齐质输送湿度，
2×203×20
g,=23.14W/m·℃（伴管DN15）
a,=22.10W/m·（伴管 DW20）
α,-21.40W/m·C（伴管DN25)
注1：燕汽压力为0. 3MPa时，其饱和慕汽温度为143℃：蒸汽压力为1.0MPa时，其地和蒸汽溢度为1B3℃。注 2：些件管选用+12muml、产10mm紫锯督或不锈钢管时，则可代替DW15件管，，表示用导热胶泥情况下的伴管管径及根数，3×25
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保温层厚度
被伴管径伴管管轻
表3蒸汽伴管管径及根数
（蒸汽伴管滤度143℃/183℃、环境温度-15℃）伴×W（汽温度143时）
被件介质输送温症，℃
2=0.0564W/m·
α-11. 6W/m.
α, =13. 95W/m'*
(=21.28W/m·℃（伴管DW15）
α,=20.12W/m.亡（件管DN20）
C,=19.54W/m*℃（伴管DN25）
保瀛层原度
5，mm
2=0.0600w/m℃
a=11.6w/m.r
t,=13. 95W/m. C
件伴×DW蒸汽温度183时）
被伴介质输送温度1，℃
α,=23.14W/m（伴管DNI5)
α,=22.1QW/m·（伴管DN20）wwW.bzxz.Net
α,=21.40W/m它（伴笼DM25）
注1：蒸汽压力为0.3MPa时，其饱和燕汽温度为143℃；蒸汽压力为1.0MPa时，其懒和蒸汽温度为183℃社2：当伴管选用12mm、410mm紫铜管或不锈钢管时，则河代替DW15伴替。表示用导热腰泥情况下的伴普管径及根数。1To
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被计暂普径
伴管管径保温层厚度
，tmm
表4蒸汽伴管管径及棍数
（蒸汽伴管温度143℃/183℃、环境温度-25℃）伴管a×DN（蒸汽温度143C时）
被伴介质输送温度 t.
1=0.056 4W/m+ C
a=11.6W/m+
a, =13. 95W/m . C
α,=21. 28W/mC(伴管 DN15)
α,=20.L2W/m*：C（伴管DW20）4*19.54W/m。C伴管 DN25)
保温层厚度
5，mm
伴管×DW（蒸汽温度183℃时）
被伴介质输送溢度 t
马-23.14W/m-℃（伴管DW15)
1=0.0600w/m-℃
α =11.6w/m. C
a=13.95Wm.
往 1:蒸汽压力为 0. 3MPa时，其饱和燕汽温度为 143C, 蒸汽压力为 1. 0MPa 时，其饱和燕汽温度为 183 'C。注2：当伴管选用+12mum、10mm紫管或不锈钢管时，则可代替DN15纤管，表示用导热胶泥情况下的伴管管径及根数。a,*22.10W/m·（伴管DN20）
4=21.40W/m，伴管DN25）
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