石油化工装置中工艺管道的设计

杨光 成兆坤

摘要：石油化工装置工艺管道设计对整个化工企业来说意义重大，它的好坏会直接影响到化工企业的经济效益以及企业员工的生命安全，高质量的管道设计可以有效防止安全事故的发生。因此，本文对石油化工装置中工艺管道的设计进行了分析。

关键词：石油化工装置;工艺管道;设计

一、工艺管道设计现状

1.1工艺流程设计现状

工艺管道的存在，本身就是为了连接工艺流程，使其工艺流程能够顺畅的走下去，一个合理的工艺流程对工艺管道设计的影响非常大。合理的工艺流程设计可以避免冗杂的工艺管道，既能节约成本也可以降低安全隐患。但是很多石油化工企业，尤其是一些基层企业，为减少投资成本，在建设初期没有进行专业的工艺流程设计只是把其它企业所运用的一些工艺流程进行照搬照抄，使得工艺管道的设计质量偏低。照搬照抄其它企业的工艺流程，自然也就照搬了其它企业的工艺管道设计，但是这带来了很多问题，例如：部分工艺管道照搬其它企业带来很大的安全隐患，将有毒有害物质未经处理排放到了外部，这不仅使得生产风险大大增加，也违背了相关的法律法规。也有部分企业在进行工艺流程设计的时候没有按照相应的消防安全规定进行，工艺流程的设计未按照相关规定，工艺管道的设计自然也会受到较大影响，这就导致在发生紧急情况时无法采取有效的措施去应对，而带来重大的损失。还有企业在未加评估检查的情况下就引入了外国的工艺流程和生产技术，使得工艺管道设计复杂，但是在实际的运行中并没有带来太大的效果。

1.2化工装置布置现状

石油化工中工艺管道的作用就是连接各个化工装置，这就可以直接看出相应的化工装置的布置设计会对工艺管道设计带来多大的影响。化工装置的布置设计会直接影响石油化工工艺管道的设计和后期的维护工作。石油化工的工艺管道数目很大，并且排列紧密，一旦发生事故往往就是灾难性的，一般而言真正的大型石油化工企业会进行工艺流程设计和化工装置布置设计，以保证安全和工艺管

道的利用度。但是一些小型的石油化工企业没有进行这两种设计，导致化工装置布置杂乱无序，工艺管道冗杂，一旦发生安全事故无法进行合理的减灾。

1.3工艺管道路线设计现状

作为石油化工装置中的重要组成部分，工艺管道的路线设置非常重要，设计路线的好坏不仅影响到施工质量、施工安全，还影响到日后的操作安全，因此，我们需要将工艺管道路线的安全设计作为首要工作任务。尽量使用危险性较小、强度较高、耐腐蚀较好的材料，保证化工装置中的危险介质不会从管道中泄漏出来，减少事故发生的几率。

二、石油化工装置工艺管道设计

2.1管架的设计

石油化工装置管道的支架结构设计是管道系统设计的重要部分，管架系统可以支撑整个管道，也可以提高管道的稳定性。管道设计必须满足管道长期输送介质的稳定性要求，确保管道系统安全输送。一般的管道设计需结合弹簧架和支架的合理搭配，这样的管道设计性价比较高，可以节省成本和管道不稳定等现象产生。

2.2装置塔及立式容器设备的管道设计

石油化工装置管道的塔和容器设计，需考虑其介质形态和工艺原理。当气体和液体相向而流时需要将调节阀装在能接触介质的容器边，这样设计可以减少管道内压，也能减少装置管道的震动现象。从设计原理角度出发，在汽堤塔和分馏塔之间设置一组靠近汽堤塔的调节阀组，而回馏罐和分馏塔之间设置一个在回馏罐上部的调节阀，分馏塔内部的塔顶压力采用无袋形且线路短的热旁路来控制，以便于液柱在调节阀之前达到管道设计规范的标准。

2.3装置泵的管道设计

泵的管道设计需满足其正常使用及检修等要求的前提下，更要考虑热膨胀对泵出入口的要求，来减小泵嘴处的应力现象。在满足泵的管道设计要求下，尽量减少泵口处管道的长度。对于往復泵，因为脉动的存在，应尽量减少管道弯头数

量。管道布置时，离心泵需要有一侧设计泵的检修维修，往复泵预留空间进行活塞及拉杆拆卸和检修，立式泵上方应有检修空间。泵的吸入口有变径时，使用顶平大小头，避免泵嘴集气对泵造成气蚀，泵吸入口前有3DN直管段，减少对泵叶轮的影响。泵出入口管道合理设置承重支架和导向或者止推支架，减小泵嘴应力及力矩。

2.4管廊上官道的设计

管廊是沿着管道或设备外布置，形成走廊，可连通装置内的设备。管廊上管道的合理设计可以提高设备装置的安全性，节省成本。大直径重管道应布置在靠近管架柱子的位置或设计在管架柱子的上方，小直径的轻管道布置在管架的中心部位。合理的设备平面布置是依据工艺流程在管廊两侧布置设备，因此应设计联系管廊两侧的设备，管廊中间应设计公用工程管道。当设计为双层管廊时，一般气体管道、热管道尽量布置在上方;液体的、冷的、液化烃、化学药剂及其他有腐蚀性介质的管道宜布置在下方。

三、石油化工管道设计注意事项

3.1应注意管道的布置在进行石油化工管道设计的时候应时刻注意合理的对管道进行安排，在进行管道布置的时候应注意管廊上的一些附加余量，在管廊上的设计余量应该设定为10%-20%，但伴随装置的运行和不断的改造，可能会出现一些有更高的数值，但是在进行相关的热应力管道规划过程中，往往只需要布置在两边就可以了，这样可以大大方便n形补偿器的设置。

3.2严格控制采购材料石油化工管道的材料对管道运行安全有着重大的影响，特别是金属材料，因此必须严格控制选择材料的科学性合理性。首先要重视管道材料的采购，严格把控采购材料的质量、数量，以及相关的技术文件和产品规格，其中为了确保管道施工的进度，在采购材料时需要附加2%-20%的量，当然如果设计与施工水平有保证，附加量可以适当降低。在材料进厂以后需要针对材料的质量、规格、数量等相关事项进行核对验收，保证采购材料与需求一致。

3.3重材料检测及低温损害的处理对于许多金属管道的材料而言，都需要进行一定的水压和气密试验，并且要按相关安全级别对不同的阀门进行一个合理的水压测试和调试抽检。当发现石油管道的工作环境温度过低的时候，因为低温可能造成管道所能受到的压力和冲击力程度极大的下降，很容易就会发生破损的情况。当出现操作温度等于或低于零下20℃的时候，就必须要依照实际的要求对低温材料进行选择。

四、结束语

当前我国在发展的过程中，石油化工行业整体的发展现状较为良好，为我国经济的稳定发展奠定了较好的基础。实际发展的过程中，关于石油化工装置工艺管道设计问题，也引起了作业人员以及研究人员的关注。未来发展的过程中，石

油化工企业为了保障石油化工装置工艺管道的设计效果，并且促进企业的稳定发展。实际发展的过程中，应朝着安全性、合理性、耐久性、经济性的方向进行发展。

参考文献：

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