石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计探讨

崔同凯

摘 要：在石油化工管道系统中，蒸汽管道配管是重要构成部分，发挥着中啊哟作用，为能够保证管道运行平稳，并创造更多的经济效益，真正做到高效、经济、安全的生产，蒸汽管道配管的建立，要充分的结合石油化工企业的实际需求，充分掌握实际情况和相关数据做到具体问题具体分析，对设计技术进行创新，以便更好地推动我国石油工业的进步。

关键词：石油化工装置;蒸汽管道;配管设计

1 石油化工的蒸汽管道

现阶段，我国石油化工工艺的蒸汽管道配管的整体发展还是比较好的。在化工工艺的运行过程中，蒸汽管道配管的使用可以有效地提高石油分离的安全性和稳定性。目前，蒸汽管道主要用于用量大、分离难、并且会产生有毒气体的化工产品，主要代表就是石油。石油在进行分离时，会产生一氧化碳、二氧化硫等有毒气体。这些有毒气体会对环境造成很大的破坏，因此不能将其直接排放到大气环境中，为了有效的控制这些有毒气体，可以利用蒸汽管道来减少对环境的污染。在石油化工企业运行时，装置蒸汽管道可以减少有毒气体对空气的污染，当石油在蒸汽管道中进行化学反应时，蒸汽管道可以有效地控制反应过程中所产生的有毒气体，不会让其任意扩散到空气中。而蒸汽管道在装置过程中并不需要花费大量的成本，因此在石油化工企业中得到了广泛的运用。此外，蒸汽管道还具有隔热保温，防潮，防腐蚀等优点。在蒸汽管道中，蒸汽管道配管發挥了非常重要的作用，也是蒸汽管道设计中最重要的环节，因在提高蒸汽管道的工作性能时必须要加强蒸汽管道配管的科学设计。

2 石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计探讨

2.1 泵的配管设计

安全和环境保护法规是化工设计人员首要考虑的因素，因此对于化工工艺装置泵的配管设计必须首要考虑防火、防爆、安全防护和环境保护等因素，泵是动设备，动设备的配管应注意控制管道的固有频率，避免产生共振，管道柔性分析应满足泵制造厂关于管口受力的要求，同时对于热膨胀管道，应进行应力计算，满足应力要求的同时，管道走向要简单明了;泵有进出口，故配管时分入口管和出口管，泵的进出口通常会有变径，入口采用偏心大小头，出口采用同心大小头，对于入口管路中不得有气袋，否则应设置高点排空;为了避免输送流体的倒流，栗出口管道都设置止回阀，另外泵出口管线走向要考虑管道柔性，特别是高温高压管道，必须根据应力分析结果来确定管道走向，从而合理布置泵出口管线。

2.2 蒸汽支管设计

蒸汽管道主要由主管顶接出，在设计中，若需要在支管设置控制阀，则应将其布置在靠近主管的横向管道当中。由于设备操作十分便利，应优选切断阀。蒸汽支管不可从要求较高的蒸汽管道上接出。蒸汽管道的π 形补偿器中不可引出支管，如支管引出从两侧进行，还需对主管位移进行合理控制，且支管不可承受过大的应力，避免主管膨胀而引发支管银触点位移的问题。

蒸汽支管需采用两个阀块，主蒸汽管道或支管连接时必须与设备和工艺管道连接，并在蒸汽管道顶部设置三个阀门，两个切口之间的阀门常开单向阀的间距不得超过20mm。蒸汽管道、疏水性设施的设置需要严格按照国家现有的规定标准要求进行。蒸汽管道减压阀中的调节阀应具备优良的性能;做好蒸汽水分离器和加热器的质量检查工作，确保其与规定要求相符;设备进气管切断阀前的最低点要满足设计要求;蒸汽分配管与闪蒸罐的底部不可违背设计规范;蒸汽分支管的配件质量均需满足要求，基于车子的运行要求设置冷凝水放净阀。

2.3 蒸汽管道排液设施设计

排液设施的设置与压力蒸汽的状态有着直接关系，如果压力蒸汽属于过热蒸汽时，无需设置排液设施，不过在蒸汽管道的暖管中则会出现较多凝液，开车时此现象较为普遍。因此，必须设置专门的排液设备。蒸汽压力等级不同是产生凝液的又一原因，需要设置不同的排液设施。超高压管道中通常不会形成凝液，所以生产中一般不会设置输水设施。

