化工工藝管道設計的配管注意事項分析

閆占磊 李國輝 趙榮剛

【摘?要】隨著經濟和化工行業的快速發展，世界各國對石油的需求量和利用率都在不斷地上升。石油作為我國的重要能源之一，對人們的生活和企業的生產有著重要的作用。而石油又被稱為工業的血液，其對工業運行的重要性不言而喻。為了進一步保障我國工業和石油化工企業的發展，必須要加強石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的科學設計。希望本文的論述能夠對我國石油化工企業的發展起到一定的推動作用，同時對蒸汽管道配管的科學設計提供理論參考。

【關鍵詞】化工工藝;管道設計;配管;注意事項

引言

為了保證化工工藝管道設計的合理性、科學性，提升化工工藝管道的使用性能，對化工工藝管道設計的配管注意事項進行了分析。首先，對化工工藝管道設計進行了分析，著重分析了化工工藝管道的設計要求、考慮因素、設計依據。其次，就配管注意事項進行了分析，先是分析了配管的基本原則，緊接著分析了配管選材及防腐、蒸汽支管設計、管廊管道設計、排液設施設計、凝液管設計等的注意事項。最后，針對如何優化配管設計提出了空間管道連接設備間距、運用計算機進行模擬優化等措施。

1設計原則

塔架的管道通常可分為塔架側面的管道和塔架底部的管道。布管原則為沿塔敷設由上至下，先布置大管徑，后布置小管徑。為了便于支撐管道離開塔架的管口，應立即向上或向下彎曲管道，并且塔架與關口最外邊緣之間的凈距應為300mm，方向平行于塔架。通常，水平管段的高度盡可能受管廊的高度影響，可以以相同的高度排列成一排。沿著塔架管道的垂直管段應具有足夠的長度，以安裝以塔架壁為根的孔板管道的支撐。其固定點的位置應通過應力分析和位移計算確定。

2化工工藝管道設計

2.1管凝液管道的設計

蒸汽凝液管道是化工工作中的重要裝備之一，一旦出現問題會嚴重的影響化工工作的進度。因此蒸汽凝液管道的設計對化工工作至關重要。而在蒸汽凝液管道設計時，存在對實際情況的掌握和了解不夠充分，再加上設計水平有限導致蒸汽凝液管道的設計水平和質量都不高。基于這一現狀，在進行蒸汽凝液管道設計時必須要加強設計的監控，設計前要充分了解化工工作的整體流程，然后再制定出與之相符的設計方案。其次，在設計時要使蒸汽凝液管道和蒸汽管道裝置在同一層，可以實現有效的銜接。倘若凝液總管道高于蒸汽管道的疏水閥時，可以在疏水閥處安裝止水閥來提高作業的便利性，進而提高石油化工企業的工藝水平和作業效率。

2.2熱應力計算

泵的配管材料容易受到介質溫度等因素的限制，如果運送的液體溫度過高或過低，就容易使泵的配管出現熱脹冷縮現象。在石油化工裝置泵的不停回轉運作過程中，配管由于出現不均衡的脹縮問題，從而產生一定的推力，迫使泵的轉軸定位出現偏移等問題。因此就需要相關設計人員在對管道進行設計的過程中，對泵嘴的受力情況進行充分考慮，查看其受力是否會超過相應的范圍，所以需要對熱應力進行必要的計算。

2.3管道和排液裝置的設計

針對我國現階段石油化工工業裝置蒸汽管道配管設計的現狀，要加強布置壓力蒸汽管道和排液裝置設計，以便更好的保障石油化工中化學反應和物理反應的進行。首先，要加強布置壓力蒸汽管道的設計。在設計時，要充分的考慮壓力對蒸汽管道配管的影響，可以在配管與管道之間安裝一個補償裝置，這樣可以有效地避免石油發生化學反應時出現的水錘現象，并提高蒸汽管道的利用效率。其次，當石油在蒸汽管道配管中發生化學反應時會產生液體，而這些液體會直接影響到所發生的化學反應，可以安裝排液裝置來減少液體對化學反應的影響。排液裝置可以使產生的液體從蒸汽管道的最低點排出，減少廢棄液體對石油化工作業的影響。因此，在石油化工工業裝置蒸汽管道配管中安裝補償設備和排液裝置可以有效的保證石油化工工作的開展。

