對化工工藝中設備安裝設計的探討

郝江鴿

摘 要：近年來，化工事故頻繁發生，對國民的生命安全和財產安全造成了重大的影響。其安全事故的發生不僅僅與化工原料的易燃易爆特性、工藝流程不合適、操作不當、外來危險等因素有關，還與化工設備有著密切的關系。化工設備作為化工企業生產的基礎，其安裝設計必須規范、科學、全面，只有這樣才能在保證高生產效率的同時，避免一定安全事故的發生。對此，本文探討化工工藝中設備安裝設計，希望能為相關人員提供理論參考依據。

關鍵詞：化工工藝;設備;安裝設計

1 化工工藝中設備安裝設計概述

化工設備安裝設計關系到化工生產的安全性，是化工設備正常運行的前提條件。近年來隨著科技的迅猛發展，越來越多的先進技術與設備被應用到化工生產中，在提升生產效率的同時，亦大幅度提升了化工生產的安全性，推動了化工生產的智能化與自動化發展，而這些新技術的應用對化工工藝設備的安裝和設計提出了更高更嚴格的要求。但是在當前中國，化工設備安裝未作為一個的獨立專業進行設計，而被歸納到化工工藝設計中，這樣的國情下，化工工藝中的設備安裝設計往往不被重視，很多問題簡單略過，甚至避而不談，導致設備安裝過程中頻頻出現問題，造成不必要的返工，直接影響到工程施工進度與質量。同時，在設備布置過程中，沒有考慮設備操作和檢修空間，將設備布置過于緊密。投產后發現，不周全的考慮會導致工藝設備難以拆修或者是根本無法進行任何修補，這樣不僅會造成人力和物力資源浪費，而且在實際操作過程中由于操作空間狹小，會給工人造成很大不便，影響工作效率，甚至可能導致安全事故。因此化工設備的安裝設計是整個化工廠進行高效、安全產出的關鍵一步，為了整個化工工業的安全有效長期運行，必須對化工工藝中的設備安裝設計環節層層把關，盡可能的做到最好。

2 化工工藝設備安裝設計的內容

化工工藝中的設備安裝設計涉及到到多方面的內容，主要表現在以下幾方面。

2.1 車間的設備分布

車間設備安裝設計的原則是滿足化工生產需求，同時合理利用車間空間，避免不同生產設備之間出現妨害現象。具體應做到符合生產線的優化組合、能源的就近利用、安全生產、方便檢修等。

2.2 設備支架和操作臺的設計

設備支架對設備起到支撐作用和固定作用，在設計時，必須進行設備自重、外形等因素的綜合考慮，確保支架的穩定性和安全性。另外操作臺是對設備進行安裝必需的操作平臺，在設計時，必須考慮操作臺的高度可調節性和操作空間的靈活性。

2.3 設備保溫和刷漆

設備的安裝設計中一個重要的部分是設備的保溫和防腐。化工生產中，高溫介質不可避免的會向空氣中進行輻射散熱，導致物料溫度降低，影響反應效果，同時為避免設備高溫對工人造成傷害，需要對設備進行保溫設計，減少熱量損失。與之相反是保冷設計，比如LNG儲罐的抽真空設計即為保冷設計，目的是為了減少LNG的升溫氣化。由于化工產品大部分具有腐蝕特性，因此幾乎所有的設備均需進行內外防腐設計，常用的方法是刷防腐涂料和面漆，從而提高設備的使用年限。

2.4 設備安裝施工說明

在對化工工藝中的設備進行安裝設計時，必須設計設備安裝的先后順序、吊裝操作等，因此，需要編制施工說明，對于安裝過程和安裝質量設計控制標準，以便于設備日后的生產安全性提到保障。

3 化工工藝中設備安裝設計的優化對策

3.1 設備安裝吊裝孔的設計

在確定吊裝孔時，不但要考慮吊上本樓層的吊裝設備，本樓層以上的上幾層最大直徑的設備，也要考慮吊上。一般情況下，在設置吊裝孔位置時，要嚴格遵守以下五點：①吊裝孔位置水平方向的運輸線不宜過長，在允許范圍內越短越好;②運輸通道的使用面積不要過大;③吊裝孔的開設要與各層基礎建筑的底部垂直位置;④每一樓層的吊裝孔設備的設置地點都要保持在同一個垂直平面上;⑤吊裝口要和大門保持較近的距離，方便設備直接進入到吊裝區域;⑥吊裝孔的位置在設置時，要最大限度地靠近檢修相對頻繁的設備;⑦吊裝孔區域內不可以設置其它設備，以便確保設備從這個地方出入方便。例如：廠房的長度超過36m，可將與廠房中間距離較近、靠近墻壁的位置作為吊裝孔設置的地點;若是廠房的長度不是很長，可將吊裝孔設置在廠房的一端，并且靠近山墻的位置;此外，若廠房構造不適宜將多層吊裝孔垂直安裝時，便需要經廠房中間層將設備向外挑出砼梁，最后起吊至廠房。

