石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)探討

李俊龍，姚俊迪，邵 晶

（中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司吉林設(shè)計(jì)分工司，吉林吉林 132022)

石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)探討

李俊龍，姚俊迪，邵 晶

（中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司吉林設(shè)計(jì)分工司，吉林吉林 132022)

石油化化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)屬于一種主體作業(yè)，其對(duì)石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)及運(yùn)輸起到至關(guān)重要的作用。鑒此，主要從石油化工裝置中管道材料和等級(jí)分界、管道及閥門(mén)的布置、塔和容器管線(xiàn)設(shè)計(jì)、裝置泵的管線(xiàn)設(shè)計(jì)探析、冷換設(shè)備的管線(xiàn)設(shè)計(jì)、儀表元件的布置等方面對(duì)石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)作了以下探究。

石油化工；裝置；工藝；管道設(shè)計(jì)

1 管道材料及等級(jí)分界概述

對(duì)于石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)而言，選擇科學(xué)合理的管道材料至關(guān)重要。尤其是P＆ID標(biāo)準(zhǔn)下，則應(yīng)該根據(jù)石油化工裝置的壓力、溫度標(biāo)準(zhǔn)，從而確定合理的管道材料等級(jí)。據(jù)實(shí)際而言，石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)中的材料等級(jí)選擇，主要可以遵循以下幾點(diǎn)原則：

1）裝置材質(zhì)要求不同而壓力等級(jí)相同的管道設(shè)計(jì)情形，應(yīng)該根據(jù)壓力參數(shù)確定管道材料標(biāo)準(zhǔn)，如墊片與法蘭的壓力標(biāo)準(zhǔn)較低，則可以選擇較低等級(jí)的管道材料。

2）裝置材質(zhì)要求相同而壓力等級(jí)不同的管道設(shè)計(jì)情形，應(yīng)該按照較高標(biāo)準(zhǔn)的壓力參數(shù)，從而均采用較高等級(jí)的管道材料。

3）裝置材質(zhì)要求及壓力等級(jí)皆不同的管道設(shè)計(jì)情形，則應(yīng)該分類(lèi)采取不同等級(jí)的材質(zhì)，如墊片及法蘭應(yīng)采用A種高壓等級(jí)的材質(zhì)，而閥門(mén)及螺栓則應(yīng)采用B種高壓等級(jí)的材質(zhì)。

2 閥門(mén)與管道的布置探析

閥門(mén)與管道的布置是石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。從管道工藝設(shè)計(jì)方面來(lái)看，閥門(mén)與管道的布置主要有以下兩個(gè)方面：

1）蒸汽吹掃管線(xiàn)的設(shè)計(jì)，采取這種布置方式主要的優(yōu)勢(shì)即在于其不僅能夠有效將某一存在泄漏現(xiàn)象的分支管的閥門(mén)自動(dòng)切斷，同時(shí)也不會(huì)對(duì)其他的分支管及蒸汽總管造成任何影響。

2）采樣點(diǎn)的設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)能夠有效解決裝置生銹及異物堵塞采樣閥，而實(shí)現(xiàn)這樣目的的設(shè)計(jì)方法則是將采樣點(diǎn)設(shè)置在水平管的中高部。

3 容器及塔的管線(xiàn)設(shè)計(jì)探析

對(duì)于石油化工裝置中容器及塔的管線(xiàn)設(shè)計(jì)而言，需要注重管道工藝設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，具體有以下幾個(gè)方面：

1）針對(duì)汽堤塔和分餾塔間的管線(xiàn)布置工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題。在對(duì)此進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證管線(xiàn)的調(diào)節(jié)閥組要緊靠汽堤塔一邊；

2）回流罐和分餾塔間的管線(xiàn)布置工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題。在對(duì)二者之間管線(xiàn)進(jìn)行布置設(shè)計(jì)時(shí)，尤其要避免分餾塔熱旁路出現(xiàn)袋形，并盡可能保證其熱旁路管線(xiàn)較短。而二者之間調(diào)節(jié)閥的安設(shè)，也應(yīng)該盡可能靠近回流罐，并設(shè)置在其上部為宜。

4 裝置泵的管線(xiàn)設(shè)計(jì)

裝置泵的管線(xiàn)設(shè)計(jì)是保障石油化工裝置合理運(yùn)行的重要因素。在裝置泵的管線(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1）入口管道設(shè)計(jì)問(wèn)題。對(duì)此問(wèn)題，通常可以采取偏心大小頭設(shè)計(jì)工藝，以此有效防止泵入口管變徑，并解決變徑處氣體堆積現(xiàn)象；

2）入口管支架設(shè)計(jì)，對(duì)于入口管支架的工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)該注意的問(wèn)題即是保證其調(diào)適性，并且入口管和閥門(mén)應(yīng)設(shè)置在泵的側(cè)前方位置；

