石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計研究

文/李姣姣

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計研究

文/李姣姣

天津華景化工新技術開發有限公司

石油化工業技術在不斷進步，對石油化工工藝裝置的設計要求越來越高。于是本文研究了石油化工藝裝置蒸汽管道配管設計。

石油化工；工藝裝置；蒸汽管道；配管設計

蒸汽管道的安全性和經濟性，能夠很好的促進石油化工的效益，所以，在石油化工工藝裝置設計中，要重視蒸汽管道配管設計。

1 關于石油化工工藝的相關概述

所謂的石油化工工藝，通常是說把自然界天然原料，例如天然氣、石油等材料利用物理化學的相關方法進行提純制取，最終形成化工產品、石油產品相關的工業產品。在石化企業的發展中，蒸汽管道配管的經濟性以及安全性是十分重要的，伴隨社會的高速發展，潛藏著的很多安全隱患逐漸凸顯出來，持續升高的工業事故嚴重妨礙了人們的日常生活以及工業生產，而且具有嚴重的安全隱患。因此，在實施石油化工工藝裝置設計的時候，分析和處理蒸汽管道就顯得非常重要。

2 石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計

2.1管廊蒸汽管道設計

在石油化工工藝裝置當中，對蒸汽管道實施合理的設計，應該考慮到很多問題。例如1000kt/a的乙烯裝置，這項裝置一般通過5根管廊共同組成，其中2根是縱向的，3根是橫向的。在橫向管廊當中，又分成了4層管廊，分別是EL +ll.500、EL+8.500、EL+l4.500 和EL+5.500 等管廊，在縱向管廊當中，也設置了EL+l6.000、EL+7.000、EL+l3.000 和EL+l0.000 等4層管廊。在設計的時候，應該在管廊的邊側，進行蒸汽管道的有效布置，如此才可以對管道的應力實施分析，并對應力實施有效的計算。并且，在對多層管廊實施設置時，需要把蒸汽管道設置在最上層，如果無法設置在最上層，需要把它設置在管廊外側。

2.2蒸汽支管布置設計

在蒸汽支管布置過程中，首先應從蒸汽管道的頂部位置出發，進行主管的接出工作。如果想要在支管上設計切斷閥，那么設計位置要與主管的水平管位置相接近，這樣可以使切斷閥的布置過程變得簡單。需要注意的是，蒸汽支管不能從對用氣有嚴格要求的管道中直接接出，尤其是在“Π”形補償器中，支管不能直接被引出。如果有這方面的需要，可以在“Π”形兩端的直管上將支管接出，在接出工作進行時一定要注意，不能讓主管產生任何的移動。另外，在蒸汽支管布置過程中，要注意對排液、疏水裝置進行合理設計，可以參考管廊蒸汽管道中的設計要求。值得注意的是，在蒸汽支管局部位置排放凝液時，可以單獨設置“凝液放凈閥”。

2.3管道排液設施設計

針對裝置的運行來說，壓力蒸汽管道會出現排液體的情況，因此，這就必須在壓力蒸汽管道的設計中，選擇配置較低的管道設施，即小型補償設施，同時把其放置在蒸汽管道配管的最低處，以這個為條件，設置相關的管道排液設施。針對型號超高的壓力蒸汽管道，排液體的解決應該根據排液設施進行考慮，這是為了實現以下目的：第一、由于和主管道的距離十分近，應該對根部閥進行正確的掌控，實現優良的排液設計。第二、縮短排液設備與根部閥的距離，確保液體不會發生外泄，處在低級壓力蒸汽管道內。由于其擁有的特殊性，在正常運轉時，不能出現排液的問題。因此，蒸汽管道位于低壓點時，在裝置輸送內則不會出現排液情況。

2.4蒸汽凝液管的設計

化工工藝裝置蒸汽凝液管道的設計位置，一般與蒸汽管道是同層設計的。在蒸汽凝液管道上設計安裝“П”形補償器時，為了避免發生水擊，流速突然變化而產生輸送安全隱患，可采取將“П”形補償器設計成水平方向，或者將“П”形補償器立管設計成傾斜方向，可以有效防止水錘發生。一般來講，來自不同壓力等級的蒸汽經由疏水閥流出的凝液，應分別回收接入相應的凝液總管，疏水閥應采用法蘭進行連接，避免疏水閥蒸汽入口處有袋形。蒸汽管徑不小于50mm的分流支管，應順著輸送介質流向，斜接入45°方向的凝液回收管，蒸汽管徑小于50mm的分流支管，可以直接接入90°方向的凝液回收總管，止回閥設計在凝液回收總管水平方向比較合適。

3 蒸汽管道配管設計存在的誤區

3.1彎頭設計

配管設計比較重要的部分是彎頭。彎頭起到了配管連接的紐帶，設計過程中常會出現配管連接不上等現象，采取添加彎頭以及改進設計圖紙，可以完成配管連接，但是不從設計精細角度出發，進行簡單添加彎頭，容易導致彎頭處管道運行阻力變大，有可能出現焊縫以及泄漏點，風險不容忽視。

3.2分支設計

輸送介質至分叉處應正確配管。配管設計過程中，當管道輸送的氣體介質時，遇到在水平方向分叉時，應將分支設計朝上，避免凝液堵塞輸送管道；低壓可燃氣體輸送至火炬總管的管道，需采取順流斜接的方式，避免壓降過大；同時，凝液管道也應采取順流斜接的方式接入凝液收集總管，避免壓降過大。

3.3異徑管設計

異徑管選取也是配管設計中非常重要的環節。通常異徑管分為偏心異徑管和同心異徑管，根據現場實際的配管需求，選取合適的異徑管形式。據管廊上配管設計資料顯示，一般比較常用的是底平的偏心異徑管，同心異徑管容易造成蒸汽管廊上管道系統排凝不通暢，后期施工作業難度加大。

3.4連接設計

根據不同的輸送介質，采用的管材等級、操作方式也不盡相同，若出現不同材質的管道連接時，應采取法蘭連接，不建議進行異種鋼焊接，容易產生金屬電位差異，導致鋼材管線腐蝕。

3.5閥門設計

閥門的設計是配管設計過程中極為關鍵的環節，不同的閥門類型有不同的用途，合理選擇閥門類型，避免出現安全隱患。

4 蒸汽管道配管設計誤區的建議

(1)整體規劃化工管線鋪設走向，合理規避對彎頭的使用，降低管道運行阻力，以及焊縫次數和管段，保證蒸汽管道的完整性和有效連接段更長更安全。(2)提高分支設計的科學性、合理性和實用性，合理地進行分支應用，分別對輸送介質(氣體、液體和蒸汽等)進行分流管控，降低輸送安全隱患。(3)合理采用異徑管形式，根據現場配管需求，正確選擇偏心異徑管和同心異徑管，降低后續作業難度。(4)深入研究管道連接技術，管道材質和等級的不同，以及輸送介質的不同，對管道之間的連接方式要求不同，合理選取連接方式，規避風險。(5)閥門類型的選取要合理，應在熟識管道閥門使用特點基礎上，根據化工管道輸送工藝要求，合理確定閥門類型和數量。

5 結語

總的來說，通過對蒸汽管道配管的有效設計，能夠實現石油化工工藝裝置的有效優化，在蒸汽管道配管設計中，一定要嚴格按照相關要求進行設計。

[1]國慶.石油化工裝置工藝管道設計的合理性探討[J].化工管理，2016.

[2]劉堯祥.探究石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的設計[J].中國石油和化工標準與質量，2013.