探討石油化工裝置工藝管道設計的合理性

莊磊

【摘 要】工藝管道在石油化工裝置中被廣泛使用，在工藝管道的設計上，不但要考慮管道所使用的材料，還要考慮管道與管道、閥門和管線之間的合理搭配，分析好工藝管道的安全性和合理性，也只有從工藝管道的安全性和合理性方面考慮，才能設計和建造出符合石油化工裝置要求的工藝管道，才能更好的促進石油化工裝置的正常運轉(zhuǎn)，也只有這樣，才能推動我國石油化工行業(yè)健康、穩(wěn)步的發(fā)展。

【關鍵詞】石油化工裝置；工藝管道；設計；合理性

1石油化工裝置工藝管道設計中的注意事項

1.1設計安全合理的工藝管道路線

工藝管道路線的設計質(zhì)量直接影響石油化工裝置后期工藝設計和施工，因此，工藝管道設計在整個石油化工裝置工藝設計中占有極其重要的地位。在進行管道工藝設計時要注意將安全設計放在首位，還要在設計中盡量減少一些對化工裝置有害的危險介質(zhì)，避免發(fā)生安全事故。更重要的是要對工藝設計的流程進行簡化處理，降低工藝操作流程的難度，提高其可操作性。

1.2設計安全的工藝管道過程

為了保證工藝管道施工過程的安全性，設計工藝時要注意以下幾方面內(nèi)容：①要對管道設計過程中所使用的材料進行充分考慮，尤其是材料的易燃性和易爆性必須作為主要參考因素。②要建立完善的管道設計預警機制，確保能夠及時發(fā)現(xiàn)管道工藝設計中潛在的安全隱患，并及時排除。在發(fā)生意外事故時，也要有相應的處理機制，減量降低意外事故造成的損失。③在引進先進設備和技術時，不能盲目追求先進性，而是要根據(jù)石油化工管道設計的實際情況做到合理、理性引進，確保新設備的安全性和穩(wěn)定符合我國相關的法律法規(guī)。

1.3加強對管道設計的組織工作的管理

石油化工項目建設具有特殊性，一般情況下，建設時間比較短，如果工藝設計中的調(diào)配管理工作出現(xiàn)問題，就會影響項目建設的進度，出現(xiàn)加班加點熬夜工作的情況，對工作質(zhì)量有很大影響。所以，在進行工藝管道設計時一定要對工作人員進行全面了解，加強人員的團隊合作意識，然后做好設計的組織管理工作，確保組織調(diào)配的合理性和科學性。

1.4提高設計人員的專業(yè)水平和綜合素質(zhì)

設計人員的專業(yè)水平和綜合素質(zhì)對工藝管道設計的合理性有重要影響，因此，必須加強設計人員專業(yè)水平的培養(yǎng)，并對設計人員進行一定的職業(yè)道德教育，提高設計人員的綜合素質(zhì)。這樣才能建設專業(yè)化高水平的設計隊伍，提高工藝管道設計質(zhì)量。

2石油化工裝置工藝管道的合理性設計

2.1管廊上管道的布置設計

在安排石油化工管道的布置時一定要綜合考慮各方面的因素，把握管廊的附加余量，管廊的設計余量應根據(jù)裝置運行的情況確定數(shù)值，廊的余量設計應20%至30%左右為佳，一般布置在熱應力管道規(guī)劃時兩邊，在管道布置過程中在安全閥出口接往泄壓總管時，在安裝安全閥時，需要角度以45度角的設計，避免總管內(nèi)的介質(zhì)倒入支管造成麻煩，如果安全閥出口低于泄壓總管，應在低處設置手動放液閥，注意定期排放積液，夾套管應使用無縫或無縫對焊的管件，應經(jīng)過檢測合格后才能裝配外管，泵人口管道應盡量短且直，保證沒有氣袋或液袋。

2.2設計泵線管線

2.2.1使用泵入口離心異徑管

要想讓泵工作能夠順利運行有所保障，就要對泵吸入管道進行合理的設計。在泵入口管系統(tǒng)中的管徑有所變化時，安裝泵入口變徑管要控制好氣體不會集聚在變徑處，這樣能有效防止安裝的效果，讓其不會有汽蝕產(chǎn)生。在設置泵在水平入口管徑口，要選擇偏心的異徑管的，對這個偏心異徑管進行安裝時，最好的安裝方法就是頂平安裝，并將排液閥添加到低點部位。

