低流量及低热容气体高温管道的散热分析

聂玲丽

惠生工程(中国)有限公司 上海 201210

在化工装置中，由于高温介质在输送过程中与环境存在温差，介质中的热量会向环境中传递，从而导致高温介质沿管道输送过程中热量的散失，进而导致温度降低。管道热损失在低流量以及低热容气体高温管道中尤为明显。高温气体介质流量越小或热容越低，温降越明显。

高温介质输送过程中的热量散失，会给工艺生产带来以下几个问题：①管道及其组成件在生产过程中的热量损失，使生产工艺操作温度条件发生偏离，影响正常生产工艺，不利于工艺系统的稳定运行；②输送过程中介质的温度降低，造成能耗增加等。因此化工装置中设备和管道的保温设计是关系化工企业优化工艺、稳定操作、安全生产、提高生产能力和节能增效的重要环节。

为了工艺生产的正常运行，需要对高温管道的热传递进行分析计算，分析管道热损失的关键影响因素，针对影响因素提出优化方案。

本文结合实际工程案例，采用HYSYS进行建模，通过改变高温介质流量、管道长度、管道直径、保温材料类型和保温厚度，分别计算管道热损失，通过计算结果分析管道散热的关键影响因素，针对各因素提出相应的改善方案。

1 案例概况

本案例为高温氮气热再生气管道，初始设计条件为：高温再生气量为120 kg/h，再生气加热器出口温度为245℃。再生气管道材质为碳钢，管径为DN40，高温管道长度为50 m。保温材料为膨胀珍珠岩，保温厚度为40 mm。装置常年运行，所在地区年平均风速为5 m/s，年平均气温为27℃。……