芻議石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計要點

余建卓

摘要：蒸汽管道在工藝裝置中發揮著重要作用，蒸汽管道主要分為蒸汽凝結水管道和蒸汽管道，應用蒸汽管道能夠節約能源，減少環境污染，提高石油化工生產的經濟效益。鑒于此，本文對石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計要點進行分析，以供參考。

關鍵詞：石油化工;蒸汽管道;配管設計

引言

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計復雜性較強，影響因素較多，為了保證設計的質量，設計人員應當重視細節，全面了解和掌控設計要點，以促進裝置的安全平穩運行。

1蒸汽管道概述

蒸汽管道主要由蒸汽凝液管道和蒸汽管道兩部分組成，蒸汽管道屬熱力管道，熱力管道也被人們稱為熱力管網。熱力管網主要指鍋爐所在地提供熱量形成熱管道的熱力管網。熱力管網分為兩種，一種是蒸汽管網，一種是熱水熱網。蒸汽管網主要可分為高壓、中壓和低壓三種不同的類型。

2石化工藝裝置蒸汽管道的設計分析

2.1管廊設計

石化工藝裝置在實際運行過程中，會涉及到多種蒸汽設備，而且其實際使用以及產出的蒸汽壓力、溫度也存在較大差異，由此也會導致在管廊上敷設的蒸汽管道實際運行工況也存在一定的差別，是在實際進行管廊設計的過程中，必須要對補償器安裝位置進行合理設置，通過補償器的伸縮變形作用來有效補償管道在運行過程中在橫中線讓產生的冷落變形量。

2.2排液管設計

石化工藝裝置在實際運行過程中，即使處于正常生產狀態然后產生凝液量很少，但是裝置在開車或者暖管過程中產生凝液的量非常大，在這種情況下就會對管道內部溫度造成一定程度的影響，而由于大多數石化工藝裝置都設置了相應壓力等級的凝液管道，因此，必須要在蒸汽管道的低點位置設置相應的疏水設施。在整個石化企業生產過程中分液體包、放凈閥、根部閥疏水閥組是幾種常用的疏水設施。下圖1所示為常用疏水設施設置示意圖。

2.3支管設計

蒸汽支管主要是從主管的頂部來進行接出，如果在具有特殊工藝要求的情況下，必須要在蒸汽支管上面設置切斷閥的時候，要盡量將切斷閥設置在與主管水平段靠近的地方，而且在實際進行切斷閥布置的過程中必須要對其操作的便捷性進行充分考慮。與此同時，蒸汽支管在設計的過程中要堅決杜絕從明確提出嚴格用汽要求的工藝蒸汽管道上或者消防蒸汽管道上進行接出，盡量避免對管道的特殊用汽需求造成影響。另外，在蒸汽管道上面布置的“П”形補償器也不能用來進行蒸汽支管的設置，但是可以在“П”形補償器周邊兩側的直管段上來引出支管，需要注意的是，引出支管的設計不能對主管的位移造成影響。主要是因為主管在受熱的情況下會產生熱膨脹，由此就會造成支管引出點產生位移，因此必須要充分保證主管段的膨脹不會對支管承受應力造成較大影響。

2.4保溫材料的使用溫度

蒸汽管道保溫材料在使用溫度的設計上是具有一定要求的，使用溫度的設計必須保證保溫材料在使用溫度范圍之內，經過長時間的反復使用之后，仍能符合最初的設計需求和運行技術要求，即為保溫材料的使用溫度。例如，歐文斯·科寧的高溫玻璃棉保溫材料，該材料的最高耐熱溫度為538℃，而在長期使用的情況下，該材料實際的耐熱溫度則是300℃。張家港某運行溫度為280～300℃的熱網項目就采用了這種保溫材料，使用初年管道頂部可見積雪，證明保溫效果良好，次年則出現了保溫性能下降的現象，管道保溫層高溫玻璃棉粉化現象較為明顯。

2.5蒸汽管道排液設施的布置

超高壓管道管壁的厚度較大，壓力數值也相對較大，不容易開孔，因此無需設置分液包。高壓蒸汽管、中壓蒸汽管和低壓蒸汽管使用中，均不會產生冷凝液，但是蒸汽管暖管會處于開車狀態下，進而產生較多的凝液。對此，要在蒸汽管中設置輸水管道。蒸汽管道配水設施設置中，需將分液包設置于蒸汽主管末端，水平敷設蒸汽管道中的分液包間隔需滿足設計要求。規定裝置內部飽和蒸汽中的間距為80m，過熱蒸汽中間距為160m，裝置外部順坡和逆坡的間距要分別控制在300m和200m左右，當蒸汽進入到設備后，要結合實際在設備周邊設置蒸汽疏水閥，在下部的陷阱中采用多種疏水措施，且無需在過熱蒸汽裝置上設置水分離器。

3管道檢查分析

在完成整個蒸汽管道安裝后，為了充分保證蒸汽管道能夠實現安全運行，必須要對其進行嚴格的檢查。首先，要針對蒸汽管道的坡度進行詳細檢查，看其是否滿足石化工藝生產的實際需求，在充分保證蒸汽管道坡度合格后，在合理的利用U型卡將其進行嚴格固定，在進行固定的過程中要充分保證緊固力適中，不能出現各個管道固定過緊或者過松的現象;其次，要針對管道的各個變徑位置進行嚴格檢查，一旦發現管道變徑位置產生一定的偏差，必須要及時進行合理的修正，這樣才能充分保證其滿足石化工藝生產實際需求;最后，要針對管道上面立管預留口進行嚴格檢查，要充分保證其標高以及傾斜方向滿足相關標準要求，然后將管子松開，將其放入到相應的卡槽內部，在進行有效固定。

4蒸汽管道設計中的注意事項

合理選擇管道直徑，如直徑過大，則會影響經濟效益，增大熱損失，增加冷凝水。如直徑過小，則蒸汽流速過大，加大蒸汽壓強，供氣端無法得到充足的壓力。如出現水錘和侵蝕作用時，應合理選擇安裝直徑，按照應力要求進行管道安裝。“π”形管補償器與推力補償器的設置除要按照規定要求進行安裝，還要確保連接設備與蒸汽管道集箱的壓力情況，以免水錘問題的出現。裝置和閥門安裝中，管道會出現噪聲和振動，對此，需合理設置管道疏水系統。

結束語

石化企業在生產作業過程中，加熱以及保溫等各個環節的正常運行過程中，蒸汽管道都發揮出了非常重要的作用，能夠有效保障石化工藝生產相關溫度標準要求，為整個石化企業正常生產作業提供基本保障。鑒于此，針對石化工藝裝置蒸汽管道配管設計進行深入研究具有非常重要的現實意義。

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