颜佳卿(中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    低密度聚乙烯装置火炬气夹套管的设计

    颜佳卿

    (中石化上海工程有限公司，上海200120)

    摘 要化工工艺装置中常使用夹套管作为伴热方式。在设计中对于夹套管的设计需要注意选材、应力等相关问题。以低密度聚乙烯火炬夹套管为研究对象，从设计角度阐述夹套管的配管设计、材料选择及应力计算的一些设计原则。

    关键字 夹套管；伴热；管道设计

    夹套管伴热是化工工艺装置伴热的一种常见方式，与蒸汽伴热和电伴热相比，夹套管伴热具有伴热均匀、伴热效率高等特点。由于夹套管与其他常见伴热形式上有较大区别，在设计时需要注意夹套管材料选择、内外管之间的热膨胀应力、现场施工等问题。本文以低密度聚乙烯火炬气夹套管为研究对象，阐述夹套管配管设计、材料选择及应力计算的一些设计原则。

    1 夹套管的夹套形式选择

    夹套管内管与外管的连接形式一般有两种。内管焊缝外露型(半夹套)。内管焊缝隐蔽型(全夹套)。在设计夹套管形式时一般应符合以下要求：

    (1)输送介质的凝固点在50~100 ℃的工艺管适宜采用“内管焊缝外露型”夹套管，即半夹套管。

    (2)输送介质的凝固点高于100 ℃的工艺管适宜采用“内管焊缝隐蔽型”夹套管，即全夹套管。

    (3)输送有毒介质的工艺管道应采用“内管焊缝外露型”夹套管，即半夹套管。

    低密度聚乙烯装置火炬气排放管在正常操作工况时主要包含原料精制干燥器的再生排放，排放气缓冲罐排放等，在紧急排放工况时主要是安全阀排放，反应器紧急排放，乙烯单元的紧急排放以及脱气仓的高压排放等。火炬管中正常排放时主要介质是氮气，在泄放工况下主要介质是乙烯。为了防止泄放工况下乙烯产生极端低温工况，保护下游设备，因此在火炬排放管上加入蒸汽夹套管，以避免极端低温工况的产生，保护下游设备。鉴于此，此火炬夹套管选用焊缝外露型半夹套型开展设计。

    2 夹套管材料选择

    石油化工夹套管组装及其配件选用应符合SH/T 3040—2012[3]规范要求。管道材料及组成件应满足工艺温度、压力以及管道材料等级表的要求。

    2.1夹套管的压力、温度确定

    对于管道材料的选择首先应确定管道的设计及操作参数，通常情况下夹套管管道的压力、温度按照以下原则确定：

    (1)压力：通常内管管道外压为外管内的伴热介质的设计压力，内管管道内压为内管介质设计压力。外管的内压应为伴热介质的设计压力。

    (2)温度：内管管道设计温度应选择工艺介质或伴热介质温度较高者 ......