石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)探討

崔同凱

摘 要：在石油化工管道系統(tǒng)中，蒸汽管道配管是重要構(gòu)成部分，發(fā)揮著中啊喲作用，為能夠保證管道運(yùn)行平穩(wěn)，并創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，真正做到高效、經(jīng)濟(jì)、安全的生產(chǎn)，蒸汽管道配管的建立，要充分的結(jié)合石油化工企業(yè)的實(shí)際需求，充分掌握實(shí)際情況和相關(guān)數(shù)據(jù)做到具體問題具體分析，對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，以便更好地推動(dòng)我國(guó)石油工業(yè)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置;蒸汽管道;配管設(shè)計(jì)

1 石油化工的蒸汽管道

現(xiàn)階段，我國(guó)石油化工工藝的蒸汽管道配管的整體發(fā)展還是比較好的。在化工工藝的運(yùn)行過程中，蒸汽管道配管的使用可以有效地提高石油分離的安全性和穩(wěn)定性。目前，蒸汽管道主要用于用量大、分離難、并且會(huì)產(chǎn)生有毒氣體的化工產(chǎn)品，主要代表就是石油。石油在進(jìn)行分離時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫等有毒氣體。這些有毒氣體會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的破壞，因此不能將其直接排放到大氣環(huán)境中，為了有效的控制這些有毒氣體，可以利用蒸汽管道來減少對(duì)環(huán)境的污染。在石油化工企業(yè)運(yùn)行時(shí)，裝置蒸汽管道可以減少有毒氣體對(duì)空氣的污染，當(dāng)石油在蒸汽管道中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，蒸汽管道可以有效地控制反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的有毒氣體，不會(huì)讓其任意擴(kuò)散到空氣中。而蒸汽管道在裝置過程中并不需要花費(fèi)大量的成本，因此在石油化工企業(yè)中得到了廣泛的運(yùn)用。此外，蒸汽管道還具有隔熱保溫，防潮，防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。在蒸汽管道中，蒸汽管道配管發(fā)揮了非常重要的作用，也是蒸汽管道設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)，因在提高蒸汽管道的工作性能時(shí)必須要加強(qiáng)蒸汽管道配管的科學(xué)設(shè)計(jì)。

2 石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)探討

2.1 泵的配管設(shè)計(jì)

安全和環(huán)境保護(hù)法規(guī)是化工設(shè)計(jì)人員首要考慮的因素，因此對(duì)于化工工藝裝置泵的配管設(shè)計(jì)必須首要考慮防火、防爆、安全防護(hù)和環(huán)境保護(hù)等因素，泵是動(dòng)設(shè)備，動(dòng)設(shè)備的配管應(yīng)注意控制管道的固有頻率，避免產(chǎn)生共振，管道柔性分析應(yīng)滿足泵制造廠關(guān)于管口受力的要求，同時(shí)對(duì)于熱膨脹管道，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，滿足應(yīng)力要求的同時(shí)，管道走向要簡(jiǎn)單明了;泵有進(jìn)出口，故配管時(shí)分入口管和出口管，泵的進(jìn)出口通常會(huì)有變徑，入口采用偏心大小頭，出口采用同心大小頭，對(duì)于入口管路中不得有氣袋，否則應(yīng)設(shè)置高點(diǎn)排空;為了避免輸送流體的倒流，栗出口管道都設(shè)置止回閥，另外泵出口管線走向要考慮管道柔性，特別是高溫高壓管道，必須根據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果來確定管道走向，從而合理布置泵出口管線。

2.2 蒸汽支管設(shè)計(jì)

蒸汽管道主要由主管頂接出，在設(shè)計(jì)中，若需要在支管設(shè)置控制閥，則應(yīng)將其布置在靠近主管的橫向管道當(dāng)中。由于設(shè)備操作十分便利，應(yīng)優(yōu)選切斷閥。蒸汽支管不可從要求較高的蒸汽管道上接出。蒸汽管道的π 形補(bǔ)償器中不可引出支管，如支管引出從兩側(cè)進(jìn)行，還需對(duì)主管位移進(jìn)行合理控制，且支管不可承受過大的應(yīng)力，避免主管膨脹而引發(fā)支管銀觸點(diǎn)位移的問題。

蒸汽支管需采用兩個(gè)閥塊，主蒸汽管道或支管連接時(shí)必須與設(shè)備和工藝管道連接，并在蒸汽管道頂部設(shè)置三個(gè)閥門，兩個(gè)切口之間的閥門常開單向閥的間距不得超過20mm。蒸汽管道、疏水性設(shè)施的設(shè)置需要嚴(yán)格按照國(guó)家現(xiàn)有的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。蒸汽管道減壓閥中的調(diào)節(jié)閥應(yīng)具備優(yōu)良的性能;做好蒸汽水分離器和加熱器的質(zhì)量檢查工作，確保其與規(guī)定要求相符;設(shè)備進(jìn)氣管切斷閥前的最低點(diǎn)要滿足設(shè)計(jì)要求;蒸汽分配管與閃蒸罐的底部不可違背設(shè)計(jì)規(guī)范;蒸汽分支管的配件質(zhì)量均需滿足要求，基于車子的運(yùn)行要求設(shè)置冷凝水放凈閥。

2.3 蒸汽管道排液設(shè)施設(shè)計(jì)

排液設(shè)施的設(shè)置與壓力蒸汽的狀態(tài)有著直接關(guān)系，如果壓力蒸汽屬于過熱蒸汽時(shí)，無需設(shè)置排液設(shè)施，不過在蒸汽管道的暖管中則會(huì)出現(xiàn)較多凝液，開車時(shí)此現(xiàn)象較為普遍。因此，必須設(shè)置專門的排液設(shè)備。蒸汽壓力等級(jí)不同是產(chǎn)生凝液的又一原因，需要設(shè)置不同的排液設(shè)施。超高壓管道中通常不會(huì)形成凝液，所以生產(chǎn)中一般不會(huì)設(shè)置輸水設(shè)施。

