化工工藝設(shè)計問題淺析

張浩

（山西陽煤化工工程有限公司，山西　太原　030021）

化工工藝設(shè)計問題淺析

張浩

（山西陽煤化工工程有限公司，山西太原030021）

通過對化工工藝設(shè)計中管道設(shè)計壓力和溫度的確定，阻火器的選擇，安全閥設(shè)定等易錯問題進行分析，找出原因，并提出解決的建議，降低安全隱患。

化工工藝；設(shè)計；阻火器；安全閥

近些年來，化工行業(yè)有了突破性的成果，對推動社會進步起到了重要的作用。對于化工行業(yè)來說，化工工藝的科學(xué)設(shè)計至關(guān)重要，要想設(shè)計好化工工藝，不僅僅需要扎實的理論基礎(chǔ)，還需要有豐富的實踐經(jīng)驗，這樣才能夠達到預(yù)期的效果。一些年輕的設(shè)計人員在化工工藝設(shè)計中，往往不能找到一個合理的數(shù)值，要么存在安全隱患，要么存在材料浪費，這些問題非常的值得研究，本文將圍繞一些典型問題進行探討。

1 管道設(shè)計壓力和溫度的確定

1.1管道設(shè)計壓力的確定

所謂的管道設(shè)計壓力，就是指管道在極限的工作狀態(tài)下，能夠正常工作而不發(fā)生破壞的最小安全壓力。管道的設(shè)計壓力是否合理對于真?zhèn)€系統(tǒng)的正常運行有著重要的影響。一般來說，在設(shè)計的設(shè)計中，管道設(shè)計壓力的確定都會參考這些原則：管道的設(shè)計壓力一定要小于管道在極限工作狀態(tài)下能夠承受的最大工作壓力，否則就會有安全隱患壓力；管道的壓力到了一定的數(shù)值，都會有專門的裝置進行泄壓，泄壓的壓力值應(yīng)該小于管道的設(shè)計壓力，這樣才能夠真正的發(fā)揮出它的作用；化學(xué)裝置中的連接管道，其設(shè)計壓力應(yīng)該比化學(xué)裝置本身的壓力適當(dāng)?shù)拇笠恍?；在化學(xué)裝置中，部分管道會用來傳送一些沸點比較低的物質(zhì)，這時候在確定設(shè)計壓力的時候，就應(yīng)該參考輸送物質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài)下的最大蒸汽壓力；對于離心泵來說，在確定出口管道的設(shè)計壓力的時候，要參考泵的關(guān)閉壓力，其數(shù)值應(yīng)該比關(guān)閉壓力要大；對于往復(fù)泵來說，在確定其出口管道壓力的時候，必須要確保其泄壓裝置壓力的數(shù)值大于其設(shè)計壓力，這樣才能夠確保泄壓裝置在整個系統(tǒng)中的泄壓作用；在設(shè)計壓縮機排出管道的設(shè)計壓力的時候，要考慮到泄壓裝置的設(shè)定壓力和壓縮機出口至泄壓裝置之間最流量下的壓力差，其設(shè)計壓力應(yīng)該大于這個壓力差；真空管道的設(shè)計壓力應(yīng)該區(qū)分兩種情況，分別是有泄壓裝置的管道和沒有泄壓裝置的管道，對于有泄壓裝置的管道，應(yīng)該取最大壓差的1.25倍或0.1 MPa的最小值，參考外部的壓力情況，對于沒有泄壓裝置的管道，可以直接取0.1 MPa。

1.2管道設(shè)計溫度的確定

所謂的管道溫度設(shè)計問題，就是指在化學(xué)裝置在正常工作的情況下，其管道材料位于設(shè)計壓力下所達到的溫度。管道的設(shè)計溫度對于整個設(shè)備的正常運行有著重要的影響，一般來說，在進行管道設(shè)計溫度取值的時候，都是參考正常的操作溫度，然后在這個溫度的基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況適當(dāng)?shù)脑黾右欢ǖ臏囟?，這就是管道的設(shè)計溫度，當(dāng)流體的操作溫度大于300℃的時候，一般來說這個增加的溫度應(yīng)該比15℃要大，當(dāng)流體的操作溫度小于30℃的時候，這個增加的溫度應(yīng)該比30℃要大，在流體的溫度比0℃小的情況下，這時候的設(shè)計溫度就可以直接參考最低溫度。

2 阻火器

2.1基本分類

阻火器是化學(xué)工藝設(shè)計中不可或缺的裝置，是一個安全保護裝置，在系統(tǒng)正常工作的情況下，流體可以順利的通過阻火器，一旦發(fā)生問題，它就能夠快速的動作，有效的阻止火焰?zhèn)鞑ズ吐?，起到安全保護的作用。阻火器有多種分類方法，根據(jù)其使用用途分類，主要分為阻爆燃型和阻爆轟型阻火器，根據(jù)應(yīng)用的位置，可以分為管道型和防空型的阻火器，根據(jù)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，又可以分為波紋型、充填型等。

