設備及管道設計溫度的確定

石油化工企業在生產的過程當中，我們作為工程師通常會與一系列的溫度打交道，最常見的為正常運行溫度，工藝報警溫度，緊急切斷溫度，泄放溫度等工藝運行時的溫度。我們在設計和管理這些溫度時，不要忘記了相應的設備和管道的設計溫度。

設備和管道的設計溫度是設備和管道選材的重要依據之一，選擇合理的設計溫度既能夠保證運行的安全，有能夠保證具有較高的性價比，因此在前期設計過程中，我們作為工程師應當確定設備和管道的設計溫度。

通常，每一個反應或每一個工藝過程都有正常的運行溫度范圍，當然也有異常工況下的溫度范圍以及條件下的溫度范圍。我們在設計設備和管道設計溫度時需要考慮苛刻的溫度條件，因此需要我們不僅僅要考慮工藝的情況，還需要考慮環境因素、異常工況、應急處置時的工況。

1、設備及管道的設計溫度不應該低于操作過程當中苛刻工況下的溫度。

當然對于一些條件，各類材料的溫度適用范圍可能不能滿足苛刻工況下的溫度要求，需要我們進一步的核算。

不同的管道設備管件及零配件，緊固件等，其選用的設計溫度范圍可以不同。

2、對于沒有絕熱保護保溫層的設備及管道

當介質的溫度小于65℃時，管道設備及其組成件的設計溫度應該與介質的溫度相同。

但是得注意考慮到陽光照射、靠近加熱熱源等情況導致的管道額外升溫。如：管道與其他高溫管道并排，靠近加熱爐等收到熱輻射，導致管道運行時的溫度升高的情況。

當沒有絕熱層的管道中介質溫度大于65℃時：

與直接加熱介質接觸的管道組件及零配件，設計溫度不應該低于介質溫度的95%；

松套法蘭的設計溫度不低于介質的85%；

其他法蘭不低于介質溫度的90%；

螺栓螺母緊固件的設計溫度不低于介質的80%。

在實際的設計過程當中，設計溫度的參數應當選用介質的溫度，只有當材料的適用溫度范圍不能滿足介質溫度要求時，才按照上述要求執行。

3、對于有外保溫的設備及管道

應當選用介質的溫度作為設計溫度。當然如果條件允許的話，也可以用實測的溫度作為設計溫度。

實際上，在生產過程當中，實測溫度往往并不是苛刻工況下的溫度，因此通常情況下仍然需要采用苛刻工況下的溫度作為設計溫度。

4、帶有內襯層或內隔熱層的設備及管道

設備或管道的外層材料設計溫度要經過傳熱計算或實測確定。

如：對于一些爐窯，其內層采用耐火材料，而外層的鋼選用的設計溫度需要經過傳熱計算或實際測定，確定其外壁的溫度后選用合適的設計溫度，從而確定最佳的材料。

5、帶有加熱、伴熱或夾套的設備及管道

這種情況下不能僅僅依靠介質溫度作為設計溫度，而是選用溫度最高的一方作為設計溫度。

即：如果工藝介質溫度高于加熱介質，則選用工藝介質溫度作為設計溫度；當加熱介質溫度高于工藝介質溫度時，應當選用加熱介質作為設計溫度。

當然如果采用伴熱管在外壁敷設的方式進行加熱，那么工藝主管的設計溫度取值應參考：伴熱管的最高溫度減10℃與工藝介質的最高溫度相比，兩者中較高者作為設計溫度。

6、安全泄放溫度

安全泄放時的設備及管道溫度不同，應當選用泄放時的工況情況下的最高或低溫度。

如：因為超溫而導致容器超壓，達到泄放條件后，泄放介質通過泄放管道或設備泄放。此時，泄放出的氣體或液體介質的溫度通常情況下較高，因此泄放管道和設備在進行設計溫度選用時，應當考慮泄放工況下的異常高溫的情況。

對于一些液化烴類或者是其他物質泄放時，由于泄放出的氣體壓力變化而發生膨脹，膨脹的氣體吸收外部熱量，從而導致介質溫度降低。相應的，在這種工況下，泄放管道和設備要選用適合此種低溫工況的材質。

7、實驗溫度

如果設備或管道需要進行實驗，所選用的是管道或設備的設計溫度應當滿足實驗時苛刻溫度的要求。

管道和設備設計溫度是材質選擇的一個重要參數，我們要根據具體的工藝情況、異常工況等，充分考慮各種內在和外在的因素，確定最合適的設備及管道設計溫度，從而實現安全與效益的并重。