石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)探討

蔡葉青

摘 要 隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)的綜合國(guó)力以及社會(huì)的發(fā)展水平在不斷地提升，這也在一定的程度上提高了人們的生活水平。石油作為不可再生的資源消耗巨大，但是如果消耗過(guò)度的話，將會(huì)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。為此，相關(guān)部門以及工作人員對(duì)于石油化工的設(shè)計(jì)工藝應(yīng)該進(jìn)一步的改善，使其設(shè)計(jì)更科學(xué)、更合理，還能夠減少石油資源在運(yùn)輸中的浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞 石油化工 裝置工藝 管道設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TE9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）06-0094-03

針對(duì)管道設(shè)計(jì)，首先應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注施工中的安全問(wèn)題，盡可能降低成本、提高施工的效率。本文側(cè)重于石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)要求，并在設(shè)計(jì)中找出解決這些問(wèn)題的有效設(shè)計(jì)方法。

1 石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 工藝流程現(xiàn)狀

石油化工裝置的工藝流程是管道設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)。保證設(shè)計(jì)工藝的合理性是做好管道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。應(yīng)該相應(yīng)減少在管道設(shè)計(jì)中的投資，減少石油化工裝置的安全問(wèn)題。目前，具體的管道設(shè)計(jì)應(yīng)該按照相關(guān)的流程來(lái)制定。由于在現(xiàn)有的管道鋪設(shè)過(guò)程之中，中國(guó)與外國(guó)相比，石油化工裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程非常的復(fù)雜。

1.2 化工裝置布置情況

目前，中國(guó)石油化工裝置的現(xiàn)狀仍然很復(fù)雜，并且石油化工裝置的后期維護(hù)成本相對(duì)較高。對(duì)于管道數(shù)量大、管道分布復(fù)雜的情況，很可能會(huì)使管道在施工中引起一些相對(duì)來(lái)說(shuō)非常復(fù)雜的問(wèn)題。為了有效提高管道的設(shè)計(jì)，應(yīng)優(yōu)化化工裝置，從而進(jìn)一步的減少由化工裝置而引起的問(wèn)題。目前，中國(guó)石化企業(yè)的化工裝置更新比較快，石油化工裝置投資大，但是還存在不能有效進(jìn)行管道設(shè)計(jì)施工的問(wèn)題，進(jìn)而影響了有效性。

1.3 線路設(shè)計(jì)情況

中國(guó)石油化工公司管道設(shè)計(jì)流程較為復(fù)雜。現(xiàn)有線路只能具有單個(gè)功能。管道相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較大，具有許多管道耗材。石油化工裝置的管道連接的效率是不夠的，為了縮短建設(shè)周期，一些企業(yè)通常會(huì)設(shè)計(jì)非常多的、復(fù)雜的管路，這在很大的程度上確保了管道作用的充分利用，進(jìn)而提升了管道的有效使用。

2 石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)原則

2.1 安全性原則

石油化工裝置中，對(duì)于工藝管道的設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮是否安全。它不僅要滿足高效分解和石油產(chǎn)品的傳播，也促進(jìn)了管道維修和維護(hù)，方便管理人員的操作，防止各種裝置之間的干擾。首先，我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于管道的設(shè)置，還要控制額外的盈余，這些額外的盈余以及設(shè)計(jì)可以有效地保證工廠的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。另外，施工人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于安全閥的設(shè)計(jì)，確保通過(guò)安全閥的所有階段的管道可以得到有效地控制。反向泵的泵吸入口設(shè)置應(yīng)該被改變，以確保泵的穩(wěn)定性。流

程管理的安全設(shè)計(jì)也應(yīng)該充分考慮地區(qū)因素。在綜合分析的基礎(chǔ)上，我們可以有效地保證工藝管線的實(shí)際價(jià)值。

2.2 全面性原則

石油化工裝置的工藝管道設(shè)計(jì)應(yīng)遵循全面的原則，必須要考慮到各種因素，這些因素都可能會(huì)影響管道的使用效果，相關(guān)人員需要結(jié)合管道的自身性質(zhì)，并且運(yùn)用到管道的設(shè)計(jì)之中，從而保證設(shè)計(jì)的可實(shí)施性。首先，石油化工的設(shè)計(jì)工藝將會(huì)影響工藝管線的設(shè)計(jì)，因此必須要保證管道的設(shè)計(jì)符合行業(yè)對(duì)于石油化工裝置設(shè)計(jì)的要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考成熟的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況應(yīng)充分展示和分析可行性方案。其次，在管道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)該尊重國(guó)家有關(guān)的法律法規(guī)，并確保運(yùn)用相關(guān)的法規(guī)和政策，來(lái)滿足管道建設(shè)過(guò)程的管理需求。我們也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于管道的施工過(guò)程的組織設(shè)計(jì)，并確保管道設(shè)計(jì)的具體要求，并且在此基礎(chǔ)上縮短建設(shè)的周期。同時(shí)，調(diào)動(dòng)各部門的積極合作與配合，保證管道實(shí)施順利。

