煉油裝置管道設計問題研究

郎 杰，吳曉華，呂 雷

（1.山東濟煉石化工程有限公司，山東濟南 250014；2.山東天浩工程設計有限公司，山東濟南 250014）

1 概述分析

隨著我國社會主義現代化建設不斷發展，人們對于能源的需求越來越多，石油作為傳統的能源供給來源，對我國的快速發展以及人們的日常生產生活起到了決定性的作用。石油冶煉是石油的加工方式，煉油是我國化工產業主要的生產方式，由于其自身獨特性，對于煉油裝置的管道設計、安裝要求非常高，管道的設計與安裝的質量將直接影響煉油產業的順利開展，而且管道的防腐工作也是煉油產業需要考慮的問題。所以，對于煉油裝置而言，其管道設計與安裝非常復雜，承接了煉油裝置以及下游設備之間的聯通作用，對于煉油生產來說至關重要。所以對于煉油裝置管道的設計與施工過程的研究，對于提升煉油生產質量和效果具有非常重要的現實意義。

2 煉油裝置中塔的管道設計

2.1 塔嘴子的方位設計

對于塔嘴子的方位設計，其應能夠符合施工工藝的多方面條件，滿足管道和閥門的安全性、操作便利性等方面的實際要求。

2.2 塔的管道設計思路

在進行實際塔的管道設計中，相關人員首先要考慮大直徑管道、高溫管道以及合金鋼管道的布置合理性，只有在完成這三種管道設計以后，才能夠進行其他的管道設計。對于那些沿設備垂直敷設的管道，在進行實際設計的時候應盡可能將其進行支架設計，然后將管道安置在靠近設備外壁的位置。另外在設計過程中，應盡可能減少短管的使用，并且在管道設計中出現穿越平臺的情況時，應確保管道不會接觸到平臺內外圈角鋼和平臺梁。

2.3 塔頂管道

首先，塔頂的氣相出口管道應該按照步步走低的方式進行設計，不應出現有U 形管道設計情況。其次由于塔頂餾出線的管徑通常比較大，因此在進行相關管道設計的時候，應盡可能沿塔壁進行敷設設計，并且要減少出現穿越平臺的設計情況。最后對于放空管道，其一般會被設計到塔頂管道最高處，并由水平管段上接。而在進行實際設計的時候，應確保排空管道的排出口遠離操作面，并且設計要符合相關防火規定要求[1]。

2.4 側邊管道

在進行側邊管道設計的時候，應保證側邊的進、出塔管道上的閥門能夠與塔嘴子直接相連或者水平靠近后連接。當然因為在實際設計過程中可能會出現諸多限制情況，相關人員對于側邊管道閥門也可以直接設計在立管之上，但要確保側邊管道內所通過的介質是不凝凍介質，若是易凝凍介質則不可以采用該種設計方式。

2.5 底部管道

對于塔底部管道設計，相關人員應在能夠滿足管道柔韌性要求的情況下，盡可能保障直管要短，并且不會出現過多拐彎的情況。另外，在設計過程中，相關人員還要保證塔底的進泵管呈現出步步走低的態勢，并且為防止塔底泵產生汽蝕現象，還要保證塔底管道出現袋形管道。

2.6 塔管道支架布置設計

在進行塔管道支架布置設計的時候，應能夠滿足以下幾點內容：①對于沿設備垂直敷設的管道，其應能夠在垂直管道上半部分靠近塔嘴子處的管道設計有承重用的支撐支架或者固定支架，該支架不僅可以對管道進行有效支撐，而且還可以減少塔嘴子在實際運行中所承受的熱應力，通常情況下該支架只需設計一個便可。若是一根管道需要設置多承重支架，那么從第二個支架開始，需要采用彈簧支架。②對于各個沿設備進行敷設的管道，其一般都會設置有管道支架，這些管道支架在進行設計的時候，應盡可能保持集中，統一隱蔽在平臺下面[2]。

3 煉油裝置中泵的管道設計

3.1 泵的管道設計思路

在煉油裝置生產作業過程中，裝置的氣液介質都需要通過泵管道來進行運輸，甚至在某些管段中，其在工作過程中往往會承受較大的壓強。因此，為能夠保證泵管道設計的安全穩定性和實際運行效果，要對管道所傳送的介質穩定、腐蝕性、凝凍性等進行充分考慮，然后根據煉油裝置管道設計的實際工藝流程和工藝要求，科學合理地設計管道上的閥門，并對管道運行中的應力進行分析了解，合理地設計支吊架的安裝位置，對泵的管道進行整體的設計優化，確保在煉油裝置的實際作業過程中，泵管道能夠良好地承擔起其實際作用。

3.2 泵入口管道

在進行泵入口管道設計的時候，首先要考慮好本入口管道的直徑問題，通常來說，泵入口管道的直徑需要比嘴的直徑大1～2級；其次對于泵切斷閥的設計，要盡可能保障切斷閥靠近泵，并且將其設計在易于操作的位置，該切斷閥的實際作用是為了減少煉油裝置運行過程中液態介質回流、堆積問題。另外為避免在實際運行中，各種灰塵雜質進入到泵體之中，影響泵的實際運行性能，還要在切斷閥與泵管嘴處設置過濾器，從而通過過濾器將介質中的雜質進行過濾剔除；最后在過濾器和泵嘴之間，要預留出一段與泵嘴直徑相同的直管段，根據SH3012中要求，該直管段的長度一般會設計為管道直徑的3倍左右[3]。