2.2.2設置泵入口直管段

對于石油化工裝置的工藝管道的泵入口管線處，要采取科學合理的設計方式，就必須要全面衡量多方因素，進行綜合決策。第一，對泵入口管道支架的合理布設。泵入口位置通常處于一側(cè)，因而對于其入口段的支架設置應當采取可調(diào)節(jié)的方式，并且入口管道與閥門的布設應當處于泵的側(cè)前端位置處。第二，對泵管線氣阻的合理布設。在整體設計之中，通常極易忽略泵管線當中的氣阻，但是這一工藝裝置，在實際的運行過程當中極易發(fā)生氣阻情況，并由此將會對泵的運行造成極其嚴重的影響，最終造成泵入口管線的設計不合理，因此加強這一方面的氣阻設計十分重要。

2.2.3管道柔性

在工藝裝置當中，泵這一部件是一種回轉(zhuǎn)機械，借助于管道的推力，能夠使得管嘴發(fā)生轉(zhuǎn)軸定位偏差，因而，在針對石油化工裝置工藝管道設計的合理性，應當使得泵嘴的壓力承受值處于合理的范圍之內(nèi)。同時，在針對塔底的高溫管線采取管道設計之時，還應當綜合考量管道的熱力補償，盡可能的降低由一些變量因素所造成的負面影響。在這之外，在石油化工裝置當中的管道設計，還存在有大量的可供改進之處，相關的設計人員應當依據(jù)實際的施工環(huán)境，并結(jié)合相應的工程標準要求，來選取合理化的設計方案，以期促進石油化工裝置工藝管道設計合理性的持續(xù)提升。

2.3冷換設備的管線設計

冷換設備的管道設計應滿足P&ID的要求，同時考慮管道的柔性及經(jīng)濟性。特別對于大直徑和不銹鋼管道，管線盡量短，減少彎頭數(shù)量。冷換設備的檢修空間，管道閥門等的操作檢修空間，結(jié)合管道柔性加以考慮設計。冷換設備出入口管道，一般被加熱介質(zhì)應由下而上，被冷卻或冷凝介質(zhì)由上而下。管道布置不應影響設備的抽芯，不應妨礙設備的法蘭和管道上閥門法蘭的拆卸和安裝，在平行設備上方不得安裝管道，也不得在設備上生根支架。管道閥組宜沿設備一側(cè)布置，有效利空空間。冷換設備與其他設備間的管道宜僅出現(xiàn)一個低點或者高點，管道不宜交叉，層數(shù)不宜太多。冷換設備下部管嘴與管道和閥門連接時，應在管道的低點設置排液閥，當采用變徑時，選用底平大小頭或者在垂直管道上變徑，避免管道積液。合理利用管道熱應力，設置合適的支架，減少設備管嘴的受力。

2.4塔及立式容器設備的管道布置設計

石油化工裝置中，塔及立式容器的管道設計，應在充分理解和滿足工藝要求的前提下，充分考慮塔及立式容器的安全、檢修和操作。塔管線的閥門一般靠近塔嘴，減少塔嘴與閥門間管道的積液，且閥門、儀表元件等布置在平臺等易于操作的位置。由于塔的高度較高，敷塔管道受風和地震的影響較大，管道的第一個支架為承重支架，且一般靠近塔嘴，然后設置合適的導向支架，一般不建議選用彈簧支架。塔有兩個以上進（出）口在同一方位時，采用柔性連接，減少管道對塔嘴的荷載。管道在滿足工藝和柔性的前提下，管道應短，彎頭應少。

結(jié)語

石油化工裝置中，管道設計的合理性是保證石油化工生產(chǎn)活動順利展開的重要基礎，對石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本有至關重要的影響。目前，我國石油化工裝置工藝管道設計的合理性問題仍然受到廣泛關注，對石油管道設計合理性進行分析探討，對促進石油化工裝置工藝管道設計的合理性有重要的促進作用。

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（作者單位：常州百利鋰電智慧工廠有限公司）