探究百萬噸級乙烯壓縮機單元設備和管道的布置

摘 要：當前使用的百萬噸級乙烯裝置越來越多，而壓縮機的大型化以及管道的大型化對配管工作提出了更高的要求。文章基于某百萬噸級依稀壓縮項目為例對裂解氣壓縮機單元的不同步至進行了論述，并重點論述了管道的布設。

關鍵詞：百萬噸級 乙烯 壓縮單元 設備 管道

中圖分類號：TQ22文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0241-01

乙烯作為合成塑料、橡膠等的重要原料，也是衡量一個國家發展水平的標志。為了滿足生產裝置規模的不斷擴大，乙烯裝置用大型壓縮機組的技術發展促使設備的處理能力不斷增強。為此在此條件下探討壓縮機單元設備的布置以及管道布置對于提升生產效率具有實際應用意義。

1 裂解氣壓縮機廠房內的布置

裂解氣壓縮機廠房除裂解氣壓縮機外，還有許多單元設備，如表面冷凝器、蒸汽透平、兩級抽氣射氣裝置、凝結水泵、潤滑油站、吊車、干氣密封盤、高位油箱、軸封冷卻劑等。

壓縮機廠房采用的是半露天的布置形式，廠房分兩層布置，其長度、高度以及跨度依次為52m、21.5m、20m。決定廠房的大小的因素有二：一是壓縮機組的寬度；二是機組兩側的寬度。考慮到檢修需要，機組兩側的空間不小于2m。壓縮機所在的平臺位于第二層，為防止因振動等因素對廠房的基礎有所影響，應與廠房的基礎劃分開來。影響廠房高度的原因有很多，如壓縮機進口管線、表面冷凝器的安裝要求、其上面的排氣口以及壓縮機制造時所要滿足的最低起吊高度等。將檢修高度加上吊車梁頂標高即為壓縮機廠房的高度。廠房內壓縮機附屬設備的布置為：

潤滑油油站的位置為透平段，從而可以在壓縮機停車時先后斜段壓縮機油路與透平油路；表面冷凝器布置在廠房的一層，并在管箱的一側留出檢修空間；兩級抽氣射氣裝置靠近表面冷凝器布置，盡量縮短連接的蒸汽管線；凝結水泵要靠近冷凝器布置，并在泵上留出足夠的吊裝與檢修空間；一般情況下，高位油箱都安裝在壓縮機廠房的結構框架上，和潤滑油的供油總管線位于同側，從而滿足供油壓力；軸封冷卻器要靠近蒸汽透平端布置；干氣密封盤常和壓縮機缸體位于同一側，通常安裝在廠房內的第二層平臺，為方便以后的維修管理工作，常留出專門的通道；至于排液罐，常常在地面進行設置即可。

2 重點管道的布置

2.1 裂解氣壓縮機的進出口管線

作為一種運轉速度較高的設備，壓縮機管口的力度必須有嚴格要求。為此不僅可通過進出關口的設計減少阻力，還可借助管道的自然流向來達到制造廠提出的管口力要求。而通常情況下，進出口管線都安置于廠房的同一側，另一側則是檢修通道。為避免出現壓縮機進口管道發生偏流的狀況，可提前留出一些于直徑3—5倍的直管段。管線上的過濾器最好安置在距離管口較近的地方，如吸入管口的正下方，并考慮到濾網抽出以及抽芯側打開的需要。乙烯裝置的正朝著大型化的方向發展，位于后段的冷卻器也使多臺并聯操作得以實現，此時壓縮機的出口和后段冷卻器的連接管道要盡量對稱。同時伴隨而來的是管道的管徑變大，為此要尤為注意冷卻器設備上的管口力。

2.2 透平蒸汽進出口管線

（1）透平蒸汽進口管線。裂解氣壓縮機蒸汽透平使用的氣源是超高壓蒸汽，同時透平入口是雙進氣形式，操作與設計溫度分別為510與540℃，而操作與設計壓力分別為11與13.31Mpa。首先進氣管口要使用對稱配管，從而保證了氣源進氣以及管口力的對稱；在管線經過混凝土基礎時通過自然補償的途徑對垂直方向的管口力進行吸收；同時，管線上的全部管架都一致使用彈簧架的形式。為避免型對稱部分的管線受到影響，可利用1260點限位架對管線進行限制，將其分為兩部分；為預防1260點出現力矩扭轉的狀況，應采用1250點限位架；至于1200點限位架，主要用來限制徑向的方向。為便于臨時管道的安裝，需在離此管線管口較近處配備一段可拆可卸的法蘭短節。

（2）透平蒸汽管出口管線。透平蒸汽出口管線采用雙抽形式，從而加大了配管的難度。首先出口管線的止回閥要盡量的靠近壓縮機抽口，從而有效地防止壓縮機停車時汽輪發生倒轉。此止回閥一般由廠家供貨，閥前容積要小于1.2m3。另一個問題是由于透平上的兩根進氣管、兩根抽氣管線以及大約十根小管線均要穿過壓縮機的混凝土基礎，同時加之超高壓以及高壓的4根管線也要在有限的基礎空間處設置彈簧管架支架。而第一個問題可以改變閥前總容積；針對于第二個問題可以和廠家協商所有需要穿過混凝土基礎的小管線都在現場尋找空隙安裝。

2.3 其他管線

壓縮機廠房內設備復雜、管線繁多，為了不落下任何一個，有必要對其分層布置。此外還要注意油管壓力、坡度范圍、袋型要求，同時透平支管要頂部接出，以防止污物進來。

2.4 管道應力及支撐

在進行配管研究之前應對應力支撐問題做充分的考慮，特別是壓縮機周圍大口徑的管道居多并且需要無應力配管，為此很難借助于應力計算進行應力確定。當得到管道應力后要及時的和結構專業協調溝通，確定是否可以實現。在配管選擇標準管架是要注意以下幾點：例如選擇假腿底板要注意管道的位移，蒸汽管線上的彈簧吊架要選擇帶有花藍螺絲的吊架，從而便于調節。

3 結語

壓縮機作為這冷裝置主要設備，無論是在合成氨、橡膠、乙烯以及氣體液化等工業都具有極為廣泛的應用。隨著我國壓縮機產品的技術進步，壓縮機產品必然不斷朝著復雜化、大型化以及高科技化的方向發展，這不僅要求具有深入的研所急工作理論知識，同時還要具有豐富的一線安裝經驗及測量技術，從而才能總結出克服常見問題的一系列方法。

參考文獻

[1] 汪亮.百萬噸級乙烯壓縮機單元設備和管道的布置研究[J].石油化工設計，2009，37（2）：172-175.

[2] 許江，宋幫勇，楊利彬，等.乙烯裝置規模大型化的研究與探討[J].現代化工，2011，17（4）：231-234.

[3] 劉世平.裂解氣壓縮機周期運行中的問題與對策[J].乙烯工業，2007，25（1）：121-123.