石油化工裝置配管設計及細節問題闡述

劉 潑

（中建安裝工程有限公司，江蘇南京 210049）

石油化工裝置配管設計及細節問題闡述

劉 潑

（中建安裝工程有限公司，江蘇南京 210049）

主要分析了石油化工裝置夾套管的配管設計，闡述了蒸汽管道的配管設計，最后總結了配管在設計時應注意的問題及解決方法，旨在尋找切實有效的方法確保石油化工各環節的正常運行。

石油化工；裝置安裝；配管布置設計；工藝管線安裝

1 配管的布置設計分析

隨著石油化工的發展，化工裝置中的配管的設計和應用也更加復雜，石油化工中，配管的設計具有重要意義，如果配管的設計出現問題那么極容易造成大型安全事故，所以必須在設備安全的基礎上進行配管設計，配管的設計依據和內容類似，專業人員在掌握了設計的常識、規范之后，在這種相同的依據下，設計出更加合理有效的配管設置。所以配管設計對專業人員的要求更加高，不僅需要掌握設計知識，同時還需要對工藝生產的需要和工藝意圖有全面的認識。本文通過對石油化工中的夾套管和蒸汽管道的分析，探究石油化工裝置的配管的設計問題。

2 夾套管的配管的設計問題

夾套管作為石油化工中的常用管道，有多種分類方式∶

1）根據其媒體類型分類可分為熱油夾套、蒸汽夾套、熱水夾套三種，雖然他們的設計原則是相同的，但每種夾套都有自己的物料；

2）根據管道的結構形式可以把內管和套管的連接形式分為內管焊縫外露型和內管焊縫隱蔽型，這種分類形式又被稱作完全夾套管和不完全夾套管，其中不完全夾套管只能用在直管管道上。下面將對套管的設計做具體分析∶

2.1 夾套管的設計長度

夾套管的設計首先需要確定夾套管的長度，確定夾套管的尺寸和長度是夾套管設計中的一個重要部分，由于夾套管內的流體特性受到夾套管長度的影響，因此熱媒在最低溫度下所具有的必須的流量決定了夾套管的長度。據往常經驗，通常蒸汽夾管的長度在15m左右為佳。

2.2 內外管的熱應力

由于石油化工裝置中，內管和外管介質存在差異，介質不同介質的溫度就會不同，導致熱膨脹力不同，所以熱應力存在的問題主要是內管和外管不同的熱膨脹力。因此，在設計夾套管時，需要對內管和外管的熱應力分別進行計算，當發現熱應力不一樣，就需要在夾套管中設置膨脹節，并改變彎頭處的外管直徑，方便夾套管的設計能夠滿足內管和外管膨脹位移的要求，縮小內管和外管之間的膨脹差。

2.3 夾套管的選材和焊接

首先，對于夾套管的選材，需要考慮其外管和內管的管內流體的溫度、壓力、性質等方面的因素，材料的選取要看其介質對管道的腐蝕作用，以及管壁的厚度的抗壓能力；其次，對于夾套管的焊接，夾套管通常用對焊的形式進行配件的焊接，確保夾套管內的熱媒體流通更加順暢，要注意的是，不能夠在主管上直接開分支管，防止流體在角落滯留，堵塞死角。

2.4 夾套管的坡度和跨接管

首先，夾套管坡度的設計中，如果對夾套管的坡度有要求，那么夾套管的坡度和管道的流向是一致的，尤其是蒸汽夾套管，從夾套管的上部引入蒸汽，從夾套管的下部流出凝結水。所以對設計夾套管時，要分別在排凝管和供汽管安裝切斷閥，每一節夾套管的長度不要大于6m；其次，夾套管的跨接管的設計，通常采用的是法蘭來連接，水平夾套管的底部用水平方向、與蒸汽進出方向垂直的方向或者底部的切線方向的夾套管進行連接。

