化工工程设备管道的优化设计

化工工程设备管道的优化设计

解金国

山东省沂水县

摘要：影响化工管道工程质量的因素很多，但一般来说，主要分为设计和安装两个阶段。其中，设计作为工程的出发点，直接决定着工程的顺利实施，而设计过程中考虑因素的全面性决定着施工进度的速度。如果在设计中出现问题，不仅会耽误工程进度，而且会浪费以前投入的人力物力。作为化工管道工程的后期实现和维护，安装是否安全，安装质量的好坏直接决定着管道能否真正实施，也就是说，安装的好坏决定着工程能否在现场实施。本文主要分析化工设备管道的优化设计。

关键词：化工工程；设备管道；设计

1设计阶段存在的问题

1.1压力值不符合工况要求

在管道工程设计过程中，应根据输送物料的实际情况设计管道的压力值。管道的压力值决定了管道的寿命和易损性。如果设计压力值与实际材料需求量相差较大，管道将出现超压状态，使管道更容易损坏，降低其安全度。

1.2 配件设计不完美

管道工程的附加设计对管道的安全和寿命有着重要的影响。当分布材料具有高熔点特性时，如果在管道工程设计过程中不增加伴热设计，将使管道更容易发生低温脆性断裂、超压断裂等问题，这将导致管道破裂和物料输送中断；当输送物料呈现低沸点特性时，如果管道工程设计不考虑保冷特性，它会造成物料的过度输送，在常温下沸腾的情况下使管道因超压而破裂。因此，在管道设计阶段，对附件的考虑更为全面，并根据运输材料的实际情况进行调整。

1.3管道组成原料设计不合理

化工管道由于其独特的性能，常被用于输送具有强酸、强碱和强腐蚀性能的物料。因此，在管道设计阶段，如果管道原材料性能设计不合理，即不能实现强酸、强碱、强腐蚀性物料的输送，管道的使用寿命和安全隐患很大。

2化工工程设备管道优化设计

2.1设备优化设计

化工设备的优化设计直接影响到化工工程的施工质量，因此有必要对化工设备进行优化，以保证化工工程的质量。化工设备的优化设计可以从以下几点来考虑：第一，化工设备需要与化工工艺设计的要求相协调。在设计化工设备时，必须明确化工生产过程。根据生产工艺，做好化工设备的布置。例如，在布置同类型化工设备时，可以采用集中设计的方法，但在此期间，应注意设备级差与既定标准的一致性；二是对不同化工设备进行优化设计。化工设备主要分为主设备和辅助设备两大类。主要设备和辅助设备的布置位置不同。确保设备位置布置的安全性和合理性，防止化工设备布置在爆炸区域。辅助设备可布置在主设备下风位置，以满足化工生产的需要；三是化工设备人员需将设备磨损问题纳入优化设计，把设备维护保养放在化工设备优化设计的重要位置。

在化工常用设备优化设计中应注意的问题、塔的布置及其要求：化工塔作为一种常用设备，其布置方式有单排布置、多排布置和框架布置等多种。一般来说，最常见的塔的排列是单排排列。当管廊一侧有两个以上的塔或立式容器时，可采用中心线找正。如果两个以上的塔有平台，可以采用切线对齐或中线对齐。多排布置适用于直径小、塔身高度高的塔。在这种布置下，塔架可以通过平台连接，提高塔架的稳定性。塔身平台构件之间可采用滑动导向接头连接，提高了在不同温度下的适应性，减少了热膨胀的影响。框架布置适用于直径≤1000mm的塔架，可显著提高塔架的稳定性。与塔相关的设备应根据相关工艺流程尽量布置在一个区域内，不同设备之间应形成独立的操作系统，以便于人员的维护和管理。化工塔的布置如图1所示。两台重沸器的布置及要求：重沸器也是化工生产中常用的设备。重沸器的布置应注意以下问题：明火加热重沸器与塔的间距应严格按照防火规范中加热塔与塔的间距要求布置；立式重沸器可布置在塔的侧面，塔可以作为支撑，保证垂直再沸器与塔之间的距离保持一定的高差。上方应留有一定的检修空间，方便工作人员检修；蒸汽或热载体加热的卧式再沸器应尽量靠近塔体，并保持一定的高差和距离，以满足管道布置的要求。再沸器管束的一端应预留一定的通道和检修场地，以方便设备检修。

2.2管道优化设计

化工管道的优化设计是：首先，化工管道的设计需要严格按照既定的化工工艺流程进行。在化工管道设计中，工作人员需要进行架空处理，在保证管道质量的前提下可以节省空间；二是控制管道间距，这是化工管道优化设计中需要注意的问题。例如，有些化工管道有凸出的表面，这些管道之间的距离应大于2.5cm，至少为2.5cm；第三，化工管道优化设计中的管道位置应合理，管道应尽量避免安装在吊装孔区域和拆除区域。管道一旦安装在吊装孔区或拆除区，气体就很容易进入管道中，化工时，固体管道的安装应沿管道顶部进行，半径比为5:5，以避免管道在地面上弯曲。如化工管道直径为6cm，按5:1的原则，化工管道弯曲半径为6×5=30cm。对于废气管道，优化设备需要严格按照既定的国家标准进行，确保管道布置的安全性和规范性。

结语

综上所述，化工设备管道和材料的优化设计需要注意的问题很多。只有充分把握存在的问题，以化工生产为重点，才能优化设备管道设计，选择最佳管道材料，确保化工生产的安全。

参考文献

[1]化工工程设备管道与材料优化设计研究[J].宋俊华.中国石油和化工标准与质量.2019(09)

[2]化工工程设备管道与材料优化设计[J].许才盛,孙明刚,肖凤祥.化工设计通讯.2020(03)

[3]化工工程设备管道与材料优化设计研究[J].张吉星.化工管理.2020(36)