3 石油化工冷換裝置的管線布設(shè)方法

3.1 裝置的操作及檢修空間

換熱裝置的管殼，主要采用集中布置的方式，無(wú)論是使用選擇技術(shù)還是分離布置技術(shù)，都必須保證管殼空間的位置與管箱不矛盾，不妨礙管殼和管箱的拆卸空間。在換熱裝置管道安裝期間，這種操作是必要的，以確保管道操作和維護(hù)方便，而不是阻礙通道和維護(hù)。在換熱裝置附近的工作路徑上，安裝調(diào)節(jié)閥或控制閥，并盡可能與機(jī)器平行。在換熱裝置閥門上安裝溫度計(jì)和其他組件，并且進(jìn)行觀察和操作，并確保換熱裝置和法蘭之間的距離，并且簡(jiǎn)化閥體直至其符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。[1]

3.2 管道的熱應(yīng)力

換熱裝置應(yīng)加到管頂位置的固定點(diǎn)上，在同一密封管嘴上，由于溫度的原因，需要仔細(xì)考慮換熱裝置的膨脹。在管道設(shè)計(jì)的冷卻裝置當(dāng)中，如果所設(shè)計(jì)的管道是高溫管道，這些管道首先需要存在的功能就是熱補(bǔ)償?？梢蕴砑右龑?dǎo)支持和維修的方法，用來(lái)確保管道的施工順利。

4 現(xiàn)代石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的影響因素

4.1 管道等級(jí)與材料因素

石油資源在管道中運(yùn)輸時(shí)會(huì)受到較高的壓力，在進(jìn)行管道的設(shè)計(jì)時(shí)，如果沒(méi)有考慮管道的抗壓性，將會(huì)在非常大的程度上影響管道的質(zhì)量，從而會(huì)影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)，由于石油資源的影響，設(shè)計(jì)師進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)，在設(shè)計(jì)之前，要關(guān)注管道自身的耐熱性以及抗壓性等特征。同時(shí)，要減少石油資源本身的影響，及時(shí)更換具有腐蝕現(xiàn)象的管道，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提高。

4.2 壓力管道設(shè)計(jì)因素

在現(xiàn)階段，石油化工壓力管道設(shè)計(jì)是為了保證壓力管道的正常運(yùn)行和安全，大部分人員將其分為外部壓力管道，并對(duì)內(nèi)部壓力管道進(jìn)行監(jiān)督，以盡量減少外部不利因素對(duì)石油資源的影響;由于強(qiáng)烈的復(fù)雜性和布局建設(shè)困難，地形和地質(zhì)因素，石油運(yùn)輸、存儲(chǔ)和其他方面都會(huì)影響管道設(shè)計(jì)。

4.3 物理因素

事實(shí)上，在現(xiàn)代石油化工的裝置中實(shí)行管道管理是正確的，管道自身的質(zhì)量受溫度的影響比較大，甚至還會(huì)造成因管道的嚴(yán)重磨損而導(dǎo)致的管道不能正常使用。其中低溫脆斷現(xiàn)象主要是指管道運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果管道處于較低的溫度之中，管道的柔韌性會(huì)受到影響，會(huì)導(dǎo)致管道很容易被折斷;如果管道處于較高的溫度中，材料會(huì)出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象容易發(fā)生爆炸;如果管道處于的環(huán)境是冷熱循環(huán)的，那么管道的壽命將會(huì)相應(yīng)的減少，質(zhì)量也會(huì)變差。管道的破損將會(huì)影響石油行業(yè)的經(jīng)濟(jì)，也會(huì)進(jìn)一步影響行業(yè)的發(fā)展。

4.4 完善流程

流程的設(shè)計(jì)不僅可以依靠相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和石油化工企業(yè)成功案例，還應(yīng)該結(jié)合化工企業(yè)的實(shí)際特點(diǎn)和自然環(huán)境因素，盡量完善石油化工企業(yè)的管道設(shè)計(jì)。同時(shí)，遵循國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，確保環(huán)境保護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)化的管道設(shè)計(jì)。盡可能地消除不必要的管道設(shè)計(jì)，不僅可以節(jié)省成本，而且還能夠提高生產(chǎn)效率，為實(shí)現(xiàn)石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.5 選用新型材料

