探討石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的合理性

莊磊

【摘 要】工藝管道在石油化工裝置中被廣泛使用，在工藝管道的設(shè)計(jì)上，不但要考慮管道所使用的材料，還要考慮管道與管道、閥門(mén)和管線之間的合理搭配，分析好工藝管道的安全性和合理性，也只有從工藝管道的安全性和合理性方面考慮，才能設(shè)計(jì)和建造出符合石油化工裝置要求的工藝管道，才能更好的促進(jìn)石油化工裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也只有這樣，才能推動(dòng)我國(guó)石油化工行業(yè)健康、穩(wěn)步的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】石油化工裝置；工藝管道；設(shè)計(jì)；合理性

1石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

1.1設(shè)計(jì)安全合理的工藝管道路線

工藝管道路線的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響石油化工裝置后期工藝設(shè)計(jì)和施工，因此，工藝管道設(shè)計(jì)在整個(gè)石油化工裝置工藝設(shè)計(jì)中占有極其重要的地位。在進(jìn)行管道工藝設(shè)計(jì)時(shí)要注意將安全設(shè)計(jì)放在首位，還要在設(shè)計(jì)中盡量減少一些對(duì)化工裝置有害的危險(xiǎn)介質(zhì)，避免發(fā)生安全事故。更重要的是要對(duì)工藝設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，降低工藝操作流程的難度，提高其可操作性。

1.2設(shè)計(jì)安全的工藝管道過(guò)程

為了保證工藝管道施工過(guò)程的安全性，設(shè)計(jì)工藝時(shí)要注意以下幾方面內(nèi)容：①要對(duì)管道設(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的材料進(jìn)行充分考慮，尤其是材料的易燃性和易爆性必須作為主要參考因素。②要建立完善的管道設(shè)計(jì)預(yù)警機(jī)制，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道工藝設(shè)計(jì)中潛在的安全隱患，并及時(shí)排除。在發(fā)生意外事故時(shí)，也要有相應(yīng)的處理機(jī)制，減量降低意外事故造成的損失。③在引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)時(shí)，不能盲目追求先進(jìn)性，而是要根據(jù)石油化工管道設(shè)計(jì)的實(shí)際情況做到合理、理性引進(jìn)，確保新設(shè)備的安全性和穩(wěn)定符合我國(guó)相關(guān)的法律法規(guī)。

1.3加強(qiáng)對(duì)管道設(shè)計(jì)的組織工作的管理

石油化工項(xiàng)目建設(shè)具有特殊性，一般情況下，建設(shè)時(shí)間比較短，如果工藝設(shè)計(jì)中的調(diào)配管理工作出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)影響項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度，出現(xiàn)加班加點(diǎn)熬夜工作的情況，對(duì)工作質(zhì)量有很大影響。所以，在進(jìn)行工藝管道設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)工作人員進(jìn)行全面了解，加強(qiáng)人員的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，然后做好設(shè)計(jì)的組織管理工作，確保組織調(diào)配的合理性和科學(xué)性。

1.4提高設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)水平和綜合素質(zhì)

設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)水平和綜合素質(zhì)對(duì)工藝管道設(shè)計(jì)的合理性有重要影響，因此，必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)水平的培養(yǎng)，并對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行一定的職業(yè)道德教育，提高設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)。這樣才能建設(shè)專(zhuān)業(yè)化高水平的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，提高工藝管道設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2石油化工裝置工藝管道的合理性設(shè)計(jì)

2.1管廊上管道的布置設(shè)計(jì)

在安排石油化工管道的布置時(shí)一定要綜合考慮各方面的因素，把握管廊的附加余量，管廊的設(shè)計(jì)余量應(yīng)根據(jù)裝置運(yùn)行的情況確定數(shù)值，廊的余量設(shè)計(jì)應(yīng)20%至30%左右為佳，一般布置在熱應(yīng)力管道規(guī)劃時(shí)兩邊，在管道布置過(guò)程中在安全閥出口接往泄壓總管時(shí)，在安裝安全閥時(shí)，需要角度以45度角的設(shè)計(jì)，避免總管內(nèi)的介質(zhì)倒入支管造成麻煩，如果安全閥出口低于泄壓總管，應(yīng)在低處設(shè)置手動(dòng)放液閥，注意定期排放積液，夾套管應(yīng)使用無(wú)縫或無(wú)縫對(duì)焊的管件，應(yīng)經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格后才能裝配外管，泵人口管道應(yīng)盡量短且直，保證沒(méi)有氣袋或液袋。

2.2設(shè)計(jì)泵線管線

2.2.1使用泵入口離心異徑管

要想讓泵工作能夠順利運(yùn)行有所保障，就要對(duì)泵吸入管道進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在泵入口管系統(tǒng)中的管徑有所變化時(shí)，安裝泵入口變徑管要控制好氣體不會(huì)集聚在變徑處，這樣能有效防止安裝的效果，讓其不會(huì)有汽蝕產(chǎn)生。在設(shè)置泵在水平入口管徑口，要選擇偏心的異徑管的，對(duì)這個(gè)偏心異徑管進(jìn)行安裝時(shí)，最好的安裝方法就是頂平安裝，并將排液閥添加到低點(diǎn)部位。

