探討石油化工裝置工藝管道設計的合理性

莊磊

【摘 要】工藝管道在石油化工裝置中被廣泛使用，在工藝管道的設計上，不但要考慮管道所使用的材料，還要考慮管道與管道、閥門和管線之間的合理搭配，分析好工藝管道的安全性和合理性，也只有從工藝管道的安全性和合理性方面考慮，才能設計和建造出符合石油化工裝置要求的工藝管道，才能更好的促進石油化工裝置的正常運轉，也只有這樣，才能推動我國石油化工行業健康、穩步的發展。

【關鍵詞】石油化工裝置；工藝管道；設計；合理性

1石油化工裝置工藝管道設計中的注意事項

1.1設計安全合理的工藝管道路線

工藝管道路線的設計質量直接影響石油化工裝置后期工藝設計和施工，因此，工藝管道設計在整個石油化工裝置工藝設計中占有極其重要的地位。在進行管道工藝設計時要注意將安全設計放在首位，還要在設計中盡量減少一些對化工裝置有害的危險介質，避免發生安全事故。更重要的是要對工藝設計的流程進行簡化處理，降低工藝操作流程的難度，提高其可操作性。

1.2設計安全的工藝管道過程

為了保證工藝管道施工過程的安全性，設計工藝時要注意以下幾方面內容：①要對管道設計過程中所使用的材料進行充分考慮，尤其是材料的易燃性和易爆性必須作為主要參考因素。②要建立完善的管道設計預警機制，確保能夠及時發現管道工藝設計中潛在的安全隱患，并及時排除。在發生意外事故時，也要有相應的處理機制，減量降低意外事故造成的損失。③在引進先進設備和技術時，不能盲目追求先進性，而是要根據石油化工管道設計的實際情況做到合理、理性引進，確保新設備的安全性和穩定符合我國相關的法律法規。

1.3加強對管道設計的組織工作的管理

石油化工項目建設具有特殊性，一般情況下，建設時間比較短，如果工藝設計中的調配管理工作出現問題，就會影響項目建設的進度，出現加班加點熬夜工作的情況，對工作質量有很大影響。所以，在進行工藝管道設計時一定要對工作人員進行全面了解，加強人員的團隊合作意識，然后做好設計的組織管理工作，確保組織調配的合理性和科學性。

1.4提高設計人員的專業水平和綜合素質

設計人員的專業水平和綜合素質對工藝管道設計的合理性有重要影響，因此，必須加強設計人員專業水平的培養，并對設計人員進行一定的職業道德教育，提高設計人員的綜合素質。這樣才能建設專業化高水平的設計隊伍，提高工藝管道設計質量。

2石油化工裝置工藝管道的合理性設計

2.1管廊上管道的布置設計

在安排石油化工管道的布置時一定要綜合考慮各方面的因素，把握管廊的附加余量，管廊的設計余量應根據裝置運行的情況確定數值，廊的余量設計應20%至30%左右為佳，一般布置在熱應力管道規劃時兩邊，在管道布置過程中在安全閥出口接往泄壓總管時，在安裝安全閥時，需要角度以45度角的設計，避免總管內的介質倒入支管造成麻煩，如果安全閥出口低于泄壓總管，應在低處設置手動放液閥，注意定期排放積液，夾套管應使用無縫或無縫對焊的管件，應經過檢測合格后才能裝配外管，泵人口管道應盡量短且直，保證沒有氣袋或液袋。

2.2設計泵線管線

2.2.1使用泵入口離心異徑管

要想讓泵工作能夠順利運行有所保障，就要對泵吸入管道進行合理的設計。在泵入口管系統中的管徑有所變化時，安裝泵入口變徑管要控制好氣體不會集聚在變徑處，這樣能有效防止安裝的效果，讓其不會有汽蝕產生。在設置泵在水平入口管徑口，要選擇偏心的異徑管的，對這個偏心異徑管進行安裝時，最好的安裝方法就是頂平安裝，并將排液閥添加到低點部位。

