石油化工裝置工藝管道的設(shè)計(jì)

夏志

關(guān)鍵詞：石油化工裝置;工藝管道設(shè)計(jì);特點(diǎn);設(shè)計(jì)措施

1管道設(shè)計(jì)的重要性

對石油化工裝置而言，管道設(shè)計(jì)能在很大程度上影響其安全性能。由于石油化工產(chǎn)品具有易燃、易爆炸等特性，如果在管道設(shè)計(jì)中不能有針對性地解決石油運(yùn)輸中存在的問題，會發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，所以管道設(shè)計(jì)十分重要。首先，在設(shè)計(jì)過程中必須彌補(bǔ)管道設(shè)計(jì)的缺陷，避免發(fā)生石油泄漏問題，引發(fā)爆炸等危險事故。其次，需要對管道的抗壓能力進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。由于石油化工裝置工作的特殊性，管道必須具有抗高溫、抗壓、耐腐蝕等特點(diǎn)，最大限度地規(guī)避風(fēng)險。最后，需要合理設(shè)計(jì)管道的布局。由于管道設(shè)計(jì)往往需要多個管道互相重疊（見圖1），在設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)石油化工裝置的特點(diǎn)進(jìn)行布局，保證在某一管道發(fā)生泄漏時能快速找出泄漏點(diǎn)并及時維修[1]。

2石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)特點(diǎn)

由于石油化工生產(chǎn)具有較高的危險性，在設(shè)計(jì)管道時，需要從多個方面加強(qiáng)控制。從整體情況來看，工藝管道設(shè)計(jì)主要有以下兩個特點(diǎn)。

2.1設(shè)計(jì)復(fù)雜且工期較短

石油化工生產(chǎn)與其他產(chǎn)品生產(chǎn)有較大的區(qū)別，生產(chǎn)設(shè)備、運(yùn)輸物料的管道數(shù)量和壓力等有很大的不同，所以工藝管道設(shè)計(jì)的過程較為復(fù)雜，如果未根據(jù)具體情況進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，很容易造成石油泄漏等問題，引發(fā)安全事故。為了更好地解決這一問題，相關(guān)人員需要在短時間內(nèi)對相關(guān)因素進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，無形中增大了設(shè)計(jì)難度。目前，石油化工企業(yè)競爭較為激烈，會通過壓縮管道設(shè)計(jì)工期來提高競爭力，保證企業(yè)效益，部分企業(yè)甚至?xí)⒐に囇邪l(fā)和管道設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，在一定程度上導(dǎo)致設(shè)計(jì)與生產(chǎn)流程混亂，無法保證石油化工裝置的安全性，存在很大的安全隱患。

2.2專業(yè)性與綜合性強(qiáng)

石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)除了具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，專業(yè)性和綜合性也較強(qiáng)[2]。首先，化工管道涉及多方面的內(nèi)容，需要組建一個精通建筑、給排水、儀表、電氣、機(jī)械設(shè)備等不同專業(yè)的工作團(tuán)隊(duì)，從不同方面把控管道設(shè)計(jì)，因此，具有很強(qiáng)的專業(yè)性。如果無法保證設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)性，就很容易在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)一系列的安全問題，導(dǎo)致后續(xù)工作無法進(jìn)行。其次，在管道設(shè)計(jì)的過程中會用到建筑、電氣等專業(yè)操作技術(shù)，需要相關(guān)人員與其他領(lǐng)域的人員合作，更好地開展設(shè)計(jì)工作，所以整個過程的綜合性較強(qiáng)。

