冷箱内管道管架的优化改进研究

翁彩妹

摘 要：目前，我国空分设备逐渐向大型化及多样化的方向转变，空分设备的冷箱内部管道和管架日益复杂化。因此，冷箱内管道管架的配置就更加困难，需要我们对冷箱内的管道管架进行优化改进，从而保障空分设备的质量及安全性。通过对冷箱内管道管架优化改进技术的阐述，分析并提出了科学、合理的优化改进举措，以期保证冷箱内管道管架的质量。

关键词：空分设备；冷箱；管道管架；优化措施

中图分类号：TQ116.11 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.116

文章编号：2095-6835（2016）20-0116-01

在我国工业大发展的趋势下，人们对空分设备的需求日益增加，空分设备的等级也在不断提高，这就意味着冷箱内管道直径及管架长度、数量的增加。传统的管道设计和管架形式已经满足不了新时期下空分设备的要求，优化改进空分设备冷箱内的管道管架刻不容缓。

1 管道设计的优化改进

在空分设备冷箱布置过程中，我们不单单要考虑到冷箱内部空间的大小，还需要根据冷箱内管道所占据的空间准确设置好阀门位置，将冷箱的体积及占地面积控制在最合理的状态下。

在传统空分设备设计中，冷箱布置、阀门和容器设计的位置都不够合理，往往将主塔和过冷器放置在冷箱的前方，将调节阀放置在冷箱后方，容易造成管道走向从前往后再往前的折返现象。这既浪费了冷箱空间，又增大了阻力和设备能耗，导致不必要的资金投入，空分设备的安全性得不到保障。而现在的大型或特大型空分设备中立管线众多，其冷箱内部管道走向异常复杂，可以在空分设备施工过程中体现出来，管件和管道数量多会极大地提高焊接工作量。当然，每增加一条焊缝，就会添加一丝工程质量的风险。管架的数量会受到管道复杂走向的影响，经过简单设计、计算和安装是难以达到设备要求的，这对现场施工和技术服务工作来说是极其困难的。其实，所有的问题都归咎于传统管道设计理念的不科学。为了方便管架的设置，所有管道全部都沿冷箱钢结构来进行布置，没有充分考虑到管道的低温冷缩补偿。

在以往的配管设计当中，往往只考虑补偿是否足够，而忽视了补偿是否过盛的问题，相关人员太过于依赖经验而不注重实践，设置过多的管道和管架，造成了资源的浪费。这些过多的管架设置也大大增加了冷箱内的设计及安装的工作量。

近些年，我国在空分设备管道设计方面积累了相当丰富的经验，通过一定的技术革新，转变了传统管道的设计理念，采取了管道沿容器塔体铺设的新型布置方式，很好地解决了空分设备运行时低温环境下管道随容器同步收缩和管口应力集中的问题。管道沿容器塔体铺设的这种新型布置方式方法使管道走向更简单、顺畅，也大大减少了管道的数量、阻力、冷箱体积的占有率和占地面积，在很大程度上降低了投资成本，最主要的是保障了设备的安全性；焊缝数量明显减少，直接降低了因焊缝缺陷造成泄漏的可能性，管架数量减少，让设备安装更方便、快捷，应力集中现象大幅度减少，极大地提升了冷箱内管道的安全性。

2 管道沿容器塔体铺设下管架的优化

在传统的塔体管架中，槽铝是焊接在塔体贴板上的，而不锈钢和角钢通过两颗螺栓连接在槽铝上，管道焊接两个限位铝块支撑在抱箍上。在采用管道沿塔体铺设的方式后，管架不用再焊接在冷箱钢结构上，而是全部焊接在塔体上，随塔体同步收缩。但是因为其本身是压力容器，所以现场不允许用火，因此设备在厂内制造时要求施工者必须根据管道和容器的标准，提前安装焊接好容器上的贴板，把控好贴板的位置。

管道沿塔体铺设的方式下管架主要分三种类型，分别是竖直管道塔体承重支架、竖直管道塔体导向支架、水平管塔体托架，这些塔体支架的形式也在不断优化改进。

竖直管道塔体承重支架一般都设置在从塔器管口引出向下铺设的第一个位置，其主要目标就是减小管口承受的应力。考虑到竖直管道自身和介质的质量，我们要保证该支架有足够的强度和稳定性。

竖直管道塔体导向支架主要起扶正管道的作用，导向支架的结构、特点与承重支架类似，仅仅是在承重支架的基础上取消了限位块。但是由于导向支架是固定于容器塔体上的，所以管架和管道是有相对位移的，又因为传统的管架在管道上的贴板都较短，所以容易出现卡死的状况。

水平管塔体托架在空分设备管架设计中一直都是个难点，因为管道会冷缩位移，所以当托架间隙过大时，管道就得不到支撑；过小时，又起不到保护管道的作用，把握不准间隙很容易导致管道破损变形。

3 冷箱管架现场安装中的注意事项

虽然由于设计理念的不断创新，冷箱内管道管架得到了优化改进。但是在管道管架的现场安装过程中，还是会出现诸多问题，需要我们予以重视，保证设备质量安全。

我们在安装冷箱管道管架时应先配管，再做支架。在安装支架的过程中，支架在容器塔体位置容易出现误差，所以我们在设计制造时要坚持严谨的态度，保证准确度；贴板尺寸不够会导致支架斜撑不能焊接到受力点的位置，会极大地降低管架强度，所以我们要在保证位置准确的前提下，在设计贴板时可以通过留下多余空间或设置多块小尺寸贴板的方法来解决这个问题；管道离容器塔体过近，容易导致支架靠容器的那侧无法进行焊接工作，极大地提高了施工难度，所以我们要控制好管道与塔壁的间距。

4 结语

应空分设备规模不断增大的要求，对设备冷箱内的管道管架进行优化改进已经成为一项必要的工作，这是提升设备质量和安全性的关键，同时对设备设计和施工人员来说也是一项艰巨的任务。我们在创新设计方式的同时，也要根据实际情况，深入到空分设备生产、安装的现场，结合该设备的实际生产能力，优化改进管道管架设计方案。要从选材和安装的各个层面出发，把握住各项细节，分析并解决实际问题，为冷箱内管道管架的优化改进提供实践上的保障。

参考文献

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[2]樊虹.空分设备冷箱内配管优化设计[J].深冷技术，2010（7）.

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