石油化工裝置中工藝管道的設(shè)計(jì)

李云鵬

摘要：石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)化工企業(yè)來(lái)說意義重大，它的好壞會(huì)直接影響到化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及企業(yè)員工的生命安全，高質(zhì)量的管道設(shè)計(jì)可以有效防止安全事故的發(fā)生。因此，本文對(duì)石油化工裝置中工藝管道的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置;工藝管道;設(shè)計(jì)

一、工藝管道設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1工藝流程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

工藝管道的存在，本身就是為了連接工藝流程，使其工藝流程能夠順暢的走下去，一個(gè)合理的工藝流程對(duì)工藝管道設(shè)計(jì)的影響非常大。合理的工藝流程設(shè)計(jì)可以避免冗雜的工藝管道，既能節(jié)約成本也可以降低安全隱患。但是很多石油化工企業(yè)，尤其是一些基層企業(yè)，為減少投資成本，在建設(shè)初期沒有進(jìn)行專業(yè)的工藝流程設(shè)計(jì)只是把其它企業(yè)所運(yùn)用的一些工藝流程進(jìn)行照搬照抄，使得工藝管道的設(shè)計(jì)質(zhì)量偏低。也有部分企業(yè)在進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有按照相應(yīng)的消防安全規(guī)定進(jìn)行，工藝流程的設(shè)計(jì)未按照相關(guān)規(guī)定，工藝管道的設(shè)計(jì)自然也會(huì)受到較大影響，這就導(dǎo)致在發(fā)生緊急情況時(shí)無(wú)法采取有效的措施去應(yīng)對(duì)，而帶來(lái)重大的損失。還有企業(yè)在未加評(píng)估檢查的情況下就引入了外國(guó)的工藝流程和生產(chǎn)技術(shù)，使得工藝管道設(shè)計(jì)復(fù)雜，但是在實(shí)際的運(yùn)行中并沒有帶來(lái)太大的效果。

1.2化工裝置布置現(xiàn)狀

石油化工中工藝管道的作用就是連接各個(gè)化工裝置，這就可以直接看出相應(yīng)的化工裝置的布置設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)工藝管道設(shè)計(jì)帶來(lái)多大的影響。化工裝置的布置設(shè)計(jì)會(huì)直接影響石油化工工藝管道的設(shè)計(jì)和后期的維護(hù)工作。石油化工的工藝管道數(shù)目很大，并且排列緊密，一旦發(fā)生事故往往就是災(zāi)難性的，一般而言真正的大型石油化工企業(yè)會(huì)進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)和化工裝置布置設(shè)計(jì)，以保證安全和工藝管道的利用度。但是一些小型的石油化工企業(yè)沒有進(jìn)行這兩種設(shè)計(jì)，導(dǎo)致化工裝置布置雜亂無(wú)序，工藝管道冗雜，一旦發(fā)生安全事故無(wú)法進(jìn)行合理的減災(zāi)。

1.3工藝管道路線設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

作為石油化工裝置中的重要組成部分，工藝管道的路線設(shè)置非常重要，設(shè)計(jì)路線的好壞不僅影響到施工質(zhì)量、施工安全，還影響到日后的操作安全，因此，我們需要將工藝管道路線的安全設(shè)計(jì)作為首要工作任務(wù)。盡量使用危險(xiǎn)性較小、強(qiáng)度較高、耐腐蝕較好的材料，保證化工裝置中的危險(xiǎn)介質(zhì)不會(huì)從管道中泄漏出來(lái)，減少事故發(fā)生的幾率。

二、工藝管道設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

在石油化工企業(yè)中，管道設(shè)計(jì)問題關(guān)系重大，管道的實(shí)效性對(duì)整體生產(chǎn)能力有著重要的影響。因此，要針對(duì)管道會(huì)出現(xiàn)的問題，對(duì)其進(jìn)行間隔性的檢查。實(shí)踐表明，我國(guó)石油化工企業(yè)中的工藝設(shè)備中還有一些細(xì)節(jié)需要完善，必須將這些問題加以改善，以提高石化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。

2.1做好工藝管道檢查工作

對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過程來(lái)說，工藝管道擔(dān)負(fù)著連接各個(gè)生產(chǎn)元件的重要作用，在生產(chǎn)中起著承接作用，對(duì)于整個(gè)工程的完整性有著重要的影響。因此，在技術(shù)準(zhǔn)備工作完成后，要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)方案，對(duì)工藝管道進(jìn)行系統(tǒng)性的檢查。在檢查的過程中，要嚴(yán)格按照流程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成檢查。檢查的首要任務(wù)時(shí)針對(duì)其完整性方面的檢查，在這個(gè)環(huán)節(jié)中要根據(jù)管道的系統(tǒng)圖，確定整個(gè)管道是否有缺失的部分，檢查管道的整體構(gòu)造，使其能夠滿足施工的需要。

