化工裝置塔管道的布置及設計

白彥偉，郭運凱

（山東華魯恒升化工股份有限公司，山東德州 253000）

目前人們對于一系列化工產品有著非常高的需求，而相關化工行業在這樣的背景之下也需要將自身傳統的技術以及設備進行升級以及優化，通過這樣的方式來有效提高化工產品的產量和質量，從而滿足人們的需求。其中裝置塔就是一種非常重要的設備，其能發揮石油產品蒸餾、解析以及吸收等效果，因此該設備的運行質量以及效率將會影響了整體企業的生產效率以及生產質量。在裝置塔中其對應管道的設計以及布置則會影響設備的運行，因此如何合理進行管道的設計和布置就成了人們關注和重視的一個重要內容。本文主要對當前石油化工裝置塔的管道布置以及設計進行分析和探討。

1 裝置塔的布置

在化工生產中存在多種類型的塔，此類塔根據其自身的作用以及功能不同因此會存在相應不同的結構，而在不同的功能以及結構的塔下想要合理有效地進行管道的布置就需要采用不同的方法，以此來確保每個塔都能夠發揮自身良好的作用。在塔進行管道布置以及設計的過程中，應當提前對其對應的要求進行分析和規劃，以此來有效確保能夠滿足工藝要求、構件要求以及檢修要求。

1.1 裝置塔的布置方式

想要有效地提高管道布置的合理性以及科學性，首先需要完成的一個重要內容就是對管道的設計和布局，通常都會采用單排布置法，若是塔的管廊一側有著兩個或以上的塔，此時就需要根據其數量來選擇對應的中心對齊的設計方法，通過該方法能夠有效地對管道進行布置以及設計，從而確保設計的合理性和科學性。其次針對一些本體較高但直徑較小的塔來說，工作人員就需要采用三角形布置或者雙排布置的方式來完成對應的設計以及布局，一般來說利用該方法來進行塔的設計主要是能夠有效地將各個塔之間進行連接，并且也能夠利用對應的平臺來將其進行構建，那么塔的熱穩定性也就能夠得到有效提升[1]。而對于一些直徑較大的塔來說，相關人員在進行布置時應當在塔構架內或者塔構架的一側來進行布置，后續還需要為其輔以對應的構架設計，通過這樣的方式來有效提升裝置塔自身的穩定性，同時相關人員也可以在其周邊設計一些平臺和梯子，以此來方便后續工作人員對其進行其他相關操作和處理。

1.2 對安裝、操作以及檢修的要求

為了后續保證布置以及建設平臺的便捷性和質量，工作人員可以在結合塔布置的情況之下來開展一系列對應的工藝流程，在結合具體的工藝流程之后可以將兩個相鄰的塔保持在同一高度。裝置塔中可能會存在對應熱脹冷縮的情況，為了能夠避免此類情況，相關人員應當在塔之間留有一定的縫隙，以此來有效避免熱脹冷縮所帶來的影響和問題。在使用鉸接來對近框架進行布置時，應當在框架以及塔表面兩者之間設立對應的聯系通道，聯系通道的主要作用就是能夠避免塔熱漲或者基礎沉降等問題，通過對此類問題的避免能夠有效地防止后續產生其他相關的問題以及影響，從而提高了塔的工作效率。后續需要留出一定空間用于安裝立式再沸器。同時也需要在塔的周邊地區留出一定的空地，空地的目的就是為了能夠給吊裝機的安裝留有足夠的空間，也可以利用該空地來完成裝卸管道以及其他附件的操作。

2 塔管口方位的確定

在開展塔管口管道布置以及設計之前，首先需要完成對應的準備工作，一般來說在開展設計之前需要先對塔管口的方位進行確定，而為了能夠達到這樣的效果就需要將塔周分成對應兩個不同的區域，分別為操作區和配管區[2]。其中操作區主要是為了能夠方便后續工作人員來對其進行操作以及檢修而設置的一條特殊通道，其主要的組成是由對應的操作平臺、梯子以及儀表等組成。而配管區則是將塔管與泵、冷環裝置以及管道走廊等進行連接的布置區域。一般來說，配管區的方位會更加偏向于管廊布置的方向，而操作區則是會朝著配管區的反方向來進行布置。

回流管口是塔管中一個較為重要的內容，其管口的設計方向以及具體的設計內容都會與其具體的塔內件型式存在關聯，因此在設計其對應的回流口時應當將其設置于距離降液管最遠的地方，并且同時還需要將回流液流入對應的受液槽之中，以此來確保回流液的正常回流以及工作。其次對于單溢流塔板的回流口設計也需要按照對應的要求以及規范來進行設計和布局，一般來說該部分的回流口設計則是需要垂直于降液管來進行布置，而與其對應的雙溢流塔板的回流口設計則是應當將其平行于降液管來進行布置和設計，而三溢流塔板的回流口設計則是應當與雙溢流塔板相同。而對應進料管口的設計則是應當與對應的回流管口相似，在實際進行設計以及布局的過程中應當盡量遠離降液管。

