浅析化工工艺管道设计

浅析化工工艺管道设计

张鹏李昂单涛宋宁邵剑波

中国天辰工程有限公司天津市300400

摘要：化工工艺的优化,需要工厂里有完备的设备作为基础,化工工艺的优,化可以从产品制取的反应优化而形成,也可以从化工工艺的结构优化升级而促进化工工艺的改进,中国是化工工业的生产大国,中国的化工行业为中国经济的发展做出了巨大的贡献。通过研究,化工行业对于社会的运行和发展以及经济的进步都有着重要的作用,尤其是在社会经济高速发展的今天,不断优化化工工艺技术有助于促进化工行业的不断发展。本文分析了影响化工工艺的因素,阐述了优化化工工艺的具体措施,并探究了化工工艺的优化的意义。

关键词：化工工艺;优化措施;具体方法

导言

在石油化工装置中，依据蒸汽操作压力的不同，蒸汽可划分为4种类型：超高压蒸汽、高压蒸汽、中压蒸汽以及低压蒸汽；操作温度在200~538℃内，管径约为DN15~DN600mm。这些蒸汽作为主要的公用工程物料，不仅能用于稀释蒸汽和汽提蒸汽，还用于蒸汽轮机、再沸器、蒸汽分配站、蒸汽灭火以及公用工程站等。可见运用何种手段与方法来设计化工工艺管道的配置，实现蒸汽管道的安全性与经济性，具有重要意义。化工管道设计配管，应不仅局限于蒸汽于凝液。蒸汽及凝液不仅在化工行业有，热电。工矿等行业都有。不能突出化工行业的特殊性。建议说明化工行业剧毒，高、低温，高压、易燃易爆管道的配管注意事项。另外化工管道的配管要求，以及相应的一些禁忌可以重点说明。比如说对于不同管道等级连接注意哪些。特殊设备管道配管注意哪些事项。塔类设备及附属冷凝器，再沸器连接的注意事项。装置区管廊，埋地管道等。可以从多方面阐述说明

1化工工艺概述

化工是指以石油、天然气为主要原材料，经物理、化学反应后，生成石油产品、化工产品以及工业产品。而蒸汽管道是整个石油化工生产过程中的主要组成部分，确保蒸汽管道的合理设计，能够为石油化工安全、稳定生产提供保障。因此为保证化工工艺中各个管道布局合理，必须通过模型法对管道设计进行模拟设计，以合理配置管道，这样才能确保石油化产品安全稳定生产。

2管道设计工艺路线的安全设计

工艺管道中存在大量的易燃、易爆危险品，一旦泄露将产生严重的安全事故。所以，在设计时，应该充分考虑工艺管道设计的安全性，将安全问题视为设计的首要原则，放在第一位进行考虑。具体来说，设计时应该充分考虑管道的材质问题，选择耐腐蚀、高性能的材料作为管道材质；其次，应该在管道系统中加装警报装置，某一区域或管线出现异常后及时报警，避免事故的进一步扩大，提高管道维护、保养的针对性；第三，应设置联动闭锁装置，某一区域发生泄漏事故后，操作特定装置即可完成事故区域的隔离，将事故的危害性降到最低。

3管道材料与等级分界的合理性设计

化工系统中，根据管道内部受压的不同，可以分为高压系统和低压系统，两个系统之间存在较大的温度、压力差异，应该明确两者的界限，形成正确的分界点和分界线。具体来说，不同情况下的材料选择及连接方式如下：

3.1压力等级相同、材质不相同

该种情况下，螺栓、阀门必须选用高材质，法兰、垫片可以酌情采用低材质材料。

3.2材质相同、压力等级不同

出于安全考虑，此时的阀门、螺栓、法兰及垫片都应该应用高压材质，严禁使用低压材质。

3.3材质、压力均不相同

此时，阀门和螺栓应该采用高压一侧的高材质材料，法兰、垫片选用抵押一侧的低材质材料。

4塔与容器管线的合理性设计

管道是连通化工厂各设施的主要形式，与各类塔、容器存在密切的关系，应该根据工艺流程的需要和化工设备的具体要求进行合理的管线设计。一般来说，塔与容器管线的设计主要有分馏塔与回流罐之间的管线设计，分馏塔与汽提塔之间的管线设计。

