化工工藝與化工設(shè)備的適應(yīng)性設(shè)計分析

蘭方青 向宏文（浙江工程設(shè)計有限公司,浙江 杭州310002）

0 引言

在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中，化工工藝是軟系統(tǒng)，硬系統(tǒng)則是化工設(shè)備，軟硬系統(tǒng)均是化工企業(yè)開展化學(xué)生產(chǎn)與加工的重要條件。新時期，我國化工產(chǎn)業(yè)得到質(zhì)的發(fā)展，化工工藝正逐步完善，化工設(shè)備也在不斷不斷升級與更新，是時代所趨。當(dāng)前，節(jié)能環(huán)保已然成為亙古不變的主題，其與人類生存息息相關(guān)，而實現(xiàn)化工生產(chǎn)工藝和設(shè)備的不斷革新，是化工產(chǎn)業(yè)得以長足發(fā)展的必然要求。面對此種情況，應(yīng)全面考慮化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)與安全措施等，能讓化工設(shè)備可以在環(huán)保、低能耗與安全條件下高效的運行。

1 化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計的價值意義

1.1 可大大提高設(shè)備的實用性

以往的化工工藝和化工設(shè)備在適應(yīng)性設(shè)計方面相對匱乏，會對設(shè)備的具體應(yīng)用情況產(chǎn)生極大的影響。對二者的適應(yīng)性設(shè)計可有效激發(fā)設(shè)備的真實效能，并且化工企業(yè)會結(jié)合自身實況合理設(shè)計與配置化工設(shè)備，可讓設(shè)備性能與生產(chǎn)規(guī)模、需求相匹配。

1.2 可加快檢修速度

化工產(chǎn)業(yè)的能耗量比較高，屬于密集型的產(chǎn)業(yè)，且化工生產(chǎn)所涉及到的項目比較多，這就需要使用到很多設(shè)備，可見，化工設(shè)備的存在價值是不可估量的。實現(xiàn)生產(chǎn)工藝與設(shè)備適應(yīng)性設(shè)計，可有效加快設(shè)備故障檢修速度。例如，設(shè)備為浮頭式換熱器時，要在設(shè)計中明確浮頭式換熱器的每項細(xì)節(jié)與參數(shù)，進而提高設(shè)備的實際檢修速度[1]。

1.3 能大大提升生產(chǎn)效率

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

2 化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性的設(shè)計思想

2.1 綠色環(huán)保

通常情況下，在化工生產(chǎn)與加工車間都會存在著嚴(yán)重的噪音污染。一般來講，噪音污染的來源主要是化工設(shè)備運行時產(chǎn)生的震動聲。因此，設(shè)計人員需要考慮系中問題，對設(shè)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(dá)到緩解噪音的目的。結(jié)合GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》，要求化工企業(yè)的生產(chǎn)噪聲需要控制到85dBb內(nèi)[2]。

2.2 安全性設(shè)計

與其他行業(yè)相比，化工類產(chǎn)業(yè)的危險性較高，工作人員經(jīng)常會接觸到強腐蝕物質(zhì)，還長期處于高溫、高壓環(huán)境中作業(yè)，一旦疏忽，容易造成嚴(yán)重的安全事故。因此，在化工設(shè)備設(shè)計之中，需要對化工設(shè)備開展針對性處理，以更好的控制高壓、高溫物質(zhì)，以求更大程度上防止易燃易爆等產(chǎn)品發(fā)生危險事故。在設(shè)計化工設(shè)備時，還要對管道節(jié)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(fā)生概率。

2.3 耐用性設(shè)計

目前，伴隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷革新，化工生產(chǎn)設(shè)備的更新速度也在逐步加快，因而，在設(shè)計初期應(yīng)充分考慮該問題。在設(shè)計過程中，需要考慮設(shè)備零部件使用年限與設(shè)備使用年限，讓設(shè)備可以在使用年限內(nèi)發(fā)揮實際作用。在后續(xù)的修理與維護過程中，也方便實施統(tǒng)一的更換。

