合成氨裝置塔的布置與配管淺析

王 鑫，張 雙

（華魯恒升化工股份有限公司，山東德州 253000）

合成氨裝置塔的布置與配管淺析

王 鑫，張 雙

（華魯恒升化工股份有限公司，山東德州 253000）

合成氨裝置在我國已經有了很長一段時間的發(fā)展，主要針對合成氨及裝置塔的布置與配管展開分析，對于過程中的設計和施工情況進行討論，并且提出意見和建議，希望可以有助于我國合成氨裝置的不斷發(fā)展。

合成氨；裝置塔；布置；配管

1 合成氨裝置塔布置與配管的難點和要點

1）根據現(xiàn)場的實際情況和對于生產的需求，裝置塔有一定高度，因此施工較為困難，通常工作人員會在地面進行操作，合成氨裝置塔的閥門和儀表等在地面上操作較方便，進行填料時，由于塔高和空間的限制都造成一定的問題。

2）由于生產需求的要求，在合成氨裝置塔中大管徑管道很多，在進行脫碳工作，由于管徑和管道的繁多造成支撐和施工安裝工作起來非常復雜。

3）合成氨裝置塔的塔頂管線通常情況下為兩相流的形式，對于兩相流管線，在進行配管的過程中需要考慮多方面的問題，必須要合理地進行設置以滿足設計的需求。

4）合成氨裝置塔不光要考慮到實用性，還需要有一定的外觀設計，出去物料管線的大管徑安裝以外，還有很多額外的小管線，繁多的管線形式造成實際生產操作中的繁瑣，所以必須要在確保生產工作的同時，考慮管線的合理處置。

2 合成氨裝置塔類布置與配管優(yōu)化思路

2.1 塔的平面布置優(yōu)化

一個優(yōu)質的合成氨裝置塔必須要有科學的設計，塔的結構必須要和其他設備能夠達到有效的銜接。所以必須要對于現(xiàn)場的實際需求和周圍設備進行了解，綜合考慮布置點，對于合成氨裝置塔進行布置的時候需要遵循一下的幾條原則：①進行多個裝置塔的位置設定時，需將其設置在一條直線上，應與管廊呈平行狀態(tài)。②相近的兩個裝置塔間的距離應大于2m，并且平臺需要保持在同一高度最為標準，如果平臺不能保持在同一高度那么距離應在2.5～3m 之間，并且平臺應單獨設置，避免重疊現(xiàn)象，保持兩個裝置塔之間能夠有足夠的距離。③對有些長徑比大的塔，靠自身的條件支撐非常困難，故須在它下面搭建框架結構，加強裝置塔的結構穩(wěn)定性。④對設計過程中需注意合成氨裝置塔的高度，須根據實際情況來具體設定。

2.2 塔的管道設計優(yōu)化

2.2.1 初步規(guī)劃

裝置塔的管道在進行安裝之前需要進行詳細的設計，設計的首要條件必須要滿足工藝的要求，同時還要考慮后期的維護和檢修工作，進行合理的管理和操作平臺分區(qū)。操作區(qū)的作用主要是通過平臺和爬梯，對裝置塔的上不閥門或者設備的內部檢修入口。配管區(qū)是和其他設備相連的區(qū)域，或者可以作為管廊的出入口，在配管區(qū)進行工作，盡量避免穿過操作區(qū)，這也是進行分區(qū)的主要目的。

2.2.2 管口方位設置

在定塔的管口方位時，首先要對塔的內部結構有所了解，先搞清楚是什么類型的塔，如板式塔、填料塔等；其次要清楚塔的功能，如精餾塔、解析塔等，管口的設置需滿足塔正常功能的實現(xiàn)。

2.2.3 塔平臺與爬梯設置

在合成氨裝置塔上需要有平臺和爬梯的設計，平臺主要用來對閥門進行操作，并且可以方便進行設備內部的檢修和儀表的讀數，需要在滿足功能性的同時還要便于通行。對于平臺的設計一般都不應該太小，否則操作工作會非常的困難，通常要達到1m以上。對爬梯的設計和要求主要是為了方面平臺和地面的連接，確保在進行操作時候的安全性。

2.2.4 沿塔的管道的設計原則

在裝置塔的周圍需要進行配管的設計，在管道從塔口出來后需垂直向下，達到地面，管道和塔身需有一定距離，相鄰的兩個管線也有設計一定的間隔，這樣才能確保在實際的應用過程中不會出現(xiàn)沖突現(xiàn)象。在進行管道設計時還需注意，管道的位置不能妨礙平臺的操作，須滿足程序設備要求，設計的方便檢修和操作，按從上倒下的原則，從大管徑到小管徑來進行有序的施工，在滿足實際生活需求的情況下，盡量縮短管道的長度，進行統(tǒng)一的布局和規(guī)劃，盡可能的展現(xiàn)外觀的美觀。

2.2.5 管道的配管優(yōu)化

管道的配管優(yōu)化主要體現(xiàn)在塔頂管道、塔側面管道和公用工程管道三個方面，在塔頂管道的配管中，需考慮實際應力需求，在適當的位置設置管道。施工過程中，遵循“步步低”的原則進行設計，需考慮管道的柔性，通過專業(yè)技術進行位置設置，避免管口由于承受較大壓力而出現(xiàn)故障問題。塔側面管道在配管的過程中，如果上方有閥門的情況，則閥門需要與管口進行連接，避免出現(xiàn)積液現(xiàn)象。當裝置塔的側面同一角度上出現(xiàn)多個出入料口的時候，由于需要足夠的管徑確保原材料的通過，所以需要考慮管道的柔性，盡量使用一些大管徑的管道。公用工程管道是用來確保維修和管理工作的，通常情況下沿著裝置塔排布置，在平臺周圍方便操作的位置進行公用工程管道的設計，根據實際情況的需要，通過對于設計檢修的高度進行確定，設置在適合的高度層，不需要每一層都進行設置。

3 結束語

合成氨裝置塔是企業(yè)生產效益的良好保障，也是實際生活工作中最為重要的生產設備，通過對合成氨裝置塔的合理布置和配管，可提高生產效率。在對合成氨裝置塔進行設計和施工的過程中，須嚴格遵守各項設計規(guī)范要求，結合實際生產，需充分考慮塔的結構和對裝置塔的維護及檢修。通過多次的復核，利用專業(yè)的角度對系統(tǒng)和各個管道進行有效融合，避免出現(xiàn)設計不當導致的施工問題。只有通過合理的布局和精細的配管設計施工才能保證合成氨裝置塔的實用性，根據施工實際情況不斷地進行優(yōu)化。

[1] 宋岢岢. 壓力管道設計及工程實例[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2013.

Arrangement and Piping Analysis of Synthetic Ammonia Plant

Wang Xin，Zhang Shuang

The ammonia plant has been developed for a long time in our country.This paper mainly discusses the layout and piping of synthetic ammonia and equipment tower，discusses the design and construction of the process，and puts forward personal opinions and briefs.Contribute to the continuous development of China’s ammonia plant.

synthetic ammonia；device tower；arrangement；piping

TQ113.2

A

1003-6490（2017）06-0003-01

2017-05-04

王鑫（1989—），男，山東煙臺人，助理工程師，主要研究方向為化學工程與工藝。