石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)研究

劉維斯+王一帆

摘 要：近年來，隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)得到快速提升，石油化工業(yè)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在石油化工工程中，蒸汽管道配管技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)都起到了至關(guān)重要的作用。有許多不同用途和不同壓力等級(jí)的蒸汽管道存在于石油化工的裝置內(nèi)，其作為重要的組成部分，直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。本文主要圍繞石油化工工藝概述，重點(diǎn)分析了管廊上的蒸汽管道布置以及蒸汽支管的設(shè)計(jì)安裝，以期能為相關(guān)設(shè)計(jì)需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：石油化工工藝；蒸汽管道；配管設(shè)計(jì)

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

近年來，我國(guó)快速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)使石油化工業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)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(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)使其成為化工產(chǎn)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(shí)具有高溫和汽液兩相流，促進(jìn)了蒸汽管道的作用得到充分發(fā)揮。所以，想要使蒸汽管道設(shè)計(jì)具有合理性和安全性，不僅需要對(duì)蒸汽凝液管道配管和蒸汽管道的匹配設(shè)計(jì)進(jìn)行充分考慮，而且還要對(duì)蒸汽管道的總體美觀程度和經(jīng)濟(jì)效益有所兼顧。另外，需要按照蒸汽管道的應(yīng)力計(jì)算要求，將與之相匹配的蒸汽管道科學(xué)設(shè)計(jì)出來。根據(jù)以上的要求，想要使生產(chǎn)效率在石油化工工藝設(shè)計(jì)中得到有效提高，要求技術(shù)人員對(duì)蒸汽管道配管設(shè)計(jì)熟悉掌握，從而確保設(shè)計(jì)出安全、節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)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(xué)的相關(guān)方法提純制取，從而形成化工產(chǎn)品、石油產(chǎn)品以及相關(guān)的工業(yè)產(chǎn)品。在石化企業(yè)發(fā)展中，蒸汽管道配管的經(jīng)濟(jì)性和安全性是其重要保障，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，各種安全隱患的存在逐漸凸顯，不斷攀升的工業(yè)事故和交通事故嚴(yán)重影響著人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)存在各種各樣嚴(yán)重的安全隱患。所以，在進(jìn)行石油化工工藝裝置設(shè)計(jì)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(duì)1000kt/a乙烯裝置進(jìn)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(gè)橫管廊配置的管廊為四層，與管廊配管設(shè)計(jì)要求相結(jié)合，物料管道設(shè)置在管廊一、二層，公用工程管道設(shè)置在第三層，儀表電纜槽板、電氣以及火炬設(shè)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(jí)壓力蒸汽管道和中等壓力蒸汽管道四種壓力等級(jí)蒸汽管道。按照布置的要求和材質(zhì)特點(diǎn)，管廊上的蒸汽管道布置的壓力等級(jí)布局需要滿足以下三個(gè)特點(diǎn)。

（1）設(shè)計(jì)管廊上的蒸汽管道，需要在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮管道結(jié)構(gòu)、所處地勢(shì)環(huán)境以及蒸汽管道的實(shí)際情況。需要盡可能的靠近管廊的一側(cè)安裝蒸汽管道，合理安裝使用“π”形補(bǔ)償器，能夠使管道內(nèi)出現(xiàn)的高溫膨脹情況達(dá)到很好的吸收。由于在高溫下波紋管膨脹節(jié)可能會(huì)出現(xiàn)變形的情況，因此波紋管膨脹節(jié)禁止在蒸汽管道的設(shè)計(jì)中使用，在安裝設(shè)計(jì)“∏”形補(bǔ)償器時(shí)，需要按照管廊的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，將安裝設(shè)計(jì)切實(shí)做好。在“π”形補(bǔ)償器安裝時(shí)，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(shè)置在管廊的外側(cè)，靠近管廊支柱分擔(dān)荷載；相反，管徑如果具有較小的排熱量，則需要設(shè)置在靠近管廊的內(nèi)側(cè)。

（2）將蒸汽管道設(shè)計(jì)安裝在多層管廊空間時(shí)，需要綜合布局，與蒸汽管道的空間布局特點(diǎn)相結(jié)合，可以在對(duì)管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)通過三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行，分別為“上中下”。在石油化工工業(yè)生產(chǎn)制備中，大量可排放的高溫蒸汽會(huì)在此過程產(chǎn)生于蒸汽管道中，進(jìn)而造成管道出現(xiàn)管道內(nèi)凝液的情況。想要使這一問題得到有效解決，在設(shè)計(jì)蒸汽管道時(shí)需要對(duì)管道設(shè)計(jì)安裝的位置進(jìn)行充分考慮，將排液裝置安裝在管道的一側(cè)。不過由于在管道內(nèi)蒸汽凝液處于流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)管道內(nèi)的壓力發(fā)生變化時(shí)，蒸汽會(huì)因?yàn)閴毫Φ慕档投俅纬霈F(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)汽液混流時(shí)，假如無法通過排液設(shè)施將液體及時(shí)排出，則可能會(huì)再次出現(xiàn)管道裂縫，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)會(huì)有巨大的安全隱患出現(xiàn)。

（3）如果在布局設(shè)計(jì)蒸汽管道時(shí)，其與相關(guān)的儀表電纜線或電器在同一側(cè)布局，則需要對(duì)蒸汽管道中的最大溫度進(jìn)行有針對(duì)性地掌握，同時(shí)進(jìn)行深入研究總結(jié)。通過長(zhǎng)期實(shí)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(tài)，而且各自運(yùn)行互不干擾正常工作，在生產(chǎn)建設(shè)過程中對(duì)企業(yè)有利，能夠使每種管道的作用得到充分發(fā)揮，對(duì)于企業(yè)發(fā)展而言，這樣的管道布局發(fā)揮著決定性作用，不但確保在生產(chǎn)和生活中蒸汽管道的安全性能夠有效提升，而且使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大限度的提升。

3 蒸汽支管的設(shè)計(jì)安裝

蒸汽支管設(shè)計(jì)安裝在蒸汽管道上時(shí)，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(shè)計(jì)而言，將切斷閥設(shè)置在支管上時(shí)，需要從蒸汽管道主管的水平管段位置出發(fā)，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(shè)計(jì)安裝工作者操作及安裝的實(shí)用性得到滿足，在安裝時(shí)盡可能的簡(jiǎn)化工藝，需要在設(shè)計(jì)布局切斷閥時(shí)，在合適的位置安裝切斷閥。在日常生活中，通過對(duì)消防、吹掃以及滅火等用途的綜合考慮，石油化工工業(yè)需要從安全排氣的角度出發(fā)制定蒸汽支管的設(shè)計(jì)要求，蒸汽支管不允許連接蒸汽透平、再沸器等發(fā)熱裝置的排氣管道。在設(shè)計(jì)安裝蒸汽支管時(shí)，支管的安裝位置應(yīng)靠近“π”形補(bǔ)償器的兩側(cè)，而在移動(dòng)過程中， 蒸汽支管不應(yīng)限制主管。

4 結(jié)束語

通過以上敘述能夠看出，在對(duì)蒸汽管道進(jìn)行施工時(shí)，科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝，不但能夠使蒸汽管道的工作效率得到提高，使經(jīng)濟(jì)效益大幅提升，而且能夠使蒸汽管道的安全性不斷加強(qiáng)，進(jìn)而推動(dòng)蒸汽管道的作用正常的發(fā)揮，使其能夠長(zhǎng)久優(yōu)良地運(yùn)行。

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