石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)研究

文/李姣姣

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)研究

文/李姣姣

天津華景化工新技術(shù)開發(fā)有限公司

石油化工業(yè)技術(shù)在不斷進(jìn)步，對(duì)石油化工工藝裝置的設(shè)計(jì)要求越來越高。于是本文研究了石油化工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)。

石油化工；工藝裝置；蒸汽管道；配管設(shè)計(jì)

蒸汽管道的安全性和經(jīng)濟(jì)性，能夠很好的促進(jìn)石油化工的效益，所以，在石油化工工藝裝置設(shè)計(jì)中，要重視蒸汽管道配管設(shè)計(jì)。

1 關(guān)于石油化工工藝的相關(guān)概述

所謂的石油化工工藝，通常是說把自然界天然原料，例如天然氣、石油等材料利用物理化學(xué)的相關(guān)方法進(jìn)行提純制取，最終形成化工產(chǎn)品、石油產(chǎn)品相關(guān)的工業(yè)產(chǎn)品。在石化企業(yè)的發(fā)展中，蒸汽管道配管的經(jīng)濟(jì)性以及安全性是十分重要的，伴隨社會(huì)的高速發(fā)展，潛藏著的很多安全隱患逐漸凸顯出來，持續(xù)升高的工業(yè)事故嚴(yán)重妨礙了人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)，而且具有嚴(yán)重的安全隱患。因此，在實(shí)施石油化工工藝裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候，分析和處理蒸汽管道就顯得非常重要。

2 石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)

2.1管廊蒸汽管道設(shè)計(jì)

在石油化工工藝裝置當(dāng)中，對(duì)蒸汽管道實(shí)施合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)該考慮到很多問題。例如1000kt/a的乙烯裝置，這項(xiàng)裝置一般通過5根管廊共同組成，其中2根是縱向的，3根是橫向的。在橫向管廊當(dāng)中，又分成了4層管廊，分別是EL +ll.500、EL+8.500、EL+l4.500 和EL+5.500 等管廊，在縱向管廊當(dāng)中，也設(shè)置了EL+l6.000、EL+7.000、EL+l3.000 和EL+l0.000 等4層管廊。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該在管廊的邊側(cè)，進(jìn)行蒸汽管道的有效布置，如此才可以對(duì)管道的應(yīng)力實(shí)施分析，并對(duì)應(yīng)力實(shí)施有效的計(jì)算。并且，在對(duì)多層管廊實(shí)施設(shè)置時(shí)，需要把蒸汽管道設(shè)置在最上層，如果無法設(shè)置在最上層，需要把它設(shè)置在管廊外側(cè)。

2.2蒸汽支管布置設(shè)計(jì)

在蒸汽支管布置過程中，首先應(yīng)從蒸汽管道的頂部位置出發(fā)，進(jìn)行主管的接出工作。如果想要在支管上設(shè)計(jì)切斷閥，那么設(shè)計(jì)位置要與主管的水平管位置相接近，這樣可以使切斷閥的布置過程變得簡(jiǎn)單。需要注意的是，蒸汽支管不能從對(duì)用氣有嚴(yán)格要求的管道中直接接出，尤其是在“Π”形補(bǔ)償器中，支管不能直接被引出。如果有這方面的需要，可以在“Π”形兩端的直管上將支管接出，在接出工作進(jìn)行時(shí)一定要注意，不能讓主管產(chǎn)生任何的移動(dòng)。另外，在蒸汽支管布置過程中，要注意對(duì)排液、疏水裝置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，可以參考管廊蒸汽管道中的設(shè)計(jì)要求。值得注意的是，在蒸汽支管局部位置排放凝液時(shí)，可以單獨(dú)設(shè)置“凝液放凈閥”。

2.3管道排液設(shè)施設(shè)計(jì)

針對(duì)裝置的運(yùn)行來說，壓力蒸汽管道會(huì)出現(xiàn)排液體的情況，因此，這就必須在壓力蒸汽管道的設(shè)計(jì)中，選擇配置較低的管道設(shè)施，即小型補(bǔ)償設(shè)施，同時(shí)把其放置在蒸汽管道配管的最低處，以這個(gè)為條件，設(shè)置相關(guān)的管道排液設(shè)施。針對(duì)型號(hào)超高的壓力蒸汽管道，排液體的解決應(yīng)該根據(jù)排液設(shè)施進(jìn)行考慮，這是為了實(shí)現(xiàn)以下目的：第一、由于和主管道的距離十分近，應(yīng)該對(duì)根部閥進(jìn)行正確的掌控，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的排液設(shè)計(jì)。第二、縮短排液設(shè)備與根部閥的距離，確保液體不會(huì)發(fā)生外泄，處在低級(jí)壓力蒸汽管道內(nèi)。由于其擁有的特殊性，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能出現(xiàn)排液的問題。因此，蒸汽管道位于低壓點(diǎn)時(shí)，在裝置輸送內(nèi)則不會(huì)出現(xiàn)排液情況。

2.4蒸汽凝液管的設(shè)計(jì)