滿足管道設(shè)計(jì)的日常工作需要，與高溫新材料、耐蝕性和壓力選擇等息息相關(guān)。這種新的材料和使用的功能都非常符合國(guó)家對(duì)于本行業(yè)的要求，還能夠保證資源發(fā)展的穩(wěn)定性、長(zhǎng)久性。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，這不僅可以節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，還可以從根源上消除安全事故的可能性。[2]

5 石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策

5.1 加強(qiáng)管架設(shè)計(jì)的優(yōu)化

眾所周知，支架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中具有著極其重要的地位，對(duì)整個(gè)管道項(xiàng)目有很大的影響。所以，為了保證石油化工裝置管道的設(shè)計(jì)合理，相關(guān)企業(yè)以及人員必須加強(qiáng)理解設(shè)計(jì)的圖紙，以確保管道項(xiàng)目的整體穩(wěn)定，提高石油資源運(yùn)輸過(guò)程的安全。例如，在一些石油公司的管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，將支架和彈簧架組合在一起，控制施工的成本，還應(yīng)該保證施工的安全性，避免使用的不穩(wěn)定性，在實(shí)際中保障經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 加強(qiáng)裝置泵管道設(shè)計(jì)的優(yōu)化

裝置泵在現(xiàn)代石油化工管道設(shè)計(jì)中也起著非常重要的作用。在設(shè)計(jì)裝置泵時(shí)，不僅要考慮泵出口的影響，還要減小泵出口的管長(zhǎng)，同時(shí)要使泵的通道設(shè)計(jì)最大化。實(shí)際布局和設(shè)計(jì)管道工程、往復(fù)泵的拆卸和維護(hù)避免指導(dǎo)，要了解推力軸承的進(jìn)口結(jié)構(gòu)，提供最大化的服務(wù)水平，并確保石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

6 石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)技巧

6.1 支吊架設(shè)計(jì)技巧

支架的合理性將會(huì)影響管道的功能，只有對(duì)于支架進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，才可以滿足實(shí)際需要。支架吊架設(shè)計(jì)主要是圍繞管道的承重框架設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)采用目前先進(jìn)的無(wú)鋼支架，應(yīng)該保證頂部密封焊縫間距保持在150mm以內(nèi)，支架設(shè)計(jì)采用固定間距。由于吊架安裝困難，彈簧支撐吊架價(jià)格高，所以應(yīng)該盡量少使用彈簧支撐吊架。不能采用多吊架起重機(jī)的設(shè)計(jì)方法來(lái)調(diào)節(jié)起重機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，以保證吊架的穩(wěn)定性。

6.2 管道線路設(shè)計(jì)技巧

對(duì)于管道線路的設(shè)計(jì)，是一個(gè)非常重要的任務(wù)，可以保證石油管道設(shè)計(jì)的合理。首先，管道的設(shè)計(jì)要根據(jù)性質(zhì)和石油化工裝置的質(zhì)量。其次，根據(jù)具體的要求，提出石油化工管道裝置材料的選取要求，以確保管道材料滿足管道工程的基本要求。如果工藝管線管道的性能不是很好，安全指標(biāo)不符合要求，化工裝置的設(shè)計(jì)將會(huì)不可避免地影響化工工藝管道的質(zhì)量。

6.3 管道泵的設(shè)計(jì)

管道泵的設(shè)計(jì)之中可以采用偏心直徑和直管段技術(shù)。首先，離心異徑管可以用于不同直徑管道泵，可以確保泵的工作效率，只因?yàn)楸檬枪艿涝O(shè)計(jì)的核心過(guò)程。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)泵進(jìn)口管徑進(jìn)行合理調(diào)整，并在頂部預(yù)先設(shè)定平面安裝方式，并且縮減低排放點(diǎn)的工作步驟，簡(jiǎn)化在管道安裝中的步驟，還可以節(jié)約對(duì)于管道進(jìn)行光照的時(shí)間，節(jié)約資源。另外，還可以進(jìn)行直接管的設(shè)計(jì)。保護(hù)措施可以有效防止由操作不當(dāng)引起的設(shè)計(jì)管道的損壞。例如，一旦有液體進(jìn)入此泵，渦輪就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)也將會(huì)破壞平衡的狀態(tài)，從而導(dǎo)致大面積的氣體阻力問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)石油化工管道裝置時(shí)，直管道應(yīng)連接至泵入口處的緩沖氣流。在此泵的設(shè)計(jì)當(dāng)中，一定要充分地考慮管道的柔韌程度。根據(jù)此泵在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中的特點(diǎn)，必須充分考慮影響泵的正常運(yùn)行的問(wèn)題。因此，通過(guò)加強(qiáng)管道的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師應(yīng)該能夠準(zhǔn)確地計(jì)算軸的方向偏轉(zhuǎn)，還應(yīng)該計(jì)算推力。要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行管道的合理的調(diào)整，達(dá)到節(jié)約成本、提高施工效率的目的。