超高压管道管壁的厚度较大，压力数值也相对较大，不容易开孔，因此无需设置分液包。高压蒸汽管、中压蒸汽管和低压蒸汽管使用中，均不会产生冷凝液，但是蒸汽管暖管会处于开车状态下，进而产生较多的凝液。对此，要在蒸汽管中设置输水管道。蒸汽管道配水设施设置中，需将分液包设置于蒸汽主管末端，水平敷设蒸汽管道中的分液包间隔需满足设计要求。规定装置内部饱和蒸汽中的间距为80m，过热蒸汽中间距为160m，装置外部顺坡和逆坡的间距要分别控制在300m 和200m左右，当蒸汽进入到设备后，要结合实际在设备周边设置蒸汽疏水阀，在下部的陷阱中采用多种疏水措施，且无需在过热蒸汽装置上设置水分离器。

2.4 高温隔热管托设计

高温隔热托管是一种保温托管类型，主要使用在中、高温管道中，由于其管托热损失较低，具有较强的应用价值。另外，安装过程中无需焊接管道，能够避免损害管道，对保证管道寿命有重要意义。为此，引进高温隔热管托以期减少热能损失。

高温隔热管托可用于水平管道、垂直管道以及刚性吊架或弹簧吊架，结构型式种类较多，结合多个厂家技术交流情况和标准规范，拟使用的隔热管托基本类型有2种：双管夹式高温隔热管托（1/2"～48"），全管夹式高温隔热管托（1/2"～48"）。选择时，根据不同设计温度，相应部件的尺寸和材料根据计算确定。

2.5 蒸汽凝液管道设计

在化工装置体系中，蒸汽凝液管道也占有重要地位。通常，针对蒸汽凝液管道配置存在相应的问题，主要是没有充分了解和掌握现实状况，另外由于设计人员的专业性不强，使得蒸汽凝液管道设计存在质量安全隐患。基于这一现状，在进行蒸汽凝液管道设计时必须要加强设计的监控，设计前要充分了解化工工作的整体流程，然后再制定出与之相符的设计方案。其次，在设计过程中要保证蒸汽凝液管道与蒸汽管道装置处于同层，可以实现有效的衔接。倘若凝液总管道高于蒸汽管道的疏水阀时，可以在疏水阀处安装止水阀来提高作业的便利性，进而提高石油化工企业的工艺水平和作业效率。

2.6 直埋管道补偿器安装设计

在实际直埋管道补偿器安装的过程中需要综合考虑管道热力的问题，管道因热力产生的影响效果需要补偿器进行消化，以保证蒸汽管道运行稳定性和可靠性。

蒸汽管道的热伸长量需要根据两固定节间的直管段计算长度、管道的膨胀系数、管内介质温度与环境温度差等参数进行计算。并且当两固定节间的直管段计算长度保持固定的状态下，管道热伸长量就会随着管内介质温度与环境温度差值的增长而变大。这就是补偿器安装必要性的体现，在直埋蒸汽管道敷设当中应用的补偿器种类主要有波纹补偿器和自然补偿。在直埋管道敷设中，套筒补偿器与球形补偿器和套筒补偿器由于存在一定的局限性，因此不具有适用性。

波纹补偿器结构安装设计，通常是在补偿器外护管，待补偿器完全封闭之后进行直埋敷设安装。这种方式施工环节简单，效率高，可实现预制后安装。但这种方式也有缺陷，当补偿器出现故障时，维修的难度较大。而且波纹补偿器的设计安装具有特殊性，补偿器设备损坏的概率较大，如果波纹补偿器存在潜在的缺陷，在短时间内不会出现明显的征兆，但是蒸汽管道长期运行下，补偿器长期伸缩，设备损坏、泄露等问题就极易发生。由于在安装之前很难及时的发现，在封闭安装之后，想要维修处理故障就会非常困难。因而波纹补偿器安装设计应用与传统模式有很大的不同，单纯保证蒸汽管道系统管材与设计合理、工程建设规范，并不能完全避免补偿器维修。

3结语

综上所述，石油化工企业运行中，蒸汽管道配管发挥的作用不可忽视，特别是前期设计质量对后期的安全运行影响巨大，并直接与企业经济效益息息相关。设计人员必须全面了解和掌握蒸汽管道配管配置的要求和要点，加强对管道设计的研究处理，给化工生产创造更好的环境和条件。

参考文献：

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[2]袁彩，刘林康.蒸汽管道用高温隔热管托选型研究[J].东北电力技术，2020，41（01）：9-11.