大空分裝置壓力管道配管總結(jié)與評述

徐英達(dá) 洪鐘樓(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥q230024)

1 大空分裝置壓力管道概論

空分裝置的系統(tǒng)復(fù)雜性不容忽視，單純地從構(gòu)成方面來說，包括以下子系統(tǒng)：動力系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送系統(tǒng)、液態(tài)存儲系統(tǒng)等等。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代空分裝置尤其是大型空分裝置，在控制和管理上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化、智能化、數(shù)字化，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)集散控制。

在空分裝置向大型化發(fā)展的過程中，壓力管道是影響整個系統(tǒng)的重要組成部分，是連接各個子系統(tǒng)的工程，牽一發(fā)而動全身；也可以說，壓力管道是空分裝置能否滿足最終需要、能否實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)營的需求、能否得到質(zhì)量保障的產(chǎn)品的必要條件。

壓力管道的組成部件較多，支撐類型復(fù)雜，在構(gòu)建過程中要遵循大量的國內(nèi)國際標(biāo)準(zhǔn)，例如閥門、精餾塔、換熱器、過冷器等，同時不同的材料和元部件之間也具有不同的特點(diǎn)和技術(shù)要求。以空分冷箱為例，由于管道長徑比較大、導(dǎo)致設(shè)備自身不穩(wěn)定性，管道內(nèi)部的液體流動會造成壓力不均勻變動，形成緩沖的性能較差，對周圍的環(huán)境變化敏感等特征。

空分裝置對壓力的應(yīng)用十分普遍，這也造成了管道荷載復(fù)雜的局面，同時空分裝置的介質(zhì)也存在一定的危險(xiǎn)性，如果不注意就會發(fā)生泄露、爆裂的危險(xiǎn)?？傮w而言，空分裝置中壓力管道責(zé)任重?fù)?dān)，在管道配管中需要科學(xué)、合理地進(jìn)行，維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)能力。

2 大空分裝置壓力管道配管布置

大空分裝置的出現(xiàn)，需要大量、復(fù)雜的管道配管設(shè)置，綜合而言，主要涉及以下三個方面。

2.1 大空分裝置設(shè)備布置

第一，滿足裝置設(shè)備布置的安全性?？辗盅b置中壓力管道所容納的介質(zhì)特點(diǎn)，具有易燃、易爆的特點(diǎn)，一旦泄露也容易造成中毒、窒息等安全事故，嚴(yán)重地會發(fā)生設(shè)備爆炸，造成人身和財(cái)產(chǎn)的損害。因此，在進(jìn)行設(shè)備布置的過程中，要遵循一定的科學(xué)原理。

例如，按照流程順序緊密布置，減少揮發(fā)性氣體的泄露和影響。將空分裝置中液氮儲槽、液氧儲槽等布局在同一個范圍，使用大型通風(fēng)吹掃設(shè)備減少聚集，等等。其原則就是對相同或相類似的物料統(tǒng)一管理。

第二，滿足不同生產(chǎn)環(huán)境的工藝設(shè)計(jì)要求?？辗盅b置在現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)等體系中的廣泛應(yīng)用，需要根據(jù)所處的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行布局，即空分裝置的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到安裝，都是圍繞著產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行的。在限定的環(huán)境中，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)流程和儀表讀數(shù)，并對作業(yè)環(huán)境、電力設(shè)施等進(jìn)行必要的改造。

第三，滿足經(jīng)濟(jì)合理性要求。大空分裝置的利用必然需要前期的投資增加，根據(jù)我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展對可持續(xù)性的需求，以及我國保護(hù)生態(tài)平衡的觀念，應(yīng)該遵照相關(guān)法律減少能耗，在符合國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的前提展開，提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)合理性要求。從市場角度考慮，主要涉及的是價(jià)格因素，包括原材料價(jià)格、安裝價(jià)格、人工價(jià)格等等。

2.2 大空分裝置管道布置

首先，應(yīng)該做好壓力管道配管前期的工作，要求安裝工作人員熟悉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定，并在土建相關(guān)專業(yè)人員的協(xié)助下進(jìn)行設(shè)備布置。空分裝置管道布置中，必須對界區(qū)節(jié)點(diǎn)條件有所了解，這關(guān)系到管道編號、輸送介質(zhì)、壓力設(shè)計(jì)等內(nèi)容，對相應(yīng)的材料選擇也具有指導(dǎo)作用。

其次，應(yīng)該做好壓力管道配置的統(tǒng)籌規(guī)劃。所謂統(tǒng)籌規(guī)劃，是指既要滿足工藝需求，也有做到經(jīng)濟(jì)性、合理性和有效性，在整個廠區(qū)內(nèi)的大空分裝置布局合理、美觀，對其他作業(yè)內(nèi)容的影響降至最低。例如，針對儀表流程圖與管道布置的結(jié)合，要盡量減少中間環(huán)節(jié)；在管道連接（尤其是戶外）中，不能占用廠區(qū)道路，影響建筑或其他設(shè)備，避免產(chǎn)生交叉等。雖然空分裝置在管道布局上并不要求完全的獨(dú)立性，但其內(nèi)部介質(zhì)的特點(diǎn)還應(yīng)該引起關(guān)注，尤其對一些特殊要求的單體設(shè)備。

2.3 大空分冷箱內(nèi)管道配置

冷箱是重要的低溫?fù)Q熱設(shè)備，內(nèi)部管道配置要求具有較高的連續(xù)性，不斷提升或不斷降低溫度。在針對應(yīng)力分析中，管道要加波紋節(jié)和管架，以滿足管道自身的柔性需要；需要嚴(yán)格禁止的是，冷箱內(nèi)的管道不能與油脂接觸，尤其是氧氣管道或者高壓管道，防止由靜電引發(fā)的爆炸。

3 結(jié)語

空分裝置“大型化”有兩個方向，其一為單體的大型化，其二為整個空分系統(tǒng)的大型化。單體設(shè)備的大型化在空分裝置中的應(yīng)用較為簡單，相對應(yīng)地功能也受到了一些限制。而空分裝置體系的大型化，將會成為未來工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重點(diǎn)，同時壓力管道配管工作也會獨(dú)立成為一門技術(shù)知識。

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