化工工程設(shè)備管道與材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

（山東展弘綠色低碳科技有限公司 山東 256600）

前言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，化工工程的發(fā)展規(guī)模變得越來越大，在進(jìn)行化工工程建設(shè)的過程中，相關(guān)企業(yè)一定要嚴(yán)格把控設(shè)備管道和管道材料的質(zhì)量，在前期做好相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，如果設(shè)備管道和管道材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作做的不到位，將會(huì)直接影響后期化工工程的建設(shè)質(zhì)量。由此可見，想要保證化工工程的建設(shè)質(zhì)量則必須要從上述兩個(gè)方面入手，根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況，做好相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，對(duì)于設(shè)備管道的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備管道質(zhì)量存在問題，則要進(jìn)行第一時(shí)間的處理，這樣才能有效避免泄漏問題的出現(xiàn)。

1.化工優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容及特點(diǎn)分析

化工優(yōu)化設(shè)計(jì)簡單來說就是對(duì)整個(gè)化工生產(chǎn)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來保證化學(xué)品的生產(chǎn)質(zhì)量。從當(dāng)前的實(shí)際發(fā)展情況來看，對(duì)反映原材料化學(xué)品反應(yīng)條件、化學(xué)工藝設(shè)備以及整個(gè)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)都屬于化工優(yōu)化設(shè)計(jì)中的環(huán)節(jié)。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備的布置，工藝流程的設(shè)計(jì)以及管道布置這三個(gè)方面。工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)工藝流程進(jìn)行提前制定，然后對(duì)設(shè)備和儀器進(jìn)行科學(xué)合理的選用，根據(jù)工藝流程的實(shí)際情況來對(duì)設(shè)備進(jìn)行布置，最后則需要對(duì)管道進(jìn)行合理的配備。化工優(yōu)化設(shè)計(jì)具有十分鮮明的特點(diǎn)，創(chuàng)意性、差異性以及系統(tǒng)性是最為主要的三個(gè)特點(diǎn)。系統(tǒng)性主要是指化工優(yōu)化設(shè)計(jì)由多個(gè)環(huán)節(jié)共同構(gòu)成，其中每個(gè)環(huán)節(jié)都環(huán)環(huán)相扣，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響最終的化工優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量。差異性主要是指對(duì)于不同的化工工藝需要采用不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。創(chuàng)新性則是指在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要勇于創(chuàng)新，積極采用先進(jìn)的理念和設(shè)計(jì)方法，這樣才能達(dá)到更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)效果。

2.化工設(shè)備管道安裝問題危害

近幾年我國石油生產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢，在這樣的前提背景下，對(duì)于我國石油化工設(shè)備管道的安裝水平有了更加嚴(yán)格的要求，只有保障設(shè)備管道的科學(xué)有效安裝才能保證對(duì)石油的穩(wěn)定運(yùn)輸，但是在設(shè)備管道進(jìn)行安裝的過程中存在各種各樣的問題，其中最為主要的就是前期的設(shè)計(jì)不夠合理，在安裝的過程中沒有展開科學(xué)有效的管理工作，這就直接導(dǎo)致由于安裝不合理而引發(fā)的安全事故。如果管道的安裝出現(xiàn)問題，則會(huì)導(dǎo)致油氣的泄漏，油氣一旦泄漏，不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的損失，同時(shí)還會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。由于油氣的毒性都較大，如果擴(kuò)散到外部環(huán)境中，則很容易出現(xiàn)爆炸事件，這會(huì)對(duì)工作區(qū)域內(nèi)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成極大的威脅，因此必須要做好設(shè)備管道的安裝工作在前期進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)備管道與材料優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

3.化工工程設(shè)備與管道布置

(1)設(shè)備布置原則

化工和設(shè)備的聯(lián)系比較緊密，另外化工設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，很多的化工設(shè)備要放置在合適的位置，不能胡亂堆放。想要盡快實(shí)現(xiàn)這個(gè)合理的目標(biāo)，應(yīng)該按照具體的原則去執(zhí)行，這樣會(huì)確保項(xiàng)目正常運(yùn)行。

第一，在布置設(shè)備時(shí)要嚴(yán)格按照化學(xué)工藝設(shè)計(jì)規(guī)定的一些要求，不能隨意選擇生產(chǎn)工藝。

第二，要按照設(shè)備的一些功能來做好相應(yīng)的布置工作，在布置重要設(shè)備和其他的輔助設(shè)施時(shí)，應(yīng)該把輔助設(shè)施放在重要設(shè)備下面的通風(fēng)位置，要遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的爆炸區(qū)域，盡可能在安全范圍內(nèi)。

