談泵的管道布置設(shè)計(jì)

摘 要：泵作為石油化工裝置中的一個(gè)最常見(jiàn)的小型設(shè)備，它的管道布置可以說(shuō)是裝置配管最基本的，然而從泵的配管，又可以學(xué)習(xí)到石油化工裝置配管的基本思路以及技巧，所以它也是非常重要、非常典型的。本文詳細(xì)描述了泵區(qū)配管的一般步驟和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：泵;配管

1? 管道布置前期準(zhǔn)備

與裝置中其他單元的配管一樣，泵的配管設(shè)計(jì)也需要具備前期條件，其中包括工藝及儀表流程圖（PID圖）、工藝管道特性表、泵的外形尺寸圖、裝置設(shè)備平面布置圖、管道專業(yè)統(tǒng)一規(guī)定等材料。設(shè)計(jì)人員在接到上述各項(xiàng)資料后，對(duì)所負(fù)責(zé)的泵區(qū)配管進(jìn)行規(guī)劃。

泵的位置一般有露天、半露天、室內(nèi)三種。泵的基本位置在設(shè)備布置過(guò)程中確定，主要依據(jù)裝置的整體規(guī)劃以及泵的工藝需求，設(shè)備布置一般在大型設(shè)計(jì)院中由專業(yè)負(fù)責(zé)人設(shè)計(jì)，包括泵的間距、與墻或柱子的距離、電機(jī)朝向等，而單元設(shè)計(jì)人可以根據(jù)配管情況對(duì)此位置進(jìn)行調(diào)整。

2? 設(shè)計(jì)一般步驟

2.1 管道規(guī)劃

由于每次配管的介質(zhì)、溫度、壓力不同，泵的外形尺寸不同，所以在管道規(guī)劃前應(yīng)對(duì)這些數(shù)據(jù)有所熟悉，尤其是泵的外形尺寸，更與管道布置息息相關(guān)。管道規(guī)劃就是設(shè)計(jì)人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和目的將泵房?jī)?nèi)管道的大致排布、占地、閥門高度、角度、位置等作簡(jiǎn)單估計(jì)。這種估計(jì)的主要目的是為給其他專業(yè)提條件提供依據(jù)，同時(shí)也對(duì)泵的間距作調(diào)整，如果在規(guī)劃時(shí)發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題并及時(shí)解決，也對(duì)保證工期很有意義。此外，對(duì)配管的粗略規(guī)劃使設(shè)計(jì)人員對(duì)每臺(tái)泵都更加熟悉，配管時(shí)根據(jù)規(guī)劃來(lái)進(jìn)行，更能保證管道布置的整齊美觀，也能更大程度地保證操作方便、操作空間更寬裕，同時(shí)也能提高配管效率。綜上所述，管道規(guī)劃事實(shí)上可以理解為配管工作的提綱，也是提條件的基礎(chǔ)。對(duì)于目前全面鋪開(kāi)的三維配管來(lái)說(shuō)，管道規(guī)劃和配管研究的功能是重合的，所以可以和配管研究一起進(jìn)行。這部分工作主要在二維軟件中開(kāi)展。

2.2 提出條件

在泵的配管中，管道專業(yè)主要接受來(lái)自于工藝和儀表專業(yè)的條件，管道專業(yè)主要應(yīng)該給土建、給排水、電氣專業(yè)提出條件。

工藝專業(yè)的條件前面已經(jīng)有所描述，主要包括工藝及儀表流程圖（PID圖）、工藝管道特性表，而工藝專業(yè)此時(shí)應(yīng)該向電氣專業(yè)提出配電要求，管道專業(yè)也需要同時(shí)將設(shè)備布置圖發(fā)送給電氣專業(yè)，以便電氣專業(yè)對(duì)總體電纜橋架進(jìn)行規(guī)劃布局;而儀表專業(yè)向管道專業(yè)提出的條件則主要是指管道上安裝的儀表具備的性質(zhì)，例如儀表的連接尺寸、壁厚、儀表端面特性（法蘭連接還是螺紋連接，哪些材料需要管道專業(yè)來(lái)統(tǒng)計(jì)，哪些應(yīng)該由自動(dòng)控制專業(yè)統(tǒng)計(jì)，法蘭面的公稱尺寸、磅級(jí)、法蘭面的形式等）、儀表的外形尺寸、前后的管道長(zhǎng)度等。接收到條件的設(shè)計(jì)人也要注意管道介質(zhì)的特性，例如高溫介質(zhì)需要在配管的時(shí)候考慮應(yīng)力要求，盡量采用自然補(bǔ)償吸收應(yīng)力，兩相流需要考慮管道不要出現(xiàn)氣袋和液袋。

