石油化工管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析

董陽陽

洛陽石化工程設(shè)計(jì)有限公司

石油化工管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析

董陽陽

洛陽石化工程設(shè)計(jì)有限公司

石油屬于易燃易爆物品，所以在對石油化工裝置工藝管道進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要密切注意這一點(diǎn)。所以在對石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要考慮石油管道的安全與合理。石油企業(yè)為了使石油工藝管道能夠最大情況下利用空間，所以常常將石油工藝管道擺放的比較密集，所以這就對工藝管道的合理排布提出來嚴(yán)格的要求，稍有不慎就有可能導(dǎo)致石油裝置工藝管道停止運(yùn)行，使企業(yè)產(chǎn)生不必要的損失。基于此，本文將著重分析探討石油化工管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

石油化工；管道；設(shè)計(jì)

1 、石油化工管道設(shè)計(jì)要求

1.1 工藝流線安全

對石油化工裝置工藝管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在確保其功能完善的前提下，還需要兼顧成本原則，以滿足生產(chǎn)運(yùn)行需求，具有較高的適用性與實(shí)用性。同時(shí)，因?yàn)槭突どa(chǎn)的特殊性，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)提高對安全性的重視，盡量選擇危險(xiǎn)性小的物質(zhì)材料，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，保證原材料選擇的合理性，降低外界各項(xiàng)因素的影響，提高整個(gè)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)有效性。

1.2 工藝過程安全

為保證工藝過程安全性，在選擇原材料時(shí)，應(yīng)對材料物理特性進(jìn)行分析，根據(jù)生產(chǎn)工藝運(yùn)行特點(diǎn)，對管道采取一系列安全防護(hù)措施，保證所選原材料的合理性與適用性。同時(shí)還應(yīng)在管道系統(tǒng)中設(shè)置報(bào)警裝置，尤其是對于經(jīng)常發(fā)生故障的管段，提高其容錯(cuò)性，可以在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)向管理人員報(bào)警，并采取措施處理，將故障范圍控制在允許范圍內(nèi)，減少安全事故的發(fā)生。

1.3 工藝組織優(yōu)化

因?yàn)槭突ぱb置工藝管道系統(tǒng)復(fù)雜度高，涉及到的內(nèi)容眾多，如果施工組織協(xié)調(diào)不到位，各部門間無法正常溝通，會(huì)降低設(shè)計(jì)過程中各部分人員間的配合有效性和及時(shí)性，很容易出現(xiàn)失誤，而降低最終設(shè)計(jì)效果。因此，需要加強(qiáng)工藝管道設(shè)計(jì)組織優(yōu)化，吸取成功經(jīng)驗(yàn)，制定科學(xué)合理的組織設(shè)計(jì)方案，來提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。同時(shí)也可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，通過三維模擬來進(jìn)行工藝管道設(shè)計(jì)，便于對存在的問題進(jìn)行調(diào)整，提高工藝設(shè)計(jì)效果。

2 、石油化工管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 塔和容器的管道設(shè)計(jì)

對于石油化工裝置中的容器、塔的管道設(shè)計(jì)，重點(diǎn)應(yīng)注意其相關(guān)的介質(zhì)形態(tài)及其工藝原理。例如，對其介質(zhì)形態(tài)的分析、氣液兩相流的布置時(shí)，把調(diào)節(jié)閥安置在能夠接受介質(zhì)的容器這一邊，這樣不僅能夠減少管道內(nèi)部的壓力，還能有效地減少化工裝置使用過程中管道的振動(dòng)。從工藝原理上看，在汽堤塔和分餾塔之間設(shè)置一組靠近汽堤塔的調(diào)節(jié)閥組，而回餾罐和分餾塔之間設(shè)置一個(gè)在回餾罐上部的調(diào)節(jié)閥，分餾塔內(nèi)部的塔頂壓力采用無袋形且線路短的熱旁路來控制，以便于液柱在調(diào)節(jié)閥之前達(dá)到管道設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 閥門的管道布置

在石油化工裝置的工藝管道設(shè)計(jì)時(shí)，閥門管道的設(shè)計(jì)可以將自動(dòng)感應(yīng)、智能控制技術(shù)運(yùn)用進(jìn)去，采用采樣點(diǎn)(采樣必須要有代表性，即在管道敷設(shè)條件最惡劣、最復(fù)雜的線路段進(jìn)行管道使用材料、鋪陳方案的選擇，然后以此為代表，進(jìn)行小差別地鋪設(shè)其他線路)等方式，最后用蒸汽吹掃的方式進(jìn)行管道清理。這樣不僅能夠在單個(gè)的分支管出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象時(shí)及時(shí)關(guān)閉，還不影響蒸汽總管和其他分支管的正常運(yùn)行。

