石油化工裝置中工藝管道的設計

楊光 成兆坤

摘要：石油化工裝置工藝管道設計對整個化工企業來說意義重大，它的好壞會直接影響到化工企業的經濟效益以及企業員工的生命安全，高質量的管道設計可以有效防止安全事故的發生。因此，本文對石油化工裝置中工藝管道的設計進行了分析。

關鍵詞：石油化工裝置;工藝管道;設計

一、工藝管道設計現狀

1.1工藝流程設計現狀

工藝管道的存在，本身就是為了連接工藝流程，使其工藝流程能夠順暢的走下去，一個合理的工藝流程對工藝管道設計的影響非常大。合理的工藝流程設計可以避免冗雜的工藝管道，既能節約成本也可以降低安全隱患。但是很多石油化工企業，尤其是一些基層企業，為減少投資成本，在建設初期沒有進行專業的工藝流程設計只是把其它企業所運用的一些工藝流程進行照搬照抄，使得工藝管道的設計質量偏低。照搬照抄其它企業的工藝流程，自然也就照搬了其它企業的工藝管道設計，但是這帶來了很多問題，例如：部分工藝管道照搬其它企業帶來很大的安全隱患，將有毒有害物質未經處理排放到了外部，這不僅使得生產風險大大增加，也違背了相關的法律法規。也有部分企業在進行工藝流程設計的時候沒有按照相應的消防安全規定進行，工藝流程的設計未按照相關規定，工藝管道的設計自然也會受到較大影響，這就導致在發生緊急情況時無法采取有效的措施去應對，而帶來重大的損失。還有企業在未加評估檢查的情況下就引入了外國的工藝流程和生產技術，使得工藝管道設計復雜，但是在實際的運行中并沒有帶來太大的效果。

1.2化工裝置布置現狀

石油化工中工藝管道的作用就是連接各個化工裝置，這就可以直接看出相應的化工裝置的布置設計會對工藝管道設計帶來多大的影響。化工裝置的布置設計會直接影響石油化工工藝管道的設計和后期的維護工作。石油化工的工藝管道數目很大，并且排列緊密，一旦發生事故往往就是災難性的，一般而言真正的大型石油化工企業會進行工藝流程設計和化工裝置布置設計，以保證安全和工藝管

道的利用度。但是一些小型的石油化工企業沒有進行這兩種設計，導致化工裝置布置雜亂無序，工藝管道冗雜，一旦發生安全事故無法進行合理的減災。

1.3工藝管道路線設計現狀

作為石油化工裝置中的重要組成部分，工藝管道的路線設置非常重要，設計路線的好壞不僅影響到施工質量、施工安全，還影響到日后的操作安全，因此，我們需要將工藝管道路線的安全設計作為首要工作任務。盡量使用危險性較小、強度較高、耐腐蝕較好的材料，保證化工裝置中的危險介質不會從管道中泄漏出來，減少事故發生的幾率。

二、石油化工裝置工藝管道設計

2.1管架的設計

石油化工裝置管道的支架結構設計是管道系統設計的重要部分，管架系統可以支撐整個管道，也可以提高管道的穩定性。管道設計必須滿足管道長期輸送介質的穩定性要求，確保管道系統安全輸送。一般的管道設計需結合彈簧架和支架的合理搭配，這樣的管道設計性價比較高，可以節省成本和管道不穩定等現象產生。

2.2裝置塔及立式容器設備的管道設計

石油化工裝置管道的塔和容器設計，需考慮其介質形態和工藝原理。當氣體和液體相向而流時需要將調節閥裝在能接觸介質的容器邊，這樣設計可以減少管道內壓，也能減少裝置管道的震動現象。從設計原理角度出發，在汽堤塔和分餾塔之間設置一組靠近汽堤塔的調節閥組，而回餾罐和分餾塔之間設置一個在回餾罐上部的調節閥，分餾塔內部的塔頂壓力采用無袋形且線路短的熱旁路來控制，以便于液柱在調節閥之前達到管道設計規范的標準。

2.3裝置泵的管道設計

泵的管道設計需滿足其正常使用及檢修等要求的前提下，更要考慮熱膨脹對泵出入口的要求，來減小泵嘴處的應力現象。在滿足泵的管道設計要求下，盡量減少泵口處管道的長度。對于往復泵，因為脈動的存在，應盡量減少管道彎頭數

量。管道布置時，離心泵需要有一側設計泵的檢修維修，往復泵預留空間進行活塞及拉桿拆卸和檢修，立式泵上方應有檢修空間。泵的吸入口有變徑時，使用頂平大小頭，避免泵嘴集氣對泵造成氣蝕，泵吸入口前有3DN直管段，減少對泵葉輪的影響。泵出入口管道合理設置承重支架和導向或者止推支架，減小泵嘴應力及力矩。

2.4管廊上官道的設計

管廊是沿著管道或設備外布置，形成走廊，可連通裝置內的設備。管廊上管道的合理設計可以提高設備裝置的安全性，節省成本。大直徑重管道應布置在靠近管架柱子的位置或設計在管架柱子的上方，小直徑的輕管道布置在管架的中心部位。合理的設備平面布置是依據工藝流程在管廊兩側布置設備，因此應設計聯系管廊兩側的設備，管廊中間應設計公用工程管道。當設計為雙層管廊時，一般氣體管道、熱管道盡量布置在上方;液體的、冷的、液化烴、化學藥劑及其他有腐蝕性介質的管道宜布置在下方。

三、石油化工管道設計注意事項

3.1應注意管道的布置在進行石油化工管道設計的時候應時刻注意合理的對管道進行安排，在進行管道布置的時候應注意管廊上的一些附加余量，在管廊上的設計余量應該設定為10%-20%，但伴隨裝置的運行和不斷的改造，可能會出現一些有更高的數值，但是在進行相關的熱應力管道規劃過程中，往往只需要布置在兩邊就可以了，這樣可以大大方便n形補償器的設置。

3.2嚴格控制采購材料石油化工管道的材料對管道運行安全有著重大的影響，特別是金屬材料，因此必須嚴格控制選擇材料的科學性合理性。首先要重視管道材料的采購，嚴格把控采購材料的質量、數量，以及相關的技術文件和產品規格，其中為了確保管道施工的進度，在采購材料時需要附加2%-20%的量，當然如果設計與施工水平有保證，附加量可以適當降低。在材料進廠以后需要針對材料的質量、規格、數量等相關事項進行核對驗收，保證采購材料與需求一致。

3.3重材料檢測及低溫損害的處理對于許多金屬管道的材料而言，都需要進行一定的水壓和氣密試驗，并且要按相關安全級別對不同的閥門進行一個合理的水壓測試和調試抽檢。當發現石油管道的工作環境溫度過低的時候，因為低溫可能造成管道所能受到的壓力和沖擊力程度極大的下降，很容易就會發生破損的情況。當出現操作溫度等于或低于零下20℃的時候，就必須要依照實際的要求對低溫材料進行選擇。

四、結束語

當前我國在發展的過程中，石油化工行業整體的發展現狀較為良好，為我國經濟的穩定發展奠定了較好的基礎。實際發展的過程中，關于石油化工裝置工藝管道設計問題，也引起了作業人員以及研究人員的關注。未來發展的過程中，石

油化工企業為了保障石油化工裝置工藝管道的設計效果，并且促進企業的穩定發展。實際發展的過程中，應朝著安全性、合理性、耐久性、經濟性的方向進行發展。

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