石油化工装置工艺管道设计策略

闫莉

(汇智工程科技股份有限公司宁夏分公司，宁夏 银川 750000)

0 引言

在社会经济发展过程中，石油能源的应用必不可少，该资源的利用对我国经济社会的发展提供了基础支撑。在经济快速发展中，石油的需求量不断提升，因此，石油化工企业在社会上的影响力也备受公众的关注。目前，部分石油化工企业的生产规模不断扩大，各种先进装置和设备应用也不断革新。因此，对石油化工装置的管道设计进行探讨，对石油化工企业的开采和生产具有十分重要的意义。

1 管道设计的重要性

在进行石油开采时，其开采装置的稳定性对其具有直接的影响，而装置的稳定性与装置自身的科学设计有关，在进行石油化工装置设计时，管道设计的合理性可以有效提升企业产能。由于石油原料具有其自身特殊性能，石油自身的危险性能较大，因此，对其开采装置的设计要加强重视，通过合理的设计来保证企业生产的安全性。

在进行装置管道设计时，需排除管道易发生危险的情况，装置设计必须在保证安全的基础上展开，同时在进行管道设计时，要尽可能提升管道自身的抗压性能，满足石油企业生产过程中较为复杂的工艺流程。除此之外，管道在使用上应具有耐高温、耐腐蚀的特性[1]。因此，在进行管道设计时，可以通过不同的管道颜色来进行区分，使得管道布局更加均匀合理。通过加强对石油装置管道设计的研究和改进，来降低企业生产过程中安全事故发生的可能。

2 石油化工装置工艺管道设计的现状

2.1 工艺流程现状

在对石油化工装置管道进行设计时，其装置的工艺流程图是其管道设计的前提，合理的工艺流程图可以有效提升装置管道设计的性能，优质的工艺流程可以有效降低管道设计过程中的弊端，使其设计更加合理有效。在进行管道设计时，根据工艺流程来分析设计，可以使设计工作投资力度更小，减少装置使用过程中出现危险事故的可能性。

因此，在石油化工设备装置的方案设计中，要尽可能的对于开采过程中的工艺不断进行优化，简化工艺复杂性能，进一步提升管道设计的实用性。

2.2 化工装置布局情况

目前，我国在化工装置布局设计上也存在有很多的弊端，由于石油化工企业的设备装置布局设计较为复杂，使得化工装置后期的保养和维修等工作较为繁琐，在日常的维护保养过程中投入的资金成本较高。除此之外，石油化工企业装置布局中管道数目较多、管道排布复杂，使石化企业的管道在日常的管理过程中易出现误差或管理不到位的现象出现。为了不断提高石化企业装置管道位置摆放布局的合理性，要不断加强对装置的优化，使装置之间的连接更加有条理，减少装置使用过程中易发生的危险性。

2.3 线路设计情况

在石油化工装置管道设计上，目前管道线路相对较为复杂，其线路在使用上功能较为单一，可根据管道规模和其应用性能，扩大管道设计的功能范围。因此，在石油化工装置的管道设计时应规避以往复杂管道线路布局的弊端，尽可能缩短线路占地面积，扩大其使用性能，有效提高装置设计过程中管道的有效应用性。

2.4 管架设计

在进行石油化工装置设计时，要加设管架设计，管架的设计是为了能够保障其管道安装的稳定性，通过管架进行支撑，减少管道运行中管道内压力对管道的影响。目前，我国石油化工企业规模不断扩大，管道应用也随着工作模式和多样性特点逐步增加。因此，设计管架以更好地保证装置应用性能，改善以往管架的单一性特点，对其进行改善，使其在质量得到保证的同时提供更大的支撑力。

3 石油化工装置工艺管道设计原则

3.1 明确管道可操作性原则

在石油化工企业生产中，管道是能源运输的主要通道。因此，对化工装置石油运输管道的设计应加以重视，在设计时要使管道口泄压的水平线高于安全阀，使设计在使用操作时更加灵敏，有效提升工作人员的工作效率。

3.2 坚持因地制宜的基本原则

在石油化工装置设计时应结合使用位置展开设计，确保装置在安装和使用上更加合适便利。例如根据装置管道的安装位置选择施工材料，防止在管道最低点时液体出现凝固现象，防止管道使用过程中出现胀管现象，通过对装置现场进行实际考量，加以科学选择原材料，更好地保障装置工艺管道运行处于正常状态。

3.3 控制设计成本，保障设计质量

在进行石油化工装置工艺管道设计上要加强其设计过程的质量要求，在保障设计成本最低化的同时加强设计质量要求，可以使得装置设计应用性更强。管道设计易受到外部多因素的影响，因此在进行设计方案选取时，要结合多方面考虑，避免设计中途出现不合理的现象，减少装置工艺管道设计出现成本偏高现象。

