塔的布置及管線設計研究

張 朝

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

塔的布置及管線設計研究

張 朝

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

塔類容器作為石油化工生產中的重要設備之一，其設備和管道布置除滿足規范要求外，為了更好滿足生產施工需要，其在管口方位、管線布置時又有其自身特點和要求。

石油化工；管道設計；塔

1 塔的布置原則

一個化工裝置中槽、塔、冷換設備相間布置或塔類集中布置，不管是塔徑大小，塔的中心線應該在一條直線，排成一行，管廊中心與塔中心一般情況下距離為3.7～4.3m或塔外壁相距3m，若塔類集中布置，兩個相鄰的塔平臺高度應盡量湊齊，用來方便設置聯合平臺，假設要設置聯合平臺，應思考各塔熱膨脹的不同，一般情況下在塔的平臺間采用鉸接或留間縫，用來適應同的熱膨脹量，避免互相影響。

塔的布置應劃分為裝置的檢修側和裝置的管廊側。人孔和平臺都應該設在裝置的檢修側，管道應布置在裝置的管廊側，不能四周均勻分布，檢修側一般不設平臺，塔四周應有足夠的檢修凈空，還應考慮塔的整體吊裝。當塔底抽出管與泵相連接時，塔的安裝高度應根據塔底泵需要的汽蝕剩余量決定。就是在塔底處于最低液面，裝置系統的有效汽蝕剩余量，應該大于泵所需要的汽蝕余量。塔底安裝熱虹吸式重沸器時，塔的安裝高度應當滿足塔底最低液面與重沸器頂面有足夠的高度差，用來保證重沸器在裝置操作時的正常循環。

人孔或手孔應設在裝置的檢修側，保證統一的位置。假設多個塔設置聯合平臺梯子，其中一個塔的人孔標高可以根據實際的需要進行調整。人孔不能開在有降液管的位置。單溢流塔盤可以在所有的塔盤上方的塔壁開人孔，而雙溢流塔盤只能每隔一層，在有中間降液管的塔盤上面的塔壁上開人孔。

2 塔的管口方位設計原則

1）人孔：人孔的方位應設在塔主要管線的另一側即檢修側，對有塔盤等內部構件的塔，人孔應該開設在降液板不存在的位置，單溢流和雙溢流塔盤的人孔開設要特別注意，單溢流塔盤的人孔可開設在任一層塔盤上，方位可選擇的范圍較寬，對于雙溢流塔人孔的布設范圍就有所限制，每隔一層的塔盤和兩側面降液管之間的面積，為了操作方便及美觀。

2）儀表管口：設計師一定要完全了解儀表的功能、操作以及操作的頻繁程度，壓力表、液位計、溫度表等管口應最大可能的布置在平臺和直盤梯左右，便于操作、觀測及維修，除非不必在現場盡可能的觀察和操作的儀表管口。溫度計用來測量液相溫度，因此方位應在塔盤上面，這時應思考到溫度計伸入部分的長度以避免與塔盤或降液管相互碰撞。壓力表接口用來測量氣相壓力，應該設在塔盤的下面。提取樣品可分氣相取樣及液體取樣，液體取樣一定要布置在有液體流動的地方。

3）除去所有管口方位外，塔頂吊柱的方位布置也是非常重要，塔頂吊柱是將地面一些管件等吊裝到平臺上，或將平臺上的物品吊裝到地面，因此，塔頂吊柱的方位要求吊柱的轉臂能到達每層人孔附近，并旋轉一定角度，使所吊物件下降到起降場地。

3 塔的管線設計原則

3.1 回流管及液體進料管

兩條管道的溫度都比塔內溫度要低一些。管道沿塔壁垂直布置都較長，應考慮到溫度差產生的應力。將塔下部的配管布置成‘L’形，利用它水平段吸收立管熱膨脹所產生的位移。進料管若分幾個支管送到幾塊塔板上，就應該切斷閥直接與塔的管口相連接。如果物料溫度高時應當考慮配管的形狀，使它能吸收塔及管道間由溫度差引起的熱應力，進料管在塔內有內件時，應考慮從管口抽出內件所需要的距離，在平臺上要留出操作空間。

3.2 公用工程軟管站

①軟管站包括空氣、氮氣、水和蒸汽，從左到右排列，依據工藝的需要可做出取舍。②軟管站的管徑大約在DN20-DN40，比較適合采用DN25。③軟管站不需要每層平臺都設立，可按照塔的具體高度設置。水管最高設到30m。④假設要在最低層和最高層平臺上設軟管掛鉤，用來將膠管勾住，可在剩下的平臺中一個平臺上設軟管掛鉤。⑤假如蒸汽管的垂直管段較長，則要考慮到熱膨脹，一般采用在不同層平臺下拐彎的辦法來處理。⑥還要考慮水管的防凍，在其下面設放凈閥。

3.3 再沸器的配管

塔到再沸器及再沸器返回塔的管道管徑大、溫度高、流速高，配管的時候則要考慮熱應力，還要按照工藝要求的阻力降配管。在熱應力允許的范圍內配管形狀爭取簡單。若再沸器是立式的比較小的話，在布置時就與塔體連在一起，且支架直接焊在塔體上，這時塔在不同的情況下引起的熱膨脹將不會影響再沸器，但預先應向設備提條件。

3.4 塔底配管

因為塔釜溫度比較高，應考慮泵塔底出料管道熱應力問題，同時還要留意阻力降。假如管下需通行，則此管的凈空高度至少為2.2m。

4 在塔設計過程中的常見問題及處理方法

如在某塔的配管設計項目中，其直徑較小，高度超過60m，因而屬于非自立性塔，必須安裝在框架內，框架起到穩定塔的作用，對管線的支撐配置也有好處，但這對那些自上而下必須沿塔布設的管線穿行也帶來了困難，為使其不和鋼結構發生碰撞，在設計中，結構專業應在本專業設計條件允許下，盡可能滿足管道設計的要求。

另外，塔徑較細的管口方位的布置也不可避免的帶來一些困難，如有一些填料塔，由于塔盤的形式決定，最初設計的溫度計伸入部分總是不可避免的和塔盤發生碰撞，為了解決這一問題，只能將管口方位進行修改，詳細研究塔內的安裝方位和塔盤尺寸，經計算得出合適的位置，同時建議在管口方位中將塔盤方位標示出來。

Study on Tower Layout and Pipeline Design

Zhang Zhao

As a kind of important equipment in the production of petrochemical industry，tower equipment is one of the important equipment in the production of petrochemical industry.In order to meet the requirements of production and construction in order to better meet the requirements of production and construction，it has its own characteristics and Claim.

petrochemical industry；pipeline design；tower

TE624

B

1003-6490（2017）12-0036-01

2017-10-19

張朝（1983—），男，河北保定人，工程師，主要從事化工工程配管設計工作。