泵配管時(shí)管道專業(yè)給土建的條件主要有幾種：如泵的基礎(chǔ)條件、泵房墻壁穿洞條件、電機(jī)吊梁條件，如果泵的體積較大，閥門較高，無(wú)法操作，則管道專業(yè)還需要考慮設(shè)置走臺(tái)或者梯子等，同樣也需要提條件來(lái)要求土建專業(yè)的配合。

泵的管道設(shè)有導(dǎo)淋處排出的凝液需要排走的，需要給排水專業(yè)設(shè)計(jì)地溝，地溝的位置需要管道專業(yè)提供。

上述幾種條件中，“泵的基礎(chǔ)條件”由位置、高度、大小幾個(gè)因素構(gòu)成，在管道規(guī)劃完成后，設(shè)計(jì)人已經(jīng)了解了每臺(tái)泵的管道走向以及閥門位置，同時(shí)也就可以確定泵嘴與墻之間的距離，也就確定了泵嘴的位置，根據(jù)泵樣本上泵嘴與地腳螺栓之間的相對(duì)位置關(guān)系，我們就能夠確定地腳螺栓與墻壁或者柱子的相對(duì)位置關(guān)系，也就確定了泵的位置。同時(shí)，根據(jù)管道規(guī)劃以及泵的體型、高度，我們可以確定泵基礎(chǔ)的高度，確定此高度需要考慮操作及檢維修的方便性，如果是改造項(xiàng)目，也可以選擇與原有基礎(chǔ)保持統(tǒng)一高度，以使泵區(qū)基礎(chǔ)整齊美觀。將各泵地腳螺栓的位置、每臺(tái)泵各個(gè)地腳螺栓之間的距離、泵基礎(chǔ)的高度這些數(shù)據(jù)標(biāo)注在泵基礎(chǔ)定位尺寸圖上，同時(shí)給出泵與電機(jī)的重量等相關(guān)數(shù)據(jù)，泵的基礎(chǔ)條件就完成了。

泵房?jī)?nèi)的泵的管道需要與泵房外管排上的管道或其他設(shè)備相連，就需要我們?cè)诒梅康膲Ρ谏洗┒?。一般?lái)講，穿洞的大小應(yīng)由管道專業(yè)確定。由于在穿洞的同時(shí)需要為穿墻而出的管道加支撐，而且一些管道外還包裹著保溫材料，所以套管管徑需要計(jì)算才能選定，計(jì)算依據(jù)就是穿墻管道管徑及保溫厚度，將管道外徑加上二倍的保溫厚度之后，一般還要增加一些余量來(lái)保證穿管和施工的方便。一般穿洞的管道可以在套管上設(shè)計(jì)支撐，這樣也可以避免穿洞的管線受到壓力。

吊梁位置一般根據(jù)電機(jī)位置確定，管道專業(yè)需要將吊梁位置和吊梁荷載提供給土建專業(yè)，吊梁荷載一般就是電機(jī)重量，如果吊梁還需要吊裝其它設(shè)施則另外考慮，不過(guò)這在泵房中不太常見(jiàn)。

地溝和走臺(tái)一般根據(jù)情況設(shè)定，不具有一般規(guī)律，在此不再詳述。但是設(shè)計(jì)人在大型泵配管的規(guī)劃階段就應(yīng)該考慮到閥門較高不易操作，從而需要將這些閥門配置在相似的高度上，以便一起考慮平臺(tái)，這樣可以保證操作人員上下平臺(tái)的方便。

2.3 管道布置

泵的配管設(shè)計(jì)首先應(yīng)服從工藝及儀表流程圖，此外，還應(yīng)考慮泵正常運(yùn)行、操作及維修檢查的需要。

關(guān)于泵的管道的一般布置，《工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)》有很詳細(xì)的介紹，但設(shè)計(jì)人員也應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有情況布置調(diào)整。

