浅析化工工艺管道设计

浅析化工工艺管道设计

王子颖

 （宁波华中工程设计有限公司  浙江 宁波315010）

摘要：近年来，化工企业不断发展，生产效率不断提升，而化工工艺管道的设计、施工，将直接影响化工企业生产效率与生产质量，我们要重视化工工艺管道设计工作，以化工企业实际情况为基础，确保工艺管道设计方案科学性、合理性，符合化工企业生产要求。由于影响化工工艺管道设计质量的因素相对比较多，我们要重点关注化工工艺管道的安全性和稳定性，有效避免安全事故的发生。进行化工工艺管道设计工作，需要明确管道设计危险性因素，并且在化工工艺管道设计的各个环节加强控制，保证工艺管道设计的规范性与科学性，使化工生产能够顺利开展。

关键词：石油化工；工艺管道；管道设计；危险性因素；腐蚀性；应力破坏

一、化工工艺管道设计危险性因素分析

1、有毒物质危险

一般来说，化工工艺管道要求保持密封状态，避免管道物质输送过程中出现泄漏或流失的现象。另外，如果工作人员操作失误，导致超温、超压、溢流等，或是管道维护、保养工作不足，也容易造成物质泄漏现象。化工工艺管道泄漏的物质可能会是化工原料、中间产品，也可能会是产品，其中不乏一些有毒物质，工作人员一旦接触了这些有毒物质，将会影响工作人员的身体健康，甚至会造成安全事故。对人员、环境等都会有影响。

2、腐蚀性物质危险

化工工艺管道的主要用途是进行各种工艺物料的运输，由于物料酸碱性不同，个别物质带有较强的腐蚀性。如果管道选材不当，腐蚀性介质对工艺管道会造成直接性的腐蚀损害。同时，在管道的长期运行过程中，尤其是一些物质在管道的低点、“液袋”、“死区”等部位长期积聚，导致该部位管道内壁被长期腐蚀。这些因素均会导致化工工艺管道的强度因腐蚀而受到破坏，直接影响管道的安全和使用寿命。

3、应力破坏危险

由于化工生产设备相对比较复杂，实施工艺管道设计应避免管道受到自身材料的影响或是外界破坏。例如工艺管道因外界温度比较低，导致脆性增加，从而出现管道断裂现象等。温度过冷产生的现象是冷脆，导致管道开裂。

对于工艺管道来说，除了要重视内部输送介质对管道腐蚀的影响，还要关注其他因素的影响，例如人员操作不当，对工艺管道进行敲打，直接影响管道使用寿命。

二、化工工艺管道设计要点

1、工艺流程设计

对于化工工艺管道设计工作来说，进行工艺流程设计尤为重要，不仅是管道设计工作的关键，同时还是判断管道设计合理性的重要依据。由于化工生产过程十分特殊，工艺管道的设计应考虑化工企业特点以及当前发展现状，综合考虑空间、地形等各方面的因素，以此来制定针对性的工艺管道，进一步优化工艺流程。另外，工艺管道设计中，还要考虑设计的经济性，简化工艺生产流程，有效节约管道等施工材料，保证工艺环保性与安全性。

2、工艺设备的科学布置

在化工生产过程中，工艺管道作为工艺设备中的十分重要的部分，在布置工艺设备时需要考虑管道与工艺设备之间的内在联系，以全局观来科学布置工艺设备，确保工艺设备设置规划的合理性。以此来保证化工工艺系统设计布置中的流畅性，并为接下来的化工生产作业、生产质量控制以及设备维护奠定良好的基础条件。在化工工艺设备布置设计中，应预留足够的空间用来安装工艺管道，并制定明确的施工标准要求。身为化工工艺管道设计人员，应始终坚持终身学习的思想观念，加强专业技能的提升，充分了解介质特性，通过专业的设计软件，并明确化工工艺管道特征，掌握管件设计施工的具体要求，合理规划管距。如果出现化工工艺设备布置不合理的情况，工艺管道布置预留空间不够，不得不更改管道设计方案，不仅会打破工艺设备之间的协调性，而且会直接影响工艺管道安装质量，严重时还会影响后续的维护保养工作，无法体现管道设备价值，我们要在化工工艺设备布置与管道设计布置中严格遵循相关操作规定以及有关技术规范，确保工艺设备布置空间的科学性、合理性。

3、安全性设计

化工工艺管道设计工作中，安全性是设计阶段必须要重视的问题。化工工艺管道的使用比较特殊，我们在进行管道设计时必须要考虑其安全性与可靠性，并且要考虑管道投入使用后操作的便捷性与今后的维护保养工作。选择管道材料时应严格控制质量，确保管件、阀门等配件的适用性，并确保其机械强度能够满足管道设计要求，管道使用寿命也是需要考虑的问题，全面保证化工工艺管道建设中，设计与施工安装都能够符合国家有关要求。同时，在化工工艺管道设计过程中应考虑抗震、防裂、失稳等问题，保持管道设计科学性，进一步保证工艺管道设计水平，使化工工艺管道能够正常使用，同时保证工艺管道的运行效率，针对发现的问题要及时采取针对性的安全控制策略。为了能够保证化工工艺管道设计的安全性，应在管道上适当加装安全阀等安全附件，做好必要的安全防护措施。除此之外，化工工艺管道设计与安装中，仪表与报警装置的检查十分必要，以化工工艺管道体系结构设计角度来看，应力管线作为其中重要的部分，（什么叫应力管线？），在设计过程中应采取相应措施消除应力管线内部残余应力。

4、合理性设计

由于化工生产作业中，生产材料比较特殊，在化工工艺管道建设方面需要格外注意管道压力与温度方面的承受范围，并且管道施工中，连接点会比较多，无形当中提升了管道设计工作难度与要求。尤其是对于化工工艺管道连接点的设计，要重点关注连接点的设置质量，保证管道连接点设计的合理性与安全性。泵的入口管道宜短而直，但必须具有一定的柔性，对较高温和高温管管道宜做热应力分析，使泵嘴受力符合要求。为防止汽蚀现象的发生，泵吸入管系统的有效汽蚀余量的1.3倍以上。当入口水平管段较长时,要有1/50～1/100的坡度，如水平管段是在上抽（吸入）系统时，则向泵入口上坡；如在压入（灌注）系统时，则向泵入口下坡；当泵入口管系统有变径管时，管径DN≥65者要采用偏心大小头以防变径处气体积聚。泵入口法兰前弯头向下时，变径管顶平；弯头向上时，变径管底平。针对偏心管进行精细化设计，保证偏心管设计能够满足化工工艺管道设计要求，并严格根据设计原则与设计目标来进行，进一步保证泵的正常运行。

结束语

在我们日常生活中，化工产品随处可见，化工生产企业也在不断发展。化工生产期间容易出现问题以及安全隐患，而工艺管道就是化工生产中非常重要的环节，良好的化工工艺管道设计、施工能够有效避免很多问题，在化工工艺管道设计与施工阶段中，良好的设计方案和高质量的施工效果能够保证化工生产各个环节的安全性与稳定性。积极总结实践经验，在进行化工工艺管道设计工作中，全面优化管道设计方案，有效降低安全事故发生几率，从而保证化工企业生产工作能够安全顺利开展。

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