浅析化工工艺管道设计

曹志军（华东理工大学工程设计研究院有限公司，上海 201306）

浅析化工工艺管道设计

曹志军（华东理工大学工程设计研究院有限公司，上海 201306）

化工厂中，管道具有关键和特殊的作用，是连接各设备、系统的主要载体，能够提高流体运输的安全性和稳定性，是化工厂的重要基础设施。而管道的敷设是一绝化工工艺管道设计进行的，设计的科学性和合理性直接决定管道的传输质量，是化工企业建设应该重点考虑的内容。本文以此为切入点，探究化工工艺管道设计的要点，旨在提升化工管道的安全性和稳定性。

石油化工；工艺管道；设计

石化企业中，管道中运输的流体物质大多为易燃、易爆、易挥发的危险品，存在一定的危险性，如果管道设计不合理将造成危险品的泄漏，引发严重的生产、安全事故，对企业造成极大的安全威胁。所以，重视并加强化工工艺管道的设计工作是极为必要的，应该从管道材料、管线设计、阀门布设等方面入手进行设计，设计出安全、合理的化工工艺管道系统，满足化工厂的正常生产需要。

1 管道设计工艺路线的安全设计

工艺管道中存在大量的易燃、易爆危险品，一旦泄露将产生严重的安全事故。所以，在设计时，应该充分考虑工艺管道设计的安全性，将安全问题视为设计的首要原则，放在第一位进行考虑。具体来说，设计时应该充分考虑管道的材质问题，选择耐腐蚀、高性能的材料作为管道材质；其次，应该在管道系统中加装警报装置，某一区域或管线出现异常后及时报警，避免事故的进一步扩大，提高管道维护、保养的针对性；第三，应设置联动闭锁装置，某一区域发生泄漏事故后，操作特定装置即可完成事故区域的隔离，将事故的危害性降到最低。

2 管道材料与等级分界的合理性设计

化工系统中，根据管道内部受压的不同，可以分为高压系统和低压系统，两个系统之间存在较大的温度、压力差异，应该明确两者的界限，形成正确的分界点和分界线。具体来说，不同情况下的材料选择及连接方式如下：

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 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。

3.1 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。

3.2 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 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。

5 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：

5.1 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。

5.2 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 结语

总体而言，化工工艺管道的设计责任重大，关系到系统的安全性和合理性，与化工企业的安全状况紧密相关，应该引起设计人员的钟声，根据工艺的特点进行合理的管道设计，确保管道设计的合理性、安全性。

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