6.4 管道閥門設(shè)計(jì)技巧

為了有效避免管道泄漏的問(wèn)題，它是連接在兩個(gè)必要的管道中的不同的過(guò)程。在嚴(yán)重的管道泄漏情況下，可以及時(shí)關(guān)閉切斷閥隔離的管道工藝管線的正常使用，避免影響其它總線的管道，以確保正確的操作。同時(shí)，取樣點(diǎn)的管道應(yīng)設(shè)置在主管線內(nèi)，取樣點(diǎn)不得設(shè)置在管道的死角處。管道取樣必須嚴(yán)謹(jǐn)，以防止管道被異物堵塞而造成管道問(wèn)題，這樣會(huì)影響工作的抽樣過(guò)程。

6.5 塔的管線設(shè)計(jì)

塔的管道設(shè)計(jì)應(yīng)合理按照國(guó)家現(xiàn)階段的針對(duì)塔的工藝設(shè)計(jì)的原理。應(yīng)該在石油產(chǎn)品和導(dǎo)流塔之間設(shè)置一個(gè)調(diào)整閥裝置，以確保調(diào)整閥之間的液柱的高度足夠高。調(diào)整閥應(yīng)安裝在靠近燃?xì)馑囊粋?cè)，分餾塔的頂壓主要由熱旁路控制，然后設(shè)計(jì)調(diào)整閥的位置。確保返回油箱的位置高于冷卻塔的位置，以便有效地避免液體積累造成的問(wèn)題。在管道設(shè)計(jì)中，應(yīng)該優(yōu)化氣體和液體管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該有效降低管道內(nèi)壓力降低的問(wèn)題。[3]

7 石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

7.1 加強(qiáng)對(duì)材料采購(gòu)的管控

在當(dāng)前時(shí)期，因?yàn)槲镔|(zhì)因素對(duì)于本行業(yè)中的很多方向都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。所以，在設(shè)計(jì)石油化工裝置的時(shí)候，必須要嚴(yán)格對(duì)于材料的選擇，而且必須要控制施工材料的數(shù)目、質(zhì)量和物料采購(gòu)的規(guī)格，以避免施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量不合格或不符合施工方案，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員需要進(jìn)一步確保選擇和施工方案，然后確保管道的質(zhì)量和使用壽命。

7.2 保障管道布置的科學(xué)性

此外，在現(xiàn)代石油化工管道的整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，管道的設(shè)計(jì)也將會(huì)對(duì)于石油的運(yùn)輸有著相應(yīng)的影響。所以，有關(guān)的企業(yè)和管理人員必須要提高對(duì)于管道的科學(xué)設(shè)計(jì)。為了整體的進(jìn)行管道布局的了解，同時(shí)避免質(zhì)量和使用壽命，而且，對(duì)于石油企業(yè)來(lái)說(shuō)，管道的良好設(shè)計(jì)可以為行業(yè)的健康打下一個(gè)更加良好的基礎(chǔ)。

8 結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)的石油工業(yè)進(jìn)入了快速的發(fā)展模式，在現(xiàn)代石油企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和發(fā)展之中，石油化工裝置在工藝管道中占著極其重要的地位。由于管道的設(shè)計(jì)過(guò)程具有很強(qiáng)的復(fù)雜性，而且它的施工也非常的困難，非常容易受到外部不利因素的影響。因此，有關(guān)人員需要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)和裝置的應(yīng)用，需要引進(jìn)外部?jī)?yōu)質(zhì)的理念和模式，以優(yōu)化管道設(shè)計(jì)的流程，同時(shí)對(duì)于施工材料的選擇必須要嚴(yán)謹(jǐn)，以避免由材料本身存在的問(wèn)題而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)失誤。保證裝置的正常使用，保證石油資源的運(yùn)輸和儲(chǔ)存的穩(wěn)定，可以促進(jìn)整個(gè)石油工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 李蘇櫚.石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)研究[J].科技與創(chuàng)新，2016（07）：99-100.