4 石油化工装置工艺管道设计内容

4.1 管道和阀门设计

在进行石油化工管道装置设计时，对其设计的合理性要充分考虑，合理性设计管道和阀门上易出现问题的可能性，重视对管线位置和采样点的确认，在管道主要位置进行采样，可以避免信息收集过程中出现数据不全的现象。对采样最终位置确认时通过各分支点管线位置的连接进行确认，从而实现采样点信息的全面性[2]。同时，在进行管道和阀门设计时，要加强对管线的吹扫工作，该步骤开展主要是通过蒸汽进行吹扫，这一步骤可以有效防止管道出现密闭性不良的现象。吹扫工作一旦发现泄漏时，要对该处的管道进行及时封闭，以确保其他位置不受影响。该设计方法可以有效防止生产过程中能源浪费现象，有效降低生产损耗。

4.2 设计塔管

在进行石油化工装置管道设计时，塔的管线设计十分重要，其设计过程具有较强的综合性，设计内容较多，其中分馏塔和汽提塔是其管线的一部分，设计过程要了解到塔和容器的管线具有相互交叉的性质。因此，在设计时应该对这一特性和介质的状态进行充分的利用，使得塔管线布设更加合理。同时，在分馏塔和汽提塔的中间设计一个阀组调节，该调节阀组主要用于控制分馏塔和汽提塔之间的压力变化，使两塔之间的压力始终保持相对稳定。在设计时要清楚分馏塔塔顶的压力易受到热旁路调控的影响，其热旁路可对温度进行调控。因此，其保温性能尽可能短，避免其产生液体留存现象，通过对回馏罐上端的调节阀进行更改，使得冷却器的高度低于回馏罐的高度。

4.3 设计泵

在石油化工装置工艺管道设计过程中，其设计的合理性离不开对泵体的设计，只有泵的工作状态较为稳定才能够确保装置运行稳定。因此，在前期需要对其吸料管的安装和使用的安全性能进行确认，防止液体流入到泵内，使得涡流出现漂移现象。通过对液体流量进行平衡，从而改善水头的安装位置，减少气体产生阻碍的可能性，这些前期工作是提升泵使用效果的关键，可以有效使泵的使用年限增长，减少使用过程中成本的支出。

在进行石油化工装置工艺管道设计时，需要对泵的输入位置进行设计安装，可以有效减少泵受到直接冲击的可能性。在进行直管安装时，通过分析管道形状来进行安装，不同的管道之间所产生的管冲击力不同，对于侧面吸收泵安装时，其应选择直管长度是管道直径3 倍左右的长度，通过该方式当液体进入到泵时，其液体会出现一定的缓冲现象，使管道和泵之间处于平衡状态[3]。

4.4 设计冷却设备的管线

在进行管线设计时，冷换设备的相应管线设计与其他相比较为简单，冷换装备管线设计需符合PID标准，再进行管道线路的经济性和使用柔度上加强考虑。因此，进行管线设计时所采用的原材料一般选择合金不锈钢，同时管线多使用长度较短，接头较少的管线。在进行冷换设备的管线设计时，要加强对设备检修和管道热应力方面的考量，管道外壳的热转换具有集中和单独排放两种不同的形式。因此，管道布置时应确保其位置空间，避免其妨碍管箱和其他部位的拆卸空间大小。同时，阀门和调节阀组与转换器之间的操作要具有连接性，调节阀组要保持一个平稳状态。在进行热转换器管道设计时，应将其周围的温度计放置在通道位置，便于人员进行观看，同时可以有利于人们更换管体。通常情况下，热转换器多固定在管箱端口处。在进行设计时要充分考虑端口处热应力是否会产生位移，管道设计要合理、要充分优化管线的性能，避免其端口承载过大热应力，从而导致膨胀。当管道出现温度较高情况时，需要保证管道形状具有一定的可变形能力，及时对其进行导向支架布置。

4.5 冷换设备

冷却器、换热器和冷凝器的总称为冷换设备。在高压和高温环境下，冷换设备使用冷热介质进行导管内部的冷热交换工作。为了确保化工工作环境的压力系统符合相关标准，需要保证换热器管道的韧性符合国家政策规定的标准。根据换热器本身的特点，应尽可能将压力表、阀门、元件、组件和温度计等部件的安装位置靠近维修通道，以实现整个维修通道的便利使用。在管道设备进出口的设计中，需要首先在分界处设计闸门、阀门，并追加盲板和孔板，以保持相通状态。这样的设计能够确保一旦管道出现故障或需要维修，也不会影响石油化工原料的正常运输，保证管道运输工作如期进行。为了确保工作人员的使用操作安全，减少操作使用的危险性，需要保证空冷器入口位置和分管连接保持50 mm 间隔，气温恒定地区主管位置要安置冷凝设备。在低温地区，冷凝器需要安置在旁通阀水管之上。此外，还需要准备防积水装置、放空阀等配套设备，确保管道的内部干燥，使整个冷凝液分布均匀，保证设计的布局结构保持一致，从而使液体流动均匀。

