大空分裝置壓力管道配管總結與評述

徐英達 洪鐘樓(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥q230024)

1 大空分裝置壓力管道概論

空分裝置的系統復雜性不容忽視，單純地從構成方面來說，包括以下子系統：動力系統、凈化系統、熱交換系統、精餾系統、產品輸送系統、液態存儲系統等等。隨著技術的發展，現代空分裝置尤其是大型空分裝置，在控制和管理上已經實現了自動化、智能化、數字化，可以利用計算機技術實現集散控制。

在空分裝置向大型化發展的過程中，壓力管道是影響整個系統的重要組成部分，是連接各個子系統的工程，牽一發而動全身；也可以說，壓力管道是空分裝置能否滿足最終需要、能否實現安全運營的需求、能否得到質量保障的產品的必要條件。

壓力管道的組成部件較多，支撐類型復雜，在構建過程中要遵循大量的國內國際標準，例如閥門、精餾塔、換熱器、過冷器等，同時不同的材料和元部件之間也具有不同的特點和技術要求。以空分冷箱為例，由于管道長徑比較大、導致設備自身不穩定性，管道內部的液體流動會造成壓力不均勻變動，形成緩沖的性能較差，對周圍的環境變化敏感等特征。

空分裝置對壓力的應用十分普遍，這也造成了管道荷載復雜的局面，同時空分裝置的介質也存在一定的危險性，如果不注意就會發生泄露、爆裂的危險。總體而言，空分裝置中壓力管道責任重擔，在管道配管中需要科學、合理地進行，維護設備的正常運轉能力。

2 大空分裝置壓力管道配管布置

大空分裝置的出現，需要大量、復雜的管道配管設置，綜合而言，主要涉及以下三個方面。

2.1 大空分裝置設備布置

第一，滿足裝置設備布置的安全性。空分裝置中壓力管道所容納的介質特點，具有易燃、易爆的特點，一旦泄露也容易造成中毒、窒息等安全事故，嚴重地會發生設備爆炸，造成人身和財產的損害。因此，在進行設備布置的過程中，要遵循一定的科學原理。

例如，按照流程順序緊密布置，減少揮發性氣體的泄露和影響。將空分裝置中液氮儲槽、液氧儲槽等布局在同一個范圍，使用大型通風吹掃設備減少聚集，等等。其原則就是對相同或相類似的物料統一管理。

第二，滿足不同生產環境的工藝設計要求。空分裝置在現代工業、制造業等體系中的廣泛應用，需要根據所處的生產環境進行布局，即空分裝置的設計、生產到安裝，都是圍繞著產品的生產工藝流程進行的。在限定的環境中，滿足產品生產流程和儀表讀數，并對作業環境、電力設施等進行必要的改造。

第三，滿足經濟合理性要求。大空分裝置的利用必然需要前期的投資增加，根據我國當前經濟發展對可持續性的需求，以及我國保護生態平衡的觀念，應該遵照相關法律減少能耗，在符合國家標準、規范的前提展開，提高設備的經濟合理性要求。從市場角度考慮，主要涉及的是價格因素，包括原材料價格、安裝價格、人工價格等等。

2.2 大空分裝置管道布置

首先，應該做好壓力管道配管前期的工作，要求安裝工作人員熟悉設計標準、規范和規定，并在土建相關專業人員的協助下進行設備布置。空分裝置管道布置中，必須對界區節點條件有所了解，這關系到管道編號、輸送介質、壓力設計等內容，對相應的材料選擇也具有指導作用。

其次，應該做好壓力管道配置的統籌規劃。所謂統籌規劃，是指既要滿足工藝需求，也有做到經濟性、合理性和有效性，在整個廠區內的大空分裝置布局合理、美觀，對其他作業內容的影響降至最低。例如，針對儀表流程圖與管道布置的結合，要盡量減少中間環節；在管道連接（尤其是戶外）中，不能占用廠區道路，影響建筑或其他設備，避免產生交叉等。雖然空分裝置在管道布局上并不要求完全的獨立性，但其內部介質的特點還應該引起關注，尤其對一些特殊要求的單體設備。

2.3 大空分冷箱內管道配置

冷箱是重要的低溫換熱設備，內部管道配置要求具有較高的連續性，不斷提升或不斷降低溫度。在針對應力分析中，管道要加波紋節和管架，以滿足管道自身的柔性需要；需要嚴格禁止的是，冷箱內的管道不能與油脂接觸，尤其是氧氣管道或者高壓管道，防止由靜電引發的爆炸。

3 結語

空分裝置“大型化”有兩個方向，其一為單體的大型化，其二為整個空分系統的大型化。單體設備的大型化在空分裝置中的應用較為簡單，相對應地功能也受到了一些限制。而空分裝置體系的大型化，將會成為未來工業領域應用的重點，同時壓力管道配管工作也會獨立成為一門技術知識。

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