夹套阀在聚甲醛装置中的应用.pdf

第 4 8卷第 2 期 2 0 1 2 年 4月 石油化工自动化 AUTOMATI N I N P ETR _ CHEMI CAL I NDUS TRY Vo 1 ． 4 8，No ． 2 Ap r i l ，2 0 1 2 夹套 阀在聚 甲醛装置 中的应用 张丽 中国五环工程有限公司 ， 武汉 4 3 0 2 2 3 摘要 伴热的主要目的是保证在环境温度低时， 介质输送管道及检测过程能正常运行。阐述了伴管伴热及夹套管伴热的区别 及选用原则 ； 分析 了夹套 阀的原理和常见的几种形式 ， 以及现场安装 过程中夹套阀跨接管 线的连接和安装 注意事项 ； 结合实 际 工程应用介 绍了聚甲醛装置 中所用 的两种不同类型的夹套阀 ， 为其他工程中夹套 阀的设计提供一定 的参考 。 关键词 夹套管夹套阀跨接管线 中图分类号 T Q O 5 5 ． 8 文献标 志码 B 文章编 号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 2 0 2 0 0 7 7 0 3 在石化、 化工生产 中， 夹套管被广泛用于凝 固 点高或需保持高黏度流体温度的场合 如硫磺， 三 聚甲醛等介质 。笔者 以某 6 O k t ／ a聚甲醛项 目为 例 ， 介绍夹套 阀的应用 。该项 目采用共 聚 甲醛技 术， 利用精 甲醇作为原料生产共聚 甲醛 ， 共聚 甲醛 主要 由三聚甲醛和其他单体共 聚制备。质量分数 为 6 0 ～7 0 的 甲醛 ， 在浓硫酸或 阳离子交换树 脂催化下得到三聚 甲醛并精制为高纯品， 然后与少 量共聚单体 如二氧戊环 在路易斯酸存在条件下 开环聚合为共聚 甲醛 ， 再加入抗氧剂等助剂 ， 造粒 成共聚甲醛产品， 其 中三聚甲醛凝 固点较高 ， 需夹 套保温系统。 1 伴管伴热与夹套管伴热 按伴 热介质分类 ， 常见的伴热形式有蒸汽伴 热 、 热水伴热 、 热油伴热 、 电伴 热等 。从伴热方式 上 ， 可分为伴管伴热和夹套管伴 热。所谓夹套管 伴热就是在夹套管 中的内管输送 工艺介质 ， 内管 和外管 间隙 中通 以蒸 汽 、 热 油或 热水 等热介 质 ， 对介质输送 管加 热保 温 的伴 热方 式 。夹套 管常 用于高凝固点介质的输送 。 S H／ T3 0 4 0 -- 2 0 0 2 [ 1 提到 的伴 管伴热 与夹套 管伴热的伴热方式 选用原 则 对 于输送介质 的终 端温度或环境温度接近或低于其凝固点的管道， 介 质凝 固点低于 5 0℃时， 宜选用伴管伴热 ； 介质凝固 点为 5 O ～1 0 0℃ 时， 宜选用夹套管伴热 ； 介质凝 固 点高于 1 0 0 o C时， 应选用 内管焊缝 隐蔽型夹套管 伴热。 另外， 在确定选用夹套管之前 ， 必须满足下 列要求 输送介质凝 固点大于 5 O℃； 夹套管 的介 质温 度 不低 于 被伴 热 介质 温度 ， 但 温差 不 宜超 过 5 0℃ 。 由于聚甲醛装置中， 介质三聚甲醛的质量分数 在 1 5 以上 ， 温度低于 6 5℃则凝 固， 故需 8 O℃热 水夹套保温系统。通常夹套管上的阀门、 法兰、 过 滤器等也都为夹套型。以下针对与仪表设计密切 相关的夹套 阀进行探讨 。 2 夹套阀 夹套阀的阀体为双层结构 ， 其 间可以流通一定 温度的介质 ， 以维系阀门内介质的温度。当工艺介 质的结 晶温度或 因流体温度 降低而造成 黏度增加 或流体凝固时， 需在调节阀阀体和上阀盖处增设保 温夹套装置 ， 使工艺过程按要求 自动进行 。阀体部 分采用的形式根据其工作条件而定 。夹套法兰是 一 种 常 用 于夹套 管 上 的法 兰 ， 其 技术 要求 详 见 S H／ T 5 0 1 1 9 9 7 [ 。 2 ． 1 夹套阀的常见形式 2 ． 1 ． 1 部分夹套形式 在需要标准法兰尺寸 ， 并且不需要全夹套形式 的情况下， 一般选用部分夹套形式 。在半夹套设计 中只有中间阀体部分包含在夹套中， 连接法兰尺寸 为阀门标准法兰尺寸 ， 夹套阀体与法兰之问有小段 距离没有夹套 ， 适用于缩颈夹套管或管道配对法兰 为标准尺寸的情况 ， 如图 1 所示。 2 ． 1 ． 2 全夹套形式之一 夹套包含阀体， 并且延伸到法兰之间。采用该 种夹套形式的阀门需要增加其阀体长度及法兰尺 寸 ， 其 法兰 的面一 面尺寸要与增加后的法兰尺寸对 应的标 准 阀 门法 兰 的 面一 面 尺 寸 一 致。 比如 7 ． 6 2 c mX1 0 ． 1 6 c m 3 4 的夹套球形 阀门采用 该种夹套形式 ， 其法 兰尺 寸要增 大到 1 0 ， 1 6 C m。 该夹套阀门法兰相应 的面。一 面尺寸要与1 0 ． 1 6 c m阀 稿件收到 日期 2 0 1 1 1 1 1 1 ， 修 改稿收到 日期 2 0 1 2 0 2 一 I O 。 