浅析塔的管口方位规划

姜涛

摘 要：简要介绍塔的分类、塔的管口方位的 规划，对相应需注意的问题进行了描述。

关键词：塔；管道设计；塔的分类

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.135

1 塔的类别

1.1 蒸馏塔（Distillation Column）

蒸馏塔的是将多成分系的原料经过加热后，以塔中央的下面适当位置为进料层，进行蒸馏或精馏，因此称为蒸馏塔（Distillation Column）、精馏塔（Rectification Tower）、分馏塔（Fractionating Tower）、稳定塔（Stabilizer Column）、汽提塔（Stripper）等。

1.2 反应塔（React Ion Tower）

反应塔是产生化学反应（如分解、结合、聚合等）的塔，种类、条件各异，内部结构也不尽相同，外观为竖直的圆筒形，塔的高度大多比直径大（高度长度之比，工程上常称为长径比），成为细长型（长径比大于1）的塔。

1.3 萃取塔（Extraction Tower）

萃取塔的是将原料中所含的部分成分利用萃取剂（Extracting Reagent）（液体、固体）提取（吸附）分离的方法，通常液体原料采用液体萃取剂来提取，但是也有液-固、气-固-体、气-液-体等各种情形的萃取方法。

1.4 吸收塔（Absorption Tower）

吸收塔是在塔内发生液体吸收气体的塔器静设备，为了使气-液有良好的传质传热，其流向[并流（Cocurrent Current）（或称对流）]、装填位置和内部构造（如填充层、填充物）等设计都要经过周密安排（如温度、压力、流速等条件），才能在工艺流程中获得最好效益和产能。

1.5 洗涤塔（Washing Tower）

洗涤塔是吸附塔和吸收塔的一种。这种塔通常是被吸收物的量很少，被吸收的物质一般是无用物质或仅仅是副产品，非吸收物质是主要产品或目的物质，洗涤塔（Washing Tower）也称为补集器（Scrubber）。

2 塔的管口方位规划

（1）管道设计的工程人员要明确两个概念，即在管道设计中，无论哪个装置，哪个分区，一定要了解什么是配管侧，什么是检修侧。

配管侧顾名思义是指管道所在的主要区域，包括设备与设备，设备与管廊等多数管线布置所占用的区域，这个区域通常是只需考虑管道支撑，管道柔性，管道间距即可，而原则上尽量不可布置需要检维修的阀门，平台、人孔、手孔和压力、温度等就地仪表；操作侧则相反，操作侧顾名思义就是用来检维修的，所以尽量布置需要检维修的阀门管件平台梯子而尽量不要布置没有检修要求的直管和弯头三通等日常不需维护操作的管件，以便节省更多操作和检修空间，方便人员通行和操作。

（2）管道设计人要正确规划和判断配管侧和检修侧，作为框架和塔区，检修侧通常设置在远离管廊的一侧，因为与管廊连接的管线为了保证地面通行顺畅而布置在半空。如果阀门设置在没有平台的空中管道上，操作检修都十分不便，而另一侧，由于有空地可以考虑进入吊车、叉车等工程车辆协助检维修，更有足够的空间设置直梯斜梯和操作平台而不影响整个装置各分区之间的通行。具体平面还要具体分析，每个装置会有细微不同，但大原则是不能变的。

（3）管道设计人员要明确塔区管口规划的优先次序。简而言之，上比下优先，也就是越靠近塔顶的管道通常越优先規划；大比小优先，这是指小管线要为大管线让位，优先把大管线布置的合理安全，然后再考虑小管线；热比冷优先，即温度较高的管线由于热胀变形通常需要优先考虑并进行应力计算，然后考虑温度不高，不用应力计算的管线。除此之外，人孔在所有这些规划中占有更为优先的位置，也就是说，人孔一定要在检修区域，并能方便进出塔的位置，人孔如果比较多的时候，要尽量上下对齐在一条线上，人孔还不可以布置在降液管范围内以免出现危险。

（4）既然上比下优先，大比小优先，那么塔区一般比较重要的管线就是塔顶气相线，塔顶气相线管口一般都布置在塔顶正中间，以便气相能顺畅的从塔顶排出。图1为塔顶管线示意图。

（5）按照从上往下的顺序，接下来一般是塔顶回流线管口，进料线管口通常带有分布器，分布器的形式以及塔内件的构造、还有塔内件的支撑结构共同决定了管口方位是否合理，既要满足物料均匀入塔，还要避免与塔内件构造碰撞：进料线管口应设在远离降液管的地方。

（6）进料线管口：进料线管口应设在远离降液管的地方，见图2。

（7）按从高到低的顺序再说说抽出线管口：抽出线管口如果从塔盘下面开洞加弯头抽出的方式则外部管口可以布置在除了降液管外任何方便配管的方位，如果在塔盘底部水平抽出的话，则要避免碰到塔盘溢流堰和降液管，而方位规划中要有更多限制，两种布置方式的不同之处是管口标高一个在塔盘下面，一个在塔盘上面。只要与工艺专业进行相关意图的沟通，在满足工艺要求的情况下，大多数情况下工艺专业的人员会同意配管专业的建议修改管口标高而方便管口布置。方位需要中间侧线轴出物料的塔，侧线抽出口可以设在除了降液管的位置外所有的位置上。但不要太靠近降液管，最好考虑设在液流均匀之处。

（8）塔器规划的难点再沸器的进出塔管线管口：这根线难就难在温度高，容易给管口造成很大应力，所以需要应力计算，另外，重沸器返塔口通常汽液两相，如果规划不合理，很容易发生震动，所以在支架和管道走向上都有相应的要求。在满足应力的前提下，尽量少做弯头，甚至可以考虑用R=3D的大曲率弯头。这些管口通常与重沸器成一定角度布置，避免管系刚性过大而应力计算无法通过。

（9）塔体上仪表管口：仪表管口有液面计、界面剂、温度计、压力表等，这些仪表管口需设在操作区内平台上、不方便设置操作平台的也可以考虑设置在梯子旁边，原则上是便于观察、操作和检修的地方。

液面计、液面调节器管口：为了读数准确，此类管口应避开进料口回流口等物料冲刷范围内和液面不稳的范围。除非在接这些物料进口处有防迸挡板或塔体有扰流板，则可不受上述范围限制。此外，任何仪表都尽量避免安装在梯子入口附近，防止对上下巡检操作人员产生磕碰、绊摔而发生危险。

综上所述：塔的管口方位布置过程中，所需注意的事项比较多，涉及的专业比较广，通常要设备、仪表、工艺、配管及塔内件厂家共同确认后方可最终出图。对于刚刚入门的设计人员来说，要多学多看多思考，才能保证工程设计的质量，确保国家和人们生命财产的本质安全。

参考文献：

[1]张德江，王怀义，丘平.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].北京：中国石化出版社，2013年 第五版.

[2]中国石化集团兰州设计院标准---配管工程规范 http：//www.

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[3]配管工程规范-塔的配管规定-豆丁网http：//blog.sina.com.

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[4]中石化宁波院工艺专业规定-豆丁网http：//www.docin.com/p-

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