化工工藝與化工設備的適應性設計分析

蘭方青 向宏文（浙江工程設計有限公司,浙江 杭州310002）

0 引言

在化工生產系統中，化工工藝是軟系統，硬系統則是化工設備，軟硬系統均是化工企業開展化學生產與加工的重要條件。新時期，我國化工產業得到質的發展，化工工藝正逐步完善，化工設備也在不斷不斷升級與更新，是時代所趨。當前，節能環保已然成為亙古不變的主題，其與人類生存息息相關，而實現化工生產工藝和設備的不斷革新，是化工產業得以長足發展的必然要求。面對此種情況，應全面考慮化工設備的基本結構、工藝參數與安全措施等，能讓化工設備可以在環保、低能耗與安全條件下高效的運行。

1 化工工藝與化工設備適應性設計的價值意義

1.1 可大大提高設備的實用性

以往的化工工藝和化工設備在適應性設計方面相對匱乏，會對設備的具體應用情況產生極大的影響。對二者的適應性設計可有效激發設備的真實效能，并且化工企業會結合自身實況合理設計與配置化工設備，可讓設備性能與生產規模、需求相匹配。

1.2 可加快檢修速度

化工產業的能耗量比較高，屬于密集型的產業，且化工生產所涉及到的項目比較多，這就需要使用到很多設備，可見，化工設備的存在價值是不可估量的。實現生產工藝與設備適應性設計，可有效加快設備故障檢修速度。例如，設備為浮頭式換熱器時，要在設計中明確浮頭式換熱器的每項細節與參數，進而提高設備的實際檢修速度[1]。

1.3 能大大提升生產效率

適應性設計既能提升檢修速度與可操作性，還能大大優化設備性能，提高實際生產率，特別是設計人員要根據化工設備實況展開合理的設計，從適應性設計角度出發，不斷改善設計方案與設計思路，也要對設備進行不斷的完善。

2 化工工藝與化工設備適應性的設計思想

2.1 綠色環保

通常情況下，在化工生產與加工車間都會存在著嚴重的噪音污染。一般來講，噪音污染的來源主要是化工設備運行時產生的震動聲。因此，設計人員需要考慮系中問題，對設備零部件的具體尺寸進行合理改造，還要適度添加一定的緊固零部件，特別是對U 型管的有效緊固，以達到緩解噪音的目的。結合GB12348-2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》，要求化工企業的生產噪聲需要控制到85dBb內[2]。

2.2 安全性設計

與其他行業相比，化工類產業的危險性較高，工作人員經常會接觸到強腐蝕物質，還長期處于高溫、高壓環境中作業，一旦疏忽，容易造成嚴重的安全事故。因此，在化工設備設計之中，需要對化工設備開展針對性處理，以更好的控制高壓、高溫物質，以求更大程度上防止易燃易爆等產品發生危險事故。在設計化工設備時，還要對管道節點作密封處理，例如，可添加一定的密封圈等，以降低泄漏事故的發生概率。

2.3 耐用性設計

目前，伴隨著我國科學技術的不斷革新，化工生產設備的更新速度也在逐步加快，因而，在設計初期應充分考慮該問題。在設計過程中，需要考慮設備零部件使用年限與設備使用年限，讓設備可以在使用年限內發揮實際作用。在后續的修理與維護過程中，也方便實施統一的更換。

2.4 低能耗性設計

如今，能源消耗和環境污染問題變得愈發嚴重，基于可持續發展戰略的有效指引，各行業均在積極響應節能環保的社會主題，改變傳統高能耗運作模式，因此，化工企業會更加注重化工設備的能耗問題，并將低能耗視為重要的設計目標。在工藝和設備適用性設計時，姚在不影響設備正常運作的情況下，將低能耗視為首要設計理念，運用合理的設計方法，由最為基礎的零部件著手，以滿足低能耗生產的目標。