3石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)中存在的問題

3.1工藝管線設(shè)計(jì)問題

石油化工裝置管道設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，涉及多個方面，因此，在施工前需要做好地質(zhì)勘查，更好地保證管線設(shè)計(jì)的合理性[3]。首先，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要在設(shè)計(jì)前進(jìn)行實(shí)地考察，對埋管線位置周圍的環(huán)境進(jìn)行勘查，比如管道的鋪設(shè)范圍、地下的土質(zhì)條件等。其次，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)時需要從多方面考慮，既要遵循經(jīng)濟(jì)性原則，規(guī)劃出最短的管線路徑，節(jié)省資源，又要遵循實(shí)用性原則，保證滿足石油化工管道的整體需求。只有在設(shè)計(jì)過程中考慮周期，從不同方面規(guī)劃，才能繪制出優(yōu)質(zhì)的管線圖紙。但是目前從整體情況來看，工藝管線設(shè)計(jì)有時無法全面考慮問題，設(shè)計(jì)圖紙與管道施工實(shí)際情況存在一定的差異，很容易引發(fā)安全問題，嚴(yán)重時甚至?xí)斐墒托孤l(fā)爆炸事故，造成不可挽回的損失。

3.2工藝過程的安全問題

石油化工管道獨(dú)特的環(huán)境使其具有一定的危險性，在設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)人員需要考慮其安全性，從不同方面加強(qiáng)安全管控。但是從實(shí)際情況來看，許多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中會忽略管道安全的重要性，一味地追趕工期，導(dǎo)致管道設(shè)計(jì)存在不合理之處，容易引發(fā)安全事故。如果管道發(fā)生爆炸，就會造成大規(guī)模的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，相關(guān)工作人員在管道設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合管道中的危險因素不斷完善管道設(shè)計(jì)，積極引入先進(jìn)技術(shù)，最大限度地減少石油化工管道的安全威脅。

4石油化工裝置工藝管道的設(shè)計(jì)

4.1石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)過程的安全設(shè)計(jì)

由于石油化工管道的特性，在設(shè)計(jì)過程中首先要考慮安全因素，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要從多個方面加強(qiáng)安全設(shè)計(jì)，保證裝置安全和員工操作安全。首先，需要選擇危險性較低的原材料，并且秉持防火防腐蝕的原則，降低危險系數(shù)。合適的原材料還可以在很大程度上提高管道對環(huán)境的適應(yīng)性，減小外界環(huán)境對管道的影響。其次，在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時，需要重視警報裝置的靈敏性。在石油化工裝置運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)事件，此時警報裝置能起到很好的警示作用，幫助相關(guān)人員及時發(fā)現(xiàn)問題。如果警報裝置不靈敏，就無法及時發(fā)現(xiàn)問題，導(dǎo)致問題不斷惡化，引發(fā)安全事故。所以，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)過程中一定要注意警報裝置的容錯性，保證其可以在問題出現(xiàn)時及時發(fā)出警報。最后，一個完整的管道設(shè)計(jì)需要有應(yīng)急裝置，保證在事故發(fā)生時，可以給予工作人員一定的處理時間，保障工作人員的人身安全，最大限度地減小損失。

4.2石油化工裝置工藝管道材料與等級分界的合理性設(shè)計(jì)

除了工藝管道的安全性，還要關(guān)注管道的合理性。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)時一定要重視高壓系統(tǒng)與低壓系統(tǒng)的銜接，由于壓力等級和材質(zhì)可能不同，技術(shù)人員需要根據(jù)具體情況具體分析。如果壓力等級相同但材質(zhì)不同，技術(shù)人員就可以選用低壓材質(zhì)法蘭和墊片、高壓材質(zhì)螺栓及閥門。如果壓力等級不同但材質(zhì)相同，無論是法蘭、墊片、螺栓還是閥門，都要采用高壓材質(zhì)。如果壓力等級和材質(zhì)都不相同，就要結(jié)合前兩種情況選用材質(zhì)。只有合理匹配壓力等級和材質(zhì)，才能保證石油化工裝置工藝管道正常運(yùn)行。

4.3石油化工裝置工藝管道的管架設(shè)計(jì)

