化工工程設備管道與材料優化設計

（山東展弘綠色低碳科技有限公司 山東 256600）

前言

隨著我國社會經濟的快速發展，化工工程的發展規模變得越來越大，在進行化工工程建設的過程中，相關企業一定要嚴格把控設備管道和管道材料的質量，在前期做好相應的優化設計工作，如果設備管道和管道材料的優化設計工作做的不到位，將會直接影響后期化工工程的建設質量。由此可見，想要保證化工工程的建設質量則必須要從上述兩個方面入手，根據實際發展情況，做好相應的優化設計工作，對于設備管道的質量進行實時監督，一旦發現設備管道質量存在問題，則要進行第一時間的處理，這樣才能有效避免泄漏問題的出現。

1.化工優化設計的內容及特點分析

化工優化設計簡單來說就是對整個化工生產流程的各個環節進行科學合理的設計，通過優化設計來保證化學品的生產質量。從當前的實際發展情況來看，對反映原材料化學品反應條件、化學工藝設備以及整個工藝流程進行設計都屬于化工優化設計中的環節。在進行優化設計的過程中，需要重點關注設備的布置，工藝流程的設計以及管道布置這三個方面。工作人員需要根據實際情況對工藝流程進行提前制定，然后對設備和儀器進行科學合理的選用，根據工藝流程的實際情況來對設備進行布置，最后則需要對管道進行合理的配備?；灮O計具有十分鮮明的特點，創意性、差異性以及系統性是最為主要的三個特點。系統性主要是指化工優化設計由多個環節共同構成，其中每個環節都環環相扣，任何一個環節出現問題都會影響最終的化工優化設計質量。差異性主要是指對于不同的化工工藝需要采用不同的優化設計方案。創新性則是指在進行優化設計的過程中，設計人員需要勇于創新，積極采用先進的理念和設計方法，這樣才能達到更好的優化設計效果。

2.化工設備管道安裝問題危害

近幾年我國石油生產量呈現出逐年增長的趨勢，在這樣的前提背景下，對于我國石油化工設備管道的安裝水平有了更加嚴格的要求，只有保障設備管道的科學有效安裝才能保證對石油的穩定運輸，但是在設備管道進行安裝的過程中存在各種各樣的問題，其中最為主要的就是前期的設計不夠合理，在安裝的過程中沒有展開科學有效的管理工作，這就直接導致由于安裝不合理而引發的安全事故。如果管道的安裝出現問題，則會導致油氣的泄漏，油氣一旦泄漏，不僅會造成經濟上的損失，同時還會對周圍的環境造成嚴重的污染。由于油氣的毒性都較大，如果擴散到外部環境中，則很容易出現爆炸事件，這會對工作區域內工作人員的生命財產安全構成極大的威脅，因此必須要做好設備管道的安裝工作在前期進行科學合理的設備管道與材料優化設計工作。

3.化工工程設備與管道布置

(1)設備布置原則

化工和設備的聯系比較緊密，另外化工設備的應用越來越廣泛，很多的化工設備要放置在合適的位置，不能胡亂堆放。想要盡快實現這個合理的目標，應該按照具體的原則去執行，這樣會確保項目正常運行。

第一，在布置設備時要嚴格按照化學工藝設計規定的一些要求，不能隨意選擇生產工藝。

第二，要按照設備的一些功能來做好相應的布置工作，在布置重要設備和其他的輔助設施時，應該把輔助設施放在重要設備下面的通風位置，要遠離危險的爆炸區域，盡可能在安全范圍內。

第三，在使用化工設備的時候，經常會出現一些損壞的問題，這些問題都是不可避免的，所以在布置化工設備時需要考慮后期的維修和保養方面。在規范施工操作和具體的要求時，通常情況下要選擇帶有坡道的梯子。

第四，化工設備在布置時要盡量滿足外觀的基本要求。干凈、整潔的布置化工設備的外觀能夠降低在使用過程中出現的一些誤差，化工容器的尺寸要合理，按照規定的要求選擇和布置化工設備，泵也需要進行標準化的、合理的布置，還要整齊、科學的布置泵的相關出口管道。

第五，設備布置應該選擇開放式的，這樣可以節約空間，還可以方便操作過程中的一些其他工作。

(2)管道布置的基本原則

設備布置需要有一定的原則，而在化工工程的建設過程中另外一個非常重要的布置，就是管道的合理布置。一般情況下，在布置管道時需要遵循幾個關鍵的布置原則：

第一，管道布置的基本流程。相關工作人員在布置管道的過程中一定要嚴格遵循基本的化工工藝流程，可以減少設備占用的面積和空間，還可以方便工作人員后期對管道進行定期的維修和相關檢查工作，在具體布置管道時要盡可能的把管道進行架空。