3 化工工藝與化工設備適應性的具體設計方法

3.1 科學設置參數

等到化工設備組裝完畢開始運作前，必須對相關的參數進行合理化設置。例如，在調整重費器參數時，要現在設備內加入一定的物質，再對設備進行加熱，在出口管道位置觀察液態水的實際體積，可采取控制體積的方法來調節需要加熱物質的實際溫度。在具體生產過程中，管道出口位置所出現的液化水體體積要比此設備入口位置水蒸氣的體積要小，因而，使用此種方法來調節被加熱物質的溫度比較難[3]。此外，使用該方式控制被加熱物質溫度時，通常會在重費器內發生水錘現象，這樣容易損壞設備管道。在化工生產過程中，還要加強對介質流量的把控，合理調節被加熱物質的溫度，以確保化工生產的高效性。

3.2 做好防腐蝕性設計

在化學生產領域，腐蝕類物質很多，若控制不恰當，會嚴重危害工作人員的健康，還會損壞設備。例如，在設計裂化裝置時，若原料設計比例相對較大，會對裂解效果產生直接的影響，會嚴重影響化工企業生產效率。對于該問題，在設計裂化裝置時，要在裝置上安裝旋閥塔盤裝置，而下部結構則選擇顧射塔盤結構，既能滿足具體的生產要求，還可提高生產效率。等到化工原料發生變化時，需要合理調整生產設備，從而更好的適應更改之后工藝的實際要求。在對乙烯實施裂解時，需要對原材料加熱，而在加熱過程中，設備上方管道極易受到一定的損壞，會發生原料泄漏現象。通過對故障原因的檢查與分析了解到，引導管道損壞的主要原因是煙氣中含大量的硫等腐蝕性物質，其在一定條件下會腐蝕設備上方的管道。在對化工設備進行處理時，需要調換出料口與進料口，以防止發生煙氣腐蝕管道的現象。

3.3 耐用度設計

與其他行業不同，化工生產與加工所需的設備均為精密度、價值都比較高的設備，通過長期的使用定會出現各種問題，會對化工生產與加工構成威脅。針對該問題，在生產過程中，為了盡可能的延長化工設備使用壽命，要在設計環節考慮耐用度這一指標，旨在實現對設備的高效利用。設備耐久度取決于設備制造質量與維修和保養情況。對于此種問題，在設計過程中，設計人員需要聯系企業實況，了解企業發展的實際需求，還要讓設備檢修與維修工作變得更為便捷。若想通過檢測和維修來提升設備的實際壽命，檢修人員需要對設備結構、易磨損區域以及零部件的性能等進行全面的分析，運用合理的維護方案、報告楊技術來延長設備壽命[4]。此外，企業要結合化工生產需求劃分設備種類，以方便檢修人員快速檢修與處理故障。同時，企業需要派遣第三方檢測團隊來檢修設備，利于提升適應性設計效果。

3.4 節能環保設計

為了做到與時俱進，在設計化工設備與化工工藝時，需要時刻牢記節能環保的基本理念，并在實際設計過程中合理分析設備結構，保證設備與工藝都具備環保性，且不會受到其他因素的影響。例如，在以往生產過程中，換熱管管束極易導致噪聲污染，因此，在設計環境，應對尺寸進行不斷的優化，以達到控制噪音污染的效果。而在設計U型管的彎管時，應考慮相關的防震性能，也就是要求防震夾持設計必須要滿足節能環保的要求。在設備設計階段，應選擇優質傳熱設備與相應的保溫材料，旨在減少熱量損失，以達到節能降耗的效果。

4 結語

綜上所述，文章就化工工藝和化工設備的適應性展開了相關的分析，對具體的適應性設計方法予以分析與闡述，主要從參數設置、防腐蝕性設計、耐久度設計與節能環保設計幾個層面出發，提出了相關的設計措施，旨在提高化工生產工藝與設備的運作效率，二者相互適應，從而促進化工企業可以健康而穩定的發展。