化工工藝管道設(shè)計(jì)的配管注意事項(xiàng)分析

閆占磊 李國(guó)輝 趙榮剛

【摘?要】隨著經(jīng)濟(jì)和化工行業(yè)的快速發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)石油的需求量和利用率都在不斷地上升。石油作為我國(guó)的重要能源之一，對(duì)人們的生活和企業(yè)的生產(chǎn)有著重要的作用。而石油又被稱為工業(yè)的血液，其對(duì)工業(yè)運(yùn)行的重要性不言而喻。為了進(jìn)一步保障我國(guó)工業(yè)和石油化工企業(yè)的發(fā)展，必須要加強(qiáng)石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的科學(xué)設(shè)計(jì)。希望本文的論述能夠?qū)ξ覈?guó)石油化工企業(yè)的發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用，同時(shí)對(duì)蒸汽管道配管的科學(xué)設(shè)計(jì)提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】化工工藝;管道設(shè)計(jì);配管;注意事項(xiàng)

引言

為了保證化工工藝管道設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性，提升化工工藝管道的使用性能，對(duì)化工工藝管道設(shè)計(jì)的配管注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析。首先，對(duì)化工工藝管道設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，著重分析了化工工藝管道的設(shè)計(jì)要求、考慮因素、設(shè)計(jì)依據(jù)。其次，就配管注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析，先是分析了配管的基本原則，緊接著分析了配管選材及防腐、蒸汽支管設(shè)計(jì)、管廊管道設(shè)計(jì)、排液設(shè)施設(shè)計(jì)、凝液管設(shè)計(jì)等的注意事項(xiàng)。最后，針對(duì)如何優(yōu)化配管設(shè)計(jì)提出了空間管道連接設(shè)備間距、運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬優(yōu)化等措施。

1設(shè)計(jì)原則

塔架的管道通?？煞譃樗軅?cè)面的管道和塔架底部的管道。布管原則為沿塔敷設(shè)由上至下，先布置大管徑，后布置小管徑。為了便于支撐管道離開塔架的管口，應(yīng)立即向上或向下彎曲管道，并且塔架與關(guān)口最外邊緣之間的凈距應(yīng)為300mm，方向平行于塔架。通常，水平管段的高度盡可能受管廊的高度影響，可以以相同的高度排列成一排。沿著塔架管道的垂直管段應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，以安裝以塔架壁為根的孔板管道的支撐。其固定點(diǎn)的位置應(yīng)通過應(yīng)力分析和位移計(jì)算確定。

2化工工藝管道設(shè)計(jì)

2.1管凝液管道的設(shè)計(jì)

蒸汽凝液管道是化工工作中的重要裝備之一，一旦出現(xiàn)問題會(huì)嚴(yán)重的影響化工工作的進(jìn)度。因此蒸汽凝液管道的設(shè)計(jì)對(duì)化工工作至關(guān)重要。而在蒸汽凝液管道設(shè)計(jì)時(shí)，存在對(duì)實(shí)際情況的掌握和了解不夠充分，再加上設(shè)計(jì)水平有限導(dǎo)致蒸汽凝液管道的設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量都不高。基于這一現(xiàn)狀，在進(jìn)行蒸汽凝液管道設(shè)計(jì)時(shí)必須要加強(qiáng)設(shè)計(jì)的監(jiān)控，設(shè)計(jì)前要充分了解化工工作的整體流程，然后再制定出與之相符的設(shè)計(jì)方案。其次，在設(shè)計(jì)時(shí)要使蒸汽凝液管道和蒸汽管道裝置在同一層，可以實(shí)現(xiàn)有效的銜接。倘若凝液總管道高于蒸汽管道的疏水閥時(shí)，可以在疏水閥處安裝止水閥來提高作業(yè)的便利性，進(jìn)而提高石油化工企業(yè)的工藝水平和作業(yè)效率。

2.2熱應(yīng)力計(jì)算

泵的配管材料容易受到介質(zhì)溫度等因素的限制，如果運(yùn)送的液體溫度過高或過低，就容易使泵的配管出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象。在石油化工裝置泵的不停回轉(zhuǎn)運(yùn)作過程中，配管由于出現(xiàn)不均衡的脹縮問題，從而產(chǎn)生一定的推力，迫使泵的轉(zhuǎn)軸定位出現(xiàn)偏移等問題。因此就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)管道進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)泵嘴的受力情況進(jìn)行充分考慮，查看其受力是否會(huì)超過相應(yīng)的范圍，所以需要對(duì)熱應(yīng)力進(jìn)行必要的計(jì)算。

2.3管道和排液裝置的設(shè)計(jì)

針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段石油化工工業(yè)裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，要加強(qiáng)布置壓力蒸汽管道和排液裝置設(shè)計(jì)，以便更好的保障石油化工中化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)的進(jìn)行。首先，要加強(qiáng)布置壓力蒸汽管道的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分的考慮壓力對(duì)蒸汽管道配管的影響，可以在配管與管道之間安裝一個(gè)補(bǔ)償裝置，這樣可以有效地避免石油發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)的水錘現(xiàn)象，并提高蒸汽管道的利用效率。其次，當(dāng)石油在蒸汽管道配管中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生液體，而這些液體會(huì)直接影響到所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，可以安裝排液裝置來減少液體對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。排液裝置可以使產(chǎn)生的液體從蒸汽管道的最低點(diǎn)排出，減少?gòu)U棄液體對(duì)石油化工作業(yè)的影響。因此，在石油化工工業(yè)裝置蒸汽管道配管中安裝補(bǔ)償設(shè)備和排液裝置可以有效的保證石油化工工作的開展。

