化工裝置設備及管道防凍設計要點探究

俞晶露大慶油田有限責任公司化工集團輕烴分餾分公司

化工裝置設備及管道防凍設計要點探究

俞晶露
大慶油田有限責任公司化工集團輕烴分餾分公司

摘要：由于氣候的影響，我國北方化工裝置中必須將防凍技術作為工作的要點，避免在溫度過低的環境中，造成管道和裝置中出現冷凝凍結的現象。一旦出現了凍結的現象，不僅會在膨脹的過程中對管道和設備造成損害，還會停車車間的運作，通過維修和檢測等排出事故的發生，為企業帶來了嚴重的經濟損失。那么在防凍技術的設施中，要通過裝置的優化布置、管道的設計和旁路管線的設計等提高裝置的防凍水平，并對放空導淋管道、蒸汽管道和循環水管道等加強防凍處理。

關鍵詞：化工裝置；設備及管道；防凍設計；設計要點

化工在我國具有重要的工業應用前景，通過近幾年來對化工專業人才的培養、工業技術的改造和工藝設備的優化等，不斷提高了我國化工工業建設水平，促進了我國綜合國力的提升，并且在我們的日常生活中隨處可見哪些化工成品，方便了社會生活。但是在化工裝置設備和管道的使用中，常由于防凍技術沒有落實或落實不到位，導致了停車事故的發生，造成了嚴重的經濟損失，特別在我國北方地區尤為明顯，下面就具體問題進行了分析。

一、設備布置

在化工裝置設備的防凍技術中，要重點進行管道的防凍設計。對設備優化布置，提高防凍技術在管道中的應用效果。避免由于防凍效果不好造成了設備整修、疏通和維修處理，提高化工設備在北方的生產效率。

1、利用框架封閉布置

在化工裝置設備中，應優化框架的結構空間，通過在泵和轉動裝置中集中封閉裝置，不僅可以提高防凍的效果，還有利于工藝介質的收集，并進行其他工藝的使用，但是根據具體介質的不同，具有不同的框架封閉布置措施。

（1）工藝介質為易燃易爆的氣體時，分為兩種封閉布置結構。當工業介質的密度較小，輕于空氣質量時，可在泵房被實施開水溝處理，并將污水的連接處于開水溝相連，那么輕質的工業介質就會被收集到廢水中，還可以沖洗污水使用。并且在泵房內進行開水溝的設計可以提供一層保溫層，在封閉的系統中具有保溫的作用。但是，當工藝介質的密度比空氣大時，就不利于開水溝的設計，應利用密度大的氣體在地層流動的特點，在泵房內隨著坡度的自然設計坡向一側，并在最低點連接地漏，采用水封的工藝提高密閉性控制，通過地漏的形式與泵房內的污水環境相連。

（2）工藝介質為易燃易爆的液體時，在泵房內既不能進行開溝的工藝操作，也不能通過地漏的形式搭建連接系統。此種設備的布置比較復雜，首先要根據介質易燃易爆的特點進行防火處理，避免爆炸事故的發生，通過單獨布置增加圍堰的形式，將介質引流到泵房內，并適時監控與安全聯鎖工藝，確保冷卻管與泵房的安全銜接。

以上兩種裝置布置方式都將冷卻水引入了泵房內，雖然根據介質的特性連接的方式不同，但是在一定程度上都提高了設備的防凍效果，降低了防凍技術應用中施工的難度。

2、利用管廊封閉布置

對于露天布置的設備，可利用裝置管廊或全廠管廊下方的空間將泵及轉動設備集中封閉布置。

3、半封閉布置

框架中的設備防凍，可采用半封閉的設備布置方式（將冬季的主導風向側封閉），從而實現半封閉布置的防凍設計。

4、蒸汽冷凝液回收系統的布置蒸汽冷凝液回收系統應布置在盡可能低的地方，便于蒸汽冷凝液的回收與利用。

二、管道布置

1、蒸汽及冷凝液管道的防凍設計要點

（1）蒸汽冷凝液回收總管宜坡向冷凝液回收設備，管道設計盡量減少“液袋”的出現。

（2）冷凝液回收總管高度的設計應充分考慮疏水器的“背壓率”問題是否能夠滿足要求。

（3）疏水器組不宜設旁路。

（4）疏水器組應設置可檢測疏水器是否工作的檢測閥（布置在疏水閥的下游）。

（5）疏水器及其前后切斷閥宜采用法蘭連接面形式。

2、放空與導淋管道的防凍設計要點

經過對北方的化工裝置的使用現狀分析，在蒸汽管的適應中，長在放空和導淋管道中出現凍結的現象，造成了停車檢修的現象。因此，在防凍技術應用中，應注意防空和導淋管道的防凍設計。經過分析表明，蒸汽在傳輸過程中，由于保溫措施做得不到位，會發生蒸汽冷凝加速的現象，導淋管道設計過長時就會由于外界溫度的影響，導致尾端的蒸汽凝結的發生，進而造成了堵塞。針對不同的閥門連接可以采取不同的措施，在切斷閥時要控制導管的距離在100毫米以內，若是承插焊閥應控制在50毫米以內，若是法蘭閥門，應通過配對法蘭的對焊法進行導管的連接，保證兩者之間的具有控制在最小的范圍內，避免凝結現象的發生。進而完成了防凍的設計使用。

3、循環冷卻水的防凍設計要點

（1）循環冷卻水總管的防凍措施一般采用在上水管和回水管的末端設連通管的形式，連通管距總管末端（盲板）最近。連通管自身的防凍可用伴熱管來解決，或用微開閥門的方式，保持管道內小流量常流水以達到防凍的目的。

（2）循環冷卻水總管在無法加連通管的部位，可利用支管靠近總管末端（盲板）連接，盡量消除死角，防止管道端部凍結。

4、設備的維護和檢修

在常規的設計中，工藝專業的PID是無法查到此類要求的，管道布置專業一般也不會針對此問題進行針對性的設計，針對此類情況，可采用以下措施去解決。

（1）在需要檢修的設備人孔旁設置蒸汽總管，預留出閥門和快裝接頭。

（2）同時需要設置冷凝液收集管（單獨系統），預留出閥門和快裝接頭。

（3）根據設備的需要和人孔的大小，設計臨時加熱器。

（4）一定數量的蒸汽軟管（與臨時加熱器和快裝接頭配套）。

當設備進行維護時，將臨時加熱器放入設備人孔內，用軟管與蒸汽總管和冷凝液收集管相連接，隨用隨連，很方便。由于設備的冬季維護與設備的內部結構有關，不同設備采用不同的防凍方法，安全有效就行。

結語

在化工設備中，長由于化學工藝流程的不同、工業介質的性質不同等，造成了管道的設計與結構的差異性，但是在防凍設計的應用中，都有某一類的應用規律，設計人員應當參照具體的工藝流程，對以往的防凍技術進行優化，總結不同防凍技術中的應用原理，將防凍技術與裝置布置、管道布置和操作檢修燈結合起來，提高防凍的水平。在未來的化工生產中，還會在現今的科技和工藝的推動下變革，必須要總結防凍經驗，與時俱進，開拓新的技術，促進化工企業安全高效的生產。

參考文獻：

[1]段中華,張洪偉.化工裝置設備及管道防凍設計要點分析[J].化工設計,2014（08）.

[2]王軻.我國北方地區化工裝置管道防凍設計分析[J].花化肥設計,2016（03）.