3.3 泵出口管道

同泵入口管道一樣，在進行泵出口管道選擇的時候，也應選擇比本出口最直徑大1～2級的管道，并且泵出口管道處也要設置有切斷閥，該切斷閥的實際效果也與泵出口處的切斷閥作用相同。在實際設計過程中，需要對泵的出入口壓強差進行測試，若是泵的出入口壓強差大于4MPa，那么為加強切斷閥的實際效果，還需要在泵的出入口處再分別設置一個切斷閥，以此來對本地出入口壓強進行調整控制，降低運行過程中壓強問題所造成的諸多影響。對于泵出口管的止回閥，其應設計在泵嘴和泵出口管的切斷閥之間，若是在實際設計的時候，本出口管有著分支情況，那么止回閥應設置在總出口管處。其次，在煉油裝置的實際運行過程中，暖泵線也將可以發揮出對管道進行預熱，防止管道內介質因管道穩定下降而出現凝固問題。因此在進行管道設計的同時，也要做好暖泵線的實際設計工作。最后鑒于管道中所傳送的介質，其本身便有著易燃易爆等特性，為防止后期運行過程中發生燃燒、爆炸等安全問題，還需要在泵出口管上設置有放空線，確保能夠將放空氣體接入到密閉的放空系統中，確保煉油裝置運行中的安全性。

3.4 管道支吊架設計

泵的管道支吊架在實際運行過程中，將可以有效降低泵管道的振幅問題，從而降低泵管道因振幅過大而產生的噪聲或者管道脫落等問題，確保泵管嘴受力能夠時刻處于實際標準要求內。對于泵管道設計，應在泵出入口的不遠處分別設置有一個支吊架，并且該支吊架要能夠確保能承擔管道溫度變化而產生的應力變化，促使泵出入口的應力盡可能小。另外，考慮到在使用運行過程中泵體還可能常設沉降問題，因此對于泵出入口的支吊架，相關人員應設計為可調節式的支架。

4 煉油裝置管道的施工措施

4.1 煉油裝置管道的施工管理

對于煉油裝置管道的施工需要按照設計進行以下工作：

首先，在項目準備前，要根據預定的設計方案，對每一個項目進行全方位的定期或非定期檢查，以確保其可行性，例如：檢查焊接設備的可用性，檢查相關設備、產品、焊條、防護設備等，檢查管材的型號、完整性和可用性，檢查型號和功能。同時，還要對焊接接頭進行清理，對管道焊接部位的油污、鐵銹痕跡進行清理，確保能進行作業。為避免氫擴散，焊端預熱應同時進行。

其次，在煉油設備管道焊接工程管理中，人員眾多因此現場混亂的風險也更大，為保證焊接作業的有序開展，可通過專人分工協作安排專業業務，以完整的流水線管理作業模式，確保管道的方式和位置。

最后，在施工后的處理項目完成后，根據設計工藝需要對管道進行熱處理，根據熱處理溫度條件進行熱處理，提高焊接效率和焊接端質量，并加強焊后檢驗，強化焊接效果。焊接接頭應進行有效的檢查，對不適合焊接的焊接接頭進行修補，并使用專業的聲探測器和X 射線探測器對管道的損傷進行測量，以保證施工效率。最后對管道焊接作業的合理性和設計進行焊接作業，嚴格按設計執行，確保焊接作業的有效性和管材質量。

4.2 煉油裝置管道施工人員的專業素質培養

在煉油設備管道工程中，人是最重要的因素。為保證煉油設備管道焊接作業的高效開展和完成，必須對施工人員進行專業素質的培訓和提高，并對焊工進行專業培訓，確保掌握最新的焊接工藝。焊接相關設備的從業人員也應積極提高自身的專業素質，提高實際工作能力，加強對焊接操作設計方案的熟悉和理解，并向施工方通報管道的實際作用，通過專業設計師的指導，掌握焊接工藝，而施工人員也應該主動地、積極地投入到加強自我專業素養提升中去，從而提升其實際的工作能力。對管道連接部分在焊接過程中進行了詳細加工，以適應煉油設備管道的使用要求，提高性能安全性。

4.3 加強施工的管理手段

（1）加強施工過程管理。煉油設備管網安裝工程的管理，施工過程的管理，材料的管理都是有效開展煉油設備施工過程的輔助手段。在施工管理中，員工的流程管理采用有線業務，而員工則采用有線業務，各負其責，則能夠有效保障業務發展，對材料、設備等進行精準管理。而在具體的細節實施上，需要建立嚴格的制度，如對人員工作積極性的監管制度，不同人員在上流材料領取時的相關制度等，從而將現場施工的流程細化管理，并且在管理手段中，結合實際需求，將細節處理納入管理手段之中。

（2）加強對物料的正確管理，使物料的組合選擇在精煉過程中具有完整的功能和性能，滿足生產要求；為滿足施工要求和后期精細化生產的基本需要，盡量減少施工中存在的問題和施工后恢復的可能性，確保材料的采購、型號的選擇等在煉油過程中的功能符合性和性能完備性等方面都能滿足生產需求，采用材料采購后抽樣檢驗的方法，最后加強對人員的精細化管理，確保人員安全和物資安全。加強施工安全和設備建設，從而有效保障煉油裝置管道施工有序開展。

5 結語

對于煉油裝置的管道設計，不僅要考慮到管道在運行過程中的多方面效果，還要考慮到后期人員操作、檢修的方便性，避免工作人員對于煉油裝置的操作、檢修出現不必要的麻煩。在這種情況下，在進行管道設計的時候，需要對設計內容進行多方面統籌規劃，盡可能考慮到后期可能會遇到的諸多問題因素，然后結合問題因素對管道進行合理設計，這樣才能夠真正確保煉油裝置后期的實際運行效果。