石油化工設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新與應(yīng)用

安欣(北京華福工程有限公司武漢分公司, 湖北 武漢 430000)

石油化工設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新與應(yīng)用

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石油化工設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與應(yīng)用，是影響石油化工生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效益的重要因素。故此，必須高度重視，著力提高工藝水平。本文以管道、配管設(shè)計(jì)為例，探討強(qiáng)化石油化工設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新與應(yīng)用的具體措施。

石油化工；管道配管設(shè)計(jì)；創(chuàng)新應(yīng)用

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)石油化工也得到了迅速發(fā)展，同時(shí)，對(duì)石油化工工藝設(shè)計(jì)也提出了新的要求。

1 注重石油化工工藝與技術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合

石油化工工藝設(shè)計(jì)不僅涉及設(shè)計(jì)專業(yè)，還涉及建筑技術(shù)，具有綜合性和專業(yè)性。故此，應(yīng)切實(shí)注重化工工藝與技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，在技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)上，要與當(dāng)前建筑工程的實(shí)際相結(jié)合，確保能夠更好地服務(wù)于石油化工建設(shè)。作為設(shè)計(jì)人員，必須注重化工設(shè)計(jì)、注重技術(shù)的先進(jìn)性，注重實(shí)用性，切勿盲目地跟從，要具有全局意識(shí)，與相關(guān)規(guī)定相符合，并與實(shí)際情況相互兼顧。

2 石油化工管道設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與應(yīng)用

石油化工管道是進(jìn)行液體、氣體運(yùn)輸?shù)闹匾d體，在整個(gè)石油運(yùn)輸裝置中具有重要的地位。因而在石油化工管道設(shè)計(jì)中應(yīng)注重創(chuàng)新，切實(shí)做好以下工作。

(1)明確管道設(shè)計(jì)的一般要求 管道布置設(shè)計(jì)應(yīng)符合管道及儀表流程圖的要求；應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、滿足施工、操作、維修等方面的要求，力求整齊美觀；在確定進(jìn)出裝置的管道的方位與敷設(shè)方式時(shí)，應(yīng)做到內(nèi)外協(xié)調(diào)；廠區(qū)內(nèi)的全廠性管道的敷設(shè)應(yīng)與廠區(qū)內(nèi)的裝置、道路、建筑物、構(gòu)筑物等協(xié)調(diào)，避免管道包圍裝置，減少管道與鐵路、道路的交叉；管道應(yīng)架空或地上敷設(shè)，如確有需要，可埋地或管溝敷設(shè)；管道宜集中成排布置，地上的管道應(yīng)敷設(shè)在管架或管墩上；在管架、管墩上布置管道時(shí)，宜使管架或管墩所承受的垂直荷載、水平荷載均衡；全廠性管架或管墩上應(yīng)留有10%～30%的裕量，并考慮其荷重。裝置主管廊管架宜留有10%～20%的裕量，并考慮其荷重；輸送介質(zhì)對(duì)距離、角度、高差等有要求的管道以及大直徑管道的布置，應(yīng)符合設(shè)備布置設(shè)計(jì)的要求；管道布置不應(yīng)妨礙設(shè)備、機(jī)泵及其內(nèi)部構(gòu)件的安裝、檢修和消防車輛的通行；管道布置應(yīng)使管道系統(tǒng)具有必要的柔性，在保證管道柔性及管道對(duì)設(shè)備、機(jī)泵管口作用力和力矩不超出允許值的情況下，應(yīng)使管道最短，組成件最少；應(yīng)在管道規(guī)劃的同時(shí)考慮其支撐點(diǎn)設(shè)置；管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，減少氣袋或液袋；氣液兩相流的管道由一路分為兩路或多路時(shí)，管道布置應(yīng)考慮對(duì)稱性或滿足管道及儀表流程圖的要求。

(2)采用更加科學(xué)的設(shè)計(jì)模式 在石油化工管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須將安全、經(jīng)濟(jì)作為核心。一種設(shè)計(jì)方式是，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇符合材質(zhì)及載重要求的管道，另一種則是認(rèn)真考察管道可靠性，充分考慮管道的極限值，對(duì)管道荷載、使用年限等都考慮清楚。從這兩種方法來(lái)看，第一種方法的安全性、科學(xué)性更強(qiáng)。針對(duì)設(shè)計(jì)模式的創(chuàng)新，就是要對(duì)傳統(tǒng)模式下石油化工工藝和配管設(shè)計(jì)及管道材質(zhì)、安裝工藝的缺陷，切實(shí)做好彌補(bǔ)和改進(jìn)工作。在測(cè)定裂痕的過(guò)程中，主要可以采用實(shí)驗(yàn)樣本測(cè)定法、無(wú)損探傷法。其次是測(cè)定裂痕臨界，在忽略斷裂、泄露的前提下，確定裂痕的尺寸限值。再次是測(cè)算裂痕強(qiáng)度。第四，計(jì)算管道使用壽命。通過(guò)充分考慮到裂痕尺寸變化情況，計(jì)算出裂痕變化速度，以此將管道剩余的壽命測(cè)定出來(lái)。

