論化工工程設備管道與材料優(yōu)化設計

唐蕓蕓　趙曉明

摘 要：在化工工程中，安全性是非常重要的一個方面。所以在化工工程設備布道以及管道材料選擇時，應該結(jié)合化工生產(chǎn)實際情況，從生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率等方面來進行管道布道，從耐腐蝕性、承壓性以及溫度等方面來選擇管道材料，只有這樣，才能夠進一步保障化工工程的順暢、安全進行。與此同時，在管道布道和材料選擇中還應該考量到有毒有害、易燃易爆產(chǎn)品的出現(xiàn)，所以還應該從這一層面對管道布道和材料進行優(yōu)化，從而盡可能地提升化工生產(chǎn)的安全性。

關鍵詞：化工工程;設備管道;材料優(yōu)化設計

1 設備和管道布置的基本原則

1.1 設備布置的基本原則

在進行化工工程項目建設的過程中，設備布置是其中一項非常關鍵的工作，因此，在開展化學工程建設工作的過程中，需要對設備進行合理的布置，通常情況下，設備的布置工作需要遵循以下方面的原則。①選擇場地。在進行場地選擇的時候，應該盡量選擇寬闊露天的地方，由于在開展化工生產(chǎn)作業(yè)的時候可能會伴隨一定量的腐蝕性氣體或者有毒氣體的產(chǎn)生，一旦是密閉的環(huán)境，就會對工作人員的身體帶來傷害，因此，應該盡可能地選擇具有良好通風性能的地方，并且要做好相應的安全防范工作;②規(guī)范外觀設計工作。為了能夠有效降低在運行過程中出現(xiàn)差錯的可能性，在布置化工設備的時候，需要做到整齊規(guī)范，應該根據(jù)對應的順序進行擺放，這樣一來也能夠確保外觀好看;③合理布置設備。在具體開展化工工程建設工作的過程中，需要用到多種類型的設備，在對這些設備進行布置的時候，應該嚴格按照工藝要求進行。首先，應該從整體上對生產(chǎn)過程進行把控，之后根據(jù)順序完成設備的布置。對于同類型的設備，盡可能地做到集中布置，在此過程中，需要確保布置工作的合理性，只有保障了設備布置的規(guī)范性，才能夠確保后續(xù)工作的順利開展。

1.2 管道布置的基本原則

除了上述的設備布置之外，在進行化工工程項目建設中還應該進行管道的布置。一般情況下，布置管道的時候需要遵循以下方面的原則。①遵循基本流程。在布置管道的時候，需要按照基本的化工流程進行，為了能夠盡可能地占少數(shù)空間，同時也能夠便于檢查以及維護，需要在開展布置工作的時候，使管道處于架空狀態(tài);②保證安全。不合理的管道布置會引起安全問題，因此，為了避免出現(xiàn)這種情況，就需要從底面進行管道的穿插，在布置管道的時候，不能夠使其穿過或者闊過其他的設備或者建筑物，更不能使其繞著工藝裝置進行布置。此外，在吊裝孔內(nèi)部以及拆卸區(qū)域中，不允許進行管道的布置，排出氣體的時候，應該使其從主管道的上方位置排出;③考慮管道的材質(zhì)。不同類型的管道其構(gòu)成材料也不同，對于固體材料的管道，需要考慮管道的彎曲半徑，然而，對于氣體管道的布置，需要按照國家的相關規(guī)定進行布置。

2 化工工程設備管道的優(yōu)化設計

2.1 化工工程設備的優(yōu)化設計

在化工工程設備的優(yōu)化設計過程中，首先就是對設備進行布置設計，這也是化工工程設備優(yōu)化設計的第一步，只有將管道以及各類設備按照自身屬性功能進行完善布置后，才能開始接下來的一系列流程。在對化工設備管道進行布置時，必須要考慮其與工藝設計本身的協(xié)調(diào)性，必須要按照工藝流程進行布置，其次，化工設備的布置需要遵循不同功能對應相對設備這一理念。化工設備分為主要設備和輔助設備兩種，在設備的優(yōu)化設計中，需要對兩個種類的設備進行科學化的放位設計，一般對于設備的擺放都是從通透程度，光線照射狀況等因素進行考慮，并且在設備的使用中，要按照流程進行科學規(guī)范操作，避免造成設備的損壞。化工設備在布置過程中，必須要充分考慮其位置的可操作性，爭取做到外觀的統(tǒng)一，這不僅是為了追求協(xié)調(diào)美觀，更是為了減少外觀因素對于實際操作造成的影響。在有些操作生產(chǎn)過程中，比如在對于泵的出口管進行優(yōu)化設計時，必須要做到出口管排列一致，管口對齊，只有這樣才能減少由于設計環(huán)節(jié)導致的操作失誤，并且可以為操作人員提供一個好的操作環(huán)境。在對于化工工程設備的優(yōu)化環(huán)節(jié)中，以上幾點是基礎的設計流程，在實際的操作過程中，可以根據(jù)操作所需對設計進行相應的改變，達到減少操作失誤提高建設質(zhì)量的目的。

