淺析化工工藝管道設計

張益軍（南京紅寶麗股份有限公司 211300）

引言

在化工廠中管道工程作為化工工藝的主要構成部分在實際的生產實踐中發揮著重要作用。管道把各類設備和系統設施結合起來，構成一個完整的體系，并且它還能確保各種流體運輸的安全性和穩定性，發揮保護資源和環境的作用。在實際的生產過程中，化工裝置由管道閥門泄露引起的爆炸、中毒等事故常常發生，不但會導致資源的嚴重浪費，嚴重的還可能導致人員的傷亡。上述這些事故多數都是由于機器腐蝕或者不科學的管道設計導致的，這就需要我們加強對化工工藝管道設計的重視。

一、管道材料與等級分解的合理性

由于在化工裝置中高壓系統和低壓系統內不同的壓力和溫度，導致在銜接高壓系統和低壓系統時務必依照低壓關閉管路的等級劃分分界點。除特殊情況以外，一般都是按P&ID標準，和當地的實際情況相結合來劃分分界點和界限。

管道材料和等級分解一般分為以下幾種類型：

1.壓力的等級相同，但材質不同。通常情況下，法蘭與墊片一般運用低級材質，螺栓以及閥門則是運用高級材質。

2.材質相同，但壓力等級不同。法蘭，墊片，螺栓以及閥門必須采用高等壓。

3.壓力等級以及材質均不相同。法蘭與墊片則使用低級材質的高壓等級，而螺栓以及閥門則采用高級材質的高壓等級。

二、塔與容器管線設計的合理性

在化工裝置中，塔與容器的管道和線路設計必須要全面考慮其科學的設計原理以及工藝中的特殊需求。主要有分餾塔與回流罐之間的管道線路設置、分餾塔與汽提塔之間的管道線路設置。

1.分餾塔與回流罐之間的管道線路部署安排：當分餾塔運用熱旁路掌控塔頂壓力時，需要全面考慮熱旁路短而無袋形的情形，將調節閥設置在回流罐的上面位置。

2.分餾塔與汽提塔之間的管道線路安排：在通常情況下，分餾塔中裝有調節閥組，該氣閥組應在汽提塔附近進行安裝，進而確保調節閥有足夠的液柱。

3.安排部署汽液兩相流的管道時，管道上的調節閥應在最大程度上靠近接收介質的容器鋪設，達到降壓管道的壓力，減少和杜絕管道出現震動現象，同時要注意管線不可隨意鋪設，必須根據實際情況進行相應的科學分析和設計。

三、管道與閥門布置的合理性

管道和閥門的設置應該從蒸汽的吹掃管線的安裝和采樣點的設置兩個方向進行解釋：首先，蒸汽吹掃管線是化工設置中相對普通的管線，它主要的作用是能夠及時發現漏洞，對于不一樣的工藝管線連接蒸汽吹掃線，采取這樣的安裝方式的好處是當其中一支管線發生泄漏時，可以將這支泄露管線的閥門關閉，不會影響其他蒸汽管線正常工作。其次，將采樣點設在主觀上，而且在分支前方，需要滿足相關工藝的設計要求，防止在死角的位置及水管的底部進行采樣，要保障采集到的樣品具有鮮明的代表性。

四、冷換設備管線設計的合理性

化工裝置的工藝管道在設計過程中，很顯然冷熱交換管線的設置和其他任何工藝設備管線不同，因為它在設計的過程中有很多復雜的工藝因素，所以，在對管線操作、檢修以及管道溫度變化過程中，必須對機械化因素進行詳細的審查。

1.關于安裝的凈距離。在冷熱設備換熱過程中，為了方便檢查設備，一般情況下，換熱器的出口管道和閥門法蘭盤與設備的封頭蓋法蘭盤應該留出相適應的距離，一般情況下，為了拆卸方便，可以將距離大約設置為320mm。

2.關于熱應力。在冷熱交換設備設置的過程中，通常情況下將換熱器的固定點設置在官箱的頂端，換熱器熱漲直接影響了連接頭端管嘴的管道。

3.關于逆流換熱。冷熱交換設備的冷水在走管過程中通常情況下是從下面進入，從上面出去，可以避免發生故障時，換熱器中存有一定量的水，不會導致里面的水被放空。

五、工藝管架設計的合理性

首先，減少管道和之家之間的相對位移。從下圖可以看到：在左邊的蒸汽管道中，主管道旁邊一般情況下都有一個放水小管，如果將左邊A點看做是支面上的支架，因為垂直的管段容易發生膨脹，會導致彈簧上下浮動，進而導致整個設備癱瘓。如果想要解決這個問題，正確的設計圖應該是如右圖這樣設計：將支在地面上的支架設在主管道上面，同時隨著主管的支架上下浮動，這樣的設計有利于降低支架和管道之間的移動距離。

其次，管道支架的合理設置還有利于節約資源，因為彈簧架用時間久之后，彈性就會消失，所以，在管道支架設計的過程中盡量減少彈簧支架的使用。

最后，管線的具體設置。沿塔管線的設置通常情況下只設置一個承載重量的支架，且支架和塔頂之間有焊接線，如果一個承載重量的支架壓力過大時，可以增加一個小支架，這個小支架就設置為彈簧支架，并且每隔一段距離就設置導向支架，如果塔回流線和塔壁之間的溫度相差比較大時，其產生的伸長量也會隨之增大，在水平管段上的第一個支架應該垂直向下，設置彈簧支架，如果管段有多余的距離，可以設置一個導向支架。

結束語

總體來說，化工工藝管道設計是一項比較大的項目工程設計，它不僅需要設計人員有創新意識，而且參與人員必須掌握足夠的專業知識，在管道工藝設計過程中要根據實際的情況，設計合理的管道，才能保證化工管道的安全，最后達到化工設備正常運行的目的。

[1]陸君花.化工工藝設計中安全危險的識別與控制[J].浙江化工.2009(04).

[2]鞠學貞.化工工藝設計中的思考與建議[J].浙江化工.2004(12).

[3]王巍.石油化工裝置管道工藝設計探討[J].黑龍江科技信息.2011(13).