淺析化工工藝管道設計

曹志軍（華東理工大學工程設計研究院有限公司，上海 201306）

淺析化工工藝管道設計

曹志軍（華東理工大學工程設計研究院有限公司，上海 201306）

化工廠中，管道具有關鍵和特殊的作用，是連接各設備、系統的主要載體，能夠提高流體運輸的安全性和穩定性，是化工廠的重要基礎設施。而管道的敷設是一絕化工工藝管道設計進行的，設計的科學性和合理性直接決定管道的傳輸質量，是化工企業建設應該重點考慮的內容。本文以此為切入點，探究化工工藝管道設計的要點，旨在提升化工管道的安全性和穩定性。

石油化工；工藝管道；設計

石化企業中，管道中運輸的流體物質大多為易燃、易爆、易揮發的危險品，存在一定的危險性，如果管道設計不合理將造成危險品的泄漏，引發嚴重的生產、安全事故，對企業造成極大的安全威脅。所以，重視并加強化工工藝管道的設計工作是極為必要的，應該從管道材料、管線設計、閥門布設等方面入手進行設計，設計出安全、合理的化工工藝管道系統，滿足化工廠的正常生產需要。

1 管道設計工藝路線的安全設計

工藝管道中存在大量的易燃、易爆危險品，一旦泄露將產生嚴重的安全事故。所以，在設計時，應該充分考慮工藝管道設計的安全性，將安全問題視為設計的首要原則，放在第一位進行考慮。具體來說，設計時應該充分考慮管道的材質問題，選擇耐腐蝕、高性能的材料作為管道材質；其次，應該在管道系統中加裝警報裝置，某一區域或管線出現異常后及時報警，避免事故的進一步擴大，提高管道維護、保養的針對性；第三，應設置聯動閉鎖裝置，某一區域發生泄漏事故后，操作特定裝置即可完成事故區域的隔離，將事故的危害性降到最低。

2 管道材料與等級分界的合理性設計

化工系統中，根據管道內部受壓的不同，可以分為高壓系統和低壓系統，兩個系統之間存在較大的溫度、壓力差異，應該明確兩者的界限，形成正確的分界點和分界線。具體來說，不同情況下的材料選擇及連接方式如下：

2.1 壓力等級相同、材質不相同

該種情況下，螺栓、閥門必須選用高材質，法蘭、墊片可以酌情采用低材質材料。

2.2 材質相同、壓力等級不同

出于安全考慮，此時的閥門、螺栓、法蘭及墊片都應該應用高壓材質，嚴禁使用低壓材質。

2.3 材質、壓力均不相同

此時，閥門和螺栓應該采用高壓一側的高材質材料，法蘭、墊片選用抵押一側的低材質材料。

3 塔與容器管線的合理性設計

管道是連通化工廠各設施的主要形式，與各類塔、容器存在密切的關系，應該根據工藝流程的需要和化工設備的具體要求進行合理的管線設計。一般來說，塔與容器管線的設計主要有分餾塔與回流罐之間的管線設計，分餾塔與汽提塔之間的管線設計。

3.1 分餾塔與回流罐之間的管線設計

該區域的管線設計的重點在于調節閥的位置。一般的化工系統中，分餾塔是通過熱旁路掌控塔頂的壓力的，應該考慮可能出現的熱旁路過短的情況，合理選擇調節閥的位置。

3.2 分餾塔與汽提塔之間的管線設計

該區域管線的調節閥是以調節閥組的方式出現的，安裝在汽提塔附近，通過對調節閥組的控制能夠調節系統中的液柱，滿足管線內流體物質的運輸需求。

4 泵的管線設計

泵入口管線的設計是管線設計的重點，如果設計不當極易導致入口管附近有大量的氣體集聚，造成極大的安全隱患。所以，應該重視泵的管線設計工作，進行科學的入口管線設計。具體來說，首先，選用可調節式入口支架，根據實際需要對入口之間的高度、角度進行調整；其次，將入口管及閥門等安裝在泵的側前方；第三，設計時應該充分考慮管道內部可能出現的氣阻問題，通過頂平安裝的方法消除氣阻；第四，應該考慮管線材質的柔韌性，能夠滿足大角度管線彎曲的要求。此外，還應該考慮泵嘴受力在安全運行的范圍內，否則應該對其進行力學補償。

5 管架設計

顧名思義，管架是管道的支撐、固定系統，是管道的安裝基礎。如果管架設計不合理將導致管道遭受一定的外部應力，增加閥門、接口等區域的受力，對管道的安全性造成一定的影響。所以，應該重視管架設計工作。具體來說，管架應該遵循以下原則：

5.1 盡量減少管道與管架的相對位移

在管架設計時，應該盡量減少管道與支架間的相對位移，避免支架對管道移動造成的損害。在設計時，應該將部分負荷較小的支架從地面等固定區域轉移到主管上，在滿足支撐要求的同時，減少小管與支架間的相對位移，避免因此導致的管道損壞狀況的出現。

5.2 沿塔敷設管線的支架設計

沿塔敷設的管線，在設置承重支架時，大多只設置一個，但是可根據實際情況進行調整支架頂距塔頂封頭焊縫線為150mm如果需要第二承重支架則需要設彈簧吊架，而且每隔一定間距需設導向支架。如此方能滿足管線的支撐需要，確保管道正常工作。

6 結語

總體而言，化工工藝管道的設計責任重大，關系到系統的安全性和合理性，與化工企業的安全狀況緊密相關，應該引起設計人員的鐘聲，根據工藝的特點進行合理的管道設計，確保管道設計的合理性、安全性。

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