对化工装置设备及管道防冻设计要点的探讨

2017-03-04沈善强陆星青海盐湖工业股份有限公司青海格尔木816000

化工管理 2017年23期

沈善强陆星(青海盐湖工业股份有限公司，青海格尔木 816000)

对化工装置设备及管道防冻设计要点的探讨

沈善强陆星(青海盐湖工业股份有限公司，青海格尔木 816000)

化工装置设备和管道的防冻设计是设备管道设计的重要内容，特别是在北方寒冷地区，经常发生因管道受冻而导致装置停车检修的现象，严重的时候还会导致设备和管件冻坏，给化工生产带来严重的经济损失。因此在装置设备的设计过程中，一定要提高对防冻设计的重视，掌握设计要点，满足设备管道的防冻需求。

化工装置设备；管道防冻；设计要点

化工装置设备和管道的防冻性能是其重要性能指标之一，如果在防冻设计方面不达标，轻者会导致设备管道停车检修，需要对受冻设备和管道进行疏通和整改，重者会直接导致设备损坏。一旦发生设备受冻，会导致化工生产被迫中断，由此带来的经济损失较为严重。因此，应在防冻设计方面进行优化，并对防冻设计进行严格审核，避免因防冻性能不足，引发生产事故，给化工企业带来损失。

1 化工装置设备的布置措施

1.1 框架封闭布置方法

化工装置设备的布置合理性对其防冻性能有重要影响，通过对设备布置的优化，可以有效降低防冻设计难度。在装置框架内层进行设备布置，可以利用第一层框架的局部空间，对泵设备和转动设备进行集中的封闭布置。并在设计过程中注意以下三个方面：（1）当工艺介质是易燃易爆且比空气轻的气体时，应在泵房内开挖水沟，用以收集冲洗污水，并连接房外污水收集井，在泵房外部分的水沟是封闭的，具有防冻功能；（2）当工艺介质为易燃易爆且比空气重的气体时，泵房内不能开挖水沟，应利用土建自然坡度，倾向房内一侧，并在低侧设置带水封地漏进行冲洗污水收集，地漏的管线也与外面的污水收集井连接；（3）当工艺介质为易燃易爆的液体时，泵房内应进行防火隔离设置，增加围堰，布置安全连锁和监控。上述布置措施都可以提高设备的防冻性能，也可以将冷却水管引入泵房，对冷却水管进行防冻保护。框架设备布置还可以采用半封闭的布置方式，对冬季主导风向侧进行封闭处理，达到设备防冻保护的目的[1]。

1.2 管廊封闭布置方法

露天布置设备可以利用管廊进行封闭布置，或将全厂的泵设备和转动设备集中在管廊下方的空间进行集中布置，可以对设备和管道进行防冻保护。

1.3 蒸汽冷凝液回收系统布置

设计蒸汽冷凝液回收系统时，应尽量将其布置在低处，方便蒸汽冷凝液的回收和利用，同时提升系统的防冻性能。

2 管道设计要点

2.1 放空与导淋管道

在许多北方化工装置运行过程中，易冻介质管线的导淋阀最容易被冻结或冻坏，因此在设计时应提高对导淋阀设计的重视，控制好放空与导淋用的阀门距主管的距离，一般导淋阀前的短管不能超过100mm，而承插焊阀门的两焊缝间长度则应取值50mm。法兰阀的配对法兰以焊法兰为宜，使其与主管根部的补强件进行直接焊接，将两者距离降低至最短[2]。

2.2 循环冷却水管道

循环冷却水管道的设计要点主要包括两点：（1）应在上水、回水管末端设置连通管，提高其防冻性能，并使连通管与总管末端的距离最近。其自身防冻问题可以通过设置伴热管解决，并采取微开阀门的控制方式，使连通管的常流水流量保持较小，从而避免受冻堵塞；（2）对于循环冷却管的总管设计，应在不能加设连通管的部分采用支管对其末端进行连接，消除死角，防止循环冷却水管出现末端冻结问题。

2.3 蒸汽冷凝液管道

蒸汽冷凝液管道的回收总管应该坡向其回收设备，并在设计过程中，尽量避免“液袋”形式的设计。对蒸汽冷凝液回收总管的高度进行设计，充分考虑疏水器“背压率”问题，使其能够满足使用要求。疏水器组自身的设计应尽量避免旁路设计，并为疏水器组设计能够检测疏水器工作状态的检测阀。疏水器的前后切断阀都应采用法兰连接形式。

2.4 蒸汽和新鲜水管道

在化工生产中，易燃易爆的介质都存储在化工装置中，并设置有公用物料站。公用物料站在消防和检修中有重要作用，不过在正常生产过程中，公用物料站使用频率较低，蒸汽和新鲜水都处于静止状态，在低温环境中容易使其传输管线的盲端死角出现冻结。因此对蒸汽和新鲜水管道进行设计，要充分考虑防冻问题，应减少框架布置形式的生产装置的管线死角，消除冻结隐患。应尽量缩短支管与总管的距离，并对主管采取伴热措施。蒸汽总管不需要伴热，但应在在蒸汽总管的低点设置疏水阀组，并在高点设置放空阀。

2.5 伴热管设置

伴热管是提升化工设备管道防冻性能的重要设备，在对伴热管进行设计时，应对设备、管道和仪表的伴热管实施分开伴热，而且不同操作压力和温度的伴热管蒸汽不能回收到同一回收系统中。伴热管的口径设计应大于DN15，使每个蒸汽分配站的伴热管引出当量长度基本一致。避免伴热管在疏水器之前产生低点。