化工工艺管道设计的配管注意事项研究

化工工艺管道设计的配管注意事项研究

周元臣

常州化工设计院有限公司 213003

摘要：在化工工艺系统中，管道连接着不同类型装置与流程，也是原材料与产品输送的主要媒介。工艺管道不仅要面临介质压力与作用的影响，还要拥有显著的抵抗不同类型化学品、中间体等腐蚀特性。配管在化工装置的管道设计过程中发挥积极作用，其设计品质也会对化工装置生产效率、安全性能带来影响。故此，文章将围绕化工工艺管道设计配管注意要点展开以下分析，以期为业内工作者提供重要参考依据。

关键词：化工工艺；管道设计；配管事项

化工行业将石油、天然气作为主要原材料，通过化学反应，溶解、混合、精馏等物理过程形成石油产品与化工产品。化工配管和其他行业存在明显差异，由于化工行业存在有毒性、高压、高温与低温、容易燃烧、腐蚀特性等特点，为此，会对化工配管提出较高要求。化工管道管壁由于长期和高温高压化工产品相互接触，并在不同温度、气液相高速冲刷以及不同浓度酸碱盐的作用下，容易出现腐蚀、管壁材料剥离等实际问题，使其存在许多安全风险。为此，应该注重化工工艺管道设计的配管环节。

1. 化工工艺管道设计的主要因素

在化工工艺管道设计过程中，需要对以下因素加以考量：部分化学介质有着显著的腐蚀性，容易使管道老化速度加快。除此之外，在运输容易燃爆的物料时，除去常规法兰连接方式，还可利用焊接连接方法。高温管道在进行配管设计过程中，还要对热应力影响加以考量，合理应用柔性配管设计方案。同时，为了确保施工、操作与维护方便，尽可能减少弯管与相交节点的数量^[1]，科学设计管道位置。如若分支过多，还要优化管道的局部情况。

二、化工工艺管道设计中的配管注意要点

（一）注重选取化工工艺管道材质和耐腐蚀处理

化工产品自身有显著的强酸强碱性质，为此腐蚀性极强，容易和其他管材产生化学反应，对管道材料的品质带来不利影响，同时腐蚀问题的形成，也和管路材质、化工各种产品类型、施工温度湿度变化、压力水平等因素存在关联性，为此，应该注重选取耐腐蚀的管道材料。当前，市面上较为多见的管材以金属管材、塑料管材、玻璃管材、复合材料管材为主，不同类型的管材其自身条件、优缺点也有明显差异，需要结合具体情况下，做好材料的有效选取。

因化工管道材料有许多品种，每个品种还包括许多分支。例如，不锈钢管道材料，就包括增添一些不同成分且应用于相应环境下的多类型不锈钢。现阶段，结合材料的快速发展现状，已经形成许多耐腐蚀性较高的复合型材料，并将其与不同类型金属材料特点相互融合，使其拥有较高普适性能，与此同时金属材料的机械性显著，能够弥补复合材料机械性能的不足，可以展现其各自材料的优势作用，达到取长补短的作用。除此之外，不锈钢自身还有显著的机械性、耐高温性、高压性特点。硼硅玻璃的透明性良好^[2]，便于对整个管道内液体流动、介质反应情况加以观察，管道内光滑的管壁也能减少液体流动阻力，便于清洗。钢衬管材将上述两类材料的优势相互融合，且具备显著机械性能，可使耐酸碱性增强，避免硼硅玻璃与聚四氟乙烯等不同材料强度与刚度不足等问题发生，主要应用于距离比较长且特殊环境下铺设管路，但是经济成本比较高。在化工管道选择过程中，不但要对自身的耐腐蚀性、耐高温性、高压性特点加以考量，也要注重经济成本、安全性能等方面，做好前期的成本核算工作，使其满足应用年限基本需求的基础上，做到管材的科学选取。在管材选取期间，还要根据以下几点原则：其一，结合管道本身压力与温度、介质化学等特性、参数等，明确化工工艺管道施工管材的基本范围；其二，运用对比分析的方式，尽可能选取造价成本比较低、使用周期比较长、便于维修管理的管材；其三，针对特殊情况，应该做到特殊对待，选择适用于特殊情况下的材料。化工配管也要结合实际工程情况，合理设计，其管路即便已经进行生产，也要做好定期检查。由于化工生产属于动态化工艺过程，而管道设计与维修养护也要根据实际工程情况做好调整，坚持以安全第一为原则，保障化工工艺管道设计工作有序展开。

