淺談?shì)敋夤艿滥┱竟に囋O(shè)計(jì)

楊春曉 馬曉輝

新疆和田新捷能源有限公司，中國(guó)·新疆 和田 848000

1 引言

對(duì)于天然氣化工行業(yè)來(lái)講，其中的工藝管道設(shè)計(jì)就是基礎(chǔ)性的構(gòu)成部分，但是，它的設(shè)計(jì)是不是比較合理的就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)，不少的企業(yè)會(huì)在未經(jīng)合理設(shè)計(jì)的情況下安設(shè)過(guò)于密集的管道，一旦發(fā)生事故就會(huì)造成巨大的損壞，還有一些是在管道安裝中過(guò)于簡(jiǎn)化，或者是使用的材料不符合標(biāo)準(zhǔn)等，存在著較多的事故隱患。這些均成為很多小型天然氣化工企業(yè)發(fā)生重大事故的主要原因。

2 天然氣工藝管道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

2.1 明確工藝管道設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)

在天然氣化工設(shè)備實(shí)施工藝管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要的時(shí)間往往并不長(zhǎng)，但需要參與的人員比較多，在設(shè)計(jì)者的相互配合下才可以較好地完成此類(lèi)工作，為了降低其中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率，就應(yīng)該先對(duì)工藝管道設(shè)計(jì)的相關(guān)部分予以清晰的確定，然后在各部門(mén)的有序工作中獲得最高的效率，并有效預(yù)防設(shè)計(jì)中的偏差產(chǎn)生。對(duì)于設(shè)計(jì)方案給予科學(xué)的審視能夠讓設(shè)計(jì)質(zhì)量獲得一定程度上的提高，再加上先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的使用，進(jìn)而可以明顯降低不良設(shè)計(jì)問(wèn)題的形成，讓設(shè)計(jì)的精度得到提升。當(dāng)設(shè)計(jì)方案擬定后，請(qǐng)專(zhuān)業(yè)性的工程師去進(jìn)行評(píng)測(cè)，并對(duì)其中的不足之處予以改善。

2.2 選擇優(yōu)質(zhì)材料

對(duì)于管道的最終質(zhì)量形成一定影響的因素，還包括了對(duì)于制作材料的選擇。在這一方面主要是依照設(shè)計(jì)的溫度、壓力、傳輸介質(zhì)和制作成本等多個(gè)方面去對(duì)材料性能與等級(jí)予以整體性的考慮和確認(rèn)。一般來(lái)講，天然氣化工設(shè)備主要包括兩大體系，即高壓體系和低壓體系，這兩大體系對(duì)于溫度與壓力的要求也具有比較大的不同之處。當(dāng)然，在有些時(shí)候，也會(huì)按照現(xiàn)實(shí)狀況去進(jìn)行特殊的設(shè)定，比如說(shuō)在壓力等級(jí)一樣的時(shí)候所采用的材質(zhì)是不一樣的。

因此，在對(duì)工藝管道材料進(jìn)行選擇的時(shí)候，一定要參照相關(guān)的要求，并有效結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求去對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行挑選和使用，不但要讓管道能夠滿足相應(yīng)的壓力，還應(yīng)當(dāng)適合相應(yīng)的流體性質(zhì)，更要考慮到溫度的相應(yīng)要求，僅有全面的考慮和合理的設(shè)計(jì)才可以讓成本降到最低，而且還讓設(shè)備也完全能夠達(dá)到使用的需求，保障生產(chǎn)過(guò)程的安全性[1]。