2.3 泵的管道布置設(shè)計(jì)

選擇合適的泵管方案，降低因熱膨脹作用對泵嘴造成的應(yīng)力及力矩的增肌。進(jìn)一步降低泵出人口管道的距離，但要注意滿足管道的柔性要求。為了便于對泵進(jìn)行檢查和維護(hù)，要在離心泵側(cè)面留下維修位置，在復(fù)泵的預(yù)留位置便于拆卸和檢修活塞和拉桿，而立式泵的維修位置則在泵體上部。如果泵吸存有變徑，借助頂平大小頭，降低避免泵嘴集氣的腐蝕影響，同時(shí)要設(shè)置3DN直管段在吸人口前，以降低其對泵中葉輪的損傷。為了降低泵嘴的應(yīng)力及力矩大小，要根據(jù)實(shí)際情況在泵口處構(gòu)建承重架和導(dǎo)向架。

2.4 冷換裝置管線設(shè)計(jì)

因冷換設(shè)備對工藝有特殊要求，所以在進(jìn)行其相關(guān)的管線設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)要求進(jìn)行，充分考慮下述幾方面：作業(yè)環(huán)境、設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)、熱應(yīng)力檢查和設(shè)備的實(shí)用性。在冷換裝置中冷水進(jìn)口設(shè)置在下方，上方為出口，這樣就可以避免設(shè)備出現(xiàn)故障后，冷凝水被迅速排空。為了便于檢修設(shè)備，相鄰構(gòu)建間要預(yù)留距離，通常是在冷換設(shè)備的管線、閥門法蘭及封頭蓋法蘭位置，其距離約為310～。為了滿足熱應(yīng)力要求，要充分考慮管箱端部的設(shè)置。還要重視管道和管架設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的好壞決定了管道使用性的高低，要盡可能的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，避免問題的出現(xiàn)。

2.5 管道支架設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1)管道支架位置設(shè)置要求。首先對于管道垂直位移來說，管道無垂直位移位置應(yīng)當(dāng)設(shè)置剛性支架。管道垂直位移較小時(shí)則考慮使用可變吊架或彈簧吊架，而垂直位移較大時(shí)使用恒力吊架。其次基于固定點(diǎn)的線性位移和角位移考慮，固定點(diǎn)外無線性位移和角位移應(yīng)采用固定支架，當(dāng)某一點(diǎn)有角位移無橫向位移時(shí)使用限位支架，而某一點(diǎn)有橫向位移無角位移時(shí)設(shè)置導(dǎo)向支架。2)保證管道支吊架數(shù)量合理性。一般來說，管道支吊架實(shí)際數(shù)量應(yīng)重點(diǎn)參考管道應(yīng)力分布狀態(tài)，這樣才能保證管道安全運(yùn)行?；诠艿酪淮螒?yīng)力以及撓度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，支吊架數(shù)量應(yīng)當(dāng)增加可降低受力，但出于消除二次應(yīng)力的目的則需減少支吊架數(shù)量。3)管道支吊架安裝位置設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：對于管道和裝置連接位置來說，管道兩端的支吊架應(yīng)和設(shè)備管嘴保持合適距離，這樣可以有效降低支吊架的受力和彎矩；如果管道閥門或設(shè)備荷載出現(xiàn)集中情況時(shí)，支吊架應(yīng)設(shè)置在荷載集中程度最高的位置；支吊架設(shè)置位置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離后期維護(hù)經(jīng)常拆卸、維修以及清掃部位；對于垂直管段來說，其上部以及下部合適位置應(yīng)設(shè)置承重支吊架，尤其對于垂直管段長度過長情況時(shí)，設(shè)計(jì)人員需考慮在垂直管段中間設(shè)置導(dǎo)向架。

總而言之，工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而工業(yè)的發(fā)展卻是和石油密切相關(guān)的，所以石油資源對我國經(jīng)濟(jì)的影響還是十分巨大的。近幾年，我國對石油資源的需求越來越大，同時(shí)也對石油化工裝置工藝管道的設(shè)計(jì)與研究提出了更高的技術(shù)要求。因?yàn)槭突ぱb置工藝管道的設(shè)計(jì)是否合理關(guān)乎到石油運(yùn)輸?shù)陌踩珕栴}。

[1]雷霆.淺談石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，17：36-37.

[2]孫秀敏，張敏.石油化工裝置設(shè)計(jì)與安全[J].甘肅科技，2009，25 (3)：38-41.