石油化工装置工艺管道设计探讨郭娜

石油化工装置工艺管道设计探讨郭娜

郭娜

辽宁省鞍山市台安县工业园区缘泰石化有限公司辽宁省鞍山市114100

摘要：目前，我国的国民经济在告诉的发展，以及对能源的开发利用技术不断提高，我国的石油开采以及工业化程度也逐步提高，迈进了石油工业大国行列。随之而来的是要不断更新石油化工装置以及逐渐扩大的规模。石油化工装置管道的设计正确与否，对于其是否能够按照要求正常运转十分重要，所以这方面的设计研究应该得到充分的重视。并且再设计管道时候需要相当高的精密性，否则将会影响到管道方方面面的性能以及安全性。

关键词：石油化工装置；管道设计；工艺设计

引言

我国石油化工产业进入高速发展阶段，而化工装置管道设计逐渐演变为设计为主导的行业。但是由于其设计过程复杂，生产过程要求高，条件严格苛刻，必须提高管道设计的合理性，以及提高操作人员的专业素质。合理运用规定标准以及理解工艺设计意图，操作过程更加规范化，以此来克服生产过程的不利因素，提高生产效率。注重设计过程的安全性和实用性，安装简易性以及拆卸维修的简便性等。本篇从多个角度透析多方因素来探讨石油化工装置工艺设计。

1影响石油化工装置工艺管道设计的因素

1.1压力管道设计

压力管道是能够承受内压和外压的管道，其可用于管道的输送、分配、混合、分离和排放等。压力管道的组成和管道支撑零件种类繁多、数量大，安装环节多，选择复杂。所以压力管道是影响石油化工装置工艺管道设计的重要因素，在选择不同压力管道时需综合考虑实际情况，在节省成本前提下保证质量安全。

1.2物理损伤

石油化工装置的管道因为温度变化会产生物理损伤，主要有高温破坏和低温脆断等方面，其中高温破坏主要表现在碳钢回火破坏、墨化和蠕变等，低温脆断主要表现在当温度较低时，钢材冲击韧性降低，导致管道的脆断破坏。所以，石油化工装置管道必须避免高温和低温交替，交变荷载转化等现象导致的管道疲劳或断裂等问题。

1.3管道材料和管道等级

石油化工装置中的管道材料，需要具有耐高温、高压等性质，常见的石油化工管道材料都是使用不同的管道材质。由于不同石油具有不同的压力，在实际管道设计中，管道设计的选择不仅需要满足石油装置管道耐高温及高压的性质，还要能够抗其腐蚀性。按照不同环境下需要的材质来选择管道材料不仅可以满足生产工艺要求还可以节省成本。石油化工管道设计的过程中，管道材质等级需要按照实际介质压力特性情况来选择。设计人员对于石油化工管道等级的选择，需要做到以下几点：掌握物料的性质以及工艺操作参数。特别对有毒的、易燃、易爆、存在腐蚀性介质的，需要重点设计。石油化工管道配套的阀门、螺栓、法兰以及垫片等也要根据不同压力选择其等级。

2石油化工装置工艺管道设计技巧

2.1支吊架设计技巧

支吊架是否合理直接影响管道性能，只有合理的支吊架才能满足管道寿命需求。支吊架设计主要围绕管线进行承重架设计，当前使用的是非钢性支架，在设计时应当保证塔顶封头焊缝与支架顶的距离保持在150MM以内，而且要在固定间隔上使用支架设计。弹簧支吊架安装起来较为麻烦，而且弹簧支吊架较贵，因此可以尽量少用弹簧支吊架，同时不可以采用多吊架的设计方式，要调整好吊架偏转角，保证吊架的稳定性。

2.2管道线路设计技巧

管道线路设计是保证石油化工工艺管道合理性重要任务。为确保石油化工工艺管道设计满足需求，要务必明确石油化工装置管道设计中的环境问题。首先，要根据管材的性质与质量，保证给石油化工装置管道提供良好环境。其次，对石油化工装置的管道管材提出必要的具体要求，要保证管材达到管道工程的基本要求。第三，在线路设计时采用合理设计方式，突出必要的性价比需求，如果工艺管道管材的性能不佳，安全指数达不到要求，必然会缩减化工装置的寿命，影响化工工艺管道质量。

2.3管道泵的设计

管道泵的设计主可以使用偏心异径管与直管段技巧。首先，偏心异径管可以用于泵的入口处，偏心异径管可以确保泵的工作效率，是泵的管线设计的核心工序，设计人员应围绕安装泵时要需要，根据泵入口的管径进行合理设计调整，并且预设使用顶平安装法，这样可以减少低点排液的操作步骤，简化管道安装程序，同时节省管道照明时间，还能够节约施工资源。其次，还可以使用直管段设计法，为了有效的防止因为操作不当对工艺管道造成的损坏，可以设计预先防护措施，例如，流体流入泵时可能会出现漩涡流问题，这会打破叶轮内的平衡状态，从而造成大面积的气阻问题。因此在设计石油化工管道装置时要在泵入口处接入一根直管，起到缓冲气流的作用。具体要求设计者在设计管道时要充分的考虑泵的类型，要根据泵的功率、体积、对称性合理的行管道设计操作。第三，在管道泵的设计中还要充分考虑管道的柔性因素，要根据泵的回旋机械的特质，充分考虑因为转轴偏向而影响泵的正常运转造成的问题。因此要在管道推力方面加强设计控制，设计者应当精确计算轴的偏转的方向，以及管道推力之间的规律，并且仔细计算推力的范围。同时还要在设计时考虑热管道的特殊性，要根据热应力情况合理的调整管道设计，从而达到有效节约设计施工成本目标。

2.4管道阀门设计技巧

管道阀门设计主要用于对管线进行管控，防止管线的局部问题引发管道的连锁反应。为了避免管线介质的泄露，需要分别将吹扫线连接在两条不同的工艺管线上，一旦其中某一条分支管线出现泄漏的不良现象，可以及时关闭切断阀，将故障管线与正常的工艺管线隔离开来，避免影响到其它管线，这样才能保证总管线的正确运转。通常管线的采样点要设置在主管线上，不能把采样点设置在管线死角，必须保证管线采样有代表性，以免管道内有异物造成管道堵塞，影响采样工作顺利完成。

2.5塔的管线设计

塔的管线设计时要根据介质的相态以及塔的工艺原理合理的进行管线设计，油品通过分流塔到气提塔之间要有调节阀装置，保证调节阀之间的液柱高度足够高，调节阀应当在靠近气提塔一侧安装。分馏塔塔顶压力主要采用热旁路的控制方式，并且将调节阀设计在回罐的位置，而且要保证回流罐的位置高于冷却塔位置，这样可以有效的避免积液而导致的问题。在管道设计时还要减少管道内部的压力压降问题，要对系统内气液两相管道进行优化设计，有效减少管道内部的降压问题，尽可能的避免管道的大幅度振动，调节阀要尽可能的靠近接收容器的介质。

3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。

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。

结语

石油化工装置工艺管道设计必须考虑相应的合理性与实用性，以及考虑以后的维修复杂度和成本。同时设计人员应该充分掌握现行行业的设计规则、规定标准，提高相应的专业知识，不断提高自身素养与创新能力，满足新时代下对管道设计的新要求。

参考文献：

[1]蔡尔辅.石油化工管线设计[M].化学工业出版社，1986.

[2]贺安良.关于推进化工管道设计技术进步的几点意见[J].化工设备与管道，2000，（1）.