第二，保證管道布置的安全性。管道布置一定要有合理性和安全性，否則會容易出現很多各式各樣的問題，為了降低類似問題的不斷發生，在布置管道時要特別注意兩個方面的問題：一是在安裝需要從下面進行穿透的管道時，要考慮多面的因素，不能穿透一些建筑物和其他重要的化工設備，更不能利用一些工藝裝置來布置化工管道，這些都是不科學、不合理的。二是不可以在需要拆卸的位置和一些有吊裝孔的里面布置化工管道，還要注意氣體排出的正確布置位置，應該是從主管道的上方進行排出氣體。

第三，距離一定要合理?；すこ淘诓僮鬟^程中需要用到很多的管道，在布置管道時一定要全面的分析和研究管道之間最適合的安全距離，不可以隨意的布置管道的距離。第四，要考慮管道的使用材質。管道的材質多種多樣，不同管道需要不同的材質，使用固體材質做成的管道需要重點考慮其可以彎曲的半徑，而氣體管道就有所不同了，需要嚴格按照國家的相關規定進行布置。

4.化工工藝管道的安裝工藝

在安裝化工工程中的管道時，需要工作人員做好相應的安裝工作，最重要的是工作人員要做好安裝前的一些準備工作，要嚴格按照具體的安裝規定合理的對管道進行安裝，同時還要制定切實可行的工作計劃和完美的安裝方案，確保安裝的管道要有一定的安全性和較高質量。

第一，布置管道時要有可操作性，布置流程一定要準確和合理，還要注意位置的設置，不可以把管道安裝在非常特殊的不易看見的位置上，要盡量遠離其他的化工設備，如快要不使用和拆除的設備或者是打算抽出的設備，同時，在安裝管道時，不能安裝在有危險的位置，要遠離吊裝孔。

第二，布置管道還有很多重要的管道參數，要嚴格按照我們國家制定的一些管道安裝標準和安裝規范來進行合理的安裝，也可以把管道排列整齊，需要結合化工工程現場具體的情況，科學的布置管道的正確安裝順序，另外還可以提前設計出安裝的具體規劃圖紙，并把這個圖紙作為重要的安裝依據，防止在管道布置過程中出現一些問題。只有嚴格遵循正確的安裝工藝，才可以把管道安裝的更加具有合理性和科學性。

5.化工工程設備的優化設計

(1)符合化工工程工藝設計要求

在對化工工程設備進行優化的過程中，需要全面了解化工設備的實際情況，這是開展優化設計工作的前提基礎。在進行具體的優化設計過程中，需要從以下幾個方面入手。首先，優化設計要與化工工程的工藝設計相符合，在具體的設計過程中，首先需要對生產流程順序進行明確，如果連生產順序都不了解，所開展的優化設計工作則顯得毫無意義。設計人員在對相同類型的設備進行布置的過程中，可以采用集中設計的方式，這樣能夠提高設計效率，同時還能保證優化設計的質量。

(2)立足于不同的化工工程設備，實現優化設計

在對設備進行布置的過程中，需要遵循相應的布置原則，目前，化工工程設備的主要構成部分有兩個，分別是輔助設備和主要設備。在對輔助設備進行布置的過程中，需要將其布置在主要設備的下風方向。除此之外，還要科學合理的設計主動設備和輔助設備的位置，保證其位置設置的安全性，避免將設備設置得過于緊密，這樣才能有效避免設備在運行的過程中出現安全事故。最后值得注意的是，在對設備進行布置的過程中，不能將設備布置在爆炸區域中。

(3)充分考慮設備的磨損情況

在進行設備優化設計的過程中，需要充分考慮設備的實際磨損情況，這就要求相關人員需要定期對設備開展養護和維修工作，及時對設備的使用情況進行檢查。工作人員在對設備進行檢修的過程中，所使用的梯子一般都是斜梯，這樣才能更好的滿足化工工程的實際設計需求。

(4)設備優化設計要與工程外觀相一致

在進行工程設備優化設計的過程中，要保證設備設計與工程外觀需求相一致，要保證所有的設備都處在一個整齊的狀態下，這樣才能構建一個良好的操作環境，避免由于設備隨意放置而出現混亂的情況。在具體的優化設計過程中，可以將設備按照由小到大的順序進行排列，對于一些較為特殊的設備，例如，泵群來件也要按照一定的要求來進行整齊的排列。在進行設備優化設計的過程中，泵出口管要始終保持整齊一致，這樣才能方便后續的相關操作，同時能夠有效避免一些操作失誤情況的出現。

(5)能夠滿足露天環境要求

在進行化工設備優化設計的過程中，一定要基于露天環境的基礎之上，在露天環境的基礎之上能夠達到良好的通風效果，同時還能有效降低對土地空間的利用。

6.化工工程管道優化設計

(1)嚴格按照工藝流程進行管道設計

在進行工程管道優化設計的過程中，首先需要嚴格按照工藝流程來進行優化設計，設計人員在具體的設計過程中，可以根據實際情況采取架空的處理方式，通過這樣的方式，既能節約空間同時還能保證管道的質量。