同時，在吊裝口的邊緣部位安裝相應吊裝設備，應張貼安全標語。吊裝設備的起吊點縱橫向應與設備的中心線，也就是開孔的中心點保持一致，不可以有偏差，避免設備傾斜和吊具受力不均。化工生產所涉及的原料、產品等大多都帶有腐蝕性，為避免設備遭受腐蝕，應盡可能使用埋置吊鉤，在砼梁內埋入兩根鋼管最佳。

3.2 設備穿樓板的開孔

為了滿足化工生產的需求，部分較高設備需要考慮穿樓板的開孔設計。一般情況下開孔的形狀應為方形，根據設備耳座的大小以及直徑的大小來確定開孔的尺寸大小。當設備從下層進行傳樓層吊裝時，要結合工藝圖紙設置的位置進行設備的旋轉調整，保證其安裝位置的準確性，同時在車間樓板開孔處進行圍護處理，設置一大約50mm 高的圍堰，避免地面上的物料或液體流到下層。當下層也需要設備安裝時，要綜合分析下層設備占有的空間，防止出現上下層設備安裝位置的沖突，同時要合理設置設備和樓面的高度，例如在塔筒體設備的安裝時，其法蘭盤距離樓面的距離要大于100mm，而位于生產廠房樓板之下的塔筒體法蘭盤需確保其距離大于600mm。

3.3 強化設備安裝中的安全性

化工設備安裝對于安全生產至關重要，化工原料、半成品、成品等具有一定的毒性、腐蝕性和危險性，一旦由于設備原因發生泄漏，極易引發較大的安全事故，因此，在設備安裝設計時要從設備的結構特性、設備的材質、設備的化學反應裝置、工藝路線、工藝物料等方面出發，充分研究設備的功能性、安全性、可替代性，增加問題設備的補救措施說明和其他事故安全預案。

3.4 焊接質量的控制

化工設備之間通常采用焊接的方式連接，焊縫質量的好壞直接關系到生產的安全運行。在進行設備的安裝設計工作中，要對于焊縫工藝、焊接順序、坡口處理、防護措施、焊接材料、焊接方法等進行科學合理的設計，從而有效的避免焊接缺陷，提高化工工藝設備的焊接質量。

3.5 化工設備的安裝順序及空間布局

化工設備的安裝順序通常是由化工生產的工藝路線決定，同時要考慮到設備之間銜接的可操作性。一般的設備安裝原則是：先安裝操作難度大、大型的設備，而對于具有較強的可操作性的小設備，可以在大型設備安裝完成之后，再進行安裝，以保證大型設備的安裝具有較為足夠的吊裝操作空間。

化工設備的安裝布置時應根據現場實際情況進行測量計算，科學確定化工設備之間的間距和縫隙，防止出現安裝和操作空間不足、設備運行相互影響的問題，并能保證后期設備維修和檢驗。在預留空間的過程中還要綜合考慮管線布置，針對現場情況進行合理布局，減少管線資源浪費，避免不必要的空間占用，節約成本，增加設備的使用壽命和安裝的精準度，降低安裝的難度和技術考驗。總之設備間距的確定由很多因素決定，比如防火、防爆等安全操作的要求，防毒、降溫等勞動保護的要求，工人操作情況，設備安裝檢修的要求，工藝管道布置的要求，車間內走道，設備的特性等，設計人員應嚴格按照規范，并結合工程實際合理確定設備布局。

4 結語

化工工藝中的設備安裝設計是化工項目工程的重要組成部分，設備安裝設計的質量直接關系到后續工程的質量，加之化工過程半成品、成品和中間體易燃易爆的特性，所以在設備的設計時一定要綜合考慮實際操作場地、設備自身情況、產品特性、工藝特點等，不斷完善設計方案。在施工中，對于大型、危險性系數高的設備需要設計人員編制專項方案，盡可能的減少失誤，從源頭上降低安全事故發生的概率。

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