基于石油化工裝置的塔管道布置的分析

陳清廉

（中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司青海分公司，甘肅 敦煌 736202）

裝置塔對(duì)于石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)有著非常重要的意義，被廣泛地運(yùn)用在石油蒸餾、石油解析以及石油吸收等環(huán)節(jié)。裝置塔是石油化工發(fā)展的基礎(chǔ)性設(shè)備，種類(lèi)也是非常的多。分門(mén)別類(lèi)的裝置塔可以對(duì)汽—液傳質(zhì)、液—液傳質(zhì)進(jìn)行高效控制，進(jìn)而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)針對(duì)裝置塔的管道布置給予更多的關(guān)注，有助于后續(xù)工作的開(kāi)展。

1 裝置塔的管道布置要點(diǎn)

1.1 管口方位的確定

（1） 回流管口的方位確定。要結(jié)合裝置塔內(nèi)部的形式對(duì)于回流口的方位進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)定，對(duì)于管口的設(shè)計(jì)要和降液管保持足夠遠(yuǎn)的距離。（2） 確保進(jìn)料管口的設(shè)置和降液管之間也保持足夠的距離，從而為后續(xù)工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。（3）對(duì)于抽出管口最好是設(shè)置在裝置塔的四周，同時(shí)保持液流是均勻的，也要和降液管保持足夠的距離。（4） 針對(duì)再沸器連接管口的方位布置，就要依據(jù)相應(yīng)的塔板式結(jié)構(gòu)。同時(shí)再沸器方位的確定要注意到塔釜擋板的存在，將再沸管降液管布置在同一側(cè)，最好是和擋板之間相互平行。（5） 儀器管口的方位設(shè)置要考慮到溫度計(jì)、液面計(jì)和壓力表的布置方案，最好是布置在操作區(qū)域的平臺(tái)之上，為后續(xù)的檢修和維護(hù)工作提供便利。（6） 溫度計(jì)和壓力計(jì)管口方位的確定，也要進(jìn)行詳細(xì)的分析。在奇數(shù)塔板的氣相區(qū)設(shè)置壓力表，將溫度計(jì)裝在偶數(shù)塔板液相區(qū)和降液管的受液盤(pán)上。（7） 裝置塔的氣相管口一般會(huì)設(shè)置在塔頂中心位置，將直徑比較小的氣相管口從裝置塔的側(cè)面接出。同時(shí)，要對(duì)于管口和其他塔管的布置進(jìn)行綜合性的思考。又因?yàn)檠b置塔的頂部的溫度會(huì)比較高，管徑也是比較大的，因此在進(jìn)行管道設(shè)置時(shí)候就要給予更多的關(guān)注。（8） 出料管口要將其引出到塔裙之外，依據(jù)管口方位對(duì)于連接的位置進(jìn)行重新確定[1]。

2 塔器管道設(shè)計(jì)

科學(xué)地進(jìn)行石油化工裝置塔的布置過(guò)程中，要明確平臺(tái)、管架之間的配合優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用更加合理設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步對(duì)于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和完善。同時(shí)在進(jìn)行裝置塔的布置過(guò)程中，還要對(duì)配管、成本管理以及材料節(jié)約層面進(jìn)行思考。始終遵循配管原則和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證企業(yè)在經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化的發(fā)展。

2.1 沿塔管道設(shè)計(jì)總則

對(duì)于沿塔管道布置設(shè)計(jì)要從以下幾個(gè)層面進(jìn)行思考：（1） 嚴(yán)格的遵循工藝管道和儀表運(yùn)用的各種流程方面的需求，為后續(xù)工作的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（2） 針對(duì)管道的布置，要遵循由上向下的順序，同時(shí)，還要考慮到塔頂管道和大直徑管道的走向。接著是對(duì)于壓力管道和一般管道的布置，最后才是對(duì)于塔底管道和小直徑管道的布置。另外要注意的是，管道要盡可能的布置在靠近管廊的一側(cè)，有助于后續(xù)的檢測(cè)和維修。（3） 在實(shí)際的管道設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要強(qiáng)調(diào)操作的便捷性和維護(hù)安全性，盡可能地降低生產(chǎn)成本。（4） 要盡可能地縮短起止點(diǎn)，這是建立在管道的柔性條件之上的。（5） 對(duì)于每一個(gè)管道的布置，都是沿著塔體來(lái)進(jìn)行的，保證管道布置的美觀性。一種是將管道進(jìn)行分開(kāi)布置，另一種是按組進(jìn)行布置?；蛘邔⒐艿啦贾脗?cè)的塔體外壁之上，運(yùn)用同心圓的方式來(lái)保證其美觀。

2.2 塔頂?shù)墓艿涝O(shè)計(jì)

一般的設(shè)備塔頂部都會(huì)設(shè)置安全閥出口等管道，塔頂?shù)墓艿谰鸵惭b在對(duì)頂部，同時(shí)，要符合防火的標(biāo)準(zhǔn)。塔頂?shù)挠蜌夤艿赖倪\(yùn)輸產(chǎn)品都是氣相的，管道的直徑要大，管道要短。盡可能地不要使用袋形管，特別是不能使用具有柔性的管道。管道的布置要設(shè)置承重支架，在恰當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置出導(dǎo)向支架，這樣就可以減少管嘴的受力。

