石油化工设计中的创新与应用

2016-03-15安欣北京华福工程有限公司武汉分公司湖北武汉430000

化工管理 2016年13期

关键词：配管支管石油化工

安欣(北京华福工程有限公司武汉分公司, 湖北武汉 430000)

石油化工设计中的创新与应用

安欣(北京华福工程有限公司武汉分公司, 湖北武汉 430000)

石油化工设计的创新与应用，是影响石油化工生产质量和生产效益的重要因素。故此，必须高度重视，着力提高工艺水平。本文以管道、配管设计为例，探讨强化石油化工设计中的创新与应用的具体措施。

石油化工；管道配管设计；创新应用

0 引言

随着社会的不断发展，我国石油化工也得到了迅速发展，同时，对石油化工工艺设计也提出了新的要求。

1 注重石油化工工艺与技术设计相结合

石油化工工艺设计不仅涉及设计专业，还涉及建筑技术，具有综合性和专业性。故此，应切实注重化工工艺与技术的创新与应用，在技术创新发展的基础上，要与当前建筑工程的实际相结合，确保能够更好地服务于石油化工建设。作为设计人员，必须注重化工设计、注重技术的先进性，注重实用性，切勿盲目地跟从，要具有全局意识，与相关规定相符合，并与实际情况相互兼顾。

2 石油化工管道设计的创新与应用

石油化工管道是进行液体、气体运输的重要载体，在整个石油运输装置中具有重要的地位。因而在石油化工管道设计中应注重创新，切实做好以下工作。

(1)明确管道设计的一般要求管道布置设计应符合管道及仪表流程图的要求；应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，力求整齐美观；在确定进出装置的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；厂区内的全厂性管道的敷设应与厂区内的装置、道路、建筑物、构筑物等协调，避免管道包围装置，减少管道与铁路、道路的交叉；管道应架空或地上敷设，如确有需要，可埋地或管沟敷设；管道宜集中成排布置，地上的管道应敷设在管架或管墩上；在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所承受的垂直荷载、水平荷载均衡；全厂性管架或管墩上应留有10%～30%的裕量，并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10%～20%的裕量，并考虑其荷重；输送介质对距离、角度、高差等有要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求；管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行；管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出允许值的情况下，应使管道最短，组成件最少；应在管道规划的同时考虑其支撑点设置；管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋；气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流程图的要求。

(2)采用更加科学的设计模式在石油化工管道设计过程中，必须将安全、经济作为核心。一种设计方式是，根据设计标准来选择符合材质及载重要求的管道，另一种则是认真考察管道可靠性，充分考虑管道的极限值，对管道荷载、使用年限等都考虑清楚。从这两种方法来看，第一种方法的安全性、科学性更强。针对设计模式的创新，就是要对传统模式下石油化工工艺和配管设计及管道材质、安装工艺的缺陷，切实做好弥补和改进工作。在测定裂痕的过程中，主要可以采用实验样本测定法、无损探伤法。其次是测定裂痕临界，在忽略断裂、泄露的前提下，确定裂痕的尺寸限值。再次是测算裂痕强度。第四，计算管道使用寿命。通过充分考虑到裂痕尺寸变化情况，计算出裂痕变化速度，以此将管道剩余的寿命测定出来。

3 石油化工配管设计的创新与应用

配管设计是石油化工设计中非常重要工作，在确保设备安全的基础上，从而设计出更加科学合理的管道布置，作为设计人员，必须科学合理地掌握好标准与规范，还要创新石油化工工艺，下面以石油化工中夹套管和蒸汽管道为例，对配管设计中存在的问题进行有效地解决。

(1)夹套管的配管设计创新与应用在石油化工中，夹套管是最为常用的配管，主要有热油、热水和蒸汽类三种夹套。以管道结构及连接方式来分，主要存在内管焊缝比较隐蔽和外露两种问题，他们又叫做完全和不完全夹套管，其重点就是要做好以下几项工作：一是创新夹套管长度设计。夹套管长度直接影响着夹套管设计工作的质量，因为其长度尺寸对管内流体特性及流量有着直接的影响。二是注重内外管热应力的创新与应用。因为内外管有着不同的温度，其热膨胀应力也不同，故此，在进行设计时，要分别计算好内管和外管的热应力。如果这两种热应力不同，则要设置和调整膨胀节，应在弯头处将外管口径进行改变，使内管外管膨胀位移得到最为有效地控制。三是创新夹套管选材、焊接。在选择套管时，要充分考虑流体的温度、流体的压力、特点、流体的腐蚀性等。在进行焊接的过程中，要满足管壁的最大承载力，焊接时采用对接的形式，确保热介质能够畅通无阻地流动。四是创新夹套管的坡度和跨接管。在设计夹套管的坡度时，特别蒸汽从夹套管上部引入，但凝结水而是从套管下部流出来，故此，在进行设计的过程中，要将切断阀设置在排凝管、供汽管这两个部位。

(2)蒸汽管道的配管设计创新与应用蒸汽是石油化工中重要物料，根据不同的压力，也需要配备不同的蒸汽管，为了确保蒸汽管安全使用，要着力从以下几个方面进行创新与应用。

一是科学设置蒸汽管道。一般装置的蒸汽管道宜架空敷设，不宜管沟敷设，更不应埋地敷设；由工厂系统进入装置的主蒸汽管道，宜布置在管廊的上层；蒸汽支管应自蒸汽主管的顶部接出，支管上的切断阀应安装在靠近主管的水平管段上，以避免存液；蒸汽主管的末端应设分液包；不得从用汽要求很严格的蒸汽管道上接出支管作其他用途；在蒸汽管道的π型补偿器上，不得引出支管。在靠近π型补偿器两侧的直管上引出支管时，支管不应妨碍主管的变形或位移；凡饱和蒸汽主管进入装置，在装置侧的边界附近应设蒸汽分水器。过热蒸汽主管进入装置，一般可不设蒸汽分水器；多根蒸汽伴热管应成组布置并设分配管，分配管的蒸汽宜就近从主管接出；直接排大气的蒸汽放空管，出口不应低于2米，放空管应设导向和承重支架；连接排放或经常排放的泛汽管道，应引至非主要操作区和操作人员不多的地方。二是科学设置排液设施。在蒸汽管道暖管和运行中会产生大量凝液，故此，应该在合适的位置科学设置排液。一般在饱和蒸汽管道的末端或最低点、饱和蒸汽系统的减压阀和调节阀前、蒸汽分水器及蒸汽加热设备的下部、经常处于热备状态的设备进汽管的最低点、扩容器的下部、分汽缸的下部以及水平安装的波纹补偿器的波峰下部设置疏水阀。