石油化工裝置管道工藝設計探討

李俊龍，姚俊迪，邵 晶

（中國石油工程建設有限公司吉林設計分工司，吉林吉林 132022)

石油化工裝置管道工藝設計探討

李俊龍，姚俊迪，邵 晶

（中國石油工程建設有限公司吉林設計分工司，吉林吉林 132022)

石油化化工裝置管道工藝設計屬于一種主體作業(yè)，其對石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)及運輸起到至關(guān)重要的作用。鑒此，主要從石油化工裝置中管道材料和等級分界、管道及閥門的布置、塔和容器管線設計、裝置泵的管線設計探析、冷換設備的管線設計、儀表元件的布置等方面對石油化工裝置管道工藝設計作了以下探究。

石油化工；裝置；工藝；管道設計

1 管道材料及等級分界概述

對于石油化工裝置管道工藝設計而言，選擇科學合理的管道材料至關(guān)重要。尤其是P＆ID標準下，則應該根據(jù)石油化工裝置的壓力、溫度標準，從而確定合理的管道材料等級。據(jù)實際而言，石油化工裝置管道工藝設計中的材料等級選擇，主要可以遵循以下幾點原則：

1）裝置材質(zhì)要求不同而壓力等級相同的管道設計情形，應該根據(jù)壓力參數(shù)確定管道材料標準，如墊片與法蘭的壓力標準較低，則可以選擇較低等級的管道材料。

2）裝置材質(zhì)要求相同而壓力等級不同的管道設計情形，應該按照較高標準的壓力參數(shù)，從而均采用較高等級的管道材料。

3）裝置材質(zhì)要求及壓力等級皆不同的管道設計情形，則應該分類采取不同等級的材質(zhì)，如墊片及法蘭應采用A種高壓等級的材質(zhì)，而閥門及螺栓則應采用B種高壓等級的材質(zhì)。

2 閥門與管道的布置探析

閥門與管道的布置是石油化工裝置管道工藝設計的重點內(nèi)容。從管道工藝設計方面來看，閥門與管道的布置主要有以下兩個方面：

1）蒸汽吹掃管線的設計，采取這種布置方式主要的優(yōu)勢即在于其不僅能夠有效將某一存在泄漏現(xiàn)象的分支管的閥門自動切斷，同時也不會對其他的分支管及蒸汽總管造成任何影響。

2）采樣點的設計，這一設計能夠有效解決裝置生銹及異物堵塞采樣閥，而實現(xiàn)這樣目的的設計方法則是將采樣點設置在水平管的中高部。

3 容器及塔的管線設計探析

對于石油化工裝置中容器及塔的管線設計而言，需要注重管道工藝設計方面的問題，具體有以下幾個方面：

1）針對汽堤塔和分餾塔間的管線布置工藝設計問題。在對此進行管道設計時，應該保證管線的調(diào)節(jié)閥組要緊靠汽堤塔一邊；

2）回流罐和分餾塔間的管線布置工藝設計問題。在對二者之間管線進行布置設計時，尤其要避免分餾塔熱旁路出現(xiàn)袋形，并盡可能保證其熱旁路管線較短。而二者之間調(diào)節(jié)閥的安設，也應該盡可能靠近回流罐，并設置在其上部為宜。

4 裝置泵的管線設計

裝置泵的管線設計是保障石油化工裝置合理運行的重要因素。在裝置泵的管線設計過程中，應該注意以下幾個方面的問題：

1）入口管道設計問題。對此問題，通常可以采取偏心大小頭設計工藝，以此有效防止泵入口管變徑，并解決變徑處氣體堆積現(xiàn)象；

2）入口管支架設計，對于入口管支架的工藝設計，應該注意的問題即是保證其調(diào)適性，并且入口管和閥門應設置在泵的側(cè)前方位置；

3）泵的管道柔性設計。因為裝置泵是一種回轉(zhuǎn)機械設備，在使用過程中會產(chǎn)生巨大的動能，并以推力的形式作用于管線接口，從而導致其產(chǎn)生一定程度的偏移。因此在管道工藝設計中，必須要注重管道的柔性設計，并將裝置泵接口在運行過程中的受力控制在一個合理范圍。

5 冷換設備管線設計探析

石油化工冷換設備的管道工藝設計，應該著重關(guān)注以下幾點問題：

1）凈距的設計。所謂凈距設計即是有效控制換熱器的進出管線與同設備的封頭蓋法蘭的距離的設計事項。通常情況下應該將凈距控制在300mm左右。

2）熱應力的控制設計。在石油化工裝置管道工藝設計中，為了防止換熱器的管嘴因壓力過大而造成設備損壞現(xiàn)象，通常應該進行熱應力的控制設計，即通過對重沸器的返回線的各段管線長度進行合理的設計，從而避免換熱器管嘴應熱應力膨脹而移位。

6 儀表元件設計

在油化工裝置設計中，儀表元件設計通常是與管道設計相輔相成的，一旦儀表元件設計不甚合理，那么則有可能影響裝置整體的設計質(zhì)量。在儀表元件設計中，應該注意其在管道不同位置的影響。譬如為了防止重沸器在抽出飽和液體過程出現(xiàn)對流及閃蒸現(xiàn)象，可以將法蘭與孔板等儀表元件設置在管道軸向應力最下的地方。

7 管架設計探析

管架設計是石油化工裝置管道設計重要的一環(huán)，在設計中應該注意以下幾個方面的問題：

1）應當減少彈簧架。對于石油化工裝置管道設計而言，采用彈簧管道不僅意味著需要花費較高的成本，同時極有可能因其失效而造成不必要的損失。因此在管道設計中，應該適當減少彈簧架使用率。

2）沿塔管線的敷設管架設計。對于石油化工裝置中的沿塔敷設管線設計而言，通常只需設計一個承重支架，并保證支架的頂部距離塔頂?shù)姆忸^焊縫為150mm左右。此外如果為了防止承重支架應負荷過大而損壞，通常還可以設置第二個

備用承重支架。同時也可以設置一定數(shù)量的彈簧支架，從而有效避免因塔的回流線和塔壁之間產(chǎn)生的溫差過大所造成的伸長量徒增。

8 結(jié)束語

綜上所述，石油化工裝置管道工藝設計包括了諸多內(nèi)容。除了上文提到的有關(guān)設計之外，還需注重許多設計操作，從而保證設計安全合理。同時相關(guān)的設計人員應有科學嚴謹?shù)膽B(tài)度及設計理念，在充分掌握了實際情況下結(jié)合相關(guān)的原理，根據(jù)工藝設計圖及相關(guān)要求，完善與提高設計水平。

[1] 鄭志國.石油化工裝置工藝管道設計探討[J].化工管理，2015，（1）：223.

Discussion on Pipeline Process Design of Petrochemical Plant

Li Jun-long，Yao Jun-di，Shao Jing

Petrochemical chemical plant pipeline design is a kind of main operation，its petrochemical products production and transportation play a vital role.In this paper，mainly from the petrochemical plant in the pipeline material and grade boundaries，pipeline and valve layout，tower and container pipeline design，device pump pipeline design analysis，cold replacement equipment pipeline design，instrumentation components such as oil Chemical plant pipeline process design made the following inquiry.

petrochemical industry；device；process；pipeline design

TQ055.81

A

1003–6490（2017）11–0118–02

2017–09–09

李俊龍（1989—），男，吉林吉林人，工程師，主要從事煉油裝置管道設計工作。