第三，在使用化工設(shè)備的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些損壞的問題，這些問題都是不可避免的，所以在布置化工設(shè)備時(shí)需要考慮后期的維修和保養(yǎng)方面。在規(guī)范施工操作和具體的要求時(shí)，通常情況下要選擇帶有坡道的梯子。

第四，化工設(shè)備在布置時(shí)要盡量滿足外觀的基本要求。干凈、整潔的布置化工設(shè)備的外觀能夠降低在使用過程中出現(xiàn)的一些誤差，化工容器的尺寸要合理，按照規(guī)定的要求選擇和布置化工設(shè)備，泵也需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的、合理的布置，還要整齊、科學(xué)的布置泵的相關(guān)出口管道。

第五，設(shè)備布置應(yīng)該選擇開放式的，這樣可以節(jié)約空間，還可以方便操作過程中的一些其他工作。

(2)管道布置的基本原則

設(shè)備布置需要有一定的原則，而在化工工程的建設(shè)過程中另外一個(gè)非常重要的布置，就是管道的合理布置。一般情況下，在布置管道時(shí)需要遵循幾個(gè)關(guān)鍵的布置原則：

第一，管道布置的基本流程。相關(guān)工作人員在布置管道的過程中一定要嚴(yán)格遵循基本的化工工藝流程，可以減少設(shè)備占用的面積和空間，還可以方便工作人員后期對(duì)管道進(jìn)行定期的維修和相關(guān)檢查工作，在具體布置管道時(shí)要盡可能的把管道進(jìn)行架空。

第二，保證管道布置的安全性。管道布置一定要有合理性和安全性，否則會(huì)容易出現(xiàn)很多各式各樣的問題，為了降低類似問題的不斷發(fā)生，在布置管道時(shí)要特別注意兩個(gè)方面的問題：一是在安裝需要從下面進(jìn)行穿透的管道時(shí)，要考慮多面的因素，不能穿透一些建筑物和其他重要的化工設(shè)備，更不能利用一些工藝裝置來布置化工管道，這些都是不科學(xué)、不合理的。二是不可以在需要拆卸的位置和一些有吊裝孔的里面布置化工管道，還要注意氣體排出的正確布置位置，應(yīng)該是從主管道的上方進(jìn)行排出氣體。

第三，距離一定要合理。化工工程在操作過程中需要用到很多的管道，在布置管道時(shí)一定要全面的分析和研究管道之間最適合的安全距離，不可以隨意的布置管道的距離。第四，要考慮管道的使用材質(zhì)。管道的材質(zhì)多種多樣，不同管道需要不同的材質(zhì)，使用固體材質(zhì)做成的管道需要重點(diǎn)考慮其可以彎曲的半徑，而氣體管道就有所不同了，需要嚴(yán)格按照國家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行布置。

4.化工工藝管道的安裝工藝

在安裝化工工程中的管道時(shí)，需要工作人員做好相應(yīng)的安裝工作，最重要的是工作人員要做好安裝前的一些準(zhǔn)備工作，要嚴(yán)格按照具體的安裝規(guī)定合理的對(duì)管道進(jìn)行安裝，同時(shí)還要制定切實(shí)可行的工作計(jì)劃和完美的安裝方案，確保安裝的管道要有一定的安全性和較高質(zhì)量。

第一，布置管道時(shí)要有可操作性，布置流程一定要準(zhǔn)確和合理，還要注意位置的設(shè)置，不可以把管道安裝在非常特殊的不易看見的位置上，要盡量遠(yuǎn)離其他的化工設(shè)備，如快要不使用和拆除的設(shè)備或者是打算抽出的設(shè)備，同時(shí)，在安裝管道時(shí)，不能安裝在有危險(xiǎn)的位置，要遠(yuǎn)離吊裝孔。

第二，布置管道還有很多重要的管道參數(shù)，要嚴(yán)格按照我們國家制定的一些管道安裝標(biāo)準(zhǔn)和安裝規(guī)范來進(jìn)行合理的安裝，也可以把管道排列整齊，需要結(jié)合化工工程現(xiàn)場具體的情況，科學(xué)的布置管道的正確安裝順序，另外還可以提前設(shè)計(jì)出安裝的具體規(guī)劃圖紙，并把這個(gè)圖紙作為重要的安裝依據(jù)，防止在管道布置過程中出現(xiàn)一些問題。只有嚴(yán)格遵循正確的安裝工藝，才可以把管道安裝的更加具有合理性和科學(xué)性。

5.化工工程設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)符合化工工程工藝設(shè)計(jì)要求

