淺析化工工藝管道設(shè)計

張益軍（南京紅寶麗股份有限公司 211300）

引言

在化工廠中管道工程作為化工工藝的主要構(gòu)成部分在實際的生產(chǎn)實踐中發(fā)揮著重要作用。管道把各類設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)施結(jié)合起來，構(gòu)成一個完整的體系，并且它還能確保各種流體運輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，發(fā)揮保護(hù)資源和環(huán)境的作用。在實際的生產(chǎn)過程中，化工裝置由管道閥門泄露引起的爆炸、中毒等事故常常發(fā)生，不但會導(dǎo)致資源的嚴(yán)重浪費，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致人員的傷亡。上述這些事故多數(shù)都是由于機(jī)器腐蝕或者不科學(xué)的管道設(shè)計導(dǎo)致的，這就需要我們加強(qiáng)對化工工藝管道設(shè)計的重視。

一、管道材料與等級分解的合理性

由于在化工裝置中高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)內(nèi)不同的壓力和溫度，導(dǎo)致在銜接高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)時務(wù)必依照低壓關(guān)閉管路的等級劃分分界點。除特殊情況以外，一般都是按P&ID標(biāo)準(zhǔn)，和當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況相結(jié)合來劃分分界點和界限。

管道材料和等級分解一般分為以下幾種類型：

1.壓力的等級相同，但材質(zhì)不同。通常情況下，法蘭與墊片一般運用低級材質(zhì)，螺栓以及閥門則是運用高級材質(zhì)。

2.材質(zhì)相同，但壓力等級不同。法蘭，墊片，螺栓以及閥門必須采用高等壓。

3.壓力等級以及材質(zhì)均不相同。法蘭與墊片則使用低級材質(zhì)的高壓等級，而螺栓以及閥門則采用高級材質(zhì)的高壓等級。

二、塔與容器管線設(shè)計的合理性

在化工裝置中，塔與容器的管道和線路設(shè)計必須要全面考慮其科學(xué)的設(shè)計原理以及工藝中的特殊需求。主要有分餾塔與回流罐之間的管道線路設(shè)置、分餾塔與汽提塔之間的管道線路設(shè)置。

1.分餾塔與回流罐之間的管道線路部署安排：當(dāng)分餾塔運用熱旁路掌控塔頂壓力時，需要全面考慮熱旁路短而無袋形的情形，將調(diào)節(jié)閥設(shè)置在回流罐的上面位置。

2.分餾塔與汽提塔之間的管道線路安排：在通常情況下，分餾塔中裝有調(diào)節(jié)閥組，該氣閥組應(yīng)在汽提塔附近進(jìn)行安裝，進(jìn)而確保調(diào)節(jié)閥有足夠的液柱。

3.安排部署汽液兩相流的管道時，管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)在最大程度上靠近接收介質(zhì)的容器鋪設(shè)，達(dá)到降壓管道的壓力，減少和杜絕管道出現(xiàn)震動現(xiàn)象，同時要注意管線不可隨意鋪設(shè)，必須根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)分析和設(shè)計。

三、管道與閥門布置的合理性

管道和閥門的設(shè)置應(yīng)該從蒸汽的吹掃管線的安裝和采樣點的設(shè)置兩個方向進(jìn)行解釋：首先，蒸汽吹掃管線是化工設(shè)置中相對普通的管線，它主要的作用是能夠及時發(fā)現(xiàn)漏洞，對于不一樣的工藝管線連接蒸汽吹掃線，采取這樣的安裝方式的好處是當(dāng)其中一支管線發(fā)生泄漏時，可以將這支泄露管線的閥門關(guān)閉，不會影響其他蒸汽管線正常工作。其次，將采樣點設(shè)在主觀上，而且在分支前方，需要滿足相關(guān)工藝的設(shè)計要求，防止在死角的位置及水管的底部進(jìn)行采樣，要保障采集到的樣品具有鮮明的代表性。

四、冷換設(shè)備管線設(shè)計的合理性

化工裝置的工藝管道在設(shè)計過程中，很顯然冷熱交換管線的設(shè)置和其他任何工藝設(shè)備管線不同，因為它在設(shè)計的過程中有很多復(fù)雜的工藝因素，所以，在對管線操作、檢修以及管道溫度變化過程中，必須對機(jī)械化因素進(jìn)行詳細(xì)的審查。

1.關(guān)于安裝的凈距離。在冷熱設(shè)備換熱過程中，為了方便檢查設(shè)備，一般情況下，換熱器的出口管道和閥門法蘭盤與設(shè)備的封頭蓋法蘭盤應(yīng)該留出相適應(yīng)的距離，一般情況下，為了拆卸方便，可以將距離大約設(shè)置為320mm。

2.關(guān)于熱應(yīng)力。在冷熱交換設(shè)備設(shè)置的過程中，通常情況下將換熱器的固定點設(shè)置在官箱的頂端，換熱器熱漲直接影響了連接頭端管嘴的管道。

3.關(guān)于逆流換熱。冷熱交換設(shè)備的冷水在走管過程中通常情況下是從下面進(jìn)入，從上面出去，可以避免發(fā)生故障時，換熱器中存有一定量的水，不會導(dǎo)致里面的水被放空。

五、工藝管架設(shè)計的合理性

首先，減少管道和之家之間的相對位移。從下圖可以看到：在左邊的蒸汽管道中，主管道旁邊一般情況下都有一個放水小管，如果將左邊A點看做是支面上的支架，因為垂直的管段容易發(fā)生膨脹，會導(dǎo)致彈簧上下浮動，進(jìn)而導(dǎo)致整個設(shè)備癱瘓。如果想要解決這個問題，正確的設(shè)計圖應(yīng)該是如右圖這樣設(shè)計：將支在地面上的支架設(shè)在主管道上面，同時隨著主管的支架上下浮動，這樣的設(shè)計有利于降低支架和管道之間的移動距離。

其次，管道支架的合理設(shè)置還有利于節(jié)約資源，因為彈簧架用時間久之后，彈性就會消失，所以，在管道支架設(shè)計的過程中盡量減少彈簧支架的使用。

最后，管線的具體設(shè)置。沿塔管線的設(shè)置通常情況下只設(shè)置一個承載重量的支架，且支架和塔頂之間有焊接線，如果一個承載重量的支架壓力過大時，可以增加一個小支架，這個小支架就設(shè)置為彈簧支架，并且每隔一段距離就設(shè)置導(dǎo)向支架，如果塔回流線和塔壁之間的溫度相差比較大時，其產(chǎn)生的伸長量也會隨之增大，在水平管段上的第一個支架應(yīng)該垂直向下，設(shè)置彈簧支架，如果管段有多余的距離，可以設(shè)置一個導(dǎo)向支架。

結(jié)束語

總體來說，化工工藝管道設(shè)計是一項比較大的項目工程設(shè)計，它不僅需要設(shè)計人員有創(chuàng)新意識，而且參與人員必須掌握足夠的專業(yè)知識，在管道工藝設(shè)計過程中要根據(jù)實際的情況，設(shè)計合理的管道，才能保證化工管道的安全，最后達(dá)到化工設(shè)備正常運行的目的。

[1]陸君花.化工工藝設(shè)計中安全危險的識別與控制[J].浙江化工.2009(04).

[2]鞠學(xué)貞.化工工藝設(shè)計中的思考與建議[J].浙江化工.2004(12).

[3]王巍.石油化工裝置管道工藝設(shè)計探討[J].黑龍江科技信息.2011(13).