石油化工装置中工艺管道的设计

李云鹏

摘要：石油化工装置工艺管道设计对整个化工企业来说意义重大，它的好坏会直接影响到化工企业的经济效益以及企业员工的生命安全，高质量的管道设计可以有效防止安全事故的发生。因此，本文对石油化工装置中工艺管道的设计进行了分析。

关键词：石油化工装置;工艺管道;设计

一、工艺管道设计现状

1.1工艺流程设计现状

工艺管道的存在，本身就是为了连接工艺流程，使其工艺流程能够顺畅的走下去，一个合理的工艺流程对工艺管道设计的影响非常大。合理的工艺流程设计可以避免冗杂的工艺管道，既能节约成本也可以降低安全隐患。但是很多石油化工企业，尤其是一些基层企业，为减少投资成本，在建设初期没有进行专业的工艺流程设计只是把其它企业所运用的一些工艺流程进行照搬照抄，使得工艺管道的设计质量偏低。也有部分企业在进行工艺流程设计的时候没有按照相应的消防安全规定进行，工艺流程的设计未按照相关规定，工艺管道的设计自然也会受到较大影响，这就导致在发生紧急情况时无法采取有效的措施去应对，而带来重大的损失。还有企业在未加评估检查的情况下就引入了外国的工艺流程和生产技术，使得工艺管道设计复杂，但是在实际的运行中并没有带来太大的效果。

1.2化工装置布置现状

石油化工中工艺管道的作用就是连接各个化工装置，这就可以直接看出相应的化工装置的布置设计会对工艺管道设计带来多大的影响。化工装置的布置设计会直接影响石油化工工艺管道的设计和后期的维护工作。石油化工的工艺管道数目很大，并且排列紧密，一旦发生事故往往就是灾难性的，一般而言真正的大型石油化工企业会进行工艺流程设计和化工装置布置设计，以保证安全和工艺管道的利用度。但是一些小型的石油化工企业没有进行这两种设计，导致化工装置布置杂乱无序，工艺管道冗杂，一旦发生安全事故无法进行合理的减灾。

1.3工艺管道路线设计现状

作为石油化工装置中的重要组成部分，工艺管道的路线设置非常重要，设计路线的好坏不仅影响到施工质量、施工安全，还影响到日后的操作安全，因此，我们需要将工艺管道路线的安全设计作为首要工作任务。尽量使用危险性较小、强度较高、耐腐蚀较好的材料，保证化工装置中的危险介质不会从管道中泄漏出来，减少事故发生的几率。

二、工艺管道设计的关键点

在石油化工企业中，管道设计问题关系重大，管道的实效性对整体生产能力有着重要的影响。因此，要针对管道会出现的问题，对其进行间隔性的检查。实践表明，我国石油化工企业中的工艺设备中还有一些细节需要完善，必须将这些问题加以改善，以提高石化产品的生产能力。

2.1做好工艺管道检查工作

对于整个生产过程来说，工艺管道担负着连接各个生产元件的重要作用，在生产中起着承接作用，对于整个工程的完整性有着重要的影响。因此，在技术准备工作完成后，要根据具体的设计方案，对工艺管道进行系统性的检查。在检查的过程中，要严格按照流程的相关标准来完成检查。检查的首要任务时针对其完整性方面的检查，在这个环节中要根据管道的系统图，确定整个管道是否有缺失的部分，检查管道的整体构造，使其能够满足施工的需要。

2.2做好细节的完善工作

管道中的细节问题也是影响生产的重要因素，在管道设计中，必须严格检查细节上存在的问题，使整个生产工艺得到完善。对于管道试压方案的设计，要将方案进行完整性设计的基础上，将方案交给有关部门进行审核，方案必须经过准确的审核后，才能执行具体的操作。另外，要做好方案的统筹和规划，完善试压的条件，合理安排放行环节，使工艺管道的严密性得到保证。如在塔与管线的设计中，要合理安排管线的布置，利用调节阀来实现管道的控制，针对这一内容，下文中会做详细介绍。细节是是工艺管线得以完善的重要保障，在设计中不能被忽视，必须在考虑管路整体构架的基础上，加强对管线细节的把握，保证工艺管道的整體性能。

三、石油化工装置工艺管道设计

3.1管架的设计

石油化工装置管道的支架结构设计是管道系统设计的重要部分，管架系统可以支撑整个管道，也可以提高管道的稳定性。管道设计必须满足管道长期输送介质的稳定性要求，确保管道系统安全输送。一般的管道设计需结合弹簧架和支架的合理搭配，这样的管道设计性价比较高，可以节省成本和管道不稳定等现象产生。

3.2装置塔及立式容器设备的管道设计

石油化工装置管道的塔和容器设计，需考虑其介质形态和工艺原理。当气体和液体相向而流时需要将调节阀装在能接触介质的容器边，这样设计可以减少管道内压，也能减少装置管道的震动现象。从设计原理角度出发，在汽堤塔和分馏塔之间设置一组靠近汽堤塔的调节阀组，而回馏罐和分馏塔之间设置一个在回馏罐上部的调节阀，分馏塔内部的塔顶压力采用无袋形且线路短的热旁路来控制，以便于液柱在调节阀之前达到管道设计规范的标准。

3.3装置泵的管道设计

泵的管道设计需满足其正常使用及检修等要求的前提下，更要考虑热膨胀对泵出入口的要求，来减小泵嘴处的应力现象。在满足泵的管道设计要求下，尽量减少泵口处管道的长度。对于往复泵，因为脉动的存在，应尽量减少管道弯头数量。管道布置时，离心泵需要有一侧设计泵的检修维修，往复泵预留空间进行活塞及拉杆拆卸和检修，立式泵上方应有检修空间。泵的吸入口有变径时，使用顶平大小头，避免泵嘴集气对泵造成气蚀，泵吸入口前有3DN直管段，减少对泵叶轮的影响。泵出入口管道合理设置承重支架和导向或者止推支架，减小泵嘴应力及力矩。

3.4管廊上官道的设计

管廊是沿着管道或设备外布置，形成走廊，可连通装置内的设备。管廊上管道的合理设计可以提高设备装置的安全性，节省成本。大直径重管道应布置在靠近管架柱子的位置或设计在管架柱子的上方，小直径的轻管道布置在管架的中心部位。合理的设备平面布置是依据工艺流程在管廊两侧布置设备，因此应设计联系管廊两侧的设备，管廊中间应设计公用工程管道。当设计为双层管廊时，一般气体管道、热管道尽量布置在上方;液体的、冷的、液化烃、化学药剂及其他有腐蚀性介质的管道宜布置在下方。

3.5冷换设备的管道设计

石油化工装置的冷换设备是由冷却器、换热器和冷凝冷却器组成，是依据冷热介质在管道中传热达到交换效果。石油化工装置的管道需考虑低压、高压交替作用因素，其换热器需满足相关规范，并设计在离维修通道近的地方。冷换设备在进出管道时需设计分断阀，这样可以利于有毒或可燃气体的输送，确保使用年限。对于顶馏到凝器的管线支管和主管需要垂直设计以避免流体不均匀现象出现。

四、结束语

当前我国在发展的过程中，石油化工行业整体的发展现状较为良好，为我国经济的稳定发展奠定了较好的基础。实际发展的过程中，关于石油化工装置工艺管道设计问题，也引起了作业人员以及研究人员的关注。未来发展的过程中，石油化工企业为了保障石油化工装置工艺管道的设计效果，并且促进企业的稳定发展。实际发展的过程中，应朝着安全性、合理性、耐久性、经济性的方向进行发展。

参考文献：

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