3 蒸汽管道的配管的設計問題

蒸汽在石油化工中的應用很普遍，并且它作為一種重要的工程物料，在石油化工裝置中，有很重要的價值。本文將以1 000千t/a的乙烯裝置為例，這種裝置的蒸汽壓力有四種等級，根據操作壓力可以分為∶超高壓蒸汽（13MPa）、高壓蒸汽（4MPa）、中壓蒸汽（1.6MPa）、低壓蒸汽（0.4MPa），蒸汽管道在操作時，管內的溫度為200～530℃。因此，為了蒸汽管道在石油化工中既安全又經濟，達到二者的完美統一，需要做好蒸汽管道的配管設計，本文將通過對這四種不同的壓力等級蒸汽管道的設置做詳細的介紹∶

3.1 管廊上的蒸汽管道布置

蒸汽管道的四種不同蒸汽，壓力等級不一樣，也決定了蒸汽管道的布置需要遵循一定的規律。

為了更加方便地設置二形補償器，蒸汽管道的設置位置應該在靠近管廊的一側，由于正常工作中的蒸汽管管內的溫度偏高，二形補償器的目的主要是把蒸汽管內的熱膨脹吸收掉，讓蒸汽管道的溫度恢復正常，所以要精確計算二形補償器在管道中最適合的位置，保證蒸汽管處于正常的運行狀態；

（1）如果是多層管廊，蒸汽管道的位置設在多層管廊的上層為佳，如果需要設在下層，那么就必須設置在下層的外部，將二形補償器與低溫管道分離，最小凈距經過保溫后不能小于500mm，或者用共用管道將其隔開；

（2）當電氣或儀表電纜槽板在蒸汽管道的同一層，那么最小凈距不能低于200mm，如果設置在上層，最小凈距不能低于500mm。

3.2 管廊上蒸汽管道的排液設施

首先，為了將蒸汽管道中的大量液體排除管外，需要設置排液設施，一般來說，排液設施設置在管廊上面的蒸汽管道低點處。超高壓蒸汽（13MPa）管道在車輛行駛過程中或者暖管階段所產生的凝液可以通過低點處排出。超高壓蒸汽（13MPa）管道的排液設施主要有三種∶排氣筒、接近排氣筒地面的切斷閥、靠近主管的根部閥。除了超高壓蒸汽（13MPa）管道以外，另外三種壓力等級的蒸汽管道通常不會在正常運行中產生凝液，將輸水設施設置在管道的低處，方便相應壓力等級的管道進行疏水。疏水設施包括三種∶分液包、放凈閥、根部閥，三種設施設置的位置有所不同，根部閥應該設置在靠近分液包的位置，放凈閥應該設在分液包下面，設置的位置還必須要具備可操作性。疏水設施中疏水閥組包括六種，分別是∶前切斷閥、后切斷閥、檢查閥、排污閥、疏水閥和止回閥，要注意止回閥只在某些關鍵時候使用。

其次，在蒸汽管道的主要管道到裝置區切斷閥的上部，也要設置排液設施和輸水設施。超高壓蒸汽（13MPa）管道的排水管的直徑在40mm左右，高壓蒸汽（4MPa）管道、中壓蒸汽（1.6MPa）管道和低壓蒸汽（0.4MPa）管道的分液包的管道直徑則可以小一點，不能大于150mm，排水管的管道直徑也不能大于25mm。

4 結束語

綜上所述，石油化工裝置中配管的設計對石油化工的整體發展具有重要影響，為了石油化工的安全穩定生產，裝置中的配管設計，要密切聯系石油化工裝置的設備。配管的設計中的問題要及時發現，及早解決，從而有效避免事故的發生。在配管的設計上，本文將夾套管和蒸汽管道作為典型例子，對蒸汽管道和夾套管的設計中存在的問題進行了分析，提出相應的解決辦法，從而確保配管的正常運行，提高工程效率，對石油化工的發展起到積極作用。

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Design and Details of Piping Design of Petrochemical Plant

Liu Po

Mainly analyzes the piping design of the casing of the petrochemical plant，expatiates the piping design of the steam pipe，and finally summarizes the problems and solutions in the design of piping.It aims to find an effective way to ensure that the petrochemical industry Link the normal operation.

petrochemical；installation of equipment；piping layout design；process pipeline installation

G01B7/06

B

1003-6490（2017）02-0073-02

2017-02-05

劉潑（1975—），女，遼寧臺安人，工程師，主要從事石油化工設計工作。