4.1分馏塔与回流罐之间的管线设计

该区域的管线设计的重点在于调节阀的位置。一般的化工系统中，分馏塔是通过热旁路掌控塔顶的压力的，应该考虑可能出现的热旁路过短的情况，合理选择调节阀的位置。

4.2分馏塔与汽提塔之间的管线设计

该区域管线的调节阀是以调节阀组的方式出现的，安装在汽提塔附近，通过对调节阀组的控制能够调节系统中的液柱，满足管线内流体物质的运输需求。

4.2排液设施的设计

在暖管阶段，由于蒸汽管道会产生大量的凝液，因此设计人员须在管廊蒸汽管道“π”形补偿器的上升段安装排液设施，然后在蒸汽主管的末端设置分液包，若分液包安装在内部，需间隔80~160m安装1个；相反，如果安装在外部，需间隔200~300m安装1个分液包，并在装置侧的边缘安装蒸汽分水器，直到排出蒸汽放空管中。但是为了确保人员安全操作，还需在蒸汽放空管下端的弯头部位安装型号为Φ6mm的排液孔，与DN15的管子连接，引入到排水沟、漏斗位置，若放空管中安装消声器，需要在消声器底部连接DN15的排液管和放空管，并使用承重支架支撑.

5泵的管线设计

泵入口管线的设计是管线设计的重点，如果设计不当极易导致入口管附近有大量的气体集聚，造成极大的安全隐患。所以，应该重视泵的管线设计工作，进行科学的入口管线设计。具体来说，首先，选用可调节式入口支架，根据实际需要对入口之间的高度、角度进行调整；其次，将入口管及阀门等安装在泵的侧前方；第三，设计时应该充分考虑管道内部可能出现的气阻问题，通过顶平安装的方法消除气阻；第四，应该考虑管线材质的柔韧性，能够满足大角度管线弯曲的要求。此外，还应该考虑泵嘴受力在安全运行的范围内，否则应该对其进行力学补偿。

6管架设计

顾名思义，管架是管道的支撑、固定系统，是管道的安装基础。如果管架设计不合理将导致管道遭受一定的外部应力，增加阀门、接口等区域的受力，对管道的安全性造成一定的影响。所以，应该重视管架设计工作。具体来说，管架应该遵循以下原则：

6.1尽量减少管道与管架的相对位移

在管架设计时，应该尽量减少管道与支架间的相对位移，避免支架对管道移动造成的损害。在设计时，应该将部分负荷较小的支架从地面等固定区域转移到主管上，在满足支撑要求的同时，减少小管与支架间的相对位移，避免因此导致的管道损坏状况的出现。

6.2沿塔敷设管线的支架设计

沿塔敷设的管线，在设置承重支架时，大多只设置一个，但是可根据实际情况进行调整支架顶距塔顶封头焊缝线为150mm如果需要第二承重支架则需要设弹簧吊架，而且每隔一定间距需设导向支架。如此方能满足管线的支撑需要，确保管道正常工作。

6.3管廊管道的设计

化工管道运输的物质属于剧毒产品，加上管道本身的特殊性，易燃、易爆，如果管廊管道设计不当，极易导致管道泄漏，甚至是爆炸，引发安全事故。因此在管廊管道的设计过程中，依据蒸汽管道设计的标准要求来设计，将需要安装的管道集中在一起，顺着装置或者是厂房外布设，并在空中架设支架来支撑，形成一个完整的管道走廊（称为管廊）。然后在管廊的第一、二层架设工艺物料管，第三层架设公用工程管道，第四层安装仪表、电缆以及槽板等设备设施，以便日后管理。

结束语

化工生产过程中存在着很多问题及安全隐患，很多问题都是可以在管道设计阶段优化设计，将其避免的，确保每一个环节都能平安稳定运行。无论是地上管线还是隐藏管线，其施工质量以及良好的设计是非常必要的，结合实际经验，在管道设计中，优化方案，避免安全以及质量事故的发生，保证企业的安全稳定运行

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