談泵的管道布置設計

摘 要：泵作為石油化工裝置中的一個最常見的小型設備，它的管道布置可以說是裝置配管最基本的，然而從泵的配管，又可以學習到石油化工裝置配管的基本思路以及技巧，所以它也是非常重要、非常典型的。本文詳細描述了泵區配管的一般步驟和注意事項。

關鍵詞：泵;配管

1? 管道布置前期準備

與裝置中其他單元的配管一樣，泵的配管設計也需要具備前期條件，其中包括工藝及儀表流程圖（PID圖）、工藝管道特性表、泵的外形尺寸圖、裝置設備平面布置圖、管道專業統一規定等材料。設計人員在接到上述各項資料后，對所負責的泵區配管進行規劃。

泵的位置一般有露天、半露天、室內三種。泵的基本位置在設備布置過程中確定，主要依據裝置的整體規劃以及泵的工藝需求，設備布置一般在大型設計院中由專業負責人設計，包括泵的間距、與墻或柱子的距離、電機朝向等，而單元設計人可以根據配管情況對此位置進行調整。

2? 設計一般步驟

2.1 管道規劃

由于每次配管的介質、溫度、壓力不同，泵的外形尺寸不同，所以在管道規劃前應對這些數據有所熟悉，尤其是泵的外形尺寸，更與管道布置息息相關。管道規劃就是設計人員根據自己的經驗和目的將泵房內管道的大致排布、占地、閥門高度、角度、位置等作簡單估計。這種估計的主要目的是為給其他專業提條件提供依據，同時也對泵的間距作調整，如果在規劃時發現了問題并及時解決，也對保證工期很有意義。此外，對配管的粗略規劃使設計人員對每臺泵都更加熟悉，配管時根據規劃來進行，更能保證管道布置的整齊美觀，也能更大程度地保證操作方便、操作空間更寬裕，同時也能提高配管效率。綜上所述，管道規劃事實上可以理解為配管工作的提綱，也是提條件的基礎。對于目前全面鋪開的三維配管來說，管道規劃和配管研究的功能是重合的，所以可以和配管研究一起進行。這部分工作主要在二維軟件中開展。

2.2 提出條件

在泵的配管中，管道專業主要接受來自于工藝和儀表專業的條件，管道專業主要應該給土建、給排水、電氣專業提出條件。

工藝專業的條件前面已經有所描述，主要包括工藝及儀表流程圖（PID圖）、工藝管道特性表，而工藝專業此時應該向電氣專業提出配電要求，管道專業也需要同時將設備布置圖發送給電氣專業，以便電氣專業對總體電纜橋架進行規劃布局;而儀表專業向管道專業提出的條件則主要是指管道上安裝的儀表具備的性質，例如儀表的連接尺寸、壁厚、儀表端面特性（法蘭連接還是螺紋連接，哪些材料需要管道專業來統計，哪些應該由自動控制專業統計，法蘭面的公稱尺寸、磅級、法蘭面的形式等）、儀表的外形尺寸、前后的管道長度等。接收到條件的設計人也要注意管道介質的特性，例如高溫介質需要在配管的時候考慮應力要求，盡量采用自然補償吸收應力，兩相流需要考慮管道不要出現氣袋和液袋。

泵配管時管道專業給土建的條件主要有幾種：如泵的基礎條件、泵房墻壁穿洞條件、電機吊梁條件，如果泵的體積較大，閥門較高，無法操作，則管道專業還需要考慮設置走臺或者梯子等，同樣也需要提條件來要求土建專業的配合。

泵的管道設有導淋處排出的凝液需要排走的，需要給排水專業設計地溝，地溝的位置需要管道專業提供。

上述幾種條件中，“泵的基礎條件”由位置、高度、大小幾個因素構成，在管道規劃完成后，設計人已經了解了每臺泵的管道走向以及閥門位置，同時也就可以確定泵嘴與墻之間的距離，也就確定了泵嘴的位置，根據泵樣本上泵嘴與地腳螺栓之間的相對位置關系，我們就能夠確定地腳螺栓與墻壁或者柱子的相對位置關系，也就確定了泵的位置。同時，根據管道規劃以及泵的體型、高度，我們可以確定泵基礎的高度，確定此高度需要考慮操作及檢維修的方便性，如果是改造項目，也可以選擇與原有基礎保持統一高度，以使泵區基礎整齊美觀。將各泵地腳螺栓的位置、每臺泵各個地腳螺栓之間的距離、泵基礎的高度這些數據標注在泵基礎定位尺寸圖上，同時給出泵與電機的重量等相關數據，泵的基礎條件就完成了。

