浅析化工工艺管道设计

张益军（南京红宝丽股份有限公司 211300）

引言

在化工厂中管道工程作为化工工艺的主要构成部分在实际的生产实践中发挥着重要作用。管道把各类设备和系统设施结合起来，构成一个完整的体系，并且它还能确保各种流体运输的安全性和稳定性，发挥保护资源和环境的作用。在实际的生产过程中，化工装置由管道阀门泄露引起的爆炸、中毒等事故常常发生，不但会导致资源的严重浪费，严重的还可能导致人员的伤亡。上述这些事故多数都是由于机器腐蚀或者不科学的管道设计导致的，这就需要我们加强对化工工艺管道设计的重视。

一、管道材料与等级分解的合理性

由于在化工装置中高压系统和低压系统内不同的压力和温度，导致在衔接高压系统和低压系统时务必依照低压关闭管路的等级划分分界点。除特殊情况以外，一般都是按P&ID标准，和当地的实际情况相结合来划分分界点和界限。

管道材料和等级分解一般分为以下几种类型：

1.压力的等级相同，但材质不同。通常情况下，法兰与垫片一般运用低级材质，螺栓以及阀门则是运用高级材质。

2.材质相同，但压力等级不同。法兰，垫片，螺栓以及阀门必须采用高等压。

3.压力等级以及材质均不相同。法兰与垫片则使用低级材质的高压等级，而螺栓以及阀门则采用高级材质的高压等级。

二、塔与容器管线设计的合理性

在化工装置中，塔与容器的管道和线路设计必须要全面考虑其科学的设计原理以及工艺中的特殊需求。主要有分馏塔与回流罐之间的管道线路设置、分馏塔与汽提塔之间的管道线路设置。

1.分馏塔与回流罐之间的管道线路部署安排：当分馏塔运用热旁路掌控塔顶压力时，需要全面考虑热旁路短而无袋形的情形，将调节阀设置在回流罐的上面位置。

2.分馏塔与汽提塔之间的管道线路安排：在通常情况下，分馏塔中装有调节阀组，该气阀组应在汽提塔附近进行安装，进而确保调节阀有足够的液柱。

3.安排部署汽液两相流的管道时，管道上的调节阀应在最大程度上靠近接收介质的容器铺设，达到降压管道的压力，减少和杜绝管道出现震动现象，同时要注意管线不可随意铺设，必须根据实际情况进行相应的科学分析和设计。

三、管道与阀门布置的合理性

管道和阀门的设置应该从蒸汽的吹扫管线的安装和采样点的设置两个方向进行解释：首先，蒸汽吹扫管线是化工设置中相对普通的管线，它主要的作用是能够及时发现漏洞，对于不一样的工艺管线连接蒸汽吹扫线，采取这样的安装方式的好处是当其中一支管线发生泄漏时，可以将这支泄露管线的阀门关闭，不会影响其他蒸汽管线正常工作。其次，将采样点设在主观上，而且在分支前方，需要满足相关工艺的设计要求，防止在死角的位置及水管的底部进行采样，要保障采集到的样品具有鲜明的代表性。

四、冷换设备管线设计的合理性

化工装置的工艺管道在设计过程中，很显然冷热交换管线的设置和其他任何工艺设备管线不同，因为它在设计的过程中有很多复杂的工艺因素，所以，在对管线操作、检修以及管道温度变化过程中，必须对机械化因素进行详细的审查。

1.关于安装的净距离。在冷热设备换热过程中，为了方便检查设备，一般情况下，换热器的出口管道和阀门法兰盘与设备的封头盖法兰盘应该留出相适应的距离，一般情况下，为了拆卸方便，可以将距离大约设置为320mm。

2.关于热应力。在冷热交换设备设置的过程中，通常情况下将换热器的固定点设置在官箱的顶端，换热器热涨直接影响了连接头端管嘴的管道。

3.关于逆流换热。冷热交换设备的冷水在走管过程中通常情况下是从下面进入，从上面出去，可以避免发生故障时，换热器中存有一定量的水，不会导致里面的水被放空。

五、工艺管架设计的合理性

首先，减少管道和之家之间的相对位移。从下图可以看到：在左边的蒸汽管道中，主管道旁边一般情况下都有一个放水小管，如果将左边A点看做是支面上的支架，因为垂直的管段容易发生膨胀，会导致弹簧上下浮动，进而导致整个设备瘫痪。如果想要解决这个问题，正确的设计图应该是如右图这样设计：将支在地面上的支架设在主管道上面，同时随着主管的支架上下浮动，这样的设计有利于降低支架和管道之间的移动距离。

其次，管道支架的合理设置还有利于节约资源，因为弹簧架用时间久之后，弹性就会消失，所以，在管道支架设计的过程中尽量减少弹簧支架的使用。

最后，管线的具体设置。沿塔管线的设置通常情况下只设置一个承载重量的支架，且支架和塔顶之间有焊接线，如果一个承载重量的支架压力过大时，可以增加一个小支架，这个小支架就设置为弹簧支架，并且每隔一段距离就设置导向支架，如果塔回流线和塔壁之间的温度相差比较大时，其产生的伸长量也会随之增大，在水平管段上的第一个支架应该垂直向下，设置弹簧支架，如果管段有多余的距离，可以设置一个导向支架。

结束语

总体来说，化工工艺管道设计是一项比较大的项目工程设计，它不仅需要设计人员有创新意识，而且参与人员必须掌握足够的专业知识，在管道工艺设计过程中要根据实际的情况，设计合理的管道，才能保证化工管道的安全，最后达到化工设备正常运行的目的。

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