石油化工設計中的創新與應用

安欣(北京華福工程有限公司武漢分公司, 湖北 武漢 430000)

石油化工設計中的創新與應用

安欣(北京華福工程有限公司武漢分公司, 湖北 武漢 430000)

石油化工設計的創新與應用，是影響石油化工生產質量和生產效益的重要因素。故此，必須高度重視，著力提高工藝水平。本文以管道、配管設計為例，探討強化石油化工設計中的創新與應用的具體措施。

石油化工；管道配管設計；創新應用

0 引言

隨著社會的不斷發展，我國石油化工也得到了迅速發展，同時，對石油化工工藝設計也提出了新的要求。

1 注重石油化工工藝與技術設計相結合

石油化工工藝設計不僅涉及設計專業，還涉及建筑技術，具有綜合性和專業性。故此，應切實注重化工工藝與技術的創新與應用，在技術創新發展的基礎上，要與當前建筑工程的實際相結合，確保能夠更好地服務于石油化工建設。作為設計人員，必須注重化工設計、注重技術的先進性，注重實用性，切勿盲目地跟從，要具有全局意識，與相關規定相符合，并與實際情況相互兼顧。

2 石油化工管道設計的創新與應用

石油化工管道是進行液體、氣體運輸的重要載體，在整個石油運輸裝置中具有重要的地位。因而在石油化工管道設計中應注重創新，切實做好以下工作。

(1)明確管道設計的一般要求 管道布置設計應符合管道及儀表流程圖的要求；應統籌規劃，做到安全可靠、經濟合理、滿足施工、操作、維修等方面的要求，力求整齊美觀；在確定進出裝置的管道的方位與敷設方式時，應做到內外協調；廠區內的全廠性管道的敷設應與廠區內的裝置、道路、建筑物、構筑物等協調，避免管道包圍裝置，減少管道與鐵路、道路的交叉；管道應架空或地上敷設，如確有需要，可埋地或管溝敷設；管道宜集中成排布置，地上的管道應敷設在管架或管墩上；在管架、管墩上布置管道時，宜使管架或管墩所承受的垂直荷載、水平荷載均衡；全廠性管架或管墩上應留有10%～30%的裕量，并考慮其荷重。裝置主管廊管架宜留有10%～20%的裕量，并考慮其荷重；輸送介質對距離、角度、高差等有要求的管道以及大直徑管道的布置，應符合設備布置設計的要求；管道布置不應妨礙設備、機泵及其內部構件的安裝、檢修和消防車輛的通行；管道布置應使管道系統具有必要的柔性，在保證管道柔性及管道對設備、機泵管口作用力和力矩不超出允許值的情況下，應使管道最短，組成件最少；應在管道規劃的同時考慮其支撐點設置；管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，減少氣袋或液袋；氣液兩相流的管道由一路分為兩路或多路時，管道布置應考慮對稱性或滿足管道及儀表流程圖的要求。

(2)采用更加科學的設計模式 在石油化工管道設計過程中，必須將安全、經濟作為核心。一種設計方式是，根據設計標準來選擇符合材質及載重要求的管道，另一種則是認真考察管道可靠性，充分考慮管道的極限值，對管道荷載、使用年限等都考慮清楚。從這兩種方法來看，第一種方法的安全性、科學性更強。針對設計模式的創新，就是要對傳統模式下石油化工工藝和配管設計及管道材質、安裝工藝的缺陷，切實做好彌補和改進工作。在測定裂痕的過程中，主要可以采用實驗樣本測定法、無損探傷法。其次是測定裂痕臨界，在忽略斷裂、泄露的前提下，確定裂痕的尺寸限值。再次是測算裂痕強度。第四，計算管道使用壽命。通過充分考慮到裂痕尺寸變化情況，計算出裂痕變化速度，以此將管道剩余的壽命測定出來。

3 石油化工配管設計的創新與應用

配管設計是石油化工設計中非常重要工作，在確保設備安全的基礎上，從而設計出更加科學合理的管道布置，作為設計人員，必須科學合理地掌握好標準與規范，還要創新石油化工工藝，下面以石油化工中夾套管和蒸汽管道為例，對配管設計中存在的問題進行有效地解決。