超高壓管道管壁的厚度較大，壓力數(shù)值也相對(duì)較大，不容易開孔，因此無需設(shè)置分液包。高壓蒸汽管、中壓蒸汽管和低壓蒸汽管使用中，均不會(huì)產(chǎn)生冷凝液，但是蒸汽管暖管會(huì)處于開車狀態(tài)下，進(jìn)而產(chǎn)生較多的凝液。對(duì)此，要在蒸汽管中設(shè)置輸水管道。蒸汽管道配水設(shè)施設(shè)置中，需將分液包設(shè)置于蒸汽主管末端，水平敷設(shè)蒸汽管道中的分液包間隔需滿足設(shè)計(jì)要求。規(guī)定裝置內(nèi)部飽和蒸汽中的間距為80m，過熱蒸汽中間距為160m，裝置外部順坡和逆坡的間距要分別控制在300m 和200m左右，當(dāng)蒸汽進(jìn)入到設(shè)備后，要結(jié)合實(shí)際在設(shè)備周邊設(shè)置蒸汽疏水閥，在下部的陷阱中采用多種疏水措施，且無需在過熱蒸汽裝置上設(shè)置水分離器。

2.4 高溫隔熱管托設(shè)計(jì)

高溫隔熱托管是一種保溫托管類型，主要使用在中、高溫管道中，由于其管托熱損失較低，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。另外，安裝過程中無需焊接管道，能夠避免損害管道，對(duì)保證管道壽命有重要意義。為此，引進(jìn)高溫隔熱管托以期減少熱能損失。

高溫隔熱管托可用于水平管道、垂直管道以及剛性吊架或彈簧吊架，結(jié)構(gòu)型式種類較多，結(jié)合多個(gè)廠家技術(shù)交流情況和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，擬使用的隔熱管托基本類型有2種：雙管夾式高溫隔熱管托（1/2"～48"），全管夾式高溫隔熱管托（1/2"～48"）。選擇時(shí)，根據(jù)不同設(shè)計(jì)溫度，相應(yīng)部件的尺寸和材料根據(jù)計(jì)算確定。

2.5 蒸汽凝液管道設(shè)計(jì)

在化工裝置體系中，蒸汽凝液管道也占有重要地位。通常，針對(duì)蒸汽凝液管道配置存在相應(yīng)的問題，主要是沒有充分了解和掌握現(xiàn)實(shí)狀況，另外由于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)性不強(qiáng)，使得蒸汽凝液管道設(shè)計(jì)存在質(zhì)量安全隱患。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)過程中要保證蒸汽凝液管道與蒸汽管道裝置處于同層，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。

2.6 直埋管道補(bǔ)償器安裝設(shè)計(jì)

在實(shí)際直埋管道補(bǔ)償器安裝的過程中需要綜合考慮管道熱力的問題，管道因熱力產(chǎn)生的影響效果需要補(bǔ)償器進(jìn)行消化，以保證蒸汽管道運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

蒸汽管道的熱伸長(zhǎng)量需要根據(jù)兩固定節(jié)間的直管段計(jì)算長(zhǎng)度、管道的膨脹系數(shù)、管內(nèi)介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度差等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。并且當(dāng)兩固定節(jié)間的直管段計(jì)算長(zhǎng)度保持固定的狀態(tài)下，管道熱伸長(zhǎng)量就會(huì)隨著管內(nèi)介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度差值的增長(zhǎng)而變大。這就是補(bǔ)償器安裝必要性的體現(xiàn)，在直埋蒸汽管道敷設(shè)當(dāng)中應(yīng)用的補(bǔ)償器種類主要有波紋補(bǔ)償器和自然補(bǔ)償。在直埋管道敷設(shè)中，套筒補(bǔ)償器與球形補(bǔ)償器和套筒補(bǔ)償器由于存在一定的局限性，因此不具有適用性。

波紋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)安裝設(shè)計(jì)，通常是在補(bǔ)償器外護(hù)管，待補(bǔ)償器完全封閉之后進(jìn)行直埋敷設(shè)安裝。這種方式施工環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，效率高，可實(shí)現(xiàn)預(yù)制后安裝。但這種方式也有缺陷，當(dāng)補(bǔ)償器出現(xiàn)故障時(shí)，維修的難度較大。而且波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)安裝具有特殊性，補(bǔ)償器設(shè)備損壞的概率較大，如果波紋補(bǔ)償器存在潛在的缺陷，在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)明顯的征兆，但是蒸汽管道長(zhǎng)期運(yùn)行下，補(bǔ)償器長(zhǎng)期伸縮，設(shè)備損壞、泄露等問題就極易發(fā)生。由于在安裝之前很難及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，在封閉安裝之后，想要維修處理故障就會(huì)非常困難。因而波紋補(bǔ)償器安裝設(shè)計(jì)應(yīng)用與傳統(tǒng)模式有很大的不同，單純保證蒸汽管道系統(tǒng)管材與設(shè)計(jì)合理、工程建設(shè)規(guī)范，并不能完全避免補(bǔ)償器維修。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油化工企業(yè)運(yùn)行中，蒸汽管道配管發(fā)揮的作用不可忽視，特別是前期設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)后期的安全運(yùn)行影響巨大，并直接與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。設(shè)計(jì)人員必須全面了解和掌握蒸汽管道配管配置的要求和要點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)管道設(shè)計(jì)的研究處理，給化工生產(chǎn)創(chuàng)造更好的環(huán)境和條件。

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