石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計研究

劉維斯+王一帆

摘 要：近年來，隨著我國社會的快速發展，市場經濟得到快速提升，石油化工業技術也在不斷進步，持續擴大產業規模。在石油化工工程中，蒸汽管道配管技術對經濟效益和安全生產都起到了至關重要的作用。有許多不同用途和不同壓力等級的蒸汽管道存在于石油化工的裝置內，其作為重要的組成部分，直接影響著產品的質量和安全。本文主要圍繞石油化工工藝概述，重點分析了管廊上的蒸汽管道布置以及蒸汽支管的設計安裝，以期能為相關設計需要提供借鑒和參考。

關鍵詞：石油化工工藝；蒸汽管道；配管設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.043

近年來，我國快速發展的社會經濟使石油化工業得到了突飛猛進的發展。在石油化工工藝裝置中，將石油作為天然原料，通過一系列復雜的化學反應使其成為化工產品。蒸汽管道作為石油化工工藝裝置中必不可少的組成部分，在公用工程管道中起到了樞紐作用，蒸汽管道包括兩大重要部分，一部分是蒸汽管道，另一部分是蒸汽凝液管道，其同時具有高溫和汽液兩相流，促進了蒸汽管道的作用得到充分發揮。所以，想要使蒸汽管道設計具有合理性和安全性，不僅需要對蒸汽凝液管道配管和蒸汽管道的匹配設計進行充分考慮，而且還要對蒸汽管道的總體美觀程度和經濟效益有所兼顧。另外，需要按照蒸汽管道的應力計算要求，將與之相匹配的蒸汽管道科學設計出來。根據以上的要求，想要使生產效率在石油化工工藝設計中得到有效提高，要求技術人員對蒸汽管道配管設計熟悉掌握，從而確保設計出安全、節能、環保和經濟的蒸汽管道。

1 石油化工工藝概述

所謂的石油化工工藝，一般是指將自然界天然原料如天然氣、石油等材料通過物理化學的相關方法提純制取，從而形成化工產品、石油產品以及相關的工業產品。在石化企業發展中，蒸汽管道配管的經濟性和安全性是其重要保障，隨著社會的快速發展，各種安全隱患的存在逐漸凸顯，不斷攀升的工業事故和交通事故嚴重影響著人們的日常生活和工業生產，同時存在各種各樣嚴重的安全隱患。所以，在進行石油化工工藝裝置設計中，研究和處理蒸汽管道就顯得極其重要。

2 管廊上的蒸汽管道布置

通過對1000kt/a乙烯裝置進行研究分析得知，該裝置有五條管廊，兩縱三橫排布。其中三個橫管廊配置的管廊為四層，與管廊配管設計要求相結合，物料管道設置在管廊一、二層，公用工程管道設置在第三層，儀表電纜槽板、電氣以及火炬設置在第四層。一般情況下第三層布置的蒸汽管道。1000kt/a乙烯裝置具有較大超高壓力蒸汽管道、壓力蒸汽管道、低級壓力蒸汽管道和中等壓力蒸汽管道四種壓力等級蒸汽管道。按照布置的要求和材質特點，管廊上的蒸汽管道布置的壓力等級布局需要滿足以下三個特點。

（1）設計管廊上的蒸汽管道，需要在設計時充分考慮管道結構、所處地勢環境以及蒸汽管道的實際情況。需要盡可能的靠近管廊的一側安裝蒸汽管道，合理安裝使用“π”形補償器，能夠使管道內出現的高溫膨脹情況達到很好的吸收。由于在高溫下波紋管膨脹節可能會出現變形的情況，因此波紋管膨脹節禁止在蒸汽管道的設計中使用，在安裝設計“∏”形補償器時，需要按照管廊的建筑結構進行統一規劃，將安裝設計切實做好。在“π”形補償器安裝時，如果管道具有較高的溫度和較大的排熱需求，則要求管道的直徑變大，需要設置在管廊的外側，靠近管廊支柱分擔荷載；相反，管徑如果具有較小的排熱量，則需要設置在靠近管廊的內側。

（2）將蒸汽管道設計安裝在多層管廊空間時，需要綜合布局，與蒸汽管道的空間布局特點相結合，可以在對管道進行設計時通過三層結構進行，分別為“上中下”。在石油化工工業生產制備中，大量可排放的高溫蒸汽會在此過程產生于蒸汽管道中，進而造成管道出現管道內凝液的情況。想要使這一問題得到有效解決，在設計蒸汽管道時需要對管道設計安裝的位置進行充分考慮，將排液裝置安裝在管道的一側。不過由于在管道內蒸汽凝液處于流動狀態，當管道內的壓力發生變化時，蒸汽會因為壓力的降低而再次出現，當出現汽液混流時，假如無法通過排液設施將液體及時排出，則可能會再次出現管道裂縫，嚴重時出現會有巨大的安全隱患出現。

（3）如果在布局設計蒸汽管道時，其與相關的儀表電纜線或電器在同一側布局，則需要對蒸汽管道中的最大溫度進行有針對性地掌握，同時進行深入研究總結。通過長期實踐能夠看出，如果使用將蒸汽管道與其他公用管道隔開的方法，不但可以使管道與管道之間保持分離狀態，而且各自運行互不干擾正常工作，在生產建設過程中對企業有利，能夠使每種管道的作用得到充分發揮，對于企業發展而言，這樣的管道布局發揮著決定性作用，不但確保在生產和生活中蒸汽管道的安全性能夠有效提升，而且使企業經濟效益達到最大限度的提升。

3 蒸汽支管的設計安裝

蒸汽支管設計安裝在蒸汽管道上時，需要將支管部分從蒸汽管道主管頂部接出，就石油化工工藝裝置設計而言，將切斷閥設置在支管上時，需要從蒸汽管道主管的水平管段位置出發，使用切斷閥在蒸汽管道主管的水平管段上方連接蒸汽管道主管和蒸汽支管。為了使設計安裝工作者操作及安裝的實用性得到滿足，在安裝時盡可能的簡化工藝，需要在設計布局切斷閥時，在合適的位置安裝切斷閥。在日常生活中，通過對消防、吹掃以及滅火等用途的綜合考慮，石油化工工業需要從安全排氣的角度出發制定蒸汽支管的設計要求，蒸汽支管不允許連接蒸汽透平、再沸器等發熱裝置的排氣管道。在設計安裝蒸汽支管時，支管的安裝位置應靠近“π”形補償器的兩側，而在移動過程中， 蒸汽支管不應限制主管。

4 結束語

通過以上敘述能夠看出，在對蒸汽管道進行施工時，科學合理地進行設計安裝，不但能夠使蒸汽管道的工作效率得到提高，使經濟效益大幅提升，而且能夠使蒸汽管道的安全性不斷加強，進而推動蒸汽管道的作用正常的發揮，使其能夠長久優良地運行。

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