2.3 天然氣化工裝置工藝管道系統(tǒng)的技術(shù)調(diào)整

對(duì)天然氣化工設(shè)備的工藝管道實(shí)施相應(yīng)的壓力檢測(cè)是不可忽視的，而且國(guó)家和行業(yè)也均對(duì)此方面的問(wèn)題給予了嚴(yán)格的要求和規(guī)定。然而，此項(xiàng)檢測(cè)工作存在著相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該采用必要的安全技術(shù)措施去提供保障。在實(shí)施壓力檢測(cè)的時(shí)候，應(yīng)該選擇合理的壓力表去保障檢測(cè)的精準(zhǔn)度。另外，還要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況去對(duì)工藝管道系統(tǒng)實(shí)施設(shè)計(jì)上的調(diào)整，進(jìn)而去達(dá)到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和使用的相應(yīng)需求。還有一點(diǎn)需要注意的是，在對(duì)天然氣化工設(shè)備的工藝管道設(shè)計(jì)實(shí)施調(diào)整或者是拆裝處理時(shí)，必須對(duì)相應(yīng)的操作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的記錄和管理，以預(yù)防過(guò)程中的疏忽對(duì)設(shè)備的應(yīng)用性能和安全性造成影響。

3 輸氣管道末站工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 設(shè)計(jì)安全合理的工藝路線

在天然氣化工設(shè)備工藝設(shè)計(jì)中，對(duì)于管道線路的設(shè)計(jì)也是非常重要的，其設(shè)計(jì)的是否合理也直接影響到了后期工藝的落實(shí)，所以說(shuō)，應(yīng)該對(duì)工藝路線的設(shè)計(jì)問(wèn)題給予重視。使用一些危險(xiǎn)性較小的物質(zhì)材料能夠盡可能地降低設(shè)備的危險(xiǎn)介質(zhì)，從而降低事故形成概率；使用盡可能簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)流程可以更好地預(yù)防操作的復(fù)雜性。另外，在設(shè)計(jì)時(shí)合理使用部分輔助性的材料，可以減小工藝制作中的嚴(yán)格條件。

3.2 設(shè)計(jì)安全的工藝過(guò)程

工藝過(guò)程所具有的安全性會(huì)在很大程度上影響到天然氣化工設(shè)備的綜合質(zhì)量。因此，在這一設(shè)計(jì)中需要對(duì)應(yīng)用材料的易燃和易爆性予以全面的考慮，另外也要落實(shí)好防火和防爆等多種安全措施，對(duì)于能夠預(yù)測(cè)的一些不良情況和問(wèn)題需要提前制定應(yīng)對(duì)措施等。因?yàn)樘烊粴饣に哂械奶厥庑?，?dǎo)致相關(guān)的項(xiàng)目建設(shè)往往是比較緊迫的，如果在設(shè)計(jì)方面不能給予科學(xué)的調(diào)配，就很容易形成熬夜加班等情況，因此也會(huì)對(duì)工作效率和質(zhì)量形成影響。最后還要對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)人員的整體素質(zhì)進(jìn)行加強(qiáng)，這對(duì)于管道設(shè)計(jì)來(lái)講是極為重要的一個(gè)方面，也只有在高素質(zhì)設(shè)計(jì)人員的共同努力下，才能夠保障設(shè)計(jì)的安全性和合理性。

3.3 下游用戶復(fù)雜導(dǎo)致用氣量波動(dòng)大

部分站場(chǎng)除給城鎮(zhèn)居民供氣外，還給CNG 加氣站供氣。由于城鎮(zhèn)燃?xì)庥脷饬侩S季節(jié)、早中晚用氣時(shí)段變化很大，CNG 加氣站壓縮機(jī)啟停又有很大的不確定性，這就導(dǎo)致管網(wǎng)用量高峰低谷流量比增大，最大可達(dá)50 ∶1。該比值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)量程比最大的流量計(jì)所能計(jì)量到的量程范圍。

4 輸氣管道末站的安全設(shè)計(jì)與合理設(shè)計(jì)

4.1 安全設(shè)計(jì)

安全問(wèn)題可以稱(chēng)之為任何工作的首要任務(wù)，所以在工藝管道設(shè)計(jì)過(guò)程中必須重視安全性這一問(wèn)題。特別是在閥門(mén)和管道等這些構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，必須要符合相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)該對(duì)于抗震、抗裂、溫度以及腐蝕性等多方面的問(wèn)題予以充分的設(shè)計(jì)和考慮。為了保證工藝管道的安全性，還應(yīng)該將安全網(wǎng)和防爆膜等進(jìn)行有效的安設(shè)，以及安設(shè)相關(guān)的檢測(cè)儀表和報(bào)警設(shè)備等[2]。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)該對(duì)于比較重要的部分實(shí)施現(xiàn)實(shí)環(huán)境的考察，盡可能降低安全隱患。