（二）注重排液工程设计的基本要点

如若蒸汽管道中有许多高温蒸汽容易在低温情况下形成凝液现象，如若没有将凝液有效排出，一旦产生气液混流，就会使管道出现裂缝。为此，应该注重排液设计环节，以便将管道中的凝液及时排除。首先，应该注重排液设施的合理设计环节。通常情况下，都是根据压力蒸汽情况，对排液设施进行有效设计。如若压力蒸汽处于过热的状态，此时不能进行排液设施的设计；当其不属于过热情况下，并存在较多的凝液时，需要进行专门排液设施的设定，且结合蒸汽压力等级，选取相应的排液设施。其次，如若有必要进行输水管道的设计，例如在蒸汽主管末端设定分液包，但是要结合现实情况，对分液包间隔进行有效控制，如在过热蒸汽中分液包间距应保持160米。最终，为了保障作业工作者的人身安全，需要在放空管下端弯头部位进行排液孔安装，同时将其与管道相连，把排液引入到漏斗、排水沟位置，如若还要装置消声器设备，需要将其在底部进行支架安装。

（三）蒸汽管道检验设计方法

在化工装置中进行蒸汽管道设计时，需要注重蒸汽管道的管径设计环节，有效规避减少管道直径与实际工作要求不符的情况。在实际运作过程中，一旦出现管道直径与实际要求不相符情况，应根据化工工艺设计的基本要求，合理设定蒸汽管道直径，当直径和实际尺寸相比偏大时，不仅会导致整体制作过程所选材料增加，还会提高生产建设成本，最为关键的是存在化学反应时，也会消耗适当热量，对整体化工生产进度带来影响。反之，管道直径设计和实际直径相比偏小，由于无法满足工程设计要求，会出现蒸汽管道设计时其配管无法正常运用的情况，导致材料浪费，提高整体制作成本。为此，在蒸汽管道管径设计过程中，需要根据实际要求，减少各项资源浪费问题的发生。

（四）配管设计的优化方法

为了使配管的适用性进一步提升，在配管环节中，设计工作者还要应用有效对策展开配管优化。配管设计的优化方法包括以下几点：其一，如若前后压力保持一致，需要选取材质精良的螺栓、阀门；反之，在管道材质保持相同的情况下，也要确保螺栓、阀门与垫片都属于高压材质。其二，在泵进口管道设计过程中，需要根据泵扬进一步明确管道的直径。并且，根据管程短、压损小的基本原则，对管道整体布局进行适当调整。另外，还要对安全性、经济性等因素加以考量，注重管道设计的优化。其三，在管道连接设备设计过程中，需要合理控制设备之间的距离，同时将高危设备远离人员集中区。与此同时，还要尽可能选取智能化设备，推动化工工艺管道系统的智能化、信息化、现代化发展。其四，在条件允许的情况下，需利用计算机设备，对管道设计体现模拟、运作，以免管道出现碰撞、交叉等问题发生。与过去人工设计方式相比，设计模拟能够在不进行管道安装的情况下，对其中可能出现的问题加以预测^[3]，只有这样才能避免后期返工问题发生，使管道设计方案更加合理、科学。

结束语：

综上所述，由于化工生产具有一定的复杂性，安全事故与危害程度的影响深远，尤其部分问题容易出现在管路铺设环节。化工产品常见于腐蚀性较强的酸碱盐，并在特定条件下需要仪器设备、管道路线具有耐高温高压性质。由此可见，化工管道设计是一项复杂工程，涉及众多内容，对于设计有较高的要求标准。这就需要工作者注重化工工艺管道设计环节，为其选择适当的管材，保障各个环节都能有序运作，减少安全事故的发生，才能防患于未然。

参考文献：

[1] 孙源鹤.化工工艺管道设计的配管注意事项研究[J].化工设计通讯,2021,47(1):2.

[2] 张清劭.浅析化工工艺管道设计的配管注意事项[J].中国化工贸易,2019,11(015):25.

[3] 孙启新.化工工艺管道设计的配管注意事项研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,41(12):2.