在分餾的塔頂?shù)挠蜌夤艿来蠖际遣桓魺岬?，因此要做好防燙工作。為管道設(shè)置多臺(tái)冷換設(shè)備，避免偏流的情況出現(xiàn)，或者可以運(yùn)用對(duì)稱(chēng)布置的方法。塔頂?shù)睦淠芾磉^(guò)程中，要針對(duì)管道布置出逐級(jí)自流的設(shè)置。在油氣總管和冷凝止口進(jìn)行對(duì)稱(chēng)的布置，確保其流量是相對(duì)均勻的[2]。運(yùn)用熱旁路控制塔頂壓力的過(guò)程中，要保證旁路的溫度穩(wěn)定，運(yùn)用調(diào)節(jié)閥的形式保證不會(huì)出現(xiàn)袋裝的管道。同時(shí)，要對(duì)于塔頂油氣的管道和塔開(kāi)口運(yùn)用焊接的方式，如果采用法蘭連接就可能容易出現(xiàn)泄漏。

2.3 塔體側(cè)面的管道設(shè)計(jì)

裝置塔側(cè)面的管道類(lèi)型比較多，包括了進(jìn)料管道、汽提蒸汽管道以及返回管道等。側(cè)面的管道的閥門(mén)都是和塔體的管口相互連接的，對(duì)于管道的設(shè)計(jì)要保證其具有一定的柔韌性。在回流管道和液體進(jìn)料管道的布置過(guò)程中，要考慮到液體的流動(dòng)性。實(shí)際上，它們的溫度是要明顯低于裝置塔內(nèi)溫度的。一旦采用沿壁垂直的鋪設(shè)路線，就會(huì)因?yàn)闇囟炔钤斐擅黠@的作用應(yīng)力。可以采用“L”型的布置方案，運(yùn)用水平布置的管道來(lái)對(duì)于熱量進(jìn)行吸收，從而減少管道出現(xiàn)位移的概率。熱膨脹還會(huì)導(dǎo)致其他問(wèn)題的出現(xiàn)，比如閥門(mén)和管道是相互連接的，要將其設(shè)置到水平的管道之上，減少管道中出現(xiàn)積液的情況。同時(shí)，液體進(jìn)料的管道零件布置要和操作平臺(tái)留出一定的距離，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

裝置塔的側(cè)面平臺(tái)要設(shè)置出公用工程軟管站，對(duì)于氮?dú)狻⒖諝庖约八炔牧习凑找欢樞蜻M(jìn)行排列，為后續(xù)工作提供便利。操作人員在實(shí)際的維修等過(guò)程中，工作會(huì)更加的流暢，進(jìn)而提升工作的效率。對(duì)于管道的布置，要始終遵循相當(dāng)集中的原則，或者是運(yùn)用多層旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)進(jìn)行。在入孔的附近進(jìn)行布置，更好地發(fā)揮出管道直徑小、管線長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。在水管的底部要設(shè)置放凈閥，這樣就可以有效地避免水管結(jié)冰的情況，減少對(duì)于工作的影響。

2.4 塔底管道的設(shè)計(jì)

塔底的操作溫度都會(huì)比較高，在實(shí)際的底部管道設(shè)置的過(guò)程中，就要運(yùn)用更加注重柔性的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在塔底的抽出管道和泵連通的時(shí)候，就要讓管道足夠短且減少?gòu)澋?，保證其有足夠的柔性來(lái)減低泵嘴的受力。另外，塔底的抽出線要引到塔裙和底座之外。不能使用法蘭和儀表等組件，更不能出現(xiàn)袋形的管道，這樣就可以減少底部氣蝕情況的出現(xiàn)。對(duì)于管道上的隔斷閥要盡量地靠近塔體，降低操作的難度[3]?；蛘呤窃谳o助重沸器的運(yùn)用，就要在更寬的范圍內(nèi)對(duì)于熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。在塔底重沸器中有離心泵的時(shí)候，要時(shí)刻注意離心泵的需要的汽蝕余量。針對(duì)塔底的液面和重沸器液面的水平差會(huì)形成一定的靜壓頭，從而更好克服液管和升氣管的壓力損失。管道的設(shè)置要在滿(mǎn)足柔性需求的基礎(chǔ)上，盡可能地減少管道的彎頭數(shù)量。

3 裝置塔的管道支撐

在實(shí)際的裝置塔的管道支撐設(shè)置過(guò)程中，要將管道利用的承重架的受力進(jìn)行高效地錯(cuò)開(kāi)。減低受力點(diǎn)對(duì)于塔壁的負(fù)荷狀況，針對(duì)載荷更大的管道可以設(shè)置彈簧支架。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)管道支撐的目的，還可以保證操作安全性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)石油化工裝置的塔管道布置分析是非常重要的。實(shí)際上，隨著國(guó)內(nèi)石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，各個(gè)類(lèi)型的裝置塔已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用在是由生產(chǎn)過(guò)程中。在裝置塔的管道布置過(guò)程中，不僅確保裝置塔工作的效率，還要強(qiáng)調(diào)裝置塔的經(jīng)濟(jì)和美觀。在實(shí)際的管道設(shè)置過(guò)程中，要保證這些基本的設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)。促進(jìn)石油化工裝置塔的管道配置更加合理、安全及經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，最終為石油化工裝置塔管道裝置的長(zhǎng)久運(yùn)行提供有力保障。