石油化工裝置中工藝管道的設(shè)計

楊光 成兆坤

摘要：石油化工裝置工藝管道設(shè)計對整個化工企業(yè)來說意義重大，它的好壞會直接影響到化工企業(yè)的經(jīng)濟效益以及企業(yè)員工的生命安全，高質(zhì)量的管道設(shè)計可以有效防止安全事故的發(fā)生。因此，本文對石油化工裝置中工藝管道的設(shè)計進行了分析。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置;工藝管道;設(shè)計

一、工藝管道設(shè)計現(xiàn)狀

1.1工藝流程設(shè)計現(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，一個合理的工藝流程對工藝管道設(shè)計的影響非常大。合理的工藝流程設(shè)計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)初期沒有進行專業(yè)的工藝流程設(shè)計只是把其它企業(yè)所運用的一些工藝流程進行照搬照抄，使得工藝管道的設(shè)計質(zhì)量偏低。照搬照抄其它企業(yè)的工藝流程，自然也就照搬了其它企業(yè)的工藝管道設(shè)計，但是這帶來了很多問題，例如：部分工藝管道照搬其它企業(yè)帶來很大的安全隱患，將有毒有害物質(zhì)未經(jīng)處理排放到了外部，這不僅使得生產(chǎn)風(fēng)險大大增加，也違背了相關(guān)的法律法規(guī)。也有部分企業(yè)在進行工藝流程設(shè)計的時候沒有按照相應(yīng)的消防安全規(guī)定進行，工藝流程的設(shè)計未按照相關(guān)規(guī)定，工藝管道的設(shè)計自然也會受到較大影響，這就導(dǎo)致在發(fā)生緊急情況時無法采取有效的措施去應(yīng)對，而帶來重大的損失。還有企業(yè)在未加評估檢查的情況下就引入了外國的工藝流程和生產(chǎn)技術(shù)，使得工藝管道設(shè)計復(fù)雜，但是在實際的運行中并沒有帶來太大的效果。

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)計會對工藝管道設(shè)計帶來多大的影響。化工裝置的布置設(shè)計會直接影響石油化工工藝管道的設(shè)計和后期的維護工作。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)會進行工藝流程設(shè)計和化工裝置布置設(shè)計，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)沒有進行這兩種設(shè)計，導(dǎo)致化工裝置布置雜亂無序，工藝管道冗雜，一旦發(fā)生安全事故無法進行合理的減災(zāi)。

1.3工藝管道路線設(shè)計現(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)計作為首要工作任務(wù)。盡量使用危險性較小、強度較高、耐腐蝕較好的材料，保證化工裝置中的危險介質(zhì)不會從管道中泄漏出來，減少事故發(fā)生的幾率。

二、石油化工裝置工藝管道設(shè)計

2.1管架的設(shè)計

石油化工裝置管道的支架結(jié)構(gòu)設(shè)計是管道系統(tǒng)設(shè)計的重要部分，管架系統(tǒng)可以支撐整個管道，也可以提高管道的穩(wěn)定性。管道設(shè)計必須滿足管道長期輸送介質(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)計需結(jié)合彈簧架和支架的合理搭配，這樣的管道設(shè)計性價比較高，可以節(jié)省成本和管道不穩(wěn)定等現(xiàn)象產(chǎn)生。

2.2裝置塔及立式容器設(shè)備的管道設(shè)計

石油化工裝置管道的塔和容器設(shè)計，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)計可以減少管道內(nèi)壓，也能減少裝置管道的震動現(xiàn)象。從設(shè)計原理角度出發(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袋形且線路短的熱旁路來控制，以便于液柱在調(diào)節(jié)閥之前達到管道設(shè)計規(guī)范的標準。

2.3裝置泵的管道設(shè)計

泵的管道設(shè)計需滿足其正常使用及檢修等要求的前提下，更要考慮熱膨脹對泵出入口的要求，來減小泵嘴處的應(yīng)力現(xiàn)象。在滿足泵的管道設(shè)計要求下，盡量減少泵口處管道的長度。對于往復(fù)泵，因為脈動的存在，應(yīng)盡量減少管道彎頭數(shù)

量。管道布置時，離心泵需要有一側(cè)設(shè)計泵的檢修維修，往復(fù)泵預(yù)留空間進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，使用頂平大小頭，避免泵嘴集氣對泵造成氣蝕，泵吸入口前有3DN直管段，減少對泵葉輪的影響。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。

2.4管廊上官道的設(shè)計

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)計聯(lián)系管廊兩側(cè)的設(shè)備，管廊中間應(yīng)設(shè)計公用工程管道。當(dāng)設(shè)計為雙層管廊時，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。

三、石油化工管道設(shè)計注意事項

3.1應(yīng)注意管道的布置在進行石油化工管道設(shè)計的時候應(yīng)時刻注意合理的對管道進行安排，在進行管道布置的時候應(yīng)注意管廊上的一些附加余量，在管廊上的設(shè)計余量應(yīng)該設(shè)定為10%-20%，但伴隨裝置的運行和不斷的改造，可能會出現(xiàn)一些有更高的數(shù)值，但是在進行相關(guān)的熱應(yīng)力管道規(guī)劃過程中，往往只需要布置在兩邊就可以了，這樣可以大大方便n形補償器的設(shè)置。

3.2嚴格控制采購材料石油化工管道的材料對管道運行安全有著重大的影響，特別是金屬材料，因此必須嚴格控制選擇材料的科學(xué)性合理性。首先要重視管道材料的采購，嚴格把控采購材料的質(zhì)量、數(shù)量，以及相關(guān)的技術(shù)文件和產(chǎn)品規(guī)格，其中為了確保管道施工的進度，在采購材料時需要附加2%-20%的量，當(dāng)然如果設(shè)計與施工水平有保證，附加量可以適當(dāng)降低。在材料進廠以后需要針對材料的質(zhì)量、規(guī)格、數(shù)量等相關(guān)事項進行核對驗收，保證采購材料與需求一致。

3.3重材料檢測及低溫損害的處理對于許多金屬管道的材料而言，都需要進行一定的水壓和氣密試驗，并且要按相關(guān)安全級別對不同的閥門進行一個合理的水壓測試和調(diào)試抽檢。當(dāng)發(fā)現(xiàn)石油管道的工作環(huán)境溫度過低的時候，因為低溫可能造成管道所能受到的壓力和沖擊力程度極大的下降，很容易就會發(fā)生破損的情況。當(dāng)出現(xiàn)操作溫度等于或低于零下20℃的時候，就必須要依照實際的要求對低溫材料進行選擇。

四、結(jié)束語

當(dāng)前我國在發(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，為我國經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展奠定了較好的基礎(chǔ)。實際發(fā)展的過程中，關(guān)于石油化工裝置工藝管道設(shè)計問題，也引起了作業(yè)人員以及研究人員的關(guān)注。未來發(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)計效果，并且促進企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。實際發(fā)展的過程中，應(yīng)朝著安全性、合理性、耐久性、經(jīng)濟性的方向進行發(fā)展。

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