石油化工装置中汽轮机管道设计探讨

刘善成

摘 要：汽轮机是石油化工装置中的重要设备，关系到整个装置的正常运行，在汽轮机管道设计过程中，设计人员要保证管道的柔性，合理设置支架，使得汽轮机可以安全稳定地运行。石油化工行业是高危行业，在输送可燃易爆气体时，管道设计的合理性是非常必要的，通过合理设计汽轮机管道，可以有效保证石油化工装置汽轮机的安全运行。

关键词：石油化工装置;汽轮机;管道设计

在石油化工装置中汽轮机发挥着重要作用，由于蒸汽轮机的众多优点，大多作为压缩机的驱动设备。汽轮机可以将蒸汽热能转化为机械功，在石油化工装置中具有重要作用。汽轮机的管道设计对于汽轮机的正常使用非常重要，在汽轮机的管道设计中，一定要重视管道支架、阀门设计注，重管道安装和材料质量。

1 石油化工装置中的汽轮机管道设计原则

在石油化工装置的汽轮机管道设计过程中，要首先计算管道应力，在管道应力计算完成后，经核算不符合要求的，需要提供给汽轮机制造厂再次进行检验。汽轮机主要管道包括进汽、排汽、蒸汽管道，管道的各项系数都会对汽轮机的正常使用产生影响，在管道设计中必须要保管道足够的运行和施工空间，减少工作状态下管道的推力。在布置管道时要考虑到管道支架所需的空間，汽轮机进出口管道走向可以通过增强柔性，吸收管道热位移和附加位移，加大管道柔性，细化管道中更大的拐弯和弯头，从而使管道拐弯处柔性更大，受空间限制以及压力损失、管道施工和材料费用增加等等影响，管道事先要通过完善的设计来确定分布状况，从而达到减小管道对于汽轮机热胀力和力矩的目的。蒸汽轮机管道位移一般较大，因此在布置管道时要尽量将管道分开，必须要并排布置或交叉布置时，一定要保证管道空间足够，便于后期操作，汽轮机进出口切断阀、输水阀要集中布置，不妨碍日常检修和其他操作。

2 石油化工装置中的汽轮机管道布置

2.1 蒸汽轮机的管道支架布置

蒸汽轮机的进出口管道架设直接关系到管道嘴受力和力矩大小，管道支架设置不合理，容易造成机组振动，影响机组的正常工作。汽轮机进气、排气管嘴都应朝下，管道嘴处的进汽、排汽管道要设置弹簧支架或吊架，管道要设置导向支架，只允许管道上下位移，防止水平位移，靠近汽轮机的管道支架可以放置在蒸汽轮机基础柱子上。

2.2 汽轮机管道安装要求

石油化工装置中汽轮机的管道安装单位必须要具有相应的资质，施工人员、技术人员也要具备相应资格，特殊工种必须持证上岗。安装前要对施工图纸进行审核，做好图纸会审工作和技术交底，编制施工组织设计方案，设计方案在施工中出现问题的，要及时组织技术人员进行检验处理，在施工开始前要做好安全文明施工措施和质量管理工作。安装前要首先验收预留孔洞和预埋构件，在开工准备时要提前配齐技术管理人员和各工种施工人员，相应器械、设备、工具等等要定期进行检查，保养使用的材料设备必须要符合施工技术规范要求，安装单位要提前进行报验检查，管道焊接中焊缝外观要求饱满、焊透，表面光滑，不得有裂纹、气泡、夹渣等等缺陷，在管道涂漆时使用的油漆必须具有合格证，杜绝三无材料和产品，保证管道质量。

2.3 管道安装后的试验和清洗工作

管道的严密性是汽轮机安全工作的重要前提，一旦管道质量出现问题，出现渗漏、缺损等问题，就会导致汽轮机整体运行存在隐患。要检测安装管道的严密性，可以采用水压实验，水压实验使用的水要水质洁净，将空气排净后，根据图纸规定，管道内达到试验压力后保持10min再降至设计压力，之后对管道进行全面检查，管道除泵或阀门外，不得有渗水或泄漏痕迹，渗漏后要处理缺陷后再进行试验。清洗过程中要清除管道内的杂物，先将指挥阀芯拆除，清洗结束后复原，将水管接入排水井中，使用澄清水，用水泵能达到的最大流量进行连续作业，保证管道内污垢和杂物清除干净。

2.4 注意事项

蒸汽轮机进出管道应设有排汽设施，可以防止水进入到蒸汽轮机，保护叶片免受损坏。在入口管道设计一定的柔性，从而吸收热胀量和入口管嘴的附加位移量。蒸汽轮机的蒸汽压力一旦过高，就会导致汽轮机转速过快，外壳超压损坏，因此在入口管道上应当安装调节阀和安全阀，稳定蒸汽压力，维持恒定的汽轮机转速，在超高温下运行的蒸汽轮机开机前要做好预热，设置管道直径前要保证可以通过的蒸汽量不会使汽轮机转动失去平衡。在蒸汽轮机突然停机时与排气管道相连的管网中会产生蒸汽倒流，造成汽轮机反转，因此排气管道必须要设置指挥阀，在蒸汽轮机排气温度高于蒸汽管网温度时，一定要在蒸汽管道上设置减温器，使得蒸汽在进入减温器后才能进入管网，保证蒸汽轮机的有效处理。可以设置安全阀，设置在切断阀前，并引至厂房外，设置消音器，在管道上设置固定支架并分段考虑布置，靠近排汽管的管道要具有更大的柔性，从而使在高温状态下排汽管最大的推力和力矩小于允许值。

3 结语

在石油化工装置汽轮机的管道设计中，进汽、出汽、排汽管道是非常重要的部分。要保证管道一定的柔度，从而维持管道的正常运行，就要适当调整管道直径和管壁，做好管道布置、阀门安装，同时控制材料质量、施工质量，保证管道以及整个石油化工装置的安全运行。

参考文献：

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