浅析化工工艺管道设计

浅析化工工艺管道设计

唐伟杰,王成旭

诺力昂化学品（嘉兴）有限公司 嘉兴平湖 314200

摘要：化工过程的优化需要以工厂的成套设备为基础。化工过程的优化可以从产品制备的反应优化中形成，也可以从化工过程的结构优化和升级中促进化工过程的改进。中国是化学工业的主要生产国，中国的化学工业为中国的经济发展做出了巨大贡献。通过研究，化学工业对社会的运行和发展以及经济的进步起着重要的作用。特别是在社会经济快速发展的今天，化工工艺技术的不断优化将有助于推动化工行业的持续发展。分析了影响化工过程的因素，阐述了优化化工过程的具体措施，探讨了优化化工过程的意义。

关键词：化工工艺;优化措施;具体方法

导言

在石化厂，根据蒸汽操作压力的不同，蒸汽可分为四种类型：超高压蒸汽、高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽；工作温度200～538℃，管径约dn15～dn600mm。这些蒸汽作为主要公用工程材料，不仅可用于稀释蒸汽和汽提蒸汽，还可用于汽轮机、再沸器、蒸汽分配站、蒸汽灭火和公用工程站。由此可见，采用何种手段和方法来设计化工工艺管道的结构，实现蒸汽管道的安全性和经济性具有重要意义。化学管道设计和管道不应仅限于蒸汽和冷凝水。蒸汽和冷凝水不仅用于化学工业，还用于热电。工业和采矿业。化学工业的特殊性无法突出。建议说明化工行业中剧毒、高、低温、高压、易燃易爆管道的配管注意事项。此外，还可以突出化工管道的配管要求和相应的禁忌。例如，应注意不同管道等级的连接。特种设备配管应注意的事项。塔设备、辅助冷凝器和再沸器的连接注意事项。装置区管廊及埋地管道。这可以从很多方面来解释。

1化工工艺概述

化学工业是指以石油和天然气为主要原料，通过物理和化学反应生产石油产品、化工产品和工业产品。蒸汽管道是整个石化生产过程的主要组成部分。确保蒸汽管道的合理设计，可以为石化行业的安全稳定生产提供保障。因此，为了保证化工过程中各管道的合理布置，必须通过模型法对管道设计进行模拟，合理配置管道，以确保石化产品的安全稳定生产。

2管道设计工艺路线的安全设计

工艺管道内有大量易燃易爆危险品。一旦泄漏，将发生严重的安全事故。因此，在设计中，应充分考虑工艺管道设计的安全性，将安全问题作为设计的首要原则，放在首位。具体来说，设计中应充分考虑管道材料，管道材料应选用耐腐蚀、高性能的材料；其次，在管道系统中安装报警装置，当某一区域或管道出现异常时，及时报警，避免事故进一步扩大，提高管道维护的针对性；第三，设置联动锁紧装置。在某一区域发生泄漏事故后，可通过操作特定装置来完成事故区域的隔离，以将事故的危害降至最低。

3管道材料与等级分界的合理性设计

根据管道内部压力的不同，化工系统可分为高压系统和低压系统。这两个系统之间的温度和压力差别很大。两个系统之间的边界应清晰，以形成正确的分界点和边界。具体来说，不同条件下的材料选择和连接方法如下：

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

参考文献：

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