2.2.2設(shè)置泵入口直管段

對(duì)于石油化工裝置的工藝管道的泵入口管線處，要采取科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方式，就必須要全面衡量多方因素，進(jìn)行綜合決策。第一，對(duì)泵入口管道支架的合理布設(shè)。泵入口位置通常處于一側(cè)，因而對(duì)于其入口段的支架設(shè)置應(yīng)當(dāng)采取可調(diào)節(jié)的方式，并且入口管道與閥門(mén)的布設(shè)應(yīng)當(dāng)處于泵的側(cè)前端位置處。第二，對(duì)泵管線氣阻的合理布設(shè)。在整體設(shè)計(jì)之中，通常極易忽略泵管線當(dāng)中的氣阻，但是這一工藝裝置，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中極易發(fā)生氣阻情況，并由此將會(huì)對(duì)泵的運(yùn)行造成極其嚴(yán)重的影響，最終造成泵入口管線的設(shè)計(jì)不合理，因此加強(qiáng)這一方面的氣阻設(shè)計(jì)十分重要。

2.2.3管道柔性

在工藝裝置當(dāng)中，泵這一部件是一種回轉(zhuǎn)機(jī)械，借助于管道的推力，能夠使得管嘴發(fā)生轉(zhuǎn)軸定位偏差，因而，在針對(duì)石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的合理性，應(yīng)當(dāng)使得泵嘴的壓力承受值處于合理的范圍之內(nèi)。同時(shí)，在針對(duì)塔底的高溫管線采取管道設(shè)計(jì)之時(shí)，還應(yīng)當(dāng)綜合考量管道的熱力補(bǔ)償，盡可能的降低由一些變量因素所造成的負(fù)面影響。在這之外，在石油化工裝置當(dāng)中的管道設(shè)計(jì)，還存在有大量的可供改進(jìn)之處，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境，并結(jié)合相應(yīng)的工程標(biāo)準(zhǔn)要求，來(lái)選取合理化的設(shè)計(jì)方案，以期促進(jìn)石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)合理性的持續(xù)提升。

2.3冷換設(shè)備的管線設(shè)計(jì)

冷換設(shè)備的管道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足P&ID的要求，同時(shí)考慮管道的柔性及經(jīng)濟(jì)性。特別對(duì)于大直徑和不銹鋼管道，管線盡量短，減少?gòu)濐^數(shù)量。冷換設(shè)備的檢修空間，管道閥門(mén)等的操作檢修空間，結(jié)合管道柔性加以考慮設(shè)計(jì)。冷換設(shè)備出入口管道，一般被加熱介質(zhì)應(yīng)由下而上，被冷卻或冷凝介質(zhì)由上而下。管道布置不應(yīng)影響設(shè)備的抽芯，不應(yīng)妨礙設(shè)備的法蘭和管道上閥門(mén)法蘭的拆卸和安裝，在平行設(shè)備上方不得安裝管道，也不得在設(shè)備上生根支架。管道閥組宜沿設(shè)備一側(cè)布置，有效利空空間。冷換設(shè)備與其他設(shè)備間的管道宜僅出現(xiàn)一個(gè)低點(diǎn)或者高點(diǎn)，管道不宜交叉，層數(shù)不宜太多。冷換設(shè)備下部管嘴與管道和閥門(mén)連接時(shí)，應(yīng)在管道的低點(diǎn)設(shè)置排液閥，當(dāng)采用變徑時(shí)，選用底平大小頭或者在垂直管道上變徑，避免管道積液。合理利用管道熱應(yīng)力，設(shè)置合適的支架，減少設(shè)備管嘴的受力。

2.4塔及立式容器設(shè)備的管道布置設(shè)計(jì)

石油化工裝置中，塔及立式容器的管道設(shè)計(jì)，應(yīng)在充分理解和滿足工藝要求的前提下，充分考慮塔及立式容器的安全、檢修和操作。塔管線的閥門(mén)一般靠近塔嘴，減少塔嘴與閥門(mén)間管道的積液，且閥門(mén)、儀表元件等布置在平臺(tái)等易于操作的位置。由于塔的高度較高，敷塔管道受風(fēng)和地震的影響較大，管道的第一個(gè)支架為承重支架，且一般靠近塔嘴，然后設(shè)置合適的導(dǎo)向支架，一般不建議選用彈簧支架。塔有兩個(gè)以上進(jìn)（出）口在同一方位時(shí)，采用柔性連接，減少管道對(duì)塔嘴的荷載。管道在滿足工藝和柔性的前提下，管道應(yīng)短，彎頭應(yīng)少。

結(jié)語(yǔ)

石油化工裝置中，管道設(shè)計(jì)的合理性是保證石油化工生產(chǎn)活動(dòng)順利展開(kāi)的重要基礎(chǔ)，對(duì)石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本有至關(guān)重要的影響。目前，我國(guó)石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的合理性問(wèn)題仍然受到廣泛關(guān)注，對(duì)石油管道設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行分析探討，對(duì)促進(jìn)石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的合理性有重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹伊君.有關(guān)石油化工裝置的管道設(shè)計(jì)與工藝探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，33（05）：77-86.

[2]田卉.石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)探討[J].化學(xué)工程與裝備，2015，36（06）：89-96.

[3]白西凡.關(guān)于石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的探討[J].科技風(fēng)，2015，07：67.

（作者單位：常州百利鋰電智慧工廠有限公司）