石油化工裝置中汽輪機管道設計探討

劉善成

摘 要：汽輪機是石油化工裝置中的重要設備，關系到整個裝置的正常運行，在汽輪機管道設計過程中，設計人員要保證管道的柔性，合理設置支架，使得汽輪機可以安全穩定地運行。石油化工行業是高危行業，在輸送可燃易爆氣體時，管道設計的合理性是非常必要的，通過合理設計汽輪機管道，可以有效保證石油化工裝置汽輪機的安全運行。

關鍵詞：石油化工裝置;汽輪機;管道設計

在石油化工裝置中汽輪機發揮著重要作用，由于蒸汽輪機的眾多優點，大多作為壓縮機的驅動設備。汽輪機可以將蒸汽熱能轉化為機械功，在石油化工裝置中具有重要作用。汽輪機的管道設計對于汽輪機的正常使用非常重要，在汽輪機的管道設計中，一定要重視管道支架、閥門設計注，重管道安裝和材料質量。

1 石油化工裝置中的汽輪機管道設計原則

在石油化工裝置的汽輪機管道設計過程中，要首先計算管道應力，在管道應力計算完成后，經核算不符合要求的，需要提供給汽輪機制造廠再次進行檢驗。汽輪機主要管道包括進汽、排汽、蒸汽管道，管道的各項系數都會對汽輪機的正常使用產生影響，在管道設計中必須要保管道足夠的運行和施工空間，減少工作狀態下管道的推力。在布置管道時要考慮到管道支架所需的空間，汽輪機進出口管道走向可以通過增強柔性，吸收管道熱位移和附加位移，加大管道柔性，細化管道中更大的拐彎和彎頭，從而使管道拐彎處柔性更大，受空間限制以及壓力損失、管道施工和材料費用增加等等影響，管道事先要通過完善的設計來確定分布狀況，從而達到減小管道對于汽輪機熱脹力和力矩的目的。蒸汽輪機管道位移一般較大，因此在布置管道時要盡量將管道分開，必須要并排布置或交叉布置時，一定要保證管道空間足夠，便于后期操作，汽輪機進出口切斷閥、輸水閥要集中布置，不妨礙日常檢修和其他操作。

2 石油化工裝置中的汽輪機管道布置

2.1 蒸汽輪機的管道支架布置

蒸汽輪機的進出口管道架設直接關系到管道嘴受力和力矩大小，管道支架設置不合理，容易造成機組振動，影響機組的正常工作。汽輪機進氣、排氣管嘴都應朝下，管道嘴處的進汽、排汽管道要設置彈簧支架或吊架，管道要設置導向支架，只允許管道上下位移，防止水平位移，靠近汽輪機的管道支架可以放置在蒸汽輪機基礎柱子上。

2.2 汽輪機管道安裝要求

石油化工裝置中汽輪機的管道安裝單位必須要具有相應的資質，施工人員、技術人員也要具備相應資格，特殊工種必須持證上崗。安裝前要對施工圖紙進行審核，做好圖紙會審工作和技術交底，編制施工組織設計方案，設計方案在施工中出現問題的，要及時組織技術人員進行檢驗處理，在施工開始前要做好安全文明施工措施和質量管理工作。安裝前要首先驗收預留孔洞和預埋構件，在開工準備時要提前配齊技術管理人員和各工種施工人員，相應器械、設備、工具等等要定期進行檢查，保養使用的材料設備必須要符合施工技術規范要求，安裝單位要提前進行報驗檢查，管道焊接中焊縫外觀要求飽滿、焊透，表面光滑，不得有裂紋、氣泡、夾渣等等缺陷，在管道涂漆時使用的油漆必須具有合格證，杜絕三無材料和產品，保證管道質量。

2.3 管道安裝后的試驗和清洗工作

管道的嚴密性是汽輪機安全工作的重要前提，一旦管道質量出現問題，出現滲漏、缺損等問題，就會導致汽輪機整體運行存在隱患。要檢測安裝管道的嚴密性，可以采用水壓實驗，水壓實驗使用的水要水質潔凈，將空氣排凈后，根據圖紙規定，管道內達到試驗壓力后保持10min再降至設計壓力，之后對管道進行全面檢查，管道除泵或閥門外，不得有滲水或泄漏痕跡，滲漏后要處理缺陷后再進行試驗。清洗過程中要清除管道內的雜物，先將指揮閥芯拆除，清洗結束后復原，將水管接入排水井中，使用澄清水，用水泵能達到的最大流量進行連續作業，保證管道內污垢和雜物清除干凈。

2.4 注意事項

蒸汽輪機進出管道應設有排汽設施，可以防止水進入到蒸汽輪機，保護葉片免受損壞。在入口管道設計一定的柔性，從而吸收熱脹量和入口管嘴的附加位移量。蒸汽輪機的蒸汽壓力一旦過高，就會導致汽輪機轉速過快，外殼超壓損壞，因此在入口管道上應當安裝調節閥和安全閥，穩定蒸汽壓力，維持恒定的汽輪機轉速，在超高溫下運行的蒸汽輪機開機前要做好預熱，設置管道直徑前要保證可以通過的蒸汽量不會使汽輪機轉動失去平衡。在蒸汽輪機突然停機時與排氣管道相連的管網中會產生蒸汽倒流，造成汽輪機反轉，因此排氣管道必須要設置指揮閥，在蒸汽輪機排氣溫度高于蒸汽管網溫度時，一定要在蒸汽管道上設置減溫器，使得蒸汽在進入減溫器后才能進入管網，保證蒸汽輪機的有效處理。可以設置安全閥，設置在切斷閥前，并引至廠房外，設置消音器，在管道上設置固定支架并分段考慮布置，靠近排汽管的管道要具有更大的柔性，從而使在高溫狀態下排汽管最大的推力和力矩小于允許值。

3 結語

在石油化工裝置汽輪機的管道設計中，進汽、出汽、排汽管道是非常重要的部分。要保證管道一定的柔度，從而維持管道的正常運行，就要適當調整管道直徑和管壁，做好管道布置、閥門安裝，同時控制材料質量、施工質量，保證管道以及整個石油化工裝置的安全運行。

參考文獻：

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