化工工艺与化工设备的适应性设计分析

2020-01-14兰方青向宏文浙江工程设计有限公司浙江杭州310002

化工管理 2020年17期

兰方青向宏文（浙江工程设计有限公司,浙江杭州310002）

0 引言

在化工生产系统中，化工工艺是软系统，硬系统则是化工设备，软硬系统均是化工企业开展化学生产与加工的重要条件。新时期，我国化工产业得到质的发展，化工工艺正逐步完善，化工设备也在不断不断升级与更新，是时代所趋。当前，节能环保已然成为亘古不变的主题，其与人类生存息息相关，而实现化工生产工艺和设备的不断革新，是化工产业得以长足发展的必然要求。面对此种情况，应全面考虑化工设备的基本结构、工艺参数与安全措施等，能让化工设备可以在环保、低能耗与安全条件下高效的运行。

1 化工工艺与化工设备适应性设计的价值意义

1.1 可大大提高设备的实用性

以往的化工工艺和化工设备在适应性设计方面相对匮乏，会对设备的具体应用情况产生极大的影响。对二者的适应性设计可有效激发设备的真实效能，并且化工企业会结合自身实况合理设计与配置化工设备，可让设备性能与生产规模、需求相匹配。

1.2 可加快检修速度

化工产业的能耗量比较高，属于密集型的产业，且化工生产所涉及到的项目比较多，这就需要使用到很多设备，可见，化工设备的存在价值是不可估量的。实现生产工艺与设备适应性设计，可有效加快设备故障检修速度。例如，设备为浮头式换热器时，要在设计中明确浮头式换热器的每项细节与参数，进而提高设备的实际检修速度[1]。

1.3 能大大提升生产效率

适应性设计既能提升检修速度与可操作性，还能大大优化设备性能，提高实际生产率，特别是设计人员要根据化工设备实况展开合理的设计，从适应性设计角度出发，不断改善设计方案与设计思路，也要对设备进行不断的完善。

2 化工工艺与化工设备适应性的设计思想

2.1 绿色环保

通常情况下，在化工生产与加工车间都会存在着严重的噪音污染。一般来讲，噪音污染的来源主要是化工设备运行时产生的震动声。因此，设计人员需要考虑系中问题，对设备零部件的具体尺寸进行合理改造，还要适度添加一定的紧固零部件，特别是对U 型管的有效紧固，以达到缓解噪音的目的。结合GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》，要求化工企业的生产噪声需要控制到85dBb内[2]。

2.2 安全性设计

与其他行业相比，化工类产业的危险性较高，工作人员经常会接触到强腐蚀物质，还长期处于高温、高压环境中作业，一旦疏忽，容易造成严重的安全事故。因此，在化工设备设计之中，需要对化工设备开展针对性处理，以更好的控制高压、高温物质，以求更大程度上防止易燃易爆等产品发生危险事故。在设计化工设备时，还要对管道节点作密封处理，例如，可添加一定的密封圈等，以降低泄漏事故的发生概率。

2.3 耐用性设计

目前，伴随着我国科学技术的不断革新，化工生产设备的更新速度也在逐步加快，因而，在设计初期应充分考虑该问题。在设计过程中，需要考虑设备零部件使用年限与设备使用年限，让设备可以在使用年限内发挥实际作用。在后续的修理与维护过程中，也方便实施统一的更换。

2.4 低能耗性设计

如今，能源消耗和环境污染问题变得愈发严重，基于可持续发展战略的有效指引，各行业均在积极响应节能环保的社会主题，改变传统高能耗运作模式，因此，化工企业会更加注重化工设备的能耗问题，并将低能耗视为重要的设计目标。在工艺和设备适用性设计时，姚在不影响设备正常运作的情况下，将低能耗视为首要设计理念，运用合理的设计方法，由最为基础的零部件着手，以满足低能耗生产的目标。

3 化工工艺与化工设备适应性的具体设计方法

3.1 科学设置参数

等到化工设备组装完毕开始运作前，必须对相关的参数进行合理化设置。例如，在调整重费器参数时，要现在设备内加入一定的物质，再对设备进行加热，在出口管道位置观察液态水的实际体积，可采取控制体积的方法来调节需要加热物质的实际温度。在具体生产过程中，管道出口位置所出现的液化水体体积要比此设备入口位置水蒸气的体积要小，因而，使用此种方法来调节被加热物质的温度比较难[3]。此外，使用该方式控制被加热物质温度时，通常会在重费器内发生水锤现象，这样容易损坏设备管道。在化工生产过程中，还要加强对介质流量的把控，合理调节被加热物质的温度，以确保化工生产的高效性。

3.2 做好防腐蚀性设计

在化学生产领域，腐蚀类物质很多，若控制不恰当，会严重危害工作人员的健康，还会损坏设备。例如，在设计裂化装置时，若原料设计比例相对较大，会对裂解效果产生直接的影响，会严重影响化工企业生产效率。对于该问题，在设计裂化装置时，要在装置上安装旋阀塔盘装置，而下部结构则选择顾射塔盘结构，既能满足具体的生产要求，还可提高生产效率。等到化工原料发生变化时，需要合理调整生产设备，从而更好的适应更改之后工艺的实际要求。在对乙烯实施裂解时，需要对原材料加热，而在加热过程中，设备上方管道极易受到一定的损坏，会发生原料泄漏现象。通过对故障原因的检查与分析了解到，引导管道损坏的主要原因是烟气中含大量的硫等腐蚀性物质，其在一定条件下会腐蚀设备上方的管道。在对化工设备进行处理时，需要调换出料口与进料口，以防止发生烟气腐蚀管道的现象。

3.3 耐用度设计

与其他行业不同，化工生产与加工所需的设备均为精密度、价值都比较高的设备，通过长期的使用定会出现各种问题，会对化工生产与加工构成威胁。针对该问题，在生产过程中，为了尽可能的延长化工设备使用寿命，要在设计环节考虑耐用度这一指标，旨在实现对设备的高效利用。设备耐久度取决于设备制造质量与维修和保养情况。对于此种问题，在设计过程中，设计人员需要联系企业实况，了解企业发展的实际需求，还要让设备检修与维修工作变得更为便捷。若想通过检测和维修来提升设备的实际寿命，检修人员需要对设备结构、易磨损区域以及零部件的性能等进行全面的分析，运用合理的维护方案、报告杨技术来延长设备寿命[4]。此外，企业要结合化工生产需求划分设备种类，以方便检修人员快速检修与处理故障。同时，企业需要派遣第三方检测团队来检修设备，利于提升适应性设计效果。

3.4 节能环保设计

为了做到与时俱进，在设计化工设备与化工工艺时，需要时刻牢记节能环保的基本理念，并在实际设计过程中合理分析设备结构，保证设备与工艺都具备环保性，且不会受到其他因素的影响。例如，在以往生产过程中，换热管管束极易导致噪声污染，因此，在设计环境，应对尺寸进行不断的优化，以达到控制噪音污染的效果。而在设计U型管的弯管时，应考虑相关的防震性能，也就是要求防震夹持设计必须要满足节能环保的要求。在设备设计阶段，应选择优质传热设备与相应的保温材料，旨在减少热量损失，以达到节能降耗的效果。