板式塔人孔方位确定及平台设置

2015-08-20曹立群中石化宁波工程有限公司宁波315103

化工设计 2015年3期

曹立群中石化宁波工程有限公司宁波 315103

塔结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。塔的管道布置设计过程中要考虑做到安全可靠、经济合理、整齐美观。人孔作为塔设备上相对较大管口，它的方位直接影响其它管口的方位。故人孔的方位对塔设备的管道设计有着重要的影响。本文以板式塔设备为例，讨论分析单溢流和双溢流塔板塔人孔的最佳设置方位，并结合人孔方位确定操作平台。

塔通常可以分为操作区和配管区，其各区的具体划分见图1。操作区原则上是为操作、维修设置的，包括梯子、平台、人孔、安全阀及其它阀门、仪表和吊柱等。配管区主要用于敷设管道，作为塔连接管廊、框架、冷换设备或转动设备的区域。操作区一般设置在相对空旷的一侧，利于塔设备内件的吊装和检修操作。

图1 塔设备配管、操作区域划分示意图

1 人孔在水平方向的方位

人孔作为检修以及安装和拆卸设备内件的通道，应设在塔的操作区(见图1)，人孔的方位设置考虑进、出方便、安全与合理。

人孔的位置与爬梯设置要协调，在事故时，人孔盖顺利关闭的方向与人疏散的方向应一致;设置人孔的部位必须注意塔的内部构件，一般应设在塔板上方的鼓泡区，不得设在塔的降液管或受液槽区域内，当塔内设有升气柱和抽出斗时，还应避开此区域。人孔的布置宜与塔板溢流堰平行，条件不允许时可以不平行，但人孔与溢流堰在水平方向的净距离应大于50mm，避免人孔与降液管距离过近，造成降液管漏液。

假定塔顶设置第一块塔板，塔板号向下依次增加。对于单溢流塔板，人孔可以设置在第n 块塔板上方。人孔的方位范围有两个，具体的设置方位见图2。最佳方位是与塔板降液管平行的位置即0°或180°，这个方位具有最大的检修空间。当人孔布置在最佳方位存在困难时，人孔可以在0°或180°向两侧偏移，但人孔最外缘与降液管的最小距离不得小于50mm。

图2 单溢流塔板人孔方位与塔板的相对位置

对于双溢流塔板人孔可以设置在第n 块塔板上方或下方。人孔的方位范围有四个，具体设置方位见图3。当人孔布置在第n 块塔板上方时，第n-1 块塔板的降液管将第n 块塔板分成两个区域，所以人孔设置在此位置时，需设置两个人孔;当人孔布置在第n 块塔板下方(第n +1 块塔板上方)时，设置一个人孔即可。两种设置方案，人孔均受限于第n-1 块塔板的降液管和第n 块塔板的溢流堰，相对调整范围较小。人孔的布置方位范围没有太大差别，但是需注意人孔适当靠近上层塔板降液管利于检修人员的安全，可较大程度上避免操作人员踏入人孔所在塔板层的降液管区域发生危险。

图3 双溢流塔板人孔方位与塔板的相对位置

综上所述，单溢流板式塔的人孔在塔设备上最佳方位为朝向操作侧的平行于降液管的位置;双溢流板式塔的人孔为朝向操作侧靠近上层降液管的位置。

2 人孔在垂直方向的方位

人孔作为检维修的通道，塔板、分布器等设备内件需从人孔进出设备。而吊柱的主要作用是补充和更换塔填料、安装和拆卸塔内件。一般高度在15m 以上的塔，都应设置吊柱。当设备现场就位后，需依靠吊柱将设备内件运至人孔所在的平台，并将内件通过人孔运进塔内进行安装。所以人孔与吊柱的设置需统筹考虑。

吊柱设置的方位应使吊柱中心线与人孔中心线间有合适的夹角θ，使人能站在平台上操作吊柱的手柄，让吊钩的垂直线可以转到人孔附近，同时吊柱在旋转时应可以覆盖平台外的吊装区上方并能覆盖所有的人孔，以便从人孔装入和卸出塔的填料或内件。吊柱的下方应留有足够的作业空间存放塔内件或填料;在旋转过程中应能避开所有的平台和管道并能到达塔上所有的检修操作平台［2］。具体吊柱与人孔方位见图4。

图4 吊柱与人孔相对方位示意图

塔设备的人孔在垂直方向宜布置在同一方位。对于单溢流板式塔，人孔最佳方位只有一个，故布置在同一方位较易实现;对于双溢流板式塔，人孔的方位存在两个，当布置在同一直线上存在困难时，也可以某一方位对称布置。这样吊柱方能更好的服务所有人孔。

3 人孔层平台的设置

塔平台是为了人孔检修设备、操作或检修仪表及安全阀等附件设置的。梯子是上下各层平台及安全逃生的通道，也可作为观察，操作维修液位计、温度点、压力点的设施。一般化工装置的塔侧平台为环形平台，设置在操作区，塔顶为圆形平台或环形平台。平台宽度由塔径和操作需求决定，一般塔平台宽度为1.0 ～1.5m。为了规范化设计，环形平台一般按照表1 实施。建议人孔距塔平台边缘最小距离为700mm，否则人孔盖不易完全打开，且对于高压塔器人孔伸出长度大，不利于检修人员通行;同时平台宽度应满足观测就地液位计的要求。

表1 人孔平台尺寸规格(mm)

塔平台上净空高度不宜小于2.2m，便于工作人员在平台下行走，两层平台间的间距一般不应超过8m，平台高度在15m 以内时，两层平台间的间距可为5 ～8m;高度超过15m 时，每5m 设一层平台。平台面距人孔中心线一般在800 ～1000mm范围内［3］。按照这一原则，依据设备装配图中人孔的高度可以制定塔平台的高度。

从地面往上，一般在最下方的人孔处设置第一层平台(人孔距地面小于3m 除外)，平台高度在考虑与人孔距离的同时，要兼顾液位计管口法兰，应保证法兰边缘距平台面最小净空≥150mm，设计时要注意设备平台上液位计排净阀门的方位和大小，避免平台在开孔处设置了平台次梁。然后从塔顶开始，依次向下每个人孔处设置一层平台，相邻人孔间距大于8m 时，中间增设休息平台。塔设备顶部除气相管口外，一般还设有安全阀、放空阀、压力表、温度表等，管口较多，空间紧张，为了检修操作方便及人员安全，塔顶平台宜设置全平台;平台高度比气相管口法兰略低，便于管口法兰螺栓安装、拆卸。

上下平台间设置爬梯，宜从侧面通向平台，每层梯子换一个角度。平台的覆盖角度按照操作检修所需空间设置，尽量将各类仪表、阀门包在平台范围内。人孔的关闭方向与在紧急情况下逃生的方向一致。

如果相邻的塔平台可以连在一起，应当设计联合平台，两平台之间采用铰链等软连接或者两平台之间根据塔设备的操作和设计参数情况预留一定间隙;塔与框架靠近布置时，最好在塔平台和框架之间设通道，考虑热胀冷缩问题，通道一端设计活动结构。对于在平台上设置管道支架需增加集中载荷或管道开孔时要征得设备专业同意。