作者简 介 张丽 1 9 8 4 一 ， 女 ， 湖北武汉人 ， 毕业于武汉大学控制理 论与控制工程专业， 硕士学位， 现工作于中国五环工程有限公司电 控室。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 8 石油化工自动化 第 4 8卷 门法兰的标准面。一 面尺寸相同。该种夹套 阀门适用 于配合标准夹套管使用 的情况， 如图 2 所示。 图 2 全夹套形式之一 注 A夹套阀门长度； B 按照 夹套尺寸增大 的法兰尺寸 2 ． 1 ． 3 全夹套形式之二 夹套包含阀体， 并且延伸到法兰之间。夹套终 点位于法兰的边缘 ， 法兰的螺栓孔嵌在夹套 中， 需 通过单头螺栓与管道配对法兰连接 。该种夹套 阀 门适用于缩径夹套管或配合标准尺寸管道配对法 兰使用的情况 ， 如图 3所示 。 图 3 全夹套形式之二 注 A～一 同口径阀门标准长度； B 同口径阀门标准法兰尺寸 2 ． 1 ． 4 全夹套形式之三 夹套包含 阀体 ， 并且延伸到法兰之间。采用该 种夹套形式的阀门需要增加其法兰尺寸 ， 其法兰的 面。一 面尺寸为标准阀门法兰的面一 面尺寸 ， 阀体尺寸 随着夹套法兰的尺寸有所变化 。比如 7 ． 6 2 c mX 1 O ． 1 6 c m 的球形阀门采用该种夹套形式， 其法 兰 尺寸 要 增 大 到 1 O ．1 6 c m， 该 阀 门法 兰 相 应 的 面一 面尺寸仍为 7 ． 6 2 c m阀门法兰的标准面一 面尺 寸 。该种夹套 阀门适 用于配 合标准 夹套 管且管 道系统安装空间较小的场合 ， 如图 4所示 。 图 4 全夹套形式之三 注 A同口径阀门标准长度 ； B 按照夹套尺寸增大的法兰尺寸 2 ． 2 夹套阀的跨接管线 该装置夹套管线 中使用 的阀门均为法 兰连接 的全夹套阀。根据文献E l i ， 套管上应使用跨接管 串接， 跨接管宜采用法兰连接。夹套阀门的跨接管 线如图 5 ， 图 6 所示。 一 图5 水平管道上夹套阀门的跨接 管 图 6 垂 直管道上夹套阀门的跨接管 这些跨接管线的安装方向有一定要求。比如 ， 水平管道上带夹套阀门的跨接管若是蒸汽跨接管 ， 应高进低 出； 若 是热水跨接管 ， 应低进高 出。跨接 管连接应防止积液 和堵塞 ， 并考虑安装空 间。另 外， 套管、 内管、 跨接管等的尺寸也有一定关系， 见 表 1 所列_ 1 J 。 2 ． 3 夹套阀在聚甲醛装置 中的应用 该项 目聚 甲醛装置中， 由于用户要求采用 了两 种形式的全夹套阀门。第一种为图 2 所示的标准 全夹套形式 ； 第二种是 图 3所示 的全 夹套形 式之 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 张丽．夹套阀在聚甲醛装置中的应用 7 9 二 ， 即法兰尺寸为标准 阀门尺寸 ， 夹套包含 阀体 ， 并且延伸到法兰之间， 其与管道配对法兰连接的单 头螺栓由阀门厂家自带。与夹套管的跨接管线连 接 口通常为法兰连接 ， 跨接管与夹套管的对应关系 见表 1 。阀门厂商 内部 的跨接管线连接 口的连接 形式通常由厂商选定 。 表 1 夹套管组合尺寸 Ⅱ Ⅱ n 对于同一项 目， 笔者认为夹套 阀门的形式应尽 量保持统一， 便于和夹套管道连接形式一致 ， 以免 现场安装时出现不必要 的麻烦 。在设计时应根据 不同的工况， 选择合适的夹套阀， 并在数据表中标 注清楚。另外， 夹套法兰与夹套管的连接尺寸以及 跨接线连接 口尺寸也需倍加关注 。 3 结束语 聚 甲醛装置 中的夹套设计是 一大难点 ， 夹套 关 系比较复 杂 ， 仪 表 的夹套 种类 繁多 ， 涉及 面 比 较广泛 ， 其 设 计 的好 坏直 接 影 响 到装 置 能 否 安 全 、 长周期运行 。笔者仅对夹套 阀门进行 了初 步 探讨 ， 其他夹套仪表如夹套流量计 等 的基本原 理 与此类似 。 参考文献 [ 1 ] 国家经济贸易委员会． S H／ T 3 0 4 0 2 0 0 2石油化工管道伴 管及夹套管设计规范[ S ] ． 北京 中国石化出版社 ， 2 0 0 3 ． r 2] 国家石油和化学工 、I 局． HG／ T2 0 5 4 9 ． 5 1 9 9 8化 工装置管 [ 3 ] [ 4] [ 5 ] [ 6] [7] [8] [ 9] [ 1 o ] [ 1 1 ] 道布置设计技术规定[ S ] ． 北京 化学工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． 中国石油化工总公司工程建设部． s } f ／ O l 一1 9 9 7 石油化工 钢制夹套管法兰通用图[ S ] ． 北京 中国石化出版计， 1 9 9 7 ． 国家石油和化学工业局 ． HG2 0 5 1 4 --2 0 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