3 石油化工配管設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與應(yīng)用

配管設(shè)計(jì)是石油化工設(shè)計(jì)中非常重要工作，在確保設(shè)備安全的基礎(chǔ)上，從而設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的管道布置，作為設(shè)計(jì)人員，必須科學(xué)合理地掌握好標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，還要?jiǎng)?chuàng)新石油化工工藝，下面以石油化工中夾套管和蒸汽管道為例，對(duì)配管設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行有效地解決。

(1)夾套管的配管設(shè)計(jì)創(chuàng)新與應(yīng)用 在石油化工中，夾套管是最為常用的配管，主要有熱油、熱水和蒸汽類三種夾套。以管道結(jié)構(gòu)及連接方式來(lái)分，主要存在內(nèi)管焊縫比較隱蔽和外露兩種問(wèn)題，他們又叫做完全和不完全夾套管，其重點(diǎn)就是要做好以下幾項(xiàng)工作：一是創(chuàng)新夾套管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)。夾套管長(zhǎng)度直接影響著夾套管設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量，因?yàn)槠溟L(zhǎng)度尺寸對(duì)管內(nèi)流體特性及流量有著直接的影響。二是注重內(nèi)外管熱應(yīng)力的創(chuàng)新與應(yīng)用。因?yàn)閮?nèi)外管有著不同的溫度，其熱膨脹應(yīng)力也不同，故此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要分別計(jì)算好內(nèi)管和外管的熱應(yīng)力。如果這兩種熱應(yīng)力不同，則要設(shè)置和調(diào)整膨脹節(jié)，應(yīng)在彎頭處將外管口徑進(jìn)行改變，使內(nèi)管外管膨脹位移得到最為有效地控制。三是創(chuàng)新夾套管選材、焊接。在選擇套管時(shí)，要充分考慮流體的溫度、流體的壓力、特點(diǎn)、流體的腐蝕性等。在進(jìn)行焊接的過(guò)程中，要滿足管壁的最大承載力，焊接時(shí)采用對(duì)接的形式，確保熱介質(zhì)能夠暢通無(wú)阻地流動(dòng)。四是創(chuàng)新夾套管的坡度和跨接管。在設(shè)計(jì)夾套管的坡度時(shí)，特別蒸汽從夾套管上部引入，但凝結(jié)水而是從套管下部流出來(lái)，故此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要將切斷閥設(shè)置在排凝管、供汽管這兩個(gè)部位。

(2)蒸汽管道的配管設(shè)計(jì)創(chuàng)新與應(yīng)用 蒸汽是石油化工中重要物料，根據(jù)不同的壓力，也需要配備不同的蒸汽管，為了確保蒸汽管安全使用，要著力從以下幾個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新與應(yīng)用。

一是科學(xué)設(shè)置蒸汽管道。一般裝置的蒸汽管道宜架空敷設(shè)，不宜管溝敷設(shè)，更不應(yīng)埋地敷設(shè)；由工廠系統(tǒng)進(jìn)入裝置的主蒸汽管道，宜布置在管廊的上層；蒸汽支管應(yīng)自蒸汽主管的頂部接出，支管上的切斷閥應(yīng)安裝在靠近主管的水平管段上，以避免存液；蒸汽主管的末端應(yīng)設(shè)分液包；不得從用汽要求很嚴(yán)格的蒸汽管道上接出支管作其他用途；在蒸汽管道的π型補(bǔ)償器上，不得引出支管。在靠近π型補(bǔ)償器兩側(cè)的直管上引出支管時(shí)，支管不應(yīng)妨礙主管的變形或位移；凡飽和蒸汽主管進(jìn)入裝置，在裝置側(cè)的邊界附近應(yīng)設(shè)蒸汽分水器。過(guò)熱蒸汽主管進(jìn)入裝置，一般可不設(shè)蒸汽分水器；多根蒸汽伴熱管應(yīng)成組布置并設(shè)分配管，分配管的蒸汽宜就近從主管接出；直接排大氣的蒸汽放空管，出口不應(yīng)低于2米，放空管應(yīng)設(shè)導(dǎo)向和承重支架；連接排放或經(jīng)常排放的泛汽管道，應(yīng)引至非主要操作區(qū)和操作人員不多的地方。二是科學(xué)設(shè)置排液設(shè)施。在蒸汽管道暖管和運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量凝液，故此，應(yīng)該在合適的位置科學(xué)設(shè)置排液。一般在飽和蒸汽管道的末端或最低點(diǎn)、飽和蒸汽系統(tǒng)的減壓閥和調(diào)節(jié)閥前、蒸汽分水器及蒸汽加熱設(shè)備的下部、經(jīng)常處于熱備狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)汽管的最低點(diǎn)、擴(kuò)容器的下部、分汽缸的下部以及水平安裝的波紋補(bǔ)償器的波峰下部設(shè)置疏水閥。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在進(jìn)行石油化工工藝、配管設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與應(yīng)用過(guò)程中，要切實(shí)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，注重先進(jìn)工藝、設(shè)備的引進(jìn)，增強(qiáng)石油化工裝置的安全性、經(jīng)濟(jì)性，確保石油化工與建筑工藝同頻同步，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而滿足石油化工行業(yè)發(fā)展的需要。

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