2.4蒸汽管道檢測設計

在設計石油化工工業的蒸汽管道時，對蒸汽管道管徑也要進行科學設計，減少管道直徑與實際需求不符的問題。在運行過程中，一旦發生管道直徑與實際需求不符時，就會對化工工作的進程產生嚴重的影響。基于這一現狀，在進行蒸汽管道配管設計時，要先根據化工作業的實際需求來設計管道的直徑，如果出現設計的直徑比實際需求的尺寸大時，不僅會增加制作過程中所需要的材料還會增加生產成本，更重要的是在進行化學反應時會消耗大量的熱量，直接影響化工作業的進度。但如果所設計的管道直徑比實際需求的直徑小時，由于無法滿足實際需求而導致所設計的蒸汽管道配管無法使用，直接造成材料和經濟的浪費，增加石油化工企業的制作成本。因此在進行蒸汽管道配管管徑設計時，必須要立足于實際的需求，以減少不必要的浪費。

2.5管廊管道設計

化工工藝管道多是用于有毒、強腐蝕性等物質的輸送。若管廊管道設計不當，則有可能導致管道泄漏，甚至是引發爆炸事故。所以，要高度重視管廊管道設計。在這一過程中應注意以下要點：①充分依據管道設計標準，將管道集中布置在合理的區域，從而保證管道的完整、安全。②將不同用途的管道合理布置在管道層級中。如在第一、二層布置物料管。第三層布置公用工程管道。第四層安裝儀表、槽板等設施。③高度重視再沸器的安裝。依據相關技術標準，多是將再沸器安裝在塔底，并合理控制其換熱管的管長、管徑。④重視冷凝器的安裝。盡量選擇通風良好的區域安裝冷凝器。重點避開高溫、水蒸氣多的區域。⑥在引出不同介質的管道時要合理選擇引出部位。比如針對氣相介質，可選擇總管上部位置。同時，還要控制主管引出高度。⑦盡量減少閥門布置數量。若要布置，則應采用集中布置的方式。⑧若管廊通過人行道、道路，不能設置法蘭、螺紋連接件，以免管道泄漏。⑨在寒冷地區應設置旁路，以免其上下循環水干管出現凍結情況。

3配管設計優化

為了進一步提高配管的適用性，在配管過程中設計人員還應當采用有效的措施進行配管優化。具體可采取以下方法：第一，若前后壓力相同，則應選擇材質優良的螺栓、閥門;當管道材質相同時，則要保證螺栓、閥門、墊片都是高壓材質。第二，在泵進口管道設計中，要充分依據泵揚程確定管道直徑。同時，依據管程短、壓損小的原則優化管道的整體布局。除此之外，還應充分考慮安全、成本等要素，繼續優化管道設計。第三，在管道連接設備的設計中，一定要控制設備之間的距離，并使高危設備遠離人群。同時，應當盡量選擇智能化的設備，實現化工工藝管道系統的智能化、自動化、信息化。第四，若條件允許，可充分應用計算機提前進行管道設計模擬、運行，從而減少管道碰撞、交叉等問題。相比于傳統的人工設計方式來說，進行設計模擬可以在不安裝管道的情況下，對其中可能存在的問題進行預測、分析。這樣能減少后期的返工問題，提升管道設計方案的合理性、科學性。

結語

在所有石油化工裝置中，泵都起著至關重要的作用，專業管道設計人員都需要對泵的配管進行設計，因此就需要相關設計人員全面掌握泵的配管設計要領，在實際的設計過程中，就要結合裝置的實際情況，充分考慮各個方面的影響因素，使石油化工裝置泵的配管設計可以合理滿足生產需求，使石油化工裝置泵的配管具有較高穩定性與安全性，從而對石油化工裝置的安全生產提供一定的保障，有效推動石油化工產業的穩定發展。

參考文獻：

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（作者單位：山東九洲安全技術有限公司）