化工工藝裝置蒸汽凝液管道的設(shè)計(jì)位置，一般與蒸汽管道是同層設(shè)計(jì)的。在蒸汽凝液管道上設(shè)計(jì)安裝“П”形補(bǔ)償器時(shí)，為了避免發(fā)生水擊，流速突然變化而產(chǎn)生輸送安全隱患，可采取將“П”形補(bǔ)償器設(shè)計(jì)成水平方向，或者將“П”形補(bǔ)償器立管設(shè)計(jì)成傾斜方向，可以有效防止水錘發(fā)生。一般來講，來自不同壓力等級(jí)的蒸汽經(jīng)由疏水閥流出的凝液，應(yīng)分別回收接入相應(yīng)的凝液總管，疏水閥應(yīng)采用法蘭進(jìn)行連接，避免疏水閥蒸汽入口處有袋形。蒸汽管徑不小于50mm的分流支管，應(yīng)順著輸送介質(zhì)流向，斜接入45°方向的凝液回收管，蒸汽管徑小于50mm的分流支管，可以直接接入90°方向的凝液回收總管，止回閥設(shè)計(jì)在凝液回收總管水平方向比較合適。

3 蒸汽管道配管設(shè)計(jì)存在的誤區(qū)

3.1彎頭設(shè)計(jì)

配管設(shè)計(jì)比較重要的部分是彎頭。彎頭起到了配管連接的紐帶，設(shè)計(jì)過程中常會(huì)出現(xiàn)配管連接不上等現(xiàn)象，采取添加彎頭以及改進(jìn)設(shè)計(jì)圖紙，可以完成配管連接，但是不從設(shè)計(jì)精細(xì)角度出發(fā)，進(jìn)行簡(jiǎn)單添加彎頭，容易導(dǎo)致彎頭處管道運(yùn)行阻力變大，有可能出現(xiàn)焊縫以及泄漏點(diǎn)，風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。

3.2分支設(shè)計(jì)

輸送介質(zhì)至分叉處應(yīng)正確配管。配管設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)管道輸送的氣體介質(zhì)時(shí)，遇到在水平方向分叉時(shí)，應(yīng)將分支設(shè)計(jì)朝上，避免凝液堵塞輸送管道；低壓可燃?xì)怏w輸送至火炬總管的管道，需采取順流斜接的方式，避免壓降過大；同時(shí)，凝液管道也應(yīng)采取順流斜接的方式接入凝液收集總管，避免壓降過大。

3.3異徑管設(shè)計(jì)

異徑管選取也是配管設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)。通常異徑管分為偏心異徑管和同心異徑管，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的配管需求，選取合適的異徑管形式。據(jù)管廊上配管設(shè)計(jì)資料顯示，一般比較常用的是底平的偏心異徑管，同心異徑管容易造成蒸汽管廊上管道系統(tǒng)排凝不通暢，后期施工作業(yè)難度加大。

3.4連接設(shè)計(jì)

根據(jù)不同的輸送介質(zhì)，采用的管材等級(jí)、操作方式也不盡相同，若出現(xiàn)不同材質(zhì)的管道連接時(shí)，應(yīng)采取法蘭連接，不建議進(jìn)行異種鋼焊接，容易產(chǎn)生金屬電位差異，導(dǎo)致鋼材管線腐蝕。

3.5閥門設(shè)計(jì)

閥門的設(shè)計(jì)是配管設(shè)計(jì)過程中極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，不同的閥門類型有不同的用途，合理選擇閥門類型，避免出現(xiàn)安全隱患。

4 蒸汽管道配管設(shè)計(jì)誤區(qū)的建議

(1)整體規(guī)劃化工管線鋪設(shè)走向，合理規(guī)避對(duì)彎頭的使用，降低管道運(yùn)行阻力，以及焊縫次數(shù)和管段，保證蒸汽管道的完整性和有效連接段更長(zhǎng)更安全。(2)提高分支設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和實(shí)用性，合理地進(jìn)行分支應(yīng)用，分別對(duì)輸送介質(zhì)(氣體、液體和蒸汽等)進(jìn)行分流管控，降低輸送安全隱患。(3)合理采用異徑管形式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)配管需求，正確選擇偏心異徑管和同心異徑管，降低后續(xù)作業(yè)難度。(4)深入研究管道連接技術(shù)，管道材質(zhì)和等級(jí)的不同，以及輸送介質(zhì)的不同，對(duì)管道之間的連接方式要求不同，合理選取連接方式，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。(5)閥門類型的選取要合理，應(yīng)在熟識(shí)管道閥門使用特點(diǎn)基礎(chǔ)上，根據(jù)化工管道輸送工藝要求，合理確定閥門類型和數(shù)量。

5 結(jié)語

總的來說，通過對(duì)蒸汽管道配管的有效設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)石油化工工藝裝置的有效優(yōu)化，在蒸汽管道配管設(shè)計(jì)中，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

[1]國(guó)慶.石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)的合理性探討[J].化工管理，2016.

[2]劉堯祥.探究石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013.