管架主要用于保證管道的穩(wěn)定性，對管道的安全性有極為重要的作用。但是從目前的情況來看，大部分設(shè)計(jì)人員在管架設(shè)計(jì)的過程中形式過于單一，比如大多會采用彈簧架，但是長時間使用彈簧架會降低其性能，對管道安全造成嚴(yán)重影響。如果管架出現(xiàn)問題，不僅會影響管道的正常使用，嚴(yán)重時還會引發(fā)事故。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要采用多種形式設(shè)計(jì)管架，并且通過減小管道與支架的相對位移保證管道運(yùn)行的安全性。此外，設(shè)計(jì)師還需要根據(jù)承重支架具體的承重情況調(diào)整管道。大部分管道承重支架都是一個，如果需要添加第二個承重支架，設(shè)計(jì)師就要為支架設(shè)置彈簧吊架。

5解決策略

5.1做好工藝路線選擇和設(shè)計(jì)工作

首先，為了更好地保證石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的合理性和安全性，在設(shè)計(jì)過程中必須要確保工藝路線的合理性，相關(guān)工作人員需要全面考察。第一，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)管道的實(shí)際情況以及設(shè)計(jì)方案總結(jié)與其相似或相同的管道工藝，對比各個工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，為最終的方案確定作準(zhǔn)備。第二，需要評估管道工藝方案的經(jīng)濟(jì)性和安全性，對運(yùn)行成本、安全性能進(jìn)行綜合評估，選取最合理的工藝路線，在保證安全性的前提下提高企業(yè)效益。

其次，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)工藝。第一，需要設(shè)計(jì)應(yīng)急系統(tǒng)，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)對行業(yè)內(nèi)部規(guī)定的危險性裝置進(jìn)行合理規(guī)劃，并做好應(yīng)急準(zhǔn)備，保證出現(xiàn)危險時可以及時處理，避免造成更嚴(yán)重的后果。第二，需要對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣等按照環(huán)保指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的管理，經(jīng)過相應(yīng)的處理后才能排放。

最后，在化工管道的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員不僅要了解化工生產(chǎn)環(huán)境，更加合理地設(shè)計(jì)圖紙，還要與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行的操作相結(jié)合，按照生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)出具有全局性的圖紙。在管道材料及配件的選擇上，企業(yè)一定要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，確?；す艿垒斔偷挠卸疚镔|(zhì)不會泄漏出來造成重大事故。

5.2做好管道設(shè)計(jì)的組織工作

石油化工管道設(shè)計(jì)具有工期短、復(fù)雜性高等特點(diǎn)，因此，設(shè)計(jì)任務(wù)重，如果不能做好管道設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌工作，很可能會因工期緊張而導(dǎo)致設(shè)計(jì)較為倉促，出現(xiàn)一系列的問題，設(shè)計(jì)人員還會因設(shè)計(jì)周期較短而無法仔細(xì)審閱設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)一定的偏差。為了更好地解決這一問題，相關(guān)部門需要進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，合理安排管道設(shè)計(jì)工作，從多個方面加強(qiáng)管道設(shè)計(jì)方案的審核，減少錯誤。

相關(guān)設(shè)計(jì)人員還可以采用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的合理性。比如可以借助BIM技術(shù)模擬管道設(shè)計(jì)方案，與化工管道的具體情況進(jìn)行對比，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的不足，有針對性地修改，提高工作效率，保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。借助新技術(shù)還能對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并與以往相似的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)管道設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌管理。

5.3對相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)

由于石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的專業(yè)性和復(fù)雜性以及不允許出差錯的嚴(yán)格性，管道設(shè)計(jì)人員需要具有良好的職業(yè)素養(yǎng)，以保障管道設(shè)計(jì)工作的順利推進(jìn)。因此，企業(yè)的管理者需要按照相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)工作人員進(jìn)行考核，對考核不過關(guān)的人員進(jìn)行嚴(yán)格的專業(yè)化封閉培訓(xùn)，只有培訓(xùn)結(jié)束且合格后才能正式工作，這種模式的員工培訓(xùn)能有效避免員工操作不規(guī)范而引發(fā)的安全事故。

6結(jié)語

目前，我國石油化工行業(yè)不斷發(fā)展，而工藝管道設(shè)計(jì)在保證石油化工生產(chǎn)安全性方面發(fā)揮了重要的作用，因此，相關(guān)企業(yè)需要從多個方面對管道設(shè)計(jì)進(jìn)行管控，實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。