針對重沸器返回方位的確定環節，一般來說，重沸器返回口的設計以及布置會與塔的塔板形式有著非常密切的連接和聯系，因此在設計其對應的重沸器時應當按照不同的塔板來進行設計和分析。單溢流塔板的重沸器其對應的返回口應當設計在塔中心的線上，并且同時還應當將其方位設計的與受液槽平行。若是存在兩個重沸器的返回口，那么也應當將其兩個開口都與受液槽平行，以此來形成良好的設計效果，同時還需要確保兩個開口都形成相對的方向。針對雙溢流塔板來說，其對應的設計以及布置應當與單溢流塔板的管口布置方式一致。針對三溢流塔板來說，其重沸器的返回口則應當設立在受液槽之間，并且同時也應當保證其能夠與受液槽保持平行。四溢流塔板的管口布置則應當與三溢流相同，但是若是其中存在兩個重沸器的返回口時，應當將第二個返回口與第一個對稱進行設計和布局，以此來確保返回口的合理設計以及布置。

3 裝置塔管道的設計

3.1 塔頂管道的設計

在裝置塔的管道設計過程中，根據其不同的部分也需要采用不同的方法來進行設計，首先介紹的就是塔頂管道的設計。在裝置塔中的塔頂管理也分為不同的內容，其中包括了塔頂抽氣管道、放空管道以及對應的安全閥進出口管道[3]。針對不同的內容同樣也需要采用不同的方法來進行管道的設計和布置。首先就是塔頂餾出線，塔頂餾出線是位于塔頂至換熱和冷凝、冷卻設備之間的一條重要管道，因此該管道的設計將會從很大程度上直接影響和決定裝置塔的冷卻效果。在該管道之中基本上都是覆蓋了大量的氣相介質，因此在進行實際的設計以及布置過程中相關人員應當盡量保證管道的直徑能夠變大，同時還需要將管道的長度盡可能縮短和減小，之后還需要按照“步步低”的方式來對其進行布置，以此來確保管道在布置完成之后能夠具備一定的柔性，后續也需要防止出現袋形管。與此同時，相關人員在進行管道的布置過程中還需要對其上部設置一系列對應的承重支架，承重支架的主要目的和作用就是為了能夠確保管道的正常運行，同時設置一些導向架，通過這樣的方式能夠防止管口出現壓力過大的情況，若是壓力過大就會導致管道出現脫落等一系列情況。放空管道以及對應的安全閥出口管道會具備直線排放以及密閉排放兩種不同的形式，針對放空管道來說，應當將其安裝在對應塔頂汽相管線的最高處。

3.2 塔體側面管道設計

對于塔體側面管道的設計，在塔體側面的管道設計過程中其包含了一系列其他的管道，其中包含了回流管道、進料管道、重沸器入口管道以及返回管道等，因此在設計的過程中相對來說會較為煩瑣，相關人員需要仔細耐心地對其進行設計，從而確保設計的合理性和科學性[4]。此類管道的閥門一般來說都是直接與塔體的管口連接，因此在設計的過程中不僅需要確保連接的穩定性以及合理性，同時還需要保證管道的柔韌性，從而確保管道的質量。

首先是針對回流管道以及液體進料管道的設計，在這兩個管道的設計過程中相關人員應當考慮到此類管道之中通常會存在液體流動的情況，因此此類管道的溫度應當低于塔內的溫度，所以在設計時應當結合管道沿塔壁來進行垂直鋪設，同時鋪設的路線相對來說也比較長，在這樣的一個過程中同時也應當關注由溫度所帶來的作用應力。在這樣的情況之下就可以將底部的管道設計成為L型，以此來避免產生的位移情況。在進行塔上部進料管的設計過程中，相關人員也需要考慮到熱脹冷縮的問題，因此需要將閥門直接與管口進行連接，盡量設置到水平的管道，通過這樣的方式就能夠有效地防止在閥門關閉的過程中出現積液的情況。液體進料管布置的過程中若是發現其中存在零件的情況，那么還需要為其預留出一定的安全距離，以此來保證工作的正常運行。

4 結束語

在當前化工行業之中，其存在了大量的裝置，其中裝置塔占據了較為重要的地位以及作用，而裝置塔中對應管道的設計以及布置會影響到其工作的效率以及質量，因此相關人員應當根據其不同的部位來選擇對應的布置方法，以此來有效提高裝置塔的運行效率和質量。