3）泵的管道柔性設(shè)計(jì)。因?yàn)檠b置泵是一種回轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的動(dòng)能，并以推力的形式作用于管線(xiàn)接口，從而導(dǎo)致其產(chǎn)生一定程度的偏移。因此在管道工藝設(shè)計(jì)中，必須要注重管道的柔性設(shè)計(jì)，并將裝置泵接口在運(yùn)行過(guò)程中的受力控制在一個(gè)合理范圍。

5 冷換設(shè)備管線(xiàn)設(shè)計(jì)探析

石油化工冷換設(shè)備的管道工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)該著重關(guān)注以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

1）凈距的設(shè)計(jì)。所謂凈距設(shè)計(jì)即是有效控制換熱器的進(jìn)出管線(xiàn)與同設(shè)備的封頭蓋法蘭的距離的設(shè)計(jì)事項(xiàng)。通常情況下應(yīng)該將凈距控制在300mm左右。

2）熱應(yīng)力的控制設(shè)計(jì)。在石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)中，為了防止換熱器的管嘴因壓力過(guò)大而造成設(shè)備損壞現(xiàn)象，通常應(yīng)該進(jìn)行熱應(yīng)力的控制設(shè)計(jì)，即通過(guò)對(duì)重沸器的返回線(xiàn)的各段管線(xiàn)長(zhǎng)度進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而避免換熱器管嘴應(yīng)熱應(yīng)力膨脹而移位。

6 儀表元件設(shè)計(jì)

在油化工裝置設(shè)計(jì)中，儀表元件設(shè)計(jì)通常是與管道設(shè)計(jì)相輔相成的，一旦儀表元件設(shè)計(jì)不甚合理，那么則有可能影響裝置整體的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在儀表元件設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注意其在管道不同位置的影響。譬如為了防止重沸器在抽出飽和液體過(guò)程出現(xiàn)對(duì)流及閃蒸現(xiàn)象，可以將法蘭與孔板等儀表元件設(shè)置在管道軸向應(yīng)力最下的地方。

7 管架設(shè)計(jì)探析

管架設(shè)計(jì)是石油化工裝置管道設(shè)計(jì)重要的一環(huán)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1）應(yīng)當(dāng)減少?gòu)椈杉堋?duì)于石油化工裝置管道設(shè)計(jì)而言，采用彈簧管道不僅意味著需要花費(fèi)較高的成本，同時(shí)極有可能因其失效而造成不必要的損失。因此在管道設(shè)計(jì)中，應(yīng)該適當(dāng)減少?gòu)椈杉苁褂寐省?/p>

2）沿塔管線(xiàn)的敷設(shè)管架設(shè)計(jì)。對(duì)于石油化工裝置中的沿塔敷設(shè)管線(xiàn)設(shè)計(jì)而言，通常只需設(shè)計(jì)一個(gè)承重支架，并保證支架的頂部距離塔頂?shù)姆忸^焊縫為150mm左右。此外如果為了防止承重支架應(yīng)負(fù)荷過(guò)大而損壞，通常還可以設(shè)置第二個(gè)

備用承重支架。同時(shí)也可以設(shè)置一定數(shù)量的彈簧支架，從而有效避免因塔的回流線(xiàn)和塔壁之間產(chǎn)生的溫差過(guò)大所造成的伸長(zhǎng)量徒增。

8 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，石油化工裝置管道工藝設(shè)計(jì)包括了諸多內(nèi)容。除了上文提到的有關(guān)設(shè)計(jì)之外，還需注重許多設(shè)計(jì)操作，從而保證設(shè)計(jì)安全合理。同時(shí)相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度及設(shè)計(jì)理念，在充分掌握了實(shí)際情況下結(jié)合相關(guān)的原理，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)圖及相關(guān)要求，完善與提高設(shè)計(jì)水平。

[1] 鄭志國(guó).石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)探討[J].化工管理，2015，（1）：223.

Discussion on Pipeline Process Design of Petrochemical Plant

Li Jun-long，Yao Jun-di，Shao Jing

Petrochemical chemical plant pipeline design is a kind of main operation，its petrochemical products production and transportation play a vital role.In this paper，mainly from the petrochemical plant in the pipeline material and grade boundaries，pipeline and valve layout，tower and container pipeline design，device pump pipeline design analysis，cold replacement equipment pipeline design，instrumentation components such as oil Chemical plant pipeline process design made the following inquiry.

petrochemical industry；device；process；pipeline design

TQ055.81

A

1003–6490（2017）11–0118–02

2017–09–09

李俊龍（1989—），男，吉林吉林人，工程師，主要從事煉油裝置管道設(shè)計(jì)工作。