泵的管道布置主要應(yīng)考慮幾個(gè)方面的因素：

1）安全

在生產(chǎn)過(guò)程中，安全是最重要的因素，任何生命和財(cái)產(chǎn)的損失都是我們應(yīng)該盡力避免的，也是我們工作的最終目標(biāo)，我們?cè)O(shè)計(jì)遵照的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范就是為了保證這一最終目標(biāo)設(shè)置的。

泵在裝置中所擔(dān)任的是提供維持介質(zhì)輸送所需的能量的任務(wù)，這也就意味著裝置中遠(yuǎn)距離輸送的中轉(zhuǎn)站就是泵，所以泵出入口管嘴連接的管道中介質(zhì)經(jīng)常的高溫高壓的，使管道產(chǎn)生形變，且泵在回轉(zhuǎn)過(guò)程中不停震動(dòng)，使管道也同時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，兩方面原因很容易導(dǎo)致泵嘴受力超出允許值，所以應(yīng)該通過(guò)延長(zhǎng)管道、增加管道轉(zhuǎn)彎來(lái)吸收應(yīng)力;而泵入口的管道又要符合盡量直、盡量短的要求以減少壓力損失，所以設(shè)計(jì)人員要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)把握尺度，同時(shí)高溫管道應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力分析。

2）操作方便

如果說(shuō)安全是日常生產(chǎn)的基礎(chǔ)，那么操作就是靈魂，閥門和儀表的位置就是操作方便與否的決定性因素。一般來(lái)說(shuō)，在2m以下的閥門手柄都是在人的手臂操作范圍之內(nèi)的，但是閥門手柄高度在1m—1.3m范圍內(nèi)是最適宜操作的，所以我們應(yīng)該盡量考慮將常用的閥門設(shè)置在這個(gè)范圍之內(nèi)，設(shè)置平臺(tái)的閥門也應(yīng)該比平臺(tái)高出1m-1.3m為宜。同樣，一次性儀表需要日常操作時(shí)觀察用，也應(yīng)該設(shè)置在適宜觀察的高度，尤其以人可以平視觀察最好。

3）管道布置整齊、緊湊

泵區(qū)內(nèi)泵的規(guī)劃布置已經(jīng)開(kāi)始考慮這個(gè)問(wèn)題，我們一般將泵的出口管嘴取齊，這樣出口管道和閥門就可以同一操作面內(nèi)，方便操作而且非常整齊。同時(shí)，泵的管道走向應(yīng)盡量保持一致，例如Y型泵的出入口都是向上的，閥門一般都在立管上設(shè)置，就應(yīng)將這些閥門都設(shè)置在相近的水平高度。管道布置整齊的泵房不僅使人賞心悅目，同時(shí)也使操作非常方便。

2.4 支架設(shè)置

支架是管道設(shè)計(jì)不可或缺的一部分，支架設(shè)置的成功與否可以直接影響到裝置運(yùn)行的安全，因?yàn)橹Ъ苋绻麤](méi)有起到有效的承重或者導(dǎo)向作用，管道就會(huì)發(fā)生形變。泵區(qū)支架沒(méi)有設(shè)置好，很容易導(dǎo)致泵嘴損壞。支架設(shè)置應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

1.支架的承重能力要與其支撐的管道荷載一致或者大于管道荷載;

2.支架的間距要符合管道的跨距要求;

3.應(yīng)力管道的支架要符合應(yīng)力分析的要求;

4.支架的材料要與被支撐管道一致;

5.支架要盡量設(shè)置在荷載集中的位置。

3? 結(jié)論

泵區(qū)的配管是裝置中最簡(jiǎn)單的，但是也需要詳細(xì)的考慮，有計(jì)劃地完成，無(wú)論是單元大小，都不能掉以輕心。

參考文獻(xiàn)：

[1]《石油化工壓力管道設(shè)計(jì)手冊(cè)》

[2]《石油化工管道安裝設(shè)計(jì)便查手冊(cè)》

作者簡(jiǎn)介：

尹伊君（1983.12-），女，吉林市，本科，工程師。

（煙臺(tái)萬(wàn)華化工設(shè)計(jì)院有限公司）