泵房內的泵的管道需要與泵房外管排上的管道或其他設備相連，就需要我們在泵房的墻壁上穿洞。一般來講，穿洞的大小應由管道專業確定。由于在穿洞的同時需要為穿墻而出的管道加支撐，而且一些管道外還包裹著保溫材料，所以套管管徑需要計算才能選定，計算依據就是穿墻管道管徑及保溫厚度，將管道外徑加上二倍的保溫厚度之后，一般還要增加一些余量來保證穿管和施工的方便。一般穿洞的管道可以在套管上設計支撐，這樣也可以避免穿洞的管線受到壓力。

吊梁位置一般根據電機位置確定，管道專業需要將吊梁位置和吊梁荷載提供給土建專業，吊梁荷載一般就是電機重量，如果吊梁還需要吊裝其它設施則另外考慮，不過這在泵房中不太常見。

地溝和走臺一般根據情況設定，不具有一般規律，在此不再詳述。但是設計人在大型泵配管的規劃階段就應該考慮到閥門較高不易操作，從而需要將這些閥門配置在相似的高度上，以便一起考慮平臺，這樣可以保證操作人員上下平臺的方便。

2.3 管道布置

泵的配管設計首先應服從工藝及儀表流程圖，此外，還應考慮泵正常運行、操作及維修檢查的需要。

關于泵的管道的一般布置，《工藝管道安裝設計手冊》有很詳細的介紹，但設計人員也應根據現有情況布置調整。

泵的管道布置主要應考慮幾個方面的因素：

1）安全

在生產過程中，安全是最重要的因素，任何生命和財產的損失都是我們應該盡力避免的，也是我們工作的最終目標，我們設計遵照的標準規范就是為了保證這一最終目標設置的。

泵在裝置中所擔任的是提供維持介質輸送所需的能量的任務，這也就意味著裝置中遠距離輸送的中轉站就是泵，所以泵出入口管嘴連接的管道中介質經常的高溫高壓的，使管道產生形變，且泵在回轉過程中不停震動，使管道也同時產生震動，兩方面原因很容易導致泵嘴受力超出允許值，所以應該通過延長管道、增加管道轉彎來吸收應力;而泵入口的管道又要符合盡量直、盡量短的要求以減少壓力損失，所以設計人員要根據經驗把握尺度，同時高溫管道應進行應力分析。

2）操作方便

如果說安全是日常生產的基礎，那么操作就是靈魂，閥門和儀表的位置就是操作方便與否的決定性因素。一般來說，在2m以下的閥門手柄都是在人的手臂操作范圍之內的，但是閥門手柄高度在1m—1.3m范圍內是最適宜操作的，所以我們應該盡量考慮將常用的閥門設置在這個范圍之內，設置平臺的閥門也應該比平臺高出1m-1.3m為宜。同樣，一次性儀表需要日常操作時觀察用，也應該設置在適宜觀察的高度，尤其以人可以平視觀察最好。

3）管道布置整齊、緊湊

泵區內泵的規劃布置已經開始考慮這個問題，我們一般將泵的出口管嘴取齊，這樣出口管道和閥門就可以同一操作面內，方便操作而且非常整齊。同時，泵的管道走向應盡量保持一致，例如Y型泵的出入口都是向上的，閥門一般都在立管上設置，就應將這些閥門都設置在相近的水平高度。管道布置整齊的泵房不僅使人賞心悅目，同時也使操作非常方便。

2.4 支架設置

支架是管道設計不可或缺的一部分，支架設置的成功與否可以直接影響到裝置運行的安全，因為支架如果沒有起到有效的承重或者導向作用，管道就會發生形變。泵區支架沒有設置好，很容易導致泵嘴損壞。支架設置應該注意以下幾點：

1.支架的承重能力要與其支撐的管道荷載一致或者大于管道荷載;

2.支架的間距要符合管道的跨距要求;

3.應力管道的支架要符合應力分析的要求;

4.支架的材料要與被支撐管道一致;

5.支架要盡量設置在荷載集中的位置。

3? 結論

泵區的配管是裝置中最簡單的，但是也需要詳細的考慮，有計劃地完成，無論是單元大小，都不能掉以輕心。

參考文獻：

[1]《石油化工壓力管道設計手冊》

[2]《石油化工管道安裝設計便查手冊》

作者簡介：

尹伊君（1983.12-），女，吉林市，本科，工程師。

（煙臺萬華化工設計院有限公司）