2.2.2設置泵入口直管段

對于石油化工裝置的工藝管道的泵入口管線處，要采取科學合理的設計方式，就必須要全面衡量多方因素，進行綜合決策。第一，對泵入口管道支架的合理布設。泵入口位置通常處于一側，因而對于其入口段的支架設置應當采取可調節的方式，并且入口管道與閥門的布設應當處于泵的側前端位置處。第二，對泵管線氣阻的合理布設。在整體設計之中，通常極易忽略泵管線當中的氣阻，但是這一工藝裝置，在實際的運行過程當中極易發生氣阻情況，并由此將會對泵的運行造成極其嚴重的影響，最終造成泵入口管線的設計不合理，因此加強這一方面的氣阻設計十分重要。

2.2.3管道柔性

在工藝裝置當中，泵這一部件是一種回轉機械，借助于管道的推力，能夠使得管嘴發生轉軸定位偏差，因而，在針對石油化工裝置工藝管道設計的合理性，應當使得泵嘴的壓力承受值處于合理的范圍之內。同時，在針對塔底的高溫管線采取管道設計之時，還應當綜合考量管道的熱力補償，盡可能的降低由一些變量因素所造成的負面影響。在這之外，在石油化工裝置當中的管道設計，還存在有大量的可供改進之處，相關的設計人員應當依據實際的施工環境，并結合相應的工程標準要求，來選取合理化的設計方案，以期促進石油化工裝置工藝管道設計合理性的持續提升。

2.3冷換設備的管線設計

冷換設備的管道設計應滿足P&ID的要求，同時考慮管道的柔性及經濟性。特別對于大直徑和不銹鋼管道，管線盡量短，減少彎頭數量。冷換設備的檢修空間，管道閥門等的操作檢修空間，結合管道柔性加以考慮設計。冷換設備出入口管道，一般被加熱介質應由下而上，被冷卻或冷凝介質由上而下。管道布置不應影響設備的抽芯，不應妨礙設備的法蘭和管道上閥門法蘭的拆卸和安裝，在平行設備上方不得安裝管道，也不得在設備上生根支架。管道閥組宜沿設備一側布置，有效利空空間。冷換設備與其他設備間的管道宜僅出現一個低點或者高點，管道不宜交叉，層數不宜太多。冷換設備下部管嘴與管道和閥門連接時，應在管道的低點設置排液閥，當采用變徑時，選用底平大小頭或者在垂直管道上變徑，避免管道積液。合理利用管道熱應力，設置合適的支架，減少設備管嘴的受力。

2.4塔及立式容器設備的管道布置設計

石油化工裝置中，塔及立式容器的管道設計，應在充分理解和滿足工藝要求的前提下，充分考慮塔及立式容器的安全、檢修和操作。塔管線的閥門一般靠近塔嘴，減少塔嘴與閥門間管道的積液，且閥門、儀表元件等布置在平臺等易于操作的位置。由于塔的高度較高，敷塔管道受風和地震的影響較大，管道的第一個支架為承重支架，且一般靠近塔嘴，然后設置合適的導向支架，一般不建議選用彈簧支架。塔有兩個以上進（出）口在同一方位時，采用柔性連接，減少管道對塔嘴的荷載。管道在滿足工藝和柔性的前提下，管道應短，彎頭應少。

結語

石油化工裝置中，管道設計的合理性是保證石油化工生產活動順利展開的重要基礎，對石油化工產品的生產效率和生產成本有至關重要的影響。目前，我國石油化工裝置工藝管道設計的合理性問題仍然受到廣泛關注，對石油管道設計合理性進行分析探討，對促進石油化工裝置工藝管道設計的合理性有重要的促進作用。

參考文獻：

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（作者單位：常州百利鋰電智慧工廠有限公司）