2.2選用原則

化學(xué)管道中在輸送易燃易爆氣體和氣體能夠自行分解導(dǎo)致爆炸以及連接明火設(shè)備減壓后的管道，都應(yīng)該在管路中合理的位置安裝上阻火器。在選用阻火器的時候，一般要遵守這些原則驟：根據(jù)使用場所決定采用放空阻火器還是管道阻火器；根據(jù)阻火器設(shè)置的位置和潛在點火源的方向，確定采用雙向型阻火器還是單向型阻火器；根據(jù)入口火焰的傳播速度，來選用阻爆燃型或者阻爆轟型阻火器；在安裝阻火器的時候，還應(yīng)該考慮到阻火器最恰當(dāng)?shù)陌惭b位置和管道的布置對阻火器的影響。

3 安全閥

3.1基本原理

安全閥對整個系統(tǒng)起到了壓力保護的左右，它的原理是依靠調(diào)節(jié)彈簧力來控制壓力，在一些大壓力調(diào)節(jié)的場合，也會采用先導(dǎo)式的結(jié)構(gòu)，當(dāng)管道中壓力不斷升高，升高到大于安全閥的設(shè)定壓力的時候，安全閥就會動作，系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定在安全閥的設(shè)定壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于安全閥設(shè)定壓力的時候，安全閥不起作用，所以安全閥是管道系統(tǒng)中不可或缺的重要元件。安全閥也有很多的分類方法，根據(jù)國標(biāo)，其可以分為直接荷載式、先導(dǎo)式、帶動力輔助式等，根據(jù)閥的開啟可以分為微啟式和全啟式，還有一些分類方法，就不一一介紹了。

3.2安放位置

對于安全閥來說，其安放位置非常重要，只有安放在正確的位置，才能夠發(fā)揮它的作用。當(dāng)外部的力要比設(shè)計壓力大、管道的出口有堵塞或者存在突然被關(guān)閉的可能性、壓縮機和容積式泵的出口管道存在突然被關(guān)閉的可能性等，安全閥一般位于它們的出口管道上，一旦壓力超過安全閥的設(shè)定數(shù)值，那么安全閥就會打開進行泄壓，就能夠保持整個系統(tǒng)處于安全壓力下工作，且壓力比較恒定。

3.3壓力設(shè)定

安全閥的壓力是非常重要的，壓力設(shè)定的太大或太小都容易對系統(tǒng)的正常工作造成影響，壓力設(shè)定的太小，在系統(tǒng)的正常工作壓力下，安全閥就可能會動作，這是不必要的，壓力設(shè)定的太大，則超過系統(tǒng)的安全壓力也沒有動作，這就起不到安全保護的作用。當(dāng)一個管道系統(tǒng)中只安裝一個安全閥的時候，這時候，安全閥的動作壓力就必須要小于系統(tǒng)的設(shè)計壓力，并且，安全閥的設(shè)定壓力應(yīng)該參考系統(tǒng)設(shè)計壓力的10%和20 KPa，要比這兩個數(shù)值中大的那個??；有的管道系統(tǒng)為了工作的需要，可能會安裝多個安全閥，這時候，所有的安全閥一定要有一個安全閥的工作壓力小于管道系統(tǒng)的設(shè)計壓力，其他的安全閥的設(shè)定壓力不得超過系統(tǒng)設(shè)計壓力的5%，且安全閥最大泄放壓力均應(yīng)不大于系統(tǒng)設(shè)計壓力的12%或30 KPa中的較大者；有些安全閥的主要作用是為了預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生，這時候，這些安全閥的工作壓力就不應(yīng)該大于系統(tǒng)設(shè)計壓力的16%。

4 結(jié)論

科技的不斷進步，必然會進一步的帶動整個化工行業(yè)的飛速發(fā)展，化工行業(yè)要想取得更好的成就，其化工工藝設(shè)計就必須要與時俱進，能夠達到實際的使用要求，化工工業(yè)的設(shè)計質(zhì)量關(guān)乎著整個化工生產(chǎn)的正常運行，稍有不慎就可能會造成人身事故，所以，應(yīng)該重視化工工藝設(shè)計中的每一個細節(jié)，及時的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，文章主要針對典型的化工工藝設(shè)計問題進行了分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的工作人員有一定的指導(dǎo)意義。

［1］ 朱葛中. 關(guān)于化工工藝設(shè)計的幾點看法及建議［J］. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，09:140.

［2］ 趙寶生. 關(guān)于化工工藝設(shè)計的幾點看法與建議［J］. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，15:20.

［3］ 張文華，袁文. 關(guān)于提高工藝專業(yè)化工設(shè)備設(shè)計能力的幾點看法［J］. 黑龍江科技信息，2010，36:209.

［4］ 徐谷倉. 對純棉織物（特別是厚重緊密織物）采用推廣低溫低堿活化及復(fù)合酶練漂前處理新工藝的一些看法和建議［A］. 中國紡織工程學(xué)會.“傳化杯”第十屆全國染整前處理學(xué)術(shù)研討會論文集［C］. 中國紡織工程學(xué)會，2015:9.

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Analysed of chemical process design

TQ050.2

1009-797X（2016）10-0056-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.021

張浩（1981-），男，本科，工程師，主要從事高分子材料方向研究工作。

2016-04-25