(2)控制好管道間的距離

在對管道進行布置的過程中，一定要嚴格控制好管道之間的距離，由于部分管道較為突出，因此在對其距離進行控制的過程中應該控制在2.5厘米以上，這樣才能達到優化設計的目的，如果無法對管道間的距離進行有效控制，就很容易導致由于管道設置過于密集而出現一些安全事故。

(3)科學合理的選擇安裝位置

在對化工工程管道進行安裝的過程中，一定要對安裝位置進行科學合理的設計，如果安裝位置設計不合理，則很容易導致氣體從管道上方進入，為了避免該種情況的出現，在對管道進行安裝的過程中則必須要避開吊裝孔區域以及拆卸區域。如果在安裝的過程中直接將位置安裝在這兩個區域以內，則很容易導致危險事故的發生，化工工程管道會遭到極大的損壞。

(4)避免出現跨越設備的情況

在對化工工程管道進行安裝的過程中，要避免出現跨越設備和建筑物的情況，由于在安裝的過程中經常會出現沿地面安裝的情況，因此很容易遇到一些設備和建筑物，此時就需要繞開設備和建筑物。

(5)重點控制彎曲半徑

在對化工工程管道進行優化設計的過程中，要將重點放在彎曲半徑的控制上。一般來說，彎曲半徑需要始終保持在管道直徑的5倍左右，也就是說如果化工工程的管道直徑是5厘米，那么整個彎曲半徑至少要在25厘米，這樣才能有效保證安裝質量。對于管道氣和排放氣來說，要始終符合國家的相關規定，只有在符合相關規定的基礎之上才能保證安全性。

7.化工工程管道材料的優化設計

(1)化工工程管道材料的選擇

在對化工工程管道材料進行優化設計的過程中，首先需要對管道材料進行科學合理的選擇，化工工程管道的質量會受很多因素的影響，但是其中最為主要的就是管道材料的質量。由于化工工程具有一定的特殊性，在生產發展的過程中經常會遇到具有強烈腐蝕性或是易燃易爆炸性質的物質，因此在對管道材料進行選擇的過程中，需要充分考慮這些因素的影響，要保證管道不易被腐蝕，而且具有較大的強度。除此之外，還要將經濟實用性充分考慮在內，這樣才能選擇出最為合適的管道材料。

在圍繞儀表和蒸汽進行生產的過程中，化工工程管道的材料必須要具備較強的抗腐蝕性和穩定性，在選擇管道材料的過程中可以選用低合金鋼和碳鋼。一般情況下，甲醇和工藝水在生產的過程中會產生隨二胺物質，雖然該種物質不具備腐蝕性，但是為了保證整個生產過程的安全性，在對管道材料進行選擇的過程中，仍然需要采用不銹鋼304來作為主要材料。如果化工工程管道材料需要長時間接觸醋酸和碘甲烷所構成的混合物，那么在進行管道材料選擇的過程中，既要考慮管道材料的腐蝕性，同時還要將抗磨損性充分考慮在內。

在對化工工程管道材料進行選擇的過程中，不僅要考慮化工工程的主要生產類型，同時還要對涉及的物料進行全面的考慮，只有充分考慮這兩方面的內容才能最為科學合理的對管道材料進行選擇。簡單來說就是，如果所接觸的物料具備強腐蝕性的特點，那么在對管道材料進行選擇的過程中，則要重點考慮材料的抗腐蝕性。如果物料在生產過程中會產生高溫，那么則必須要考慮管道材料的耐高溫性。管道材料的選擇應該始終具有針對性，這樣才能保證管道材料的質量。

(2)化工工程管道材料設計應注意的問題

在進行化工工程管道材料設計的過程中需要注意相應的問題。首先需要根據不同的壓力來對管道材料進行選擇，如果壓力處在GC1級別，那么則可以選擇無縫連接的鋼管。在應用碳素結構鋼材料的過程中，要對溫度進行嚴格的控制，如果溫度過高則會影響管道材料的質量，在使用金屬材料的過程中需要重點考慮材料的腐蝕特點，防止具有強烈腐蝕性的物質與管道進行接觸，這樣才能保證管道的安全性?？偠灾挥锌茖W合理的對管道材料進行選擇才能更加高效的開展后續的優化設計工作。

8.結束語

綜上所述，隨著化工工程建設的快速發展，對于設備管道和材料進行優化設計已經是迫在眉睫的工作。在進行優化設計的過程中，工作人員需要充分考慮當前的實際情況，對于設備管道材料進行科學合理的選擇，不斷提高設備管道設計的安全性，只有做好管道設備與材料的優化設計工作才能在一定程度上推動我國化工工程得到更好的發展。在此基礎之上，我國社會經濟也能得到更加快速的進步。