4.2 合理設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)工藝管道的過(guò)程中，不可避免地會(huì)形成壓力和溫度均不相同的管道連接狀況，此時(shí)就應(yīng)該服從相對(duì)高一些的管道要求去實(shí)施。在對(duì)于塔和容器管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要達(dá)到相應(yīng)的工藝需求，還應(yīng)該考慮到后期的使用和檢修的便捷性，讓后期維護(hù)更加容易。

4.2.1 管道與閥門(mén)布置的合理性

對(duì)于管道和閥門(mén)的安設(shè)需要從兩大方面給予考慮：①設(shè)置采樣點(diǎn)。一定要達(dá)到有關(guān)工藝設(shè)計(jì)的相應(yīng)規(guī)定，把它安設(shè)于主管之上，并位于分支的前方，不能安設(shè)在死角或者是水平管的底部，應(yīng)該保障所采集的樣品擁有一定的代表性。②設(shè)置蒸汽吹掃管線。這一管線屬于化工設(shè)計(jì)中一般化的管線，其目的就是對(duì)漏洞予以檢查和判斷，而采用這一種方法實(shí)施安設(shè)所具有的優(yōu)點(diǎn)就是有著較高的獨(dú)立性，也就是說(shuō)如果其中的某支管有了泄漏，只需把此支管上安設(shè)的切斷閥關(guān)閉，并不會(huì)對(duì)別的支管或者是總管形成影響。

4.2.2 冷換設(shè)備管線設(shè)計(jì)的合理性

對(duì)于冷換設(shè)置管線進(jìn)行的安設(shè)和別的工藝設(shè)置有著較大的區(qū)別，其中有著比較多的和非常復(fù)雜的工藝因素，在實(shí)施相關(guān)的操作以及維護(hù)時(shí)一是要實(shí)施詳細(xì)的檢測(cè)。在冷換設(shè)備中通常是將冷水管安排為下入上出方式，能夠保障故障出現(xiàn)時(shí)依舊在換熱器中保存相應(yīng)的水量，預(yù)防其中的水被排空。二是和安裝的凈距離有關(guān)。在這一裝置的換熱環(huán)節(jié)中，為便于檢查，往往會(huì)把換熱器的進(jìn)出口位置的其他構(gòu)件保留一定的距離，主要是保障在故障維修時(shí)能夠便于拆卸（大多為310mm 左右）[3]。三是和熱應(yīng)力相關(guān)。對(duì)于冷換設(shè)備實(shí)施安設(shè)時(shí)，通常會(huì)把其固定點(diǎn)安排在管箱的端部，并且對(duì)于連接頭端的管嘴與管道所具有的熱脹問(wèn)題均實(shí)施全面的考慮。

5 結(jié)語(yǔ)

緊隨中國(guó)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各種行業(yè)也獲得了比較多的發(fā)展機(jī)會(huì)和比較大的發(fā)展成效，而具有工業(yè)血液稱(chēng)號(hào)的天然氣工業(yè)毫無(wú)疑問(wèn)地成為中國(guó)的重點(diǎn)發(fā)展與培植對(duì)象。由于中國(guó)在天然氣儲(chǔ)備資源方面是具有較大優(yōu)勢(shì)的，所以說(shuō)國(guó)家對(duì)于天然氣工業(yè)的發(fā)展也給予了大力的支持。

論文結(jié)合個(gè)人的工作經(jīng)歷將設(shè)計(jì)過(guò)程中的要點(diǎn)進(jìn)行分析、探討、總結(jié)，在具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中還需靈活運(yùn)用，并實(shí)事求是地按照相關(guān)的國(guó)家規(guī)范要求來(lái)執(zhí)行，才能保障管道的安全，從而最終實(shí)現(xiàn)裝置的正常生產(chǎn)，保障業(yè)主的利益最大化。