4.6 人员组织工作

在进行化工装置管道设计时，设计过程需要多方面人员参与配合，管理人员、后勤人员、施工人员要统一协调，才能够促进管道设计工作的有效顺利开展。在进行化工装置工艺管道设计时，要确保设计组所收集的各项数据信息准确，同时设计人员要多进行相互沟通，确保工作状态更加有序化和准确化。

在进行设计时，要重点关注设计的使用效果，确保使用过程中不出现安全事故，顺利完成工作任务。在整个石油化工装置工艺管道设计过程中，其装置安装所需时间较长，而在工艺管道铺设过程中，其铺设施工技术水准要求较精确。因此，在进行设计时，要将铺设过程中所需时长汇总到整个施工过程中，以防现场突发状况，使得化工装置管道铺设无法完成，从而给单位造成相应的经济损失。

因此，在进行项目开展时，需要配备相应的优秀技术人才，相关人才通过各作业岗位的相互协调，使施工内部更加衔接和各工序顺序进行，使整体工作更加稳定。石油化工管道设计工作人员应具有全局意识，通过整体来判断事物发生的规律，使得工作在安全的前提下开展。同时，管道设计要增加人性化，使得后期管道维护作业更加便捷。设计人员还应该统筹考虑施工材料的选择，选择环保、绿色、对生态无污染的材料开展作业，确保对生态环境的破坏降到最低。

5 石油化工装置工艺管道设计策略

5.1 关注管道质量

在进行石油化工装置工艺管道设计时，首要关注管道质量，确保密封效果完全符合标准，避免任何泄漏风险，并有效防止腐蚀和物理损害等问题。石油化工装置工艺管道通常会受到应力腐蚀、局部腐蚀、大气腐蚀、均匀腐蚀等不同形式的损害，而腐蚀本身也具有复杂的化学反应特性。因此，在设计之初必须明确管道质量的要求，综合实际情况降低管道腐蚀风险的发生率。管道在运输过程中会受到温度等因素的影响，从而产生物理损害[4]。例如：在低温下，管道脆性增加，受压力冲击后容易断裂；在高温下，管道性能结构失衡，发生蠕变失效事故的概率会大幅上升。因此，在设计阶段必须明确管道质量参数，以确保所使用的管道具有稳定性，完全符合当前石油化工装置工艺管道的标准要求。

5.2 环境因素以及设计过程中的注意事项

在进行设计实验时，要对现场环境因素进行充分考量，确保整体环境在可控范围内。对于存在影响的环境因素要进行整合，统一到方案设计过程中，找到相应的管理办法，从而确保其不影响实际作业进度的开展。例如对于管道应用过程中由于其温度低，管道压力出现失衡状况致使管道完整性和使用寿命受到影响的情况，在实际操作时应针对性对温度进行调控，根据实际环境进行温度调整或根据环境选择更具针对性的材料。如在低温段选择配备低温材料，从而有效避免由于现场温度过低，从而使得材料受损现象的发生，对现场环境温度信息要及时收集。同时，针对管道内温度带来的影响进行监督，找到专业性的解决方案，从源头上来提高石油化工装置工艺管道设计的质量，从而加快其设计方案的推进和落实。选择相应的材料是有效推动设计落实的关键，同时也是保障设计工作有效的重点所在。例如，在管道的材料选择上，材料的选择直接影响其后续作业的稳定性，因此，在进行管道设计选取时，要根据其等级和使用位置来确定。同时，金属垫片和其他配件的规格、功能等要进行充分的考量，确保其应用满足设计标准。

在对管道温度进行设计时，要通过理论与实际相结合的办法来确定管道可承受的隔热温度参数，从而促进作业环境温度参数更加符合设计方案。在进行石油化工装置工艺管道设计时，其材料的选购是其重要部分，因此在进行材料采购时，要明确其技术要求和相关的采购规模，确保其满足实际应用，避免在使用过程中出现材料短缺的现象。通过监控管理的方式，不断提升改进设计方案，使设计工作效率更高。在此基础上，按照厂商采购单的内容，对管道使用材料进行动态监控。根据当地环境进行材料选择使用，要不断优化监督指标，确保石油化工装置工艺管道的设计质量为后期石油化工企业工作的顺利开展提供有力保障。

6 结语

在石油化工企业生产过程中，对装置的设计安装至关重要，石油化工装置在进行工作时，工作状态较为复杂，设备装置应用过程存在一定的危险性，对现场生产操作人员的生命财产安全可能具有危害。因此，要不断加强石油化工装置工艺管道的设计，确保装置安装和使用的质量，从而避免安全隐患的发生。文章通过对装置泵管线设计、塔管线设计、阀门设计以及管道材料等方面进行分析探讨，通过不同方式的装置设计，为装置设备的应用过程更加安全有效，为企业操作人员的生命安全保驾护航。