在對(duì)化工工程設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化的過程中，需要全面了解化工設(shè)備的實(shí)際情況，這是開展優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的前提基礎(chǔ)。在進(jìn)行具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，需要從以下幾個(gè)方面入手。首先，優(yōu)化設(shè)計(jì)要與化工工程的工藝設(shè)計(jì)相符合，在具體的設(shè)計(jì)過程中，首先需要對(duì)生產(chǎn)流程順序進(jìn)行明確，如果連生產(chǎn)順序都不了解，所開展的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作則顯得毫無意義。設(shè)計(jì)人員在對(duì)相同類型的設(shè)備進(jìn)行布置的過程中，可以采用集中設(shè)計(jì)的方式，這樣能夠提高設(shè)計(jì)效率，同時(shí)還能保證優(yōu)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

(2)立足于不同的化工工程設(shè)備，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行布置的過程中，需要遵循相應(yīng)的布置原則，目前，化工工程設(shè)備的主要構(gòu)成部分有兩個(gè)，分別是輔助設(shè)備和主要設(shè)備。在對(duì)輔助設(shè)備進(jìn)行布置的過程中，需要將其布置在主要設(shè)備的下風(fēng)方向。除此之外，還要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)主動(dòng)設(shè)備和輔助設(shè)備的位置，保證其位置設(shè)置的安全性，避免將設(shè)備設(shè)置得過于緊密，這樣才能有效避免設(shè)備在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)安全事故。最后值得注意的是，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行布置的過程中，不能將設(shè)備布置在爆炸區(qū)域中。

(3)充分考慮設(shè)備的磨損情況

在進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，需要充分考慮設(shè)備的實(shí)際磨損情況，這就要求相關(guān)人員需要定期對(duì)設(shè)備開展養(yǎng)護(hù)和維修工作，及時(shí)對(duì)設(shè)備的使用情況進(jìn)行檢查。工作人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修的過程中，所使用的梯子一般都是斜梯，這樣才能更好的滿足化工工程的實(shí)際設(shè)計(jì)需求。

(4)設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)要與工程外觀相一致

在進(jìn)行工程設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，要保證設(shè)備設(shè)計(jì)與工程外觀需求相一致，要保證所有的設(shè)備都處在一個(gè)整齊的狀態(tài)下，這樣才能構(gòu)建一個(gè)良好的操作環(huán)境，避免由于設(shè)備隨意放置而出現(xiàn)混亂的情況。在具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，可以將設(shè)備按照由小到大的順序進(jìn)行排列，對(duì)于一些較為特殊的設(shè)備，例如，泵群來件也要按照一定的要求來進(jìn)行整齊的排列。在進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，泵出口管要始終保持整齊一致，這樣才能方便后續(xù)的相關(guān)操作，同時(shí)能夠有效避免一些操作失誤情況的出現(xiàn)。

(5)能夠滿足露天環(huán)境要求

在進(jìn)行化工設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，一定要基于露天環(huán)境的基礎(chǔ)之上，在露天環(huán)境的基礎(chǔ)之上能夠達(dá)到良好的通風(fēng)效果，同時(shí)還能有效降低對(duì)土地空間的利用。

6.化工工程管道優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行管道設(shè)計(jì)

在進(jìn)行工程管道優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，首先需要嚴(yán)格按照工藝流程來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在具體的設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況采取架空的處理方式，通過這樣的方式，既能節(jié)約空間同時(shí)還能保證管道的質(zhì)量。

(2)控制好管道間的距離

在對(duì)管道進(jìn)行布置的過程中，一定要嚴(yán)格控制好管道之間的距離，由于部分管道較為突出，因此在對(duì)其距離進(jìn)行控制的過程中應(yīng)該控制在2.5厘米以上，這樣才能達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，如果無法對(duì)管道間的距離進(jìn)行有效控制，就很容易導(dǎo)致由于管道設(shè)置過于密集而出現(xiàn)一些安全事故。

(3)科學(xué)合理的選擇安裝位置

在對(duì)化工工程管道進(jìn)行安裝的過程中，一定要對(duì)安裝位置進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，如果安裝位置設(shè)計(jì)不合理，則很容易導(dǎo)致氣體從管道上方進(jìn)入，為了避免該種情況的出現(xiàn)，在對(duì)管道進(jìn)行安裝的過程中則必須要避開吊裝孔區(qū)域以及拆卸區(qū)域。如果在安裝的過程中直接將位置安裝在這兩個(gè)區(qū)域以內(nèi)，則很容易導(dǎo)致危險(xiǎn)事故的發(fā)生，化工工程管道會(huì)遭到極大的損壞。