2.2做好細(xì)節(jié)的完善工作

管道中的細(xì)節(jié)問題也是影響生產(chǎn)的重要因素，在管道設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格檢查細(xì)節(jié)上存在的問題，使整個(gè)生產(chǎn)工藝得到完善。對(duì)于管道試壓方案的設(shè)計(jì)，要將方案進(jìn)行完整性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將方案交給有關(guān)部門進(jìn)行審核，方案必須經(jīng)過準(zhǔn)確的審核后，才能執(zhí)行具體的操作。另外，要做好方案的統(tǒng)籌和規(guī)劃，完善試壓的條件，合理安排放行環(huán)節(jié)，使工藝管道的嚴(yán)密性得到保證。如在塔與管線的設(shè)計(jì)中，要合理安排管線的布置，利用調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)管道的控制，針對(duì)這一內(nèi)容，下文中會(huì)做詳細(xì)介紹。細(xì)節(jié)是是工藝管線得以完善的重要保障，在設(shè)計(jì)中不能被忽視，必須在考慮管路整體構(gòu)架的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)管線細(xì)節(jié)的把握，保證工藝管道的整體性能。

三、石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)

3.1管架的設(shè)計(jì)

石油化工裝置管道的支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分，管架系統(tǒng)可以支撐整個(gè)管道，也可以提高管道的穩(wěn)定性。管道設(shè)計(jì)必須滿足管道長(zhǎng)期輸送介質(zhì)的穩(wěn)定性要求，確保管道系統(tǒng)安全輸送。一般的管道設(shè)計(jì)需結(jié)合彈簧架和支架的合理搭配，這樣的管道設(shè)計(jì)性價(jià)比較高，可以節(jié)省成本和管道不穩(wěn)定等現(xiàn)象產(chǎn)生。

3.2裝置塔及立式容器設(shè)備的管道設(shè)計(jì)

石油化工裝置管道的塔和容器設(shè)計(jì)，需考慮其介質(zhì)形態(tài)和工藝原理。當(dāng)氣體和液體相向而流時(shí)需要將調(diào)節(jié)閥裝在能接觸介質(zhì)的容器邊，這樣設(shè)計(jì)可以減少管道內(nèi)壓，也能減少裝置管道的震動(dòng)現(xiàn)象。從設(shè)計(jì)原理角度出發(fā)，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(wú)袋形且線路短的熱旁路來(lái)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)。

3.3裝置泵的管道設(shè)計(jì)

泵的管道設(shè)計(jì)需滿足其正常使用及檢修等要求的前提下，更要考慮熱膨脹對(duì)泵出入口的要求，來(lái)減小泵嘴處的應(yīng)力現(xiàn)象。在滿足泵的管道設(shè)計(jì)要求下，盡量減少泵口處管道的長(zhǎng)度。對(duì)于往復(fù)泵，因?yàn)槊}動(dòng)的存在，應(yīng)盡量減少管道彎頭數(shù)量。管道布置時(shí)，離心泵需要有一側(cè)設(shè)計(jì)泵的檢修維修，往復(fù)泵預(yù)留空間進(jìn)行活塞及拉桿拆卸和檢修，立式泵上方應(yīng)有檢修空間。泵的吸入口有變徑時(shí)，使用頂平大小頭，避免泵嘴集氣對(duì)泵造成氣蝕，泵吸入口前有3DN直管段，減少對(duì)泵葉輪的影響。泵出入口管道合理設(shè)置承重支架和導(dǎo)向或者止推支架，減小泵嘴應(yīng)力及力矩。

3.4管廊上官道的設(shè)計(jì)

管廊是沿著管道或設(shè)備外布置，形成走廊，可連通裝置內(nèi)的設(shè)備。管廊上管道的合理設(shè)計(jì)可以提高設(shè)備裝置的安全性，節(jié)省成本。大直徑重管道應(yīng)布置在靠近管架柱子的位置或設(shè)計(jì)在管架柱子的上方，小直徑的輕管道布置在管架的中心部位。合理的設(shè)備平面布置是依據(jù)工藝流程在管廊兩側(cè)布置設(shè)備，因此應(yīng)設(shè)計(jì)聯(lián)系管廊兩側(cè)的設(shè)備，管廊中間應(yīng)設(shè)計(jì)公用工程管道。當(dāng)設(shè)計(jì)為雙層管廊時(shí)，一般氣體管道、熱管道盡量布置在上方;液體的、冷的、液化烴、化學(xué)藥劑及其他有腐蝕性介質(zhì)的管道宜布置在下方。

3.5冷換設(shè)備的管道設(shè)計(jì)

石油化工裝置的冷換設(shè)備是由冷卻器、換熱器和冷凝冷卻器組成，是依據(jù)冷熱介質(zhì)在管道中傳熱達(dá)到交換效果。石油化工裝置的管道需考慮低壓、高壓交替作用因素，其換熱器需滿足相關(guān)規(guī)范，并設(shè)計(jì)在離維修通道近的地方。冷換設(shè)備在進(jìn)出管道時(shí)需設(shè)計(jì)分?jǐn)嚅y，這樣可以利于有毒或可燃?xì)怏w的輸送，確保使用年限。對(duì)于頂餾到凝器的管線支管和主管需要垂直設(shè)計(jì)以避免流體不均勻現(xiàn)象出現(xiàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)在發(fā)展的過程中，石油化工行業(yè)整體的發(fā)展現(xiàn)狀較為良好，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了較好的基礎(chǔ)。實(shí)際發(fā)展的過程中，關(guān)于石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)問題，也引起了作業(yè)人員以及研究人員的關(guān)注。未來(lái)發(fā)展的過程中，石油化工企業(yè)為了保障石油化工裝置工藝管道的設(shè)計(jì)效果，并且促進(jìn)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。實(shí)際發(fā)展的過程中，應(yīng)朝著安全性、合理性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性的方向進(jìn)行發(fā)展。

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