2.4蒸汽管道檢測(cè)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)石油化工工業(yè)的蒸汽管道時(shí)，對(duì)蒸汽管道管徑也要進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，減少管道直徑與實(shí)際需求不符的問題。在運(yùn)行過程中，一旦發(fā)生管道直徑與實(shí)際需求不符時(shí)，就會(huì)對(duì)化工工作的進(jìn)程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響?；谶@一現(xiàn)狀，在進(jìn)行蒸汽管道配管設(shè)計(jì)時(shí)，要先根據(jù)化工作業(yè)的實(shí)際需求來設(shè)計(jì)管道的直徑，如果出現(xiàn)設(shè)計(jì)的直徑比實(shí)際需求的尺寸大時(shí)，不僅會(huì)增加制作過程中所需要的材料還會(huì)增加生產(chǎn)成本，更重要的是在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)消耗大量的熱量，直接影響化工作業(yè)的進(jìn)度。但如果所設(shè)計(jì)的管道直徑比實(shí)際需求的直徑小時(shí)，由于無法滿足實(shí)際需求而導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的蒸汽管道配管無法使用，直接造成材料和經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)，增加石油化工企業(yè)的制作成本。因此在進(jìn)行蒸汽管道配管管徑設(shè)計(jì)時(shí)，必須要立足于實(shí)際的需求，以減少不必要的浪費(fèi)。

2.5管廊管道設(shè)計(jì)

化工工藝管道多是用于有毒、強(qiáng)腐蝕性等物質(zhì)的輸送。若管廊管道設(shè)計(jì)不當(dāng)，則有可能導(dǎo)致管道泄漏，甚至是引發(fā)爆炸事故。所以，要高度重視管廊管道設(shè)計(jì)。在這一過程中應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①充分依據(jù)管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將管道集中布置在合理的區(qū)域，從而保證管道的完整、安全。②將不同用途的管道合理布置在管道層級(jí)中。如在第一、二層布置物料管。第三層布置公用工程管道。第四層安裝儀表、槽板等設(shè)施。③高度重視再沸器的安裝。依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，多是將再沸器安裝在塔底，并合理控制其換熱管的管長(zhǎng)、管徑。④重視冷凝器的安裝。盡量選擇通風(fēng)良好的區(qū)域安裝冷凝器。重點(diǎn)避開高溫、水蒸氣多的區(qū)域。⑥在引出不同介質(zhì)的管道時(shí)要合理選擇引出部位。比如針對(duì)氣相介質(zhì)，可選擇總管上部位置。同時(shí)，還要控制主管引出高度。⑦盡量減少閥門布置數(shù)量。若要布置，則應(yīng)采用集中布置的方式。⑧若管廊通過人行道、道路，不能設(shè)置法蘭、螺紋連接件，以免管道泄漏。⑨在寒冷地區(qū)應(yīng)設(shè)置旁路，以免其上下循環(huán)水干管出現(xiàn)凍結(jié)情況。

3配管設(shè)計(jì)優(yōu)化

為了進(jìn)一步提高配管的適用性，在配管過程中設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)采用有效的措施進(jìn)行配管優(yōu)化。具體可采取以下方法：第一，若前后壓力相同，則應(yīng)選擇材質(zhì)優(yōu)良的螺栓、閥門;當(dāng)管道材質(zhì)相同時(shí)，則要保證螺栓、閥門、墊片都是高壓材質(zhì)。第二，在泵進(jìn)口管道設(shè)計(jì)中，要充分依據(jù)泵揚(yáng)程確定管道直徑。同時(shí)，依據(jù)管程短、壓損小的原則優(yōu)化管道的整體布局。除此之外，還應(yīng)充分考慮安全、成本等要素，繼續(xù)優(yōu)化管道設(shè)計(jì)。第三，在管道連接設(shè)備的設(shè)計(jì)中，一定要控制設(shè)備之間的距離，并使高危設(shè)備遠(yuǎn)離人群。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選擇智能化的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)化工工藝管道系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化、信息化。第四，若條件允許，可充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)提前進(jìn)行管道設(shè)計(jì)模擬、運(yùn)行，從而減少管道碰撞、交叉等問題。相比于傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)方式來說，進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬可以在不安裝管道的情況下，對(duì)其中可能存在的問題進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析。這樣能減少后期的返工問題，提升管道設(shè)計(jì)方案的合理性、科學(xué)性。

結(jié)語

在所有石油化工裝置中，泵都起著至關(guān)重要的作用，專業(yè)管道設(shè)計(jì)人員都需要對(duì)泵的配管進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員全面掌握泵的配管設(shè)計(jì)要領(lǐng)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，就要結(jié)合裝置的實(shí)際情況，充分考慮各個(gè)方面的影響因素，使石油化工裝置泵的配管設(shè)計(jì)可以合理滿足生產(chǎn)需求，使石油化工裝置泵的配管具有較高穩(wěn)定性與安全性，從而對(duì)石油化工裝置的安全生產(chǎn)提供一定的保障，有效推動(dòng)石油化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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（作者單位：山東九洲安全技術(shù)有限公司）