(4)避免出現(xiàn)跨越設(shè)備的情況

在對(duì)化工工程管道進(jìn)行安裝的過程中，要避免出現(xiàn)跨越設(shè)備和建筑物的情況，由于在安裝的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)沿地面安裝的情況，因此很容易遇到一些設(shè)備和建筑物，此時(shí)就需要繞開設(shè)備和建筑物。

(5)重點(diǎn)控制彎曲半徑

在對(duì)化工工程管道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，要將重點(diǎn)放在彎曲半徑的控制上。一般來說，彎曲半徑需要始終保持在管道直徑的5倍左右，也就是說如果化工工程的管道直徑是5厘米，那么整個(gè)彎曲半徑至少要在25厘米，這樣才能有效保證安裝質(zhì)量。對(duì)于管道氣和排放氣來說，要始終符合國家的相關(guān)規(guī)定，只有在符合相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)之上才能保證安全性。

7.化工工程管道材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)化工工程管道材料的選擇

在對(duì)化工工程管道材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，首先需要對(duì)管道材料進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，化工工程管道的質(zhì)量會(huì)受很多因素的影響，但是其中最為主要的就是管道材料的質(zhì)量。由于化工工程具有一定的特殊性，在生產(chǎn)發(fā)展的過程中經(jīng)常會(huì)遇到具有強(qiáng)烈腐蝕性或是易燃易爆炸性質(zhì)的物質(zhì)，因此在對(duì)管道材料進(jìn)行選擇的過程中，需要充分考慮這些因素的影響，要保證管道不易被腐蝕，而且具有較大的強(qiáng)度。除此之外，還要將經(jīng)濟(jì)實(shí)用性充分考慮在內(nèi)，這樣才能選擇出最為合適的管道材料。

在圍繞儀表和蒸汽進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，化工工程管道的材料必須要具備較強(qiáng)的抗腐蝕性和穩(wěn)定性，在選擇管道材料的過程中可以選用低合金鋼和碳鋼。一般情況下，甲醇和工藝水在生產(chǎn)的過程中會(huì)產(chǎn)生隨二胺物質(zhì)，雖然該種物質(zhì)不具備腐蝕性，但是為了保證整個(gè)生產(chǎn)過程的安全性，在對(duì)管道材料進(jìn)行選擇的過程中，仍然需要采用不銹鋼304來作為主要材料。如果化工工程管道材料需要長時(shí)間接觸醋酸和碘甲烷所構(gòu)成的混合物，那么在進(jìn)行管道材料選擇的過程中，既要考慮管道材料的腐蝕性，同時(shí)還要將抗磨損性充分考慮在內(nèi)。

在對(duì)化工工程管道材料進(jìn)行選擇的過程中，不僅要考慮化工工程的主要生產(chǎn)類型，同時(shí)還要對(duì)涉及的物料進(jìn)行全面的考慮，只有充分考慮這兩方面的內(nèi)容才能最為科學(xué)合理的對(duì)管道材料進(jìn)行選擇。簡單來說就是，如果所接觸的物料具備強(qiáng)腐蝕性的特點(diǎn)，那么在對(duì)管道材料進(jìn)行選擇的過程中，則要重點(diǎn)考慮材料的抗腐蝕性。如果物料在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生高溫，那么則必須要考慮管道材料的耐高溫性。管道材料的選擇應(yīng)該始終具有針對(duì)性，這樣才能保證管道材料的質(zhì)量。

(2)化工工程管道材料設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

在進(jìn)行化工工程管道材料設(shè)計(jì)的過程中需要注意相應(yīng)的問題。首先需要根據(jù)不同的壓力來對(duì)管道材料進(jìn)行選擇，如果壓力處在GC1級(jí)別，那么則可以選擇無縫連接的鋼管。在應(yīng)用碳素結(jié)構(gòu)鋼材料的過程中，要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，如果溫度過高則會(huì)影響管道材料的質(zhì)量，在使用金屬材料的過程中需要重點(diǎn)考慮材料的腐蝕特點(diǎn)，防止具有強(qiáng)烈腐蝕性的物質(zhì)與管道進(jìn)行接觸，這樣才能保證管道的安全性。總而言之，只有科學(xué)合理的對(duì)管道材料進(jìn)行選擇才能更加高效的開展后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

8.結(jié)束語

綜上所述，隨著化工工程建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)于設(shè)備管道和材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)是迫在眉睫的工作。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，工作人員需要充分考慮當(dāng)前的實(shí)際情況，對(duì)于設(shè)備管道材料進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，不斷提高設(shè)備管道設(shè)計(jì)的安全性，只有做好管道設(shè)備與材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作才能在一定程度上推動(dòng)我國化工工程得到更好的發(fā)展。在此基礎(chǔ)之上，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)也能得到更加快速的進(jìn)步。