(1)夾套管的配管設計創新與應用 在石油化工中，夾套管是最為常用的配管，主要有熱油、熱水和蒸汽類三種夾套。以管道結構及連接方式來分，主要存在內管焊縫比較隱蔽和外露兩種問題，他們又叫做完全和不完全夾套管，其重點就是要做好以下幾項工作：一是創新夾套管長度設計。夾套管長度直接影響著夾套管設計工作的質量，因為其長度尺寸對管內流體特性及流量有著直接的影響。二是注重內外管熱應力的創新與應用。因為內外管有著不同的溫度，其熱膨脹應力也不同，故此，在進行設計時，要分別計算好內管和外管的熱應力。如果這兩種熱應力不同，則要設置和調整膨脹節，應在彎頭處將外管口徑進行改變，使內管外管膨脹位移得到最為有效地控制。三是創新夾套管選材、焊接。在選擇套管時，要充分考慮流體的溫度、流體的壓力、特點、流體的腐蝕性等。在進行焊接的過程中，要滿足管壁的最大承載力，焊接時采用對接的形式，確保熱介質能夠暢通無阻地流動。四是創新夾套管的坡度和跨接管。在設計夾套管的坡度時，特別蒸汽從夾套管上部引入，但凝結水而是從套管下部流出來，故此，在進行設計的過程中，要將切斷閥設置在排凝管、供汽管這兩個部位。

(2)蒸汽管道的配管設計創新與應用 蒸汽是石油化工中重要物料，根據不同的壓力，也需要配備不同的蒸汽管，為了確保蒸汽管安全使用，要著力從以下幾個方面進行創新與應用。

一是科學設置蒸汽管道。一般裝置的蒸汽管道宜架空敷設，不宜管溝敷設，更不應埋地敷設；由工廠系統進入裝置的主蒸汽管道，宜布置在管廊的上層；蒸汽支管應自蒸汽主管的頂部接出，支管上的切斷閥應安裝在靠近主管的水平管段上，以避免存液；蒸汽主管的末端應設分液包；不得從用汽要求很嚴格的蒸汽管道上接出支管作其他用途；在蒸汽管道的π型補償器上，不得引出支管。在靠近π型補償器兩側的直管上引出支管時，支管不應妨礙主管的變形或位移；凡飽和蒸汽主管進入裝置，在裝置側的邊界附近應設蒸汽分水器。過熱蒸汽主管進入裝置，一般可不設蒸汽分水器；多根蒸汽伴熱管應成組布置并設分配管，分配管的蒸汽宜就近從主管接出；直接排大氣的蒸汽放空管，出口不應低于2米，放空管應設導向和承重支架；連接排放或經常排放的泛汽管道，應引至非主要操作區和操作人員不多的地方。二是科學設置排液設施。在蒸汽管道暖管和運行中會產生大量凝液，故此，應該在合適的位置科學設置排液。一般在飽和蒸汽管道的末端或最低點、飽和蒸汽系統的減壓閥和調節閥前、蒸汽分水器及蒸汽加熱設備的下部、經常處于熱備狀態的設備進汽管的最低點、擴容器的下部、分汽缸的下部以及水平安裝的波紋補償器的波峰下部設置疏水閥。

4 結語

總之，在進行石油化工工藝、配管設計的創新與應用過程中，要切實轉變設計理念，注重先進工藝、設備的引進，增強石油化工裝置的安全性、經濟性，確保石油化工與建筑工藝同頻同步，不斷積累經驗，從而滿足石油化工行業發展的需要。

[1]李洪.試析HAZOP在石油化工設計中的應用[J].化工管理,2014,36:1.

[2]彭奇鳴.石油化工設計中的創新與應用研究[J].化工中間體,2015,05:37-38.

[3]岳大鵬.試析HAZOP在石油化工設計中的應用[J].化學工程與裝備,2012,10:136-137.