冷箱內管道管架的優(yōu)化改進研究

翁彩妹

摘 要：目前，我國空分設備逐漸向大型化及多樣化的方向轉變，空分設備的冷箱內部管道和管架日益復雜化。因此，冷箱內管道管架的配置就更加困難，需要我們對冷箱內的管道管架進行優(yōu)化改進，從而保障空分設備的質量及安全性。通過對冷箱內管道管架優(yōu)化改進技術的闡述，分析并提出了科學、合理的優(yōu)化改進舉措，以期保證冷箱內管道管架的質量。

關鍵詞：空分設備；冷箱；管道管架；優(yōu)化措施

中圖分類號：TQ116.11 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.116

文章編號：2095-6835（2016）20-0116-01

在我國工業(yè)大發(fā)展的趨勢下，人們對空分設備的需求日益增加，空分設備的等級也在不斷提高，這就意味著冷箱內管道直徑及管架長度、數(shù)量的增加。傳統(tǒng)的管道設計和管架形式已經滿足不了新時期下空分設備的要求，優(yōu)化改進空分設備冷箱內的管道管架刻不容緩。

1 管道設計的優(yōu)化改進

在空分設備冷箱布置過程中，我們不單單要考慮到冷箱內部空間的大小，還需要根據(jù)冷箱內管道所占據(jù)的空間準確設置好閥門位置，將冷箱的體積及占地面積控制在最合理的狀態(tài)下。

在傳統(tǒng)空分設備設計中，冷箱布置、閥門和容器設計的位置都不夠合理，往往將主塔和過冷器放置在冷箱的前方，將調節(jié)閥放置在冷箱后方，容易造成管道走向從前往后再往前的折返現(xiàn)象。這既浪費了冷箱空間，又增大了阻力和設備能耗，導致不必要的資金投入，空分設備的安全性得不到保障。而現(xiàn)在的大型或特大型空分設備中立管線眾多，其冷箱內部管道走向異常復雜，可以在空分設備施工過程中體現(xiàn)出來，管件和管道數(shù)量多會極大地提高焊接工作量。當然，每增加一條焊縫，就會添加一絲工程質量的風險。管架的數(shù)量會受到管道復雜走向的影響，經過簡單設計、計算和安裝是難以達到設備要求的，這對現(xiàn)場施工和技術服務工作來說是極其困難的。其實，所有的問題都歸咎于傳統(tǒng)管道設計理念的不科學。為了方便管架的設置，所有管道全部都沿冷箱鋼結構來進行布置，沒有充分考慮到管道的低溫冷縮補償。

在以往的配管設計當中，往往只考慮補償是否足夠，而忽視了補償是否過盛的問題，相關人員太過于依賴經驗而不注重實踐，設置過多的管道和管架，造成了資源的浪費。這些過多的管架設置也大大增加了冷箱內的設計及安裝的工作量。

近些年，我國在空分設備管道設計方面積累了相當豐富的經驗，通過一定的技術革新，轉變了傳統(tǒng)管道的設計理念，采取了管道沿容器塔體鋪設的新型布置方式，很好地解決了空分設備運行時低溫環(huán)境下管道隨容器同步收縮和管口應力集中的問題。管道沿容器塔體鋪設的這種新型布置方式方法使管道走向更簡單、順暢，也大大減少了管道的數(shù)量、阻力、冷箱體積的占有率和占地面積，在很大程度上降低了投資成本，最主要的是保障了設備的安全性；焊縫數(shù)量明顯減少，直接降低了因焊縫缺陷造成泄漏的可能性，管架數(shù)量減少，讓設備安裝更方便、快捷，應力集中現(xiàn)象大幅度減少，極大地提升了冷箱內管道的安全性。

2 管道沿容器塔體鋪設下管架的優(yōu)化

在傳統(tǒng)的塔體管架中，槽鋁是焊接在塔體貼板上的，而不銹鋼和角鋼通過兩顆螺栓連接在槽鋁上，管道焊接兩個限位鋁塊支撐在抱箍上。在采用管道沿塔體鋪設的方式后，管架不用再焊接在冷箱鋼結構上，而是全部焊接在塔體上，隨塔體同步收縮。但是因為其本身是壓力容器，所以現(xiàn)場不允許用火，因此設備在廠內制造時要求施工者必須根據(jù)管道和容器的標準，提前安裝焊接好容器上的貼板，把控好貼板的位置。

管道沿塔體鋪設的方式下管架主要分三種類型，分別是豎直管道塔體承重支架、豎直管道塔體導向支架、水平管塔體托架，這些塔體支架的形式也在不斷優(yōu)化改進。

豎直管道塔體承重支架一般都設置在從塔器管口引出向下鋪設的第一個位置，其主要目標就是減小管口承受的應力。考慮到豎直管道自身和介質的質量，我們要保證該支架有足夠的強度和穩(wěn)定性。

豎直管道塔體導向支架主要起扶正管道的作用，導向支架的結構、特點與承重支架類似，僅僅是在承重支架的基礎上取消了限位塊。但是由于導向支架是固定于容器塔體上的，所以管架和管道是有相對位移的，又因為傳統(tǒng)的管架在管道上的貼板都較短，所以容易出現(xiàn)卡死的狀況。

水平管塔體托架在空分設備管架設計中一直都是個難點，因為管道會冷縮位移，所以當托架間隙過大時，管道就得不到支撐；過小時，又起不到保護管道的作用，把握不準間隙很容易導致管道破損變形。

3 冷箱管架現(xiàn)場安裝中的注意事項

雖然由于設計理念的不斷創(chuàng)新，冷箱內管道管架得到了優(yōu)化改進。但是在管道管架的現(xiàn)場安裝過程中，還是會出現(xiàn)諸多問題，需要我們予以重視，保證設備質量安全。

我們在安裝冷箱管道管架時應先配管，再做支架。在安裝支架的過程中，支架在容器塔體位置容易出現(xiàn)誤差，所以我們在設計制造時要堅持嚴謹?shù)膽B(tài)度，保證準確度；貼板尺寸不夠會導致支架斜撐不能焊接到受力點的位置，會極大地降低管架強度，所以我們要在保證位置準確的前提下，在設計貼板時可以通過留下多余空間或設置多塊小尺寸貼板的方法來解決這個問題；管道離容器塔體過近，容易導致支架靠容器的那側無法進行焊接工作，極大地提高了施工難度，所以我們要控制好管道與塔壁的間距。

4 結語

應空分設備規(guī)模不斷增大的要求，對設備冷箱內的管道管架進行優(yōu)化改進已經成為一項必要的工作，這是提升設備質量和安全性的關鍵，同時對設備設計和施工人員來說也是一項艱巨的任務。我們在創(chuàng)新設計方式的同時，也要根據(jù)實際情況，深入到空分設備生產、安裝的現(xiàn)場，結合該設備的實際生產能力，優(yōu)化改進管道管架設計方案。要從選材和安裝的各個層面出發(fā)，把握住各項細節(jié)，分析并解決實際問題，為冷箱內管道管架的優(yōu)化改進提供實踐上的保障。

參考文獻

[1]張德姜.石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊[J].設計與計算，2014（4）.

[2]樊虹.空分設備冷箱內配管優(yōu)化設計[J].深冷技術，2010（7）.

[3]鐘連山.空分設備冷箱內管道安裝及檢修經驗分析[J].深冷技術，2012（1）.