2.2 化工工程管道優(yōu)化設計

化工管道對化工材料運輸方面起著重要作用，所以也是化工工程設計的重點研究對象之一。在對化工工程管道的優(yōu)化設計過程中，有以下幾點注意事項，第一，就是管道的安裝，在安裝過程中，需要提前進行計算，規(guī)劃位置，對管道進行合理布局，避免在安裝時出現(xiàn)問題，管道的安裝，首先要對管道后續(xù)維修檢查工作進行考慮，所以管道布置需要有很大的操作空間，對管道進行架空處理，可以使維修人員對管道進行全方位的檢查，第二，在管道的布置過程中，需要對管道的各項數(shù)據(jù)進行考察，如耐腐蝕性耐久度等，并且注意管道與管道之間的距離，使管道在實際運用階段發(fā)揮其應有的效果。第三，要保證管道的布置路線不能出現(xiàn)其他設備，避免在實際運行階段由于管道的位置而對設備運行造成影響，第四，對于各種化學化工排氣管，要采用隔熱材料，并且對管道進行加厚處理，對管道的各種工作方式進行不同優(yōu)化措施，從而減少管道在實際應用過程中出現(xiàn)的一系列問題。

3 管道材料的優(yōu)化設計

3.1 材料選擇

現(xiàn)在我國化工管道的材質(zhì)一般都會選擇使用碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼，這些材質(zhì)制造的化工管道具有較好的性能以及使用壽命。通常來講，化工管道材料選擇要符合下面一些規(guī)定和要求：如果鋼板的厚度不滿8mm，那么其材質(zhì)應該盡可能選擇碳素鋼板。對于對剛度以及結(jié)構(gòu)有更高要求的設備，應該選擇碳素鋼;如果管道對于強度有著更高的要求，那么應該結(jié)合化工工程生產(chǎn)的壓力、溫度以及介質(zhì)來對其進行選擇，比如Q35AF、Q235-A、Q265-B等。所以，化工管道在選擇材料時，需要著重考慮兩個方面。①實用性強。選擇實用性強的管道，才能夠確保化工工程實際運行的順暢和高效;②材料的經(jīng)濟性。只有擁有了經(jīng)濟性，才能夠保證項目的整體經(jīng)濟效益。綜上所述，在化工生產(chǎn)中，管道的材料選擇非常重要，應該全面考量其性能以及經(jīng)濟性，才能夠保障實際生產(chǎn)的高效運轉(zhuǎn)。另外，需要注意的是，由于化工生產(chǎn)中腐蝕性原材料和產(chǎn)品非常常見，所以對于管道的耐腐蝕性有著較高的要求，所以在對管道的材質(zhì)進行選擇時要求其具有較強的耐腐蝕性以及抗磨損性能。比如，鋯在醋酸工業(yè)的應用實踐中，發(fā)現(xiàn)其具備較強的抗醋酸腐蝕性能，所以在醋酸工業(yè)生產(chǎn)中，可以選擇鋯來構(gòu)筑起生產(chǎn)管道。對于其他化工工程來講，也需要結(jié)合其原材料和生產(chǎn)材料的特性來選擇合適的管道材料，盡可能地延長管道使用壽命以及保障生產(chǎn)安全。

3.2 管道材料注意事項

因為化工工程生產(chǎn)中，很多原材料和產(chǎn)品都具有較強的腐蝕性，所以選擇管道材料時一定要充分考量其性能指標。另外，需要注意的是，管道的設計也會對管道的使用產(chǎn)生非常大的影響，因此，管道設計必須要科學、合理。這是由于化工生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的壓力有著較大的差別，因而不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于壓力的要求差別很大。比如，某生產(chǎn)工序?qū)τ诠艿赖膲毫σ鬄镚C1水平，那么在管道材質(zhì)進行選擇時就應該以此為標準來進行選擇，如GB5310和GB6479。在特殊情況下，能選擇使用GB/T8163。還有，在管道使用之前工作人員應該選擇使用合適的檢測方式對管道質(zhì)量和安裝質(zhì)量進行檢測，以便于避免管道存在裂縫的情況出現(xiàn)，威脅生產(chǎn)安全。在管道材料選擇中，除了壓力因素外，溫度也是非常關鍵的一個因素。在化工生產(chǎn)實際進行中，高溫非常常見，所以在對管道材質(zhì)進行選擇時要考慮其對溫度的承受能力。

4 結(jié)束語

化學工程的設計和建設是典型的技術(shù)密集型項目，施工人員必須要有較強的專業(yè)技術(shù)水平。在施工中，不同專業(yè)領域的技術(shù)人員和設計人員必須不斷優(yōu)化工程設計方案，以確保工程建設能夠滿足預計的生產(chǎn)需求，使化工工程順利運轉(zhuǎn)，為企業(yè)提供良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]李曉星.化工工程的設備布道與管道材料優(yōu)化設計[J].化工管理，2019（05）：40-41.

[2]張吉星.化工工程設備管道與材料優(yōu)化設計研究[J].化工管理，2018（36）：37-38.