2.4 低能耗性設(shè)計

如今，能源消耗和環(huán)境污染問題變得愈發(fā)嚴(yán)重，基于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效指引，各行業(yè)均在積極響應(yīng)節(jié)能環(huán)保的社會主題，改變傳統(tǒng)高能耗運作模式，因此，化工企業(yè)會更加注重化工設(shè)備的能耗問題，并將低能耗視為重要的設(shè)計目標(biāo)。在工藝和設(shè)備適用性設(shè)計時，姚在不影響設(shè)備正常運作的情況下，將低能耗視為首要設(shè)計理念，運用合理的設(shè)計方法，由最為基礎(chǔ)的零部件著手，以滿足低能耗生產(chǎn)的目標(biāo)。

3 化工工藝與化工設(shè)備適應(yīng)性的具體設(shè)計方法

3.1 科學(xué)設(shè)置參數(shù)

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

3.2 做好防腐蝕性設(shè)計

在化學(xué)生產(chǎn)領(lǐng)域，腐蝕類物質(zhì)很多，若控制不恰當(dāng)，會嚴(yán)重危害工作人員的健康，還會損壞設(shè)備。例如，在設(shè)計裂化裝置時，若原料設(shè)計比例相對較大，會對裂解效果產(chǎn)生直接的影響，會嚴(yán)重影響化工企業(yè)生產(chǎn)效率。對于該問題，在設(shè)計裂化裝置時，要在裝置上安裝旋閥塔盤裝置，而下部結(jié)構(gòu)則選擇顧射塔盤結(jié)構(gòu)，既能滿足具體的生產(chǎn)要求，還可提高生產(chǎn)效率。等到化工原料發(fā)生變化時，需要合理調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備，從而更好的適應(yīng)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(shè)備上方管道極易受到一定的損壞，會發(fā)生原料泄漏現(xiàn)象。通過對故障原因的檢查與分析了解到，引導(dǎo)管道損壞的主要原因是煙氣中含大量的硫等腐蝕性物質(zhì)，其在一定條件下會腐蝕設(shè)備上方的管道。在對化工設(shè)備進行處理時，需要調(diào)換出料口與進料口，以防止發(fā)生煙氣腐蝕管道的現(xiàn)象。

3.3 耐用度設(shè)計

與其他行業(yè)不同，化工生產(chǎn)與加工所需的設(shè)備均為精密度、價值都比較高的設(shè)備，通過長期的使用定會出現(xiàn)各種問題，會對化工生產(chǎn)與加工構(gòu)成威脅。針對該問題，在生產(chǎn)過程中，為了盡可能的延長化工設(shè)備使用壽命，要在設(shè)計環(huán)節(jié)考慮耐用度這一指標(biāo)，旨在實現(xiàn)對設(shè)備的高效利用。設(shè)備耐久度取決于設(shè)備制造質(zhì)量與維修和保養(yǎng)情況。對于此種問題，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要聯(lián)系企業(yè)實況，了解企業(yè)發(fā)展的實際需求，還要讓設(shè)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(shè)備的實際壽命，檢修人員需要對設(shè)備結(jié)構(gòu)、易磨損區(qū)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(shù)來延長設(shè)備壽命[4]。此外，企業(yè)要結(jié)合化工生產(chǎn)需求劃分設(shè)備種類，以方便檢修人員快速檢修與處理故障。同時，企業(yè)需要派遣第三方檢測團隊來檢修設(shè)備，利于提升適應(yīng)性設(shè)計效果。

3.4 節(jié)能環(huán)保設(shè)計

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

4 結(jié)語

綜上所述，文章就化工工藝和化工設(shè)備的適應(yīng)性展開了相關(guān)的分析，對具體的適應(yīng)性設(shè)計方法予以分析與闡述，主要從參數(shù)設(shè)置、防腐蝕性設(shè)計、耐久度設(shè)計與節(jié)能環(huán)保設(shè)計幾個層面出發(fā)，提出了相關(guān)的設(shè)計措施，旨在提高化工生產(chǎn)工藝與設(shè)備的運作效率，二者相互適應(yīng)，從